在脊柱内固定领域，聚醚醚酮（PEEK）材料凭借其优异的生物相容性、放射透性和力学性能，逐渐成为椎弓根螺钉的重要替代材料。然而PEEK独特的粘弹性特性使其在扭转载荷下的力学响应与传统金属材料存在显著差异，这给扭转强度测试带来了新的技术挑战。本文将从试验设备选择、环境控制、试样制备等关键环节，系统探讨PEEK椎弓根螺钉扭转强度测试的核心技术要点。

测试设备的选择直接影响数据准确性。扭转试验机需具备0.01N·m以上的扭矩分辨率，量程覆盖0-50N·m范围以适应不同规格螺钉。设备应配置高速数据采集系统，采样频率不低于100Hz，确保完整捕捉材料从线性变形到失效的全过程。特别需要注意的是，试验机夹具设计需采用模块化结构，上夹具配备自定心装置，下夹具设置可调节定位槽，通过三维位移传感器实现试样轴线与加载轴的同轴度控制在0.1mm以内。

环境控制是保证试验可比性的重要前提。实验室需维持23±2℃的恒温环境，相对湿度控制在50%±10%。针对PEEK材料明显的温敏特性，建议在试样表面布置微型温度传感器，实时监测试验过程中的温度变化。当连续加载超过30秒时，应启动风冷系统将试样工作温度波动控制在±1℃范围内。对于特殊应用场景，还需模拟人体体液环境，此时需配置37℃恒温水浴循环系统，并确保pH值稳定在7.4±0.2。

试样制备环节存在多个技术关键点。首先需统一螺钉几何参数，建议选取直径6.0-7.0mm、螺距1.0-1.5mm的标准件。试样表面处理需采用医用级抛光工艺，粗糙度Ra值控制在0.8μm以下，同时避免引入残余应力。对于螺纹区域，应使用显微硬度计检测表层硬化层深度，确保不超过0.1mm。预处理后的试样需在干燥器中放置不少于48小时，消除加工应力影响。

测试操作流程需严格规范。安装试样时应使用激光对中仪校准，保证轴线偏差小于0.5°。预加载阶段施加0.5N·m初始扭矩，持荷时间30秒以消除机械间隙。正式测试采用角位移控制模式，转速设定为2°/min，该速率既能反映材料真实特性，又可避免惯性效应干扰。数据采集应同步记录扭矩-转角曲线，特别注意捕捉屈服点、强化阶段和断裂点三个特征区间。

数据处理环节需要特殊考量。PEEK材料的粘弹性特性导致其扭矩-转角曲线呈现明显非线性特征，建议采用多项式拟合算法进行平滑处理。扭转强度计算应取曲线峰值点的扭矩值，根据螺钉几何参数换算成单位体积强度。对于失效模式判断，需结合断口形貌分析和声发射信号特征，区分韧性断裂与脆性断裂。值得注意的是，PEEK试样在扭转过程中常出现颈缩现象，此时需采用数字图像相关技术实时测量截面尺寸变化。

质量控制体系构建同样重要。建议建立三级验证机制：每批次试验需包含3个平行试样，允许离散度不超过15%；定期使用标准扭矩扳手对设备进行校准，误差应小于1%；建立历史数据库，通过韦布尔分布分析累积失效概率。对于特殊构型螺钉，还应开展有限元仿真验证，确保试验方案与实际工况相匹配。

该测试技术体系在临床应用中已显现独特价值。通过精确测定扭转强度参数，可优化螺钉螺纹设计参数，如螺距、牙型角度等关键指标。实验数据表明，当扭转角速度超过5°/min时，PEEK材料的应变率效应会导致强度虚高12%-18%。这些发现为制定植入物手术操作规范提供了重要依据，特别是在复杂脊柱矫形手术中，精确的扭转参数可有效降低螺钉松动风险。

随着增材制造技术在医疗领域的应用拓展，PEEK椎弓根螺钉的微观结构控制带来新的测试维度。未来研究需重点关注打印层间结合强度对扭转性能的影响，开发原位观测技术揭示材料在复合载荷下的损伤演化规律。同时，建立综合考虑拉伸、压缩、扭转等多工况的强度评价模型，将为新型脊柱植入物的研发提供更全面的力学性能表征体系。