股骨头骺滑脱是指股骨生长端以上的脱位。这是一种的青少年关节疾病,其临床表现主要为无明显诱因的髋膝疼痛、跛行,并伴有髋关节内旋受限和行走后疼痛加重。股骨头骺滑脱可能会导致一系列严重的并发症,如股骨头缺血性坏死、软骨溶解、下肢不等长和退行性髋关节炎等。然而目前医学上对于股骨头骺滑脱的发病原因并不是十分清楚,但越来越多的研究表明,生物化学因素和生物力学因素共同作用导致股骨头骺滑脱发生。因此深入研究股骨滑脱的力学因素有着重要的意义。本文主要分为两个方面进行对股骨头滑脱的问题研究。一是骨重建过程中力学特性差异引起滑脱的分析,二是生长过程中骨外形轮廓的不同而导致的滑脱的分析。在二章和三章中对骨组织的两个生理过程进行了模拟,骨组织内部重建模拟和骨组织外部生长模拟。骨组织内部重建模拟意义是实现真实的情况下材料分布,这样对骨滑脱的因素分析才可靠。第二,关于生长板外形生长的模拟,是以骨重建为基础,在真实的骨力学特性分布情况下,提取生长板上的真实步态载荷数值,并施加在生长板模型上,然后对生长外形生长过程进行模拟。骨组织的内部重建是本文的重要基础。骨生长的模拟对象是儿童生长板软骨,在第三章中模拟了生长板由7岁到10岁的生长过程。模拟实现了生长板连续生长过程,通过与真实生长板外形之间的比对,证实模拟结果符合真实生长情况。最后将骨组织内部重建与骨组织外部生长两个生理过程,同时在儿童生长板上共同实现,实现了内部外部的同步模拟。基于骨组织内部重建和骨组织外部生长的模拟结果,通过以下几个方面讨论可能股骨滑脱的危险因素,首先将骨组织材料力学特征作为研究对象,分别为股骨头密质骨、股骨头松质骨、股骨体密质骨、股骨头松质骨、生长板五个部分不同的弹性模量,分析弹性模量与生长板的Mises应力的关系,并提出骨组织力学参数可能导致股骨滑脱危险因素。其次研究骨组织外形变化对股骨滑脱的影响,本文通过控制方程改变生长板的翘曲程度,分析曲度是如何影响生长板应力分布,并提出曲度可能是导致股骨滑脱的危险因素。最后,在生长板上施加真实步态载荷,模拟在生长板重建和生长的过程中,分析不同步态相可能导致股骨头滑脱的危险因素,并给出步态相对生长板的应力分布影响。本课题的意义在于,骨重建和骨生长的模拟基础之上,对股骨骺滑脱的在材料属性和结构特征两方面的数值分析,更进一步的了解了股骨骺滑脱疾病的致病原因,为预防和治疗该项疾病给出可靠的数据支撑。