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目的：比较腰4.5在椎弓根钉棒系统内固定的基础上，不同范围切除关节突、椎间植骨的生物力学强度，为临床切取双侧关节突用于椎间隙植骨提供理论依据。
方法：本实验选用16具无脊柱疾患的新鲜猪腰椎(L1～L6)标本，制成16个L4～L5功能单位(FSU)作为实验对象，剔除肌肉及脂肪等软组织，保留韧带、关节囊及骨性结构的完整，将标本随机分为A、B、C、D四组，每组4具新鲜猪腰椎标本。A组为正常腰椎组(未切除关节突、未行椎间植骨及椎弓根钉棒系统内固定)；B组为双侧关节突内侧1/2切除、椎间植骨+椎弓根螺钉固定组；C组为单侧关节突全切除、椎间植骨+椎弓根螺钉固定组；D组为双侧关节突全切除、椎间植骨+椎弓根螺钉固定组。L4.5椎间隙前方插入压力传感器的微型探头，探头用导线连接TS3862静态电阻应变仪，在日本岛津微机控制电子式万能生物力学机分别对4种实验模型进行轴向压缩、前屈、后伸、左/右侧屈试验；在四川大学生物力学实验室自制扭转仪上行左/右轴向扭转测定。实验所得数据先进行偶然误差处理，剔除大于3S的数据，将每组六次测量的数据取平均值作为每组实验的最后数据，以-x±s表示。所有数据用SPSS 14.0统计软件下进行数据正态分布分析、单因素方差分析和t．检验,p<0.05认为有统计学意义。
结果：(1)载荷-应变关系：随着载荷的增加，L4.5节段的应变基本上呈线性增加，随着载荷的增大而增大。与正常腰椎比较，腰4.5在椎弓根钉棒系统内固定后选择不同范围关节突切除、椎间植骨的应变明显减少(21.5％～24％)，差异有显著性(P<0.05)；但不同范围切除关节突各组之间的应变无显著性差异(P>0.05)；(2)载荷-位移关系：在相同的载荷下，腰4.5在椎弓根钉棒系统内固定后选择不同范围关节突切除、椎间植骨的位移(减少29.3％～31％)明显小于正常腰椎，差异有显著性(P<0.05)，但不同范围切除关节突各组之间的位移无显著性差异(P>0.05)；(3)腰椎轴向刚度及弯曲刚度：在相同的载荷下，腰4.5在椎弓根钉棒系统内固定后选择不同范围关节突切除、椎间植骨的刚度增加(30％～34％)明显大于正常腰椎，差异有显著性(P<0.05)；但不同范围切除关节突各组之间的刚度无显著性差异(P>0.05)；(4)腰椎的扭角：在相同的扭矩下，腰4.5在椎弓根钉棒系统内固定后选择不同范围关节突切除、椎间植骨的扭角明显小于正常腰椎(30.6％～32.7％)，差异有显著性(P<0.05)，但不同范围切除关节突各组之间的扭角无显著性差异(P>0.05)。
结论：腰4.5在椎弓根钉棒系统内固定后双侧关节突全切除、椎问植骨的稳定性在轴向压缩、前屈、后伸、左右侧曲及扭转均远远大于正常腰椎，差异具有显著性(P<0.05)；与椎弓根钉棒系统内固定后单侧关节突全切除、椎间植骨(TLIF技术)及双侧关节突内侧1/2切除、椎间植骨(PLIF技术)的稳定性近似，三者比较差异无统计学意义(P>0.05)，说明腰4.5经椎弓根钉棒系统良好内固定后行双侧关节突全切除对腰椎稳定性无明显影响，为临床手术切除关节突行椎间植骨提供了理论依据。