髋关节置换术是目前用来治疗股骨关节损伤和炎症疼痛较为成熟的医疗手段。股骨柄是人工髋关节的重要部件,股骨柄材料和骨材料刚度差异大会引起应力遮挡现象,造成假体无菌性松动。有多孔结构的股骨柄能有效减小股骨柄与股骨间弹性模量差异,降低应力遮挡影响。3D打印技术可以根据患者实际情况打印出复杂的具有多孔结构的金属植入物,为制造有多孔结构的股骨柄提供了可能。本文做了如下工作:基于股骨CT影像建立股骨三维有限元模型,并进行有效性验证;根据股骨髓腔轮廓建立个性化实心股骨柄模型,根据目前批量生产的固定型号股骨柄建立相应模型,并对个性化实心股骨柄-股骨模型及固定型号股骨柄-股骨模型进行静力学数值仿真分析,模拟人单足站立静止状态下的受力特点,对两种模型的von Mises应力分布情况和最大值进行对比分析;选取Cube型、三周期极小曲面（triply periodic minimal surface,TPMS）的Gyroid型和Diamond型（以下简称G型和D型）结构,分别对应5种孔隙率（55%、60%、65%、70%和75%）进行建模,并通过均匀化方法计算等效刚度矩阵;将个性化实心股骨柄与多孔结构结合,建立多孔部分的孔隙率呈均匀分布的全、非全多孔股骨柄模型,孔隙率呈梯度变化的横向梯度全、非全多孔和纵向梯度全、非全多孔股骨柄模型;将等效刚度矩阵赋予相应多孔部分,对建立的48种个性化多孔股骨柄-股骨模型进行静力学数值仿真模拟,并对各模型的股骨柄-股骨界面平均von Mises应力、平均界面切应力及股骨最大应变能密度进行对比分析。研究结果表明,与固定型号股骨柄相比,个性化股骨柄能与股骨形状高度契合,获得更好的初始稳定性。相较于实心股骨柄,Cube型、G型和D型多孔结构的股骨柄明显增加了股骨和股骨柄接触界面近端的平均von Mises应力,且孔隙率越高,平均von Mises应力越大,表明高孔隙率的多孔结构可以更明显地减弱股骨近端应力遮挡效应。相同孔隙率下,与Cube型和G型多孔股骨柄相比,D型均匀多孔和纵向梯度多孔股骨柄对提高股骨近端平均von Mises应力效果更显著。其中,D型均匀全多孔股骨柄使股骨近端平均界面切应力较股骨其它部位变化更缓慢,更有利于提高假体近端稳定性。当D型均匀全多孔股骨柄的孔隙率为75%时,股骨近端有更大的最大应变能密度,更有利于刺激股骨近端骨组织生长。本文得到如下结论:以股骨髓腔形状为依据设计的个性化股骨柄有更好的假体初始稳定性;较高孔隙率的D型全多孔股骨柄对骨组织应力遮挡影响最小,有利于股骨柄和骨组织共同承担载荷。本文为髋关节置换术的患者设计了具有多孔结构的个性化股骨柄,为临床股骨柄的选择和设计提供理论依据。