目的：设计一种新型的腰椎动态椎弓根钉棒系统，介绍其结构特点及原理，利用小牛脊柱对其进行生物力学测试，并与刚性椎弓根钉棒系统做对比分析，从而为其临床应用提供一定的理论依据。方法：新型腰椎动态钉棒系统的核心为万向微动椎弓根螺钉，它是由钛合金制成，螺钉表面有羟基磷灰石涂层，螺钉的尾部为表面光滑的球头，顶端有内六角凹槽，外面被一球面螺母罩住，球面螺母的外表面有螺纹，内表面与螺钉圆柱头的表面有微小的间隙，除此之外球面螺母的下端被均匀地切割成八段弹片，连接固定棒与螺钉的部件为一“U”形支座，它的上部为带有内螺纹的“U”形槽，下部为一表面光滑的内凹空心柱，螺钉通过钉尾部的球面螺母旋入“U”形槽，球面螺母高度与“U”形槽空心柱高度相当，螺钉通过球面螺母悬挂在“U”形槽的空心柱中，空心柱内凹平面与球形螺母外面也有一定的微小间隙，棒插入到“U”形槽压紧钉尾，旋紧螺帽压紧钉棒。选取新鲜小牛腰椎标本(L2～L5)5具，排除腰椎外伤、肿瘤和骨质增生等脊柱疾病。将小牛腰椎用塑料膜包裹后放在零下20℃冰箱中保存，在该条件下保存的小牛腰椎标本生物力学特征保持不变。试验时将标本放在室温下解冻12～15h，仔细去除椎体周围软组织，保留棘上韧带及前纵韧带，然后用UHMWPE(聚甲基丙烯酸甲脂)将端椎（L2和L5）椎体包埋，然后根据试验顺序分成四组：A组（正常组）、B组（腰椎减压失稳组）、C组（新型腰椎动态内固定器固定组）、D组（腰椎刚性内固定器固定组），5个标本按正常、损伤及用刚性固定、弹性固定4个状态依次在生物力学试验机：HD-5000B多功能材料试验机（苏州大学骨科研究所提供）上进行生物力学测试，分别测试压缩力由0N逐渐增加到试验机的最大压缩力5000N，样本的形变量，用位移（mm）来表示，从而分别得到了四组实验组的五条曲线，即载荷—形变量（位移）曲线，并将相关数据进行统计分析。结果：初步设计并生产出了以下几种型号的万向微动螺钉，分别是直径6.0mm×长40mm、6.0mm×45mm、6.0mm×50mm、6.5mm×40mm、6.5mm×45mm、6.5mm×50mm。顺利通过安全质量测试，我们将新型腰椎内固定系统置入新鲜小牛尸体脊柱标本中，并与刚性椎弓根钉棒系统进行比较，力学测试结果显示：在任意给定的压力载荷下，四个处理组任意两组之间的比较，符合方差齐性检验（P>0.05）；任意给定载荷下B组形变量均大于A组，差异有统计学意义（P<0.05）；任意给定载荷下C组、D组的形变量均小于A组、B组，差异有统计学意义（P<0.05）；任意给定载荷下C组与D组存在差异，C组形变量均大于D组，差异有统计学意义。结论：新型动态钉棒系统传承了弹性固定理念，能够稳定减压失稳后的小牛腰椎标本，其刚度小于传统刚性内固定器，在一定程度上保留了固定脊柱节段的运动，有望成为一种简单，安全，有效的腰椎动态稳定系统。