目的:应用有限元分析的方法,对蜂巢式髓芯减压术(honeycomb core decompression surgery,HCD)分别植入羟基磷灰石人工骨、皮质骨、松质骨及钛合金螺钉后的股骨头进行生物力学分析,观察比较HCD分别植入4种材料后股骨头的应力变化情况,为治疗早中期股骨头缺血性坏死(Avascular necrosis of femoral head,ANFH)选择合适的HCD植入材料提供依据。方法:选择在我院住院治疗的ANFH患者,应用有限元分析的方法对ARCOⅠ期1例进行研究,经CT平扫获取患侧股骨上端数据,以Dicom格式导入光盘保存,用Mimics 15.0软件建模,设定载荷量,参照软件中材料公式及灰度值进行材料赋值,并运用Hypermesh13.0软件进行网格划分和网格优化,最后将模型导入到ANSYS 19.2软件中进行有限元分析,计算股骨头内应力。在股骨头内应力部位均匀选取30个节点,并计算其均值,运用SPSS 22.0软件对数据进行分析处理,所有参数以均数±标准差表示,采用单因素方差分析进行统计学比较。结果:1.通过对ANFH模型、3孔、5孔及7孔HCD后股骨头模型的应力变化的比较:3孔和5孔组之间的应力值差异无统计学意义(P>0.05),其余组间两两比较,应力值差异均有统计学意义(P<0.05)。2.通过对同种材料分别植入到不同孔数HCD中股骨头模型的应力变化的比较:植入羟基磷灰石人工骨组、皮质骨组、松质骨组及钛合金螺钉组的比较结果都是7孔组分别和3孔组、5孔组相比较,应力值差异有统计学意义(P<0.05),3孔组和5孔组相比较,应力值差异均无统计学意义(P>0.05)。3.通过对相同孔数HCD中分别植入不同材料后股骨头模型的应力变化的比较:(1)3孔HCD组的比较:未植入组和皮质骨组;钛合金螺钉组分别和羟基磷灰石人工骨组、皮质骨组相比较,应力值差异均有统计学意义(P<0.05),其余组间两两比较,应力值差异均无统计学意义(P>0.05);(2)5孔HCD组的比较:未植入组分别和羟基磷灰石人工骨组、皮质骨组;松质骨组分别和羟基磷灰石人工骨组、皮质骨组;钛合金螺钉组分别和羟基磷灰石人工骨组、皮质骨组相比较,应力值差异均有统计学意义(P<0.05),其余组间两两比较,应力值差异均无统计学意义(P>0.05);(3)7孔HCD组的比较:未植入组分别和羟基磷灰石人工骨组、皮质骨组;松质骨组分别和羟基磷灰石人工骨组、皮质骨组;钛合金螺钉组和羟基磷灰石人工骨组相比较,应力值差异均有统计学意义(P<0.05),其余组间两两比较,应力值差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:1.HCD能够有效改变股骨头应力分布,HCD后股骨头内应力值较术前增大,HCD孔数越多,股骨头内应力值越大,说明HCD降低了股骨头的力学性能,需辅以有效的内植入物。2.通过比较3孔、5孔及7孔5mm孔径HCD对股骨头应力变化的影响,以5孔减压效果最佳。3.羟基磷灰石人工骨、皮质骨、松质骨及钛合金螺钉都能有效的改善HCD后股骨头的生物力学性能,增加股骨头内的支撑力,能有效的预防股骨头塌陷。4.综合考虑HCD中分别植入4种材料对股骨头塌陷、骨折以及在应力变化等方面的影响,HCD中植入羟基磷灰石人工骨是一种较好的选择。