生物型股骨柄可以有效避免骨水泥疲劳、骨水泥颗粒造成假体失效问题,被广泛应用于年轻、活动强度高的患者中。在生物型股骨柄的固定中,骨长入是实现假体长期稳定的前提。然而,骨长入受多种因素影响。其中,假体的初始稳定性和骨重建会显著影响骨长入,甚至造成假体失效风险。为了降低生物型股骨柄失效风险,本文以髋关节为研究对象,针对生物型股骨柄的初期稳定性,建立了股骨-假体有限元模型,研究了术中敲击方案对股骨柄初始稳定性的影响;结合有限元方法和骨长入算法,研究了接触面初始稳定性对多孔涂层内组织百分比和界面力学性能的影响,进一步探索了不同骨长入阶段假体稳定性的变化规律;结合骨重建算法和股骨-假体有限元模型,分析了术后步态变化对骨重建的影响规律。论文的研究旨在为生物型股骨柄术前植入方案的制定、假体设计和优化以及术后患者康复提供指导。论文主要工作内容包括:（1）针对生物型股骨柄初始稳定性问题,建立了股骨-假体敲击有限元模型,研究了敲击力、敲击次数对生物型股骨柄初始稳定的影响,揭示了敲击力、敲击次数和股骨柄初始稳定性的关系。研究结果表明:术中敲击力4-8 k N不会造成股骨、股骨柄破坏。股骨柄初始稳定性随着敲击力的增加而增加。在无干涉量情况下,步态运动在接触面产生25-48μm相对运动,在爬楼梯运动下产生42-85μm相对运动。界面干涉量存在会显著降低界面微动值,在干涉量50μm时,接触面微动位于30μm以下,仅在接触面末端和近端产生较大微动值。术中敲击次数增加不会影响界面微动。（2）针对生物型假体二次固定问题,基于力学调节组织分化理论和骨重建理论建立了多孔涂层假体微观接触界面有限元模型,骨长入过程的模拟基于MATLAB、PYTHON语言和ABAQUS形成的计算框架,研究了不同界面微动值对骨长入的影响规律,分析了界面微动与涂层内组织百分比、界面力学性能间的关系。在此基础上,建立了界面力学性能与弹簧刚度之间的关系,采用弹簧单元模拟了骨长入后界面的力学性能,分析了编织骨长入和编织骨重建后界面稳定性变化。研究结果表明:界面微动具有两面性,在界面组织生长阶段,微动增加导致涂层内纤维组织增加,骨组织和界面力学性能减小;在重建阶段,微动增加促进编织骨向板层骨转化。骨长入后提高了假体中期和长期稳定性,降低了界面微动。（3）针对人工关节置换后假体周围骨重建问题,基于适应性骨重建理论建立了置换前、后股骨-假体有限元模型,考虑了术后步态运动水平变化,研究了假体周围骨密度变化规律,揭示了术后初期、长期步态运动变化与骨重建之间的关系。研究结果表明:术后步态运动水平提高对骨重建有积极影响,术后初期恒定步态组与变化步态组骨密度存在明显差异,最大差异发生在低步态组中,造成大转子区域骨密度减小41%。步态运动提高促进假体近端、中端骨密度变化,显著影响发生在大转子区域造成骨密度增加47%;长期步态运动提升促进了假体中端、末端骨密度增加2%～9%,抑制了假体近端区域骨密度下降,且抑制作用随着步态运动增加而增加。