目的:为了提高胸腰椎椎弓根钉的固定强度,我们在通用型胸腰椎椎弓根钉的结构基础上设计新型胸腰椎椎弓根钉;分别固定通用型、新型椎弓根钉于新鲜小牛腰椎标本,对各标本进行生物力学测试,比较两种椎弓根钉固定后小牛标本的抗压强度差异,以证实两种椎弓根钉的固定强度存在差异,为新型胸腰椎椎弓根钉的临床推广提供一定的理论依据。方法:在通用型胸腰椎椎弓根钉的结构设计基础上,进一步改进螺钉的形状、螺纹、钉头和“U”形支座等设计出新型胸腰椎椎弓根钉。新型胸腰椎椎弓根钉采用双螺纹设计,即头侧的松质骨螺纹和尾侧的皮质骨螺纹。螺钉尾部“U”形支座内侧螺纹采用梯形螺纹锁紧技术。钉头设计为自带导向凹槽的自攻钉头,无需丝攻便可直接置钉。整个系统采用低切记设计。选取新鲜小牛腰椎标本(L2-L5)共20具,X线下透视检查,排除脊柱外伤、肿瘤、畸形和骨质增生等脊柱疾病。仔细去除腰椎四周附着软组织,保留棘上韧带和前纵韧带,用义齿基托树脂将头尾端椎(L2和L5)椎体包埋,保持包埋后标本垂直立于水平面。全部标本按照正常、骨折、通用型固定和新型固定四个状态分成四组:A组(正常组)、B组(腰椎骨折组)、C组(通用型组)和D组(新型组)。四组标本依次在HD-5000B多功能材料试验机上进行生物力学测试;轴向压缩力由0 N逐渐增加到最大压缩力5000 N,压缩速率设定为3mm/min,用位移(mm)表示每个标本椎体的压缩形变量,记录不同载荷下的标本压缩形变量,将相关数据进行统计分析。结果:在给定的任意载荷下,四个处理组任意两组之间比较,符合方差齐性检验(P>0.05);四组形变量不全相同(P<0.05)。任意载荷下骨折组形变量均大于正常组,差异有统计学意义(P<0.05);任意载荷下通用型组、新型组的形变量均小于正常组、骨折组,差异有统计学意义(P<0.05);任意载荷下通用型组形变量均大于新型组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:通用型、新型椎弓根钉均可有效固定小牛脊柱模型,新型胸腰椎椎弓根钉的固定强度强于通用型胸腰椎椎弓根钉。