颈椎是脊柱中体积最小，但灵活性最大、活动频率最高的节段。由于不断地承受各种负荷、劳损甚至轻微的损伤，而逐渐出现退行性病变。颈椎间盘退变最早，并诱发或促进颈椎其他组织的退变。
有学者测量国人颈段脊柱颈曲以及伸屈活动度发现：中间位颈曲正常值的范围为12。～33。，颈段脊柱屈伸活动度正常值范围为65。～98~。屈伸运动中，各椎间活动度以C3～6活动度最大。随着年龄的增长，颈曲和屈伸活动度均呈逐步减少的趋势。故认为颈椎退行性变与椎间活动度有关，颈椎退变可使颈曲和颈椎屈伸活动度减少。
目前，多数学者认为颈椎退变产生症状的原因为：①机械性压迫：是否产生症状与压迫的程度、时间及压迫是否持续有关。②局部摩擦：脊髓、神经根在突出的骨赘上摩擦，发生水肿、充血甚至退行性变。③血管因素：
前方粗糙的骨赘抵在脊髓前方，产生局部缺血或血流下降。也可因椎间孔病变使神经根纤维化，影响根血管，从而影响脊髓血供。
颈椎内固定起于1891年。是对一颈椎骨折患者行后路棘间钢丝固定融合术。近几十年来。各种类型的颈椎内固定系统不断出现，使得日益复杂的颈椎疾患的治疗手段不断增加。Abbott在1952年首先提出了颈椎的前入路，Robinson和Smith于1955年发展了这一技术，并加用了自体骨移植以促进融合率，同时保持椎间孔高度。Bohler在1964年首先提出了颈前路钢板系统。此后，钢板不断改进，可用于颅骨、C1和C2区。钛金属和绞锁钢板的发展进一步增加了钢板强度并防止螺钉的滑脱。
治疗颈椎退变性疾病的内固定技术中，内固定器的使用是为了保持对线、增加融合率并在融合过程中稳定脊柱。新型内固定系统的出现并不意味着废弃简单的骨移植或钢丝技术。钢丝技术仍可有效地用于后路融合中；如果用外支具，则前路融合无需内固定也能取得较好的效果。
一、颈椎内固定器械的生物力学
颈椎不稳定的临床定义是：在生理负荷下，颈椎节段性过度活动，丧失了保持既不损伤又不刺激脊髓或神经根的能力。与其他脊柱节段相比，颈椎有三个明显的生物力学特征：脊柱几何面积较小，骨密度高，关节突的排列以及椎间盘提供了更加一致的载荷支撑压力分布。这也是对于维持颈椎较大活动范围所必需的条件，因此，成功的稳定技术是基于“张力带原则”，可用钢丝、张力钢板或者其他相关方法。
颈椎的基本变形力包括屈曲及前后剪力。另外，上颈椎(主要是C1．2复合体)的主要功能是轴向旋转。从生物力学观点出发，这些变形力所导致的不稳定将会指导颈椎内固定器械最适宜的应用部位。椎体运动节段瞬时旋转轴心(IAR)在脊柱稳定情况下位于屈曲和背伸之处。后方韧带或是骨的缺损会造成瞬时旋转轴心的前移，伴有屈曲稳定的丧失。在这种情况下，应用长力臂的后路内固定器械较前路器械更为稳定。反之由于前方的椎间盘或骨与韧带破坏所导致的背伸不稳，瞬时旋转轴心后移，应用前路内固定器械更为稳定。
Zdeblick等的研究显示>50％的双侧关节突切除将会导致脊柱不稳；同时研究发现双侧50％以上的关节囊切除(不行骨切除)后，旋转以及屈伸度明显增加。Curck和其同事也提示50％以上的骨关节突切除后的潜在性不稳定。Nawinski和其同事研究了-多节段椎板成形术的影响，发现即使25％的关节突切除也可以引起不稳。在25 9，6的关节突切除的模型中，所有的主要运动(屈伸、背伸，轴向旋转以及侧曲)均有明显增加。另外，不论关节突切除多少，在侧曲和轴向旋转问的耦合不变。国内朱青安等人的研究也表明两侧椎板和部分黄韧带切除对颈椎运动无显著性影响，即颈椎单开门术不会造成颈椎的不稳；单侧小关节内侧半切除后颈椎运动无明显改变，但双侧小关节内侧半切除则会产生节段的失稳，其前屈、后伸和侧弯运动将分别增加33％、74 9，6和44％。说明小关节在颈椎活动中起重要作用。建议在双侧小关节内侧半切除后应植骨融合或器械内固定，以加强颈椎稳定性。
有研究表明：①Halifax椎板夹能够在前届、后伸和侧弯运动方向上加强节段的稳定性，恢复节段的轴向旋转运动的稳定性；②棘突钢丝固定在前屈运动方向上可加强节段的稳定性，可恢复节段在后伸、侧弯和轴向旋转运动方向上的稳定性；③棘突钢丝固定后节段的前屈、后伸和侧弯运动范围均大于Hali—fax椎板夹固定后的运动范围，尤其是在限制前屈运动时，Halifax椎板夹的固定作用更为明显，但两者限制颈椎轴向旋转运动的能力相近。
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