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目的 根据股骨髁关节面三维几何形态的测量数据,设计出一种能够解剖贴附于股骨髁软骨表面的固定器,主要用于自体软骨细胞移植术中移植物的固定；将新型股骨髁软骨表面固定器与自体软骨细胞移植术中传统的固定方法进行对比研究,探讨新型股骨髁软骨表面固定器较传统固定方法的优势,为临床上自体软骨细胞移植术固定方法的选择提供理论依据。方法1、选取100例MRI扫描检查无异常的膝关节MRZ图像,其中男性64例,女性36例,选取年龄20-40岁,平均年龄28.5岁。将获得的"DICOM"格式的MRI断层扫描数据导入Mimics15.0软件中,对图像进行灰度处理,确定关节软骨面轮廓的边缘。用CATIA软件的SKETCH TRACER模块导入之前数据,对选取的点进行最佳曲线拟合,分别测量出股骨髁不同部位关节面矢状面和冠状面所拟合圆弧的半径及弧度,并对所测参数进行统计学分析；选取30例MRI扫描检查无异常的膝关节MRI图像,男、女各15名,年龄24-32岁,平均27.8岁。将获得的"DICOM"格式的MRI连续断层图片导入Simpleware 6.0三维重建软件中,使用软件中ScanIP模块对股骨髁骨性结构及软骨结构进行三维重建,将数据以“STL”格式输出。将股骨髁“STL”格式数据导入到Geomagic11.0软件中,在Geomagic11.0软件中创建3D特征,分别选取股骨内、外侧滑车软骨表面区域,通过软件自动拟合功能将所选区域最佳拟合为两个球体,便可确定出球体半径,并对所测参数进行统计学分析。2、根据所测量出的股骨髁关节面三维几何形态数据,设计出不同规格的股骨髁软骨表面固定器。3、从当地屠宰场获取30具完整的猪下肢,检查所有肢体均无创伤及畸形,在股骨内侧髁中央负重部分标记面积约2.5cm2的圆形区域,创建出全层软骨缺损动物模型。分别采用软骨表面固定器固定、纤维蛋白胶固定(FG)、经骨隧道固定(TS)、可吸收软骨钉固定(BP)、连续边缘缝合固定(CS)将移植物固定于缺损区,关闭关节腔进行连续被动屈伸运动,分别在60次及210次屈伸运动后对移植物的情况进行评价。屈伸运动结束后用电子万能试验机对固定稳定性进行测试评价。分别对5种不同的固定方法根据评分标准进行评分,并对评分进行统计学分析。结果1、对股骨髁关节面三维几何形态进行测量。矢状位：股骨内侧髁远端关节面半径(r11)为34.27±4.54mm,后髁关节面半径(rM2)为18.97±3.05mm；股骨外侧髁远端关节面半径(rL1)为37.63±4.41mm,后髁关节面半径(rL2)为19.75±2.45mm。冠状位：股骨内侧髁关节面半径(RM)为21.34±2.10mm；股骨外侧髁远端关节面半径(RL1)为23.75±2.35mm,后髁关节面半径(RL2)为18.78±2.47mm。股骨内侧滑车半径(r)为23.7±39mm,股骨外侧滑车半径(R)为28.4±4.5mm。2、根据评分标准对不同的固定方法进行评分比较。覆盖面积：CS与固定器固定之间差异无统计学意义,FG、TS、BP固定之间差异无统计学意义,而CS与固定器固定在覆盖面积得分上要高于其他3种固定方法(P≤0.05)；边缘接触范围：CS与固定器固定之间差异无统计学意义,FG、TS、BP固定之间差异无统计学意义,而CS与固定器固定在边缘接触得分上要高于其他3种固定方法(P≤0.05)；移植物完整性：TS、BP、CS固定之间差异无统计学意义,而固定器固定在移植物完整性得分上要高于FG固定(P≤0.05),FG固定要高于其他3种固定方法(P≤0.05)；固定稳定性：BP、FG固定之间差异无统计学意义,固定器固定稳定性得分>CS固定稳定性得分>TS固定稳定性得分>BP与FG固定稳定性得分(P≤0.05)。结论1、在自体软骨细胞移植术中,新型股骨髁软骨表面固定器不仅能够很好的保持移植物覆盖面积、边缘接触范围及完整性,还能够提供更加牢固的固定,与传统固定技术相比是一种更加优越的固定技术；2、在自体软骨细胞移植术中,目前临床上常用的4种固定技术相比,CS固定是一种较为安全、有效的固定方式。