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目的:根据股骨上端解剖参数和镍钛记忆合金特性,结合无柄髋关节假体的生物力学优势,设计一种镍钛记忆合金无柄髋关节环抱式股骨假体(NiTi shape memory alloy amplectant femur prothesis of stemless hipprosthesis,NTAF-SHP),并对其进行生物力学测试,为临床应用提供依据。方法:游标卡尺测量24例成人股骨上端解剖学参数,并根据测量数据和股骨上端特点设计NTAF-SHP:24例股骨标本分四个小组,三组分别模拟体外髋关节置换装入关节假体而分为实验组(NTAF-SHP组)、对照组1(有柄髋关节假体组)、对照组2(无柄髋关节组),另外一组为正常组。岛津AG-1高精度电子万能材料测试仪测试固定强度:每组试件施加100N-1000N压力,进行压力位移实验,观察假体置换后初期稳固度;粘贴应变片后连接静态电阻应变仪继续在万能试验机上进行应力应变实验,观察假体置换后股骨上端应力分布情况。分析实验结果,评价NTAF-SHP的生物力学特性。结果与结论(1)在800Nf作用下,正常组的压缩载荷——位移为0.48±0.02mm;对照组1的压缩载荷——位移为0.75±0.01mm,对照组2的压缩载荷——位移为0.88±0.11mm;实验组的压缩载荷——位移为0.66±0.02mm;正常组位移明显小于另外三组,统计学差异显著(P＜0.01);实验组位移明显小于对照组1和对照组2,统计学差异显著(P＜0.05)。以上结果表明,新型记忆合金无柄髋关节环抱式股骨假体的生物稳定性较好。(2)股骨植入三种不同人工髋关节假体状态的应变点测量和应力分析。各组实验结果表明:6、7、8、9的测点应力值较大,说明股骨距和压力骨小梁是股骨上端的主要承重结构。当三种不同的假体植入后,股骨上段应力的平均水平普遍表现为下降。在压力作用下实验组股骨标本的内侧骨皮质应力要大于对照组1和对照组2,统计学差异显著(P＜0.01)。新型记忆合金无柄髋关节环抱式股骨假体安装后股骨的应力分布更接近正常股骨,说明这是一种更符合生物力学的设计。