伴随社会老龄化问题的进一步凸显,近些年膝关节骨性关节炎发病率不断提高,而在这种疾病发展至后期则有一定概率发生软骨下骨塌陷,进而造成膝关节内外翻等畸形问题,其中内翻畸形可合并股骨内侧骨缺损,给患者的生活带来了很大的影响。UKA（Unicompartmental Knee Arthroplasty）在治疗晚期骨性关节炎方面能够发挥比较理想的疗效,因手术创伤小、出血量少、术后恢复快、本体感觉好等优势已经获得多数专家的认可,然而术后假体与骨质之间的以及假体与假体之间的松动失效问题一直是影响假体使用寿命的主要原因之一。因此,对单髁膝关节生物力学分析和对人工关节假体进行优化设计是非常有必要的。根据现阶段对膝关节置换手术的了解,并结合笔者对相关手术医师的咨询结果,本研究选取了假体髓腔延长杆长度、骨缺损范围和填充物材料属性这三个影响单髁膝关节置换效果的关键因素,以人体膝关节为研究对象,建立了较为完整的人体膝关节和假体数值的三维有限元模型。对模型进行材料属性定义、边界条件建立并施加载荷,通过有限元仿真进行受力分析并结合正交试验方法,对计算结果进行极差和方差分析,明确了材料属性对分析结果影响最大,其次是骨缺损范围,髓腔延长杆长度影响最小,证明使用金属材料填充股骨内侧髁骨缺损可以提高UKA假体的稳定性,适当扩大股骨内侧髁骨缺损填充范围不会影响UKA假体的稳定性,而改变假体的延长杆长度对UKA股骨假体稳定性的提高很小。本研究在建模过程中,运用了多种影像采集技术和软件,并依据单髁置换系统手术操作指南进行了模拟截骨,所构建的模型在解剖结构上更加完善和真实,如此就有效提升了有限元模拟的准确性。对于假体间存在的失稳问题,本文在既有的假体模型上进行了一定优化,在假体中内嵌位移和压力传感单元,通过传感器和电路配合,在假体脱离预定的运动轨迹或者上髁和内外髁间的压力过大时记录并反馈给外部的接受端,以期实现假体间的实时监测,提高假体的使用寿命。这些研究结果对膝关节生物力学的研究以及假体的设计方向提供了参考价值和科学指导。