目的:通过对颈椎侧位X线片多项解剖学参数的测量及统计分析,了解不同颈椎节段的参数变化趋势及差异,为人工颈椎间盘假体的设计提供理论数据,并根据这些数据设计出一种符合国人解剖学特征的新型的人工颈椎间盘假体。再通过有限元分析,探讨该人工颈椎间盘假体置换手术前后颈椎生物力学的改变。方法:1、在大学城随机选择20-35岁青壮年志愿者350名,中立位、过屈、过伸位拍摄颈椎正、侧位X线片,排除椎体缺如,明显形态学异常以及罹患外伤、肿瘤等有可能导致测量不准确者整理并筛选资料后,得志愿者334人,测量中立、过屈、过伸位片C2/3、C3/4、C4/5、C5/6、C6/7椎间隙前缘、后缘以及椎间隙中央的高度、椎间盘角度,统计和分析。2、根据所得的数据,设计人工颈椎间盘,更加符合国人解剖特点;本新型人工椎间盘采用的材料将尽可能的以超高分子聚乙烯及PEEK等MR相容性较高的材料为主,这样能保证其对术后随访的影像学资料造成最小的干扰;假体表面进行羟基磷灰石喷涂,保证了假体良好的生物相容性及骨传导性。3、通过CT断层扫描正常志愿者颈椎间盘,将获得的数据通过Simpleware软件进行三维实体重建,利用Geomagic软件进行布尔运算,生成颈椎间盘有限元模型,进行前处理、网格划分,使用有限元分析软件Abaqus计算出不同情况下的活动度和应力分布。通过CT扫描数据图像建立的颈椎C5-C6节段的有限元模型,在这个颈椎模型上模拟人工颈椎间盘置换术,对置换前后颈椎在常见运动情况下的颈椎生物力学变化进行计算和分析。结果:1、中立位、屈曲位、过伸位颈椎侧位片显示各颈椎间隙高度,不同性别、部位、间隙、姿态间存在显著差异,屈伸运动中,椎间盘前缘的运动幅度较中部和后缘大,屈曲时颈椎间盘前份和中央部均被显著压缩。2、人工颈椎间盘由上、下两个半关节构成,超高分子量聚乙烯髓核固定于下终板,上终板为高抛光凹面,与髓核形成关节配合;假体的上下中板各均布6枚倒齿,倒齿插入上下椎体实现即刻固定。3、人工椎间盘置换后,手术节段运动范围相近,活动度也相近,很好的保留了椎体的活动度。结论:1、生理状态下,屈伸运动中,椎间盘前部的运动占整个椎间盘运动幅度的绝大部分,椎间设计、制造和临床运用中,维持目标椎间隙的高度和活动度至关重要。2、研制的人工颈椎间盘假体符合国家检验标准。在颈椎运动学方面,人工颈椎间盘植入后,椎体节段伸展运动、左右侧屈运动和旋转运动稳定性增加。在颈椎力学方面,人工颈椎间盘的设计符合椎间盘临近结构的应力要求,和椎间盘本身的力学性能要求。人工颈椎间盘置换后承载能力,结构强度,稳定性均达到椎间盘的要求。