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目的： 通过比较经单侧椎弓根椎体中央成形（Advanced vertebroplasty, AVP）、经单侧椎弓根椎体成形（Unilateral vertebroplasty, UVP）和双侧椎弓根椎体成形（Bilateralvertebroplasty, BVP）三种手术方式在恢复脊柱单元刚度、强度以及骨水泥分布对邻近椎体力学平衡的影响，分析研究椎体成形改进装置应用于椎体成形术的生物力学性能，进一步评估套管侧孔式单侧椎弓根椎体成形术装置的临床应用价值。 方法： 选用1±0.2岁新鲜成年猪（体重100±10Kg，体长约1.3米，身高约60cm，均为同一天宰杀）胸腰段（T12～L2）五联椎体，共60具，随机分为 A、B、C、D4组，每组15个五联椎体（脊柱单元）, A、B、C组均制备成中央椎体骨质疏松并压缩骨折的模型,D组为无骨质疏松，无骨折对照组。实验 A组应用椎体成形改进装置行椎体中央成形术（AVP），B组行经单侧椎弓根椎体成形术（UVP），C组行经双侧椎弓根椎体成形术（BVP），每组脊柱单元中的骨折椎体的骨水泥灌注量均为该椎体体积的16％，术后行 CT检查，观察骨水泥位置分布，并采用电子万能试验机对所有脊柱单元进行压缩试验，记录力和位移随时间变化的数据，比较各组骨折椎体在充分复位和定量骨水泥强化后各组脊柱单元的极限抗压强度、刚度。 结果： 45具骨质疏松性猪椎体脊柱单元制备压缩模型时 B组1具脊柱单元出现棘上及棘间韧带撕裂，C组出现1具关节突骨折，该两个标本在统计分析时去除，其余骨质疏松性椎体压缩骨折模型均符合单纯性楔形压缩性骨折（Denis D型）；PMMA注射量分别为3.05±0.21ml、3.09±0.24ml及3.11±0.25ml,3组间无显著性差异；3种手术方式注入的骨水泥均能有效填充骨折椎体的骨缺损，恢复伤椎高度；A、B、C及 D组的术后极限抗压强度分别为5412±114N、4152±260N、5438±167N及5502±199N,统计分析可见 A组、B组、C组均能有效恢复脊柱单元的抗压强度，但 A、C两组明显优于B组（p<0.05）；术后4组标本的刚度分别为372±30N/mm、288±18N/mm、368±23N/mm及400±24N/mm， B组刚度值低于其它组，与 A、C、D组比较有显著统计学意义（p<0.05），D组刚度值高于其他组，与A、B、C组比较有显著统计学意义（p<0.05），但 A、C两组比较无显著性差异；三种不同方式的椎体成形术后 A、B、C三组中骨水泥填充责任椎体中央区位置的个数分别为13、4、14，其余椎体的骨水泥填充为偏侧填充，统计分析 A组和C组差异不显著；B组和其他组比较，差异显著，有统计学意义（p<0.05）。 结论： 应用椎体成形改进装置实施的椎体中央成形术不仅能够将骨水泥充分填充在责任椎椎体的中央区，有效恢复脊柱单元的刚度及其强度，显著提高脊柱单元的生物力学稳定性，同时还能够显著降低手术时间及X线暴露时间，与目前现行的单侧和双侧PVP相比，显得更具实用性。