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目的:对腰椎单节段椎弓根螺钉固定联合上节段使用棘突间Coflex置入手术(Topping-off手术)进行生物力学评价.方法:采用6具男性L3～S1节段的人脊柱标本,建立L4/5椎弓根螺钉坚强固定(后路腰椎体间融合术,PLIF)模型及L4/5椎弓根螺钉固定联合L3/4棘突间Coflex置入(Topping-off手术)的模型.每具标本均进行完整、坚强固定和联合固定3种状态的生物力学测试.分别比较完整标本(A组)、L4/5坚强固定(B组)、联合固定(C组)中L3/4和L5/S1节段活动度及椎间盘内压差异.结果:B组L3/4节段平均活动度较A组显著增加(P＜0.05)(分别比A组前屈增大0.54°,后伸增大0.34°,侧弯增大0.30°,旋转增大0.19°);B组L5/S1活动度亦比A组增加,但无统计学意义(P＞0.05).C组L3/4节段的活动度与B组相比,后伸方向显著减小(P＜0.05)(比B组减小0.32°),而前屈、侧弯、旋转减小不明显(P＞0.05);与A组相比,后伸及旋转无显著增大(P＞0.05),前屈及侧屈有显著增大(P＜0.05)(分别比A组前屈增大0.38°,侧屈增大0.28°).C组LS/S1活动度与B组相比,除前屈方向外均有增大趋势,但无统计学意义(P＞0.05);与A组比较,均有增大,但无统计学意义(P＞0.05).与A组相比,B组L3/4椎间盘内压显著增加(P＜0.05)(分别比A组前屈增大0.78kPa,后伸增大0.88kPa,侧弯增大1.84kPa,旋转增大1.45kPa);L5/S1椎间盘内压也显著增加(P＜0.05)(分别比A组前屈增大1.21kPa,后伸增大0.94kPa,侧弯增大0.70kPa,旋转增大0.81kPa).与B组相比,C组L3/4椎间盘内压减小(分别比B组前屈减小0.29kPa,后伸减小1.39kPa,侧弯减小0.13kPa,旋转减小0.10kPa),但仅后伸减小有统计学意义(P＜0.05);C组L5/S1椎间盘内压分别比B组前屈减小0.39kPa,后伸减小0.10kPa,侧弯增大0.15kPa,旋转增加0.18kPa,但无统计学意义(P＞0.05).与A组相比,C组L3/4椎间盘内压增大,其中前屈、侧屈及旋转显著增大(P＜0.05)(分别比A组前屈增大1.53kPa,侧屈增大1.71kPa,旋转增大1.35kPa);C组L5/S1椎间盘内压也显著增大(P＜0.05)(分别比A组前屈增大0.82kPa,后伸增大0.84kPa,侧屈增大0.85kPa,旋转增大0.99kPa).结论:生物力学测试发现,Topping-off手术中Coflex对单节段坚强固定上方相邻节段有保护作用;但使下方相邻节段的应力增加,可能对远期退变产生不良影响.