随着科学技术的进步,人造生物材料越来越多的应用于临床植入人体以替代受损的人体生物组织。羟基磷灰石是一种被广泛研究的骨替代材料,由于具有良好的生物相容性、无毒性、生物活性及骨传导性,以及具有与正常骨组织相似的多孔结构和成份,被认为是较理想的骨移植替代材料。将人工制备的羟基磷灰石植入体内除了要考虑它的生物性能还要考虑它的力学性能,它最终的力学性质能否与活体骨相匹配与植入前的力学性质是紧密相关的。当羟基磷灰石被植入人体后伴随着被人体降解和吸收,骨组织在其内部生长,它的强度、刚度逐渐增加,最终成为活体骨的一部分。如果最终能与周围骨组织的力学性质一致,则会与活体骨起到相同的力学作用,称为力学相容性。否则会引起负作用,若最终的刚度大于活体骨的刚度则会产生应力遮挡,造成周围骨组织的骨质疏松;若刚度太小则起不到承载作用。羟基磷灰石植入后能否与周围骨组织力学相容,与其植入前的力学性质紧密相关。作为研究骨替代材料动态力学相容性的一个步骤,本文改进了分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置,使它能测试软材料的动态力学性能,同时改进了采集和数据处理软件。并应用该实验系统研究了用水热交换法取得的羟基磷灰石骨替代材料动态力学性质,这种羟基磷灰石孔隙度比较适合于骨细胞生长。为了与骨的力学性质对比,同时测量了无有机成份的骨和含有机成份的骨的动态力学性质,得到了三种试样在冲击载荷下的应力-应变曲线,进而分析得到弹性模量,极限应力,破坏应变。测试结果显示羟基磷灰石的动态表观弹性模量平均值为5.94±0.656GPa,极限应力平均值为45.11±2.92MPa;无有机物骨的动态弹性模量平均值为12.29±1.62GPa,极限应力平均值为115.80±7.80MPa;含有机物骨的动态弹性模量平均值为15.14±0.44GPa,极限应力平均值为237.8±18.42MPa。说明了骨内胶原纤维能起到结构增强作用。为了模拟羟基磷灰石植入人体内力学性质的变化在羟基磷灰石上培养骨细胞,然后测量动态力学性质。羟基磷灰石培养骨细胞10天后,动态表观弹性模量和极限应力均有所下降,这可能与试样冲击方向和羟基磷灰石孔壁粒子之间摩擦力减小有关。为进一步探索羟基磷灰石生物材料力学相容性提供了实验依据。