目的应用三维有限元方法对三种实验模型进行生物力学分析,为股骨头内撑器治疗股骨头缺血性坏死提供生物力学依据。材料与方法1.建立股骨实验标本模型:①正常股骨头颈模型,②隧道减压加植骨模型,③隧道减压后置入内撑器加植骨模型。2.有限元分析:将上述三种模型标本分别进行CT扫描后,以Dicom格式保存并导入Minics软件,重建试验模型的三维有限元模型,模拟单腿站立时髋臼在股骨头表面负重区施加的面载荷及仿真计算,分别记录三种模型基本信息、应力值,绘制其应力云图;并沿股骨头颈上外侧路径和下内侧路径取一系列结点应力值作成应力分布曲线图,分析股骨头颈部的应力分布情况;同时根据股骨头加载后位移记录值,绘制位移云图,分析加载后股骨头颈应变情况。结果根据CT扫描信息,建立了三种有限元模型,得出每种模型的弹性模量、泊松比、单元数、节点数,分别绘成三种模型应力云图、两条路径的应力分布曲线图和位移(应变)云图;正常股骨头颈模型应力集中在股骨矩周围,其位移的平均值为0.3556士0.1294mm,减压加植骨模型应力主要集中在股骨矩、股骨头顶部和前外侧,其位移的平均值0.4163士0.1310mm,较正常组大;内撑器置入加植骨模型应力集中在小转子以下股骨上端,其位移的平均值0.1856士0.0118mm,较正常组小。结论①股骨头颈隧道减压植骨后其应力分布发生明显改变,股骨头、颈承载负荷明显减少。②股骨头内撑器置入加植骨后其应力分布也发生改变,股骨头、颈承载负荷接近并高于正常。③股骨头内撑器置入加植骨能有效地维持股骨头颈的生物力学性能,为该方法的临床应用提供了生物力学依据。