作者研制了一种新型的髓内固定器械—膨胀自锁髓内钉，这里对其生物力学性能与国产交锁髓内钉进行比较及研究，为临床应用提供有力的科学依据。为此，本实验进行三个方面的研究：一、膨胀自锁髓内钉局部试件的生物力学研究目的：对一种新型无需传统锁钉的膨胀自锁髓内钉局部标准试件进行生物力学性能测试和研究。方法：将6对新鲜股骨标本均分为两组，做成长约10cm的骨段，分别用膨胀自锁髓内钉局部标准试件和国产传统交锁髓内钉局部标准试件内固定。分别对其进行轴向压缩载荷、水平扭转及三点弯曲等生物力学测试，用SPSS13.0统计软件进行统计分析。结果：两端膨胀自锁髓内钉的抗短缩刚度、抗旋转刚度及抗弯曲刚度均略小于交锁髓内钉，无显著差异；且均远大于肢体非负重状况下生物固定的力学要求。结论：膨胀自锁髓内钉局部试件与交锁髓内钉局部试件相当，具有较强抗压、抗旋和抗弯性能。二、膨胀自锁髓内钉的生物力学研究目的：对膨胀自锁髓内钉进行生物力学测试及研究。方法：将6对新鲜全长股骨标本制成股骨中段15mm骨缺损模型，分别用膨胀自锁髓内钉和国产传统交锁髓内钉内固定。对两组髓内钉分别固定的股骨缺损模型进行轴向压缩载荷、水平扭转及三点弯曲方面的生物力学比较，用SPSS13.0统计软件进行统计分析。结果：膨胀自锁髓内钉在抗轴向载荷、抗扭转和抗三点弯曲刚度方面较国产交锁髓内钉略差，没有统计学意义；且均远大于肢体非负重状况下生物固定的力学要求。结论：膨胀自锁髓内钉是一种操作简便、结构合理、固定可靠的内固定器械，符合生物学固定的要求，有较好的临床推广应用前景。三、膨胀自锁髓内钉的三维有限元分析目的：采用有限元分析法对国产交锁髓内钉以及自研制的膨胀自锁髓内钉固定股骨干骨折模型进行分析，比较其应力分布特点，通过分析得出①提出膨胀自锁髓内钉固定股骨干骨折的适应症；②估计使用内固定后发生断钉的危险度。方法：建构正常的股骨三维模型，膨胀自锁髓内钉和国产交锁髓内钉的三维模型，在此基础上建立两种髓内钉固定后的股骨骨折的三维有限元模型ZS和CT，对两骨折模型进行轴向和行走加载，以及扭转加载(0-50Nm)，了解各模型的应力分布特点。结果：①所有状况股骨及髓内钉的最大应力在两种固定情况下均是膨胀自锁髓内钉略大于交锁钉固定；②在施加0-50Nm扭矩时，膨胀自锁髓内钉与交锁髓内钉固定模型在25Nm扭矩以下呈线性分布；③在0-1.2倍体重轴向载荷循环次数最低为：膨胀自锁髓内钉和交锁钉分别为1.9E+13和2.3E+13次；④特征值屈曲分析，轴向冲击载荷下，髓胀自锁髓内钉的失稳临界载荷为2175.2N，交锁钉失稳临界载荷为2591.8N。结论：1、膨胀自锁髓内钉适用于大多数交锁钉的适应症。2、膨胀自锁髓内钉结构合理，有良好的生物力学性能，能满足股骨骨折内固定及锻炼的需要。上述结论尚需进一步的临床研究，加以证实、补充或修正。