目的：应用有限元分析方法,分析不同股骨假体植入角度、不同骨质情况、不同股骨头缺血性坏死程度对髋关节表面置换术后假体、骨水泥、股骨头颈不同部位工作应力分布及大小的影响,为临床髋关节表面置换选择患者及最适股骨假体植入角度提供生物力学依据。对象和方法：1、建立植入角度为120°、125°、130°、135°、140°、145°的骨量正常、骨量减少、骨质疏松髋关节表面置换术后三维有限元模型18个；2、建立不同坏死程度髋关节表面置换术后三维有限元模型45个,其中坏死体积分别占股骨头体积的15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%,坏死深度为10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm；3、对所有模型施加人体缓慢行走时的载荷及约束,求解；4、观察不同模型间股骨近端不同结构应力分布的变化。结果：1、不同假体植入角度、不同骨质情况髋关节表面置换术后有限元分析结果：①应力集中部位位于股骨金属假体-股骨骨质交界面处。②股骨金属假体、股骨颈皮质骨及松质骨中性层位置与假体植入角度一致,股骨金属假体下松质骨中性层位置位于股骨假体中央杆外上方的松质骨内。③股骨金属假体、股骨颈皮质骨的应力峰值点位置随股骨金属假体植入角度的不同而不同,股骨金属假体下松质骨及股骨颈松质骨的应力峰值点位置与假体植入角度无关；随着股骨金属假体植入角度的增加,应力峰值呈逐渐减小趋势,135°～145°应力总体变化趋势不明显。④中性层的位置随假体植入角度的变化而变化,压应力区随股骨金属假体植入角度的增加而增加,拉应力区随股骨金属假体植入角度的增加而减少。⑤135°～145°股骨金属假体植入角,股骨金属假体下松质骨及股骨颈皮质骨没有超过屈服应力的节点存在,股骨颈松质骨内超过屈服应力的节点比例数均未超过1%；随后随假体植入角度的减小该比例明显增加。⑥骨量减少、骨质疏松不改变股骨头颈应力分布规律。⑦股骨金属假体、股骨颈皮质骨的应力峰值随骨量减少、骨质疏松的发生而升高,其中以股骨金属假体的应力峰值提升最为明显；股骨金属下松质骨、股骨颈松质骨的应力峰值随骨量减少、骨质疏松的发生而降低。⑧骨量减少、骨质疏松时,超过屈服应力的节点比例呈增加趋势；135°～140°股骨金属假体植入角时,股骨金属假体下松质骨及股骨颈皮质骨没有超过屈服应力的节点存在；140°植入角时,股骨颈松质骨超过屈服应力的节点比例未超过1%。骨质疏松时,股骨金属假体下松质骨、股骨颈皮质骨及松质骨均有超过屈服应力的节点存在。2、不同程度的股骨头缺血性坏死髋关节表面置换后有限元分析结果：①股骨头内坏死后骨水泥填充区应力集中部位位于该区下部与骨松质的交界处；股骨金属假体下松质骨、股骨颈皮质骨、股骨颈松质骨的应力集中部位位于股骨金属假体-股骨骨质交界处。②股骨头内坏死后骨水泥填充区的应力峰值点位置随坏死程度的不同而不同；股骨金属假体下松质骨、股骨颈皮质骨、股骨颈松质骨的应力峰值点位置相对固定。③股骨头内坏死后骨水泥填充区的应力峰值随坏死程度的增大而增大,股骨金属假体下松质骨、股骨颈皮质骨、股骨颈松质骨的应力峰值随坏死程度的增大而减小；股骨金属假体下松质骨、股骨颈皮质骨的拉／压应力峰值均未超过屈服拉／压应力。④股骨头缺血性坏死程度不影响中性层位置。⑤股骨头缺血性坏死后,股骨金属假体下松质骨应力遮挡严重部位位于骨水泥-骨交界面,股骨颈皮质骨、股骨颈松质骨应力遮挡严重部位位于假体-骨交界面。⑥股骨近端残余骨质存在应力遮挡,且随坏死程度的增加而呈增加趋势,坏死深度≤25mm同时体积≤55%时及深度≥30mm同时体积≤30%时,应力遮挡率超过30%的表面节点比例数增长幅度较小,且增长曲线平缓；但坏死深度≥30mm同时体积>30%时,曲线趋于陡峭,增长幅度明显增大。结论：髋关节表面置换术后,股骨金属假体-股骨交界处为骨折危险区,松质骨内存在明显应力遮挡；骨量正常患者进行髋关节表面置换手术时,股骨金属假体植入角度允许范围为135°～145°,其中以140°最为合适,股骨金属假体植入角度减小将增加股骨近端的骨折危险性；患者骨量减少时,仍可进行髋关节表面置换术,假体植入角度限定为140°；骨质疏松时,不适宜做髋关节表面置换术；股骨头缺血性坏死患者进行髋关节表面置换手术,坏死程度的增加会增加应力遮挡程度；当股骨头坏死深度≤25mm时,坏死体积≤55%可进行髋关节表面置换手术；股骨头坏死深度≥30mm时,体积>30%时不适宜做髋关节表面置换手术。