摘要
脊柱是人体的中轴，由 26 块骨，以及借助椎间盘、韧带、关节等连贯而成。脊柱的上端支撑颅骨，中间连接肋骨，下端联结髋骨。人体脊柱也参与组成胸腔、腹腔、以及盆腔的后壁。脊柱在人体的功能具有多样性，除了可以支撑躯干，保护内脏外，还可以保护脊髓，而且也具有进行运动的功能。 当出现重物打击头颈或肩背部，高处坠落，或者遭遇塌方事故、交通事故、自然灾害等情况时，脊柱极易出现损伤。如果脊柱中的骨性结构，如椎体、椎弓、椎板侵入椎管时，也可引起脊髓压迫症，即便是小量出血和肉芽组织也可引起截瘫。脊柱损伤，通常伤情严重复杂，复合伤多，并发症多，不但会对人体的感觉、运动、反射等产生影响，可能造成伤者终生残废或危及生命。在临床实践中，脊柱损伤也是一种常见得外伤，原因多是由交通事故，高处坠落，或其他打击方式造成。脊柱损伤多发生在脊柱的胸、腰椎段结合处，该处的骨折十分常见，主要是由于这里是脊柱的两个生理弯曲交汇处。脊柱损伤或骨折最常见的类型就是压缩性和爆裂性骨折。 考虑到脊柱损伤的严重性和生物力学研究的重要性，而人体标本不易获得，也不易开展大样本量的实验研究，故本文开展了兔脊柱单椎体压缩骨折的实验研究。本文依据兔龄的不同进行分组，对经过冷冻的兔脊柱进行解剖，剔除脊柱上多余的软组织，孤立出单个的兔椎体，包括颈椎、胸椎和腰椎，并在 Instron5544 材料性能机上进行了兔子单椎体的压缩性骨折实验。具体的研究内容主要有： （1）对兔颈椎进行了前后侧向的压缩破坏实验，获得了颈椎的力—位移曲线； （2）对兔胸椎和腰椎进行了轴向压缩破坏实验，同时在椎体的腹侧中部粘贴应变片，获得了椎体轴向的力—位移曲线、以及力—时间变化曲线，同时也获得了通过应变片记录的应变—时间变化关系；通过对实验前椎体的CT扫描，计算出胸腰椎应变片粘贴处椎体的横截面积，再计算出应变片位置椎体的应力—应变曲线；再通过对曲线的分析，获得了兔脊柱单椎体的最大载荷、最大应力、以及最大应变等数据； （3）通过对兔脊柱单椎体的压缩实验，对比研究了兔体重、兔龄、不同椎体等因素对椎体的最大载荷、最大应力以及最大应变等参数的影响。 通过对实验数据的分析和整理，可以得出如下的结论： （1）兔龄对极限载荷的影响较显著，且随着兔龄增加，多数同名椎体可承受的极限载荷也相应增加； （2）脊柱生理弯曲位置的椎体易发生骨折或破坏，是因处于生理弯曲位置的椎体可承受的极限载荷明显小于相邻椎体； （3）本文的研究结果也可用于兔椎体压缩有限元分析的模型验证。 本文的研究结果，对了解脊柱损伤的机制、预防和减少骨折损伤、以及生产生活中的安全防护都具有重要意义，也可以为临床上脊柱损伤的评定和治疗提供重要的指导；本文也为开展后续的椎体动态实验，节段实验，以及有限元模拟和分析提供一定的参考依据。
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