椎间盘的运动轴在髓核处。由于髓核具有不可压缩的特性，其运动学作用与轴承的作用极为相似。由于椎间盘的存在，脊柱可沿横轴、矢状轴和纵轴做平移和旋转活动。其伸屈活动主要靠椎间盘和椎间韧带的支持，伸屈范围则取决于椎间盘的大小、形态和生化特性。

椎间盘衰老和退化伴随着其解剖学形态和力学性质的改变，这也是学者们普遍关注的问题。磁共振成像(MRI)可以观察椎间盘及其内部髓核结构，成为研究椎间盘一个重要手段，也是目前临床判断椎间盘退变的主要诊断方法。

在应力的传导方面, 髓核因具有各向同性的性质, 可使应力向四周均匀分散传导。同时髓核可通过形变将应力放射状均匀传导至纤维环，通过纤维环的胶原纤维来对抗这种由压应力转变来的切线应力。因此, 椎间盘表现出特有的黏弹性及蠕变现象, 可分散和吸收脊柱所承担的生理负荷, 赋予脊柱刚性和韧性。

纤维环的基本生物力学特征与其在椎间盘中的位置、载荷方向、退变程度均密切相关，椎间盘外纤维环的刚度是内纤维环的2～3倍。髓核具有流体样的力学性质，这样的性质仅适用于低载荷速率，但是在高载荷速率压缩下，髓核的力学性质更偏向固体。而对于退变的椎间盘而言，无论载荷的速度高低，髓核的力学特性更偏向固体。

脊柱韧带的解剖与生物力学

脊柱韧带是连接邻近椎骨的单轴结构。韧带允许脊柱在一定范围内运动，避免损伤邻近的神经结构。脊柱的韧带富含胶原纤维，同时也含有一些弹性纤维、蛋白多糖和水分。

脊柱韧带是连结脊柱的重要结构, 在脊柱的稳定性中占据重要作用, 与脊柱的许多疾病密切相关, 如颈椎病、胸椎间盘突出、腰椎间盘突出、椎体不稳、椎体滑脱、椎小关节不稳等。

脊柱包括颈段、胸段、腰段和骶尾段，颈椎7块、胸椎12块、腰椎5块、骶椎5块 (成年后合成骶骨) 、尾椎4块 (成年后合成尾骨) 。椎体间的联合主要靠韧带和椎间盘, 连结椎体的韧带有前纵韧带和后纵韧带；前纵韧带宽而坚韧, 起于枕骨，向下经寰椎及椎体的前面，止于骶骨前面，附着于椎体和椎间盘，是人体最长最宽厚的韧带，主要作用是限制脊柱的过度后伸活动；后纵韧带窄而坚韧，与椎间盘纤维环及椎体上下缘紧密连结，而与椎体结合较为疏松，其主要作用为椎体间的连接并防止脊柱过度前屈。

椎弓间的连结有黄韧带：位于椎管内，连结相邻两椎弓板，限制脊柱过度前屈并维持直立状态；棘间韧带：连结相邻棘突间的薄层纤维，可限制脊椎过度前屈；棘上韧带：连结胸、腰、骶椎各椎体棘突尖之间的纵行韧带；项韧带：从颈椎棘突尖向后扩展成三角形板状的弹性膜层，可限制颈椎过度前屈；横突韧带：位于相邻骨横突间的纤维索。连结寰枢椎的还有寰椎外侧韧带、寰椎横韧带及翼状韧带、齿突尖韧带。

脊柱韧带并非一条弹力带，其结构和功能更为复杂。有研究发现，脊柱韧带内具有力学感受器，故可以推断韧带本身并不仅仅是脊柱的一个弹性稳定器，而很可能也扮演着主动的角色。

参考文献

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[2]单治,范顺武,赵凤东.腰椎间盘纤维环的生物力学性能研究进展[J].中华骨科杂志,2014,34(03):330-335.

[3]龙涛,李开南.椎间盘退变中生物力学的研究进展[J].脊柱外科杂志,2013,11(04):240-243.

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