[研究背景]腰椎融合术是治疗腰椎间盘退行性变、腰椎不稳的常用术式之一,其目的是通过融合使致病节段获得稳定。国外研究人员首先于2004年提出了腰骶椎轴向融合(axial lumbosacral interbody fusion,AxiaLIF)这一概念,同时也对该术式的可行性及安全性进行了初步验证。与传统的前路或后路椎间融合术式相比,AxiaLIF经骶前间隙完成操作,术中不剥离周围的组织及肌肉,不破环关节突、纤维环及韧带,最大限度地减少了对脊柱结构的破坏,具有一定的生物力学优势。国内外在对AxiaLIF的生物力学研究上证实,AxiaLIF对固定节段能够提供可靠的稳定性,但在各活动情况下对旋转的控制较差,辅以后路椎弓根或关节突固定可以获得更好的稳定性。在临床应用上,国内外研究人员已先后完成了上千例的AxiaLIF,一致肯定了该术式微创、安全、有效的临床特点。但同时也普遍认为联合后路内固定可获得更好的融合效果,这无疑又进一步增加的手术的复杂程度,延长了手术时间,增加了患者的损伤程度,同时也提高了手术的风险及并发症的发生率。为此,我们设想将两枚轴向融合螺钉分别固定在L5-S1椎体的前柱和中柱上,理论上其既增加了两椎体间的稳定性,又可避免后路椎弓根螺钉或关节痛螺钉固定所带来的附加损伤。[目的]探讨腰骶椎双轴融合术的可行性,为该术式的改进提供理论支持。[方法]选取15具新鲜成人腰骶段脊柱标本,对腰骶椎双轴融合术的相关解剖学参数进行直接测量;选取50例成人腰骶椎CT数据,利用三维重建技术对双轴融合术相关解剖学参数进行测量,验证双轴融合术的安全性,同时为融合螺钉的设计提供数据指导。构建3种不同手术方式的有限元模型:①传统前柱单轴融合+双侧关节突螺钉固定;②中柱单轴融合+双侧关节突螺钉固定;③自行设计的双轴融合术。分别对各个模型进行前屈、后伸、侧弯、旋转四种工况的加载,以此分析比较三种术式及正常模型在不同活动情况下的生物力学特性。[结果]L5/S1椎间盘的矢状径和横径分别是32.1±2.25mm和43.5±2.84mm;髓核的矢状径和横径分别是22.5±1.31mm和32.3±2.10mm;在标本和影像学解剖研究中,模拟前柱螺钉固定的手术通道距骶骨前缘的最大距离分别为为16.93±3.02mm和17.06±5.80mm。有限元分析中,与两组单轴融合+关节突螺钉固定的模型相比,双轴融合固定模型在前屈、后伸、侧弯及旋转四种活动状态中表现的稳定性无明显差异,均能提供较好的稳定性;同时,双轴融合固定模型在螺钉部分、骨质部分以及L4/5椎间盘均表现出较小的应力集中,可有效的降低螺钉断裂、松动、椎体下沉及临近节段退变的风险。[结论]L5/S1双轴融合术的手术通路具有一定的安全性,且具有一定的生物力学优势。