背景:　　 骶骨椎弓根螺钉固定是腰骶融合中普遍使用的固定方法。作为脊柱的尾端固定，由于骨密度、局部解剖和生物力学等诸多因素的影响，骶1(S1)椎弓根螺钉固定具有较高的失败率，其中钉-骨界面的松动是一种常见表现形式。为提高S1椎弓根螺钉的固定强度，降低螺钉松动的风险，有学者主张采用穿透骶前皮质或S1上终板的双皮质固定和穿透骶骨岬的三皮质固定等技术。由于S1椎体前面存在较大的安全区域，在骶骨通常采用双皮质椎弓根螺钉固定技术。　　 骨质疏松是导致椎弓根螺钉松动或拔出的一种重要因素。作为预防和补救的手段，出现了众多提高螺钉固定强度的技术，包括增大螺钉直径和(或)长度、表面凸凹不平螺钉设计、膨胀螺钉及填充条状骨、可吸收聚合物或骨水泥(polymethylmethacrylate，PMMA)等，其中PMMA强化技术以其操作简单和即刻稳定效果良好而被广泛使用。骶骨的解剖结构表明，椎弓根粗大且富含松质骨，适合于PM恤强化技术。目前，尽管有关于PMMA强化补救松动S1椎弓根螺钉的报道，但是，固定初期使用PMMA强化对S1椎弓根螺钉固定强度的影响及在不同骨密度状态下使用PMMA强化的生物力学效应仍未明确。　　 在胸椎和腰椎，众多生物力学研究表明椎弓根螺钉的固定强度与骨密度存在显著的正相关性。然而骨密度对骶骨椎弓根螺钉锚定强度的影响仍未明确。而且双皮质与PMMA强化骶骨椎弓根螺钉在骨质疏松状态下何者更具生物力学优势，以及在不同骨密度下使用PMMA强化技术的必要性尚未明确。　　 目的:　　 (1)在骨质疏松骶骨上，比较双皮质S1椎弓根螺钉与PMMA强化单皮质S1椎弓根螺钉的固定强度。　　 (2)评价骨质疏松程度对双皮质S1椎弓根螺钉和PMMA强化单皮质S1椎弓根螺钉固定强度的生物力学影响，以明确此两种技术的适用范围。　　 (3)评价腰椎骨密度与双皮质S1椎弓根螺钉和PMMA强化单皮质S1椎弓根螺钉固定强度的相关性。　　 方法:　　 25具骨质疏松成人新鲜尸体脊柱-骨盆标本用于实验。切取完整骶骨后，按双能X线吸收测定仪(dual-energy X-ray absorptiometry，DEXA)测定尸体腰椎的骨密度(bone mineral density，BMD)值将骶骨标本分为以下三组：A组(N=9，BMD=0.7～0.8g/cm2)、B组(N=8，BMD=0.6～0.7g/cm2)和C组(N=8，BMD＜0.6g/cm2)。在同一骶骨标本的S1左侧置入双皮质椎弓根螺钉，右侧置入PMMA强化单皮质椎弓根螺钉。使用MTS实验机对螺钉尾部进行30～250N的疲劳载荷2000次后，测定椎弓根螺钉的下沉位移和轴向拔出力。　　 结果:　　 (1)A组和B组中的所有螺钉均未出现锚定失败(定义为2000次载荷中，螺钉下沉位移超过2mm)。但是，在C组中，双皮质椎弓根螺钉锚定失败6例(75％)，PMMA强化的锚定失败5例(63％)。其中，对于C组中的锚定失败螺钉，PMMA强化固定的承受载荷次数显著高于双皮质固定(P＜0.05)。　　 (2)A组中，双皮质螺钉和PMMA强化螺钉在下沉位移和轴向最大拔出力方面无显著差异(P＞0.05)；而在B组，PMMA强化技术的下沉位移显著低于双皮质固定(P＜0.05)，其轴向最大拔出力显著高于双皮质固定(P＜0.05)。　　 (3)A组的双皮质螺钉和PMMA强化螺钉的下沉位移均显著低于B组(P＜0.05)，A组的双皮质螺钉的最大拔出力显著高于B组(P＜0.05)，但是，在PMMA强化固定的最大拔出力方面，A组与B组间无显著差异(P＞0.05)。　　 (4)双皮质螺钉和PMMA强化单皮质螺钉的下沉位移与骨密度呈较强的负相关性，它们的线性回归系数R2分别为0.85和0.80(P＜0.05)；此两种固定技术的最大拔出力与骨密度存在显著的正相关性，其线性回归系数R2分别为0.92和0.76(P＜0.05)。　　 结论:　　 在骨质疏松骶骨固定中，当BMD大于0.70g/cm2时，双皮质和PMMA强化骶骨椎弓根螺钉可获得同等的锚定强度；当BMD值为0.6～0.7g/cm2时，PMMA强化单皮质骶骨椎弓根螺钉的锚定强度显著高于双皮质固定；当BMD值低于0.6g/cm2时，两种锚定方式均容易导致早期松动。因此，术前腰椎BMD的评价是正确选择骶骨螺钉固定方式的关键。