肱骨为原发恶性骨肿瘤及转移性骨肿瘤的好发部位之一,常以瘤段切除作为治疗方法。对于瘤段切除后的保肢重建目前有同种异体骨移植、自体瘤段骨灭活回植、人工假体重建等方法。随着影像学技术、假体制造技术以及外科手术技术的提高,人工假体重建术已广泛用于骨干肿瘤广泛切除后的保肢重建。骨干组配式假体作为近几年新兴人工假体因其有着手术操作相对简单、患者住院时间较短、可即刻负重、并发症低、生物力学性能好等诸多优势而备受关注。目前,骨干组配式假体应用于肱骨骨干的临床报道较少,对于假体置换后肱骨以及假体的生物力学性能尚不清楚,制约了其临床应用和进一步的优化设计。针对肱骨骨干髓腔直径较小,瘤段切除后残余骨干较短以及上肢生物力学环境复杂等特点,提出了肱骨骨干组配式假体外加辅助钛板固定联合重建肱骨干节段性缺损的思路,并通过体外尸体骨电测法实验和三维有限元分析的方法对该假体重建肱骨骨干的生物力学特性进行了研究。以期为假体的临床使用和优化设计提供科学的理论依据。本课题首先采用尸体骨电测实验进行研究,实验进行前使用3-D打印模型骨进行初步的预实验以熟悉实验操作流程和总结实验所遇问题及提出解决方案,然后取成人右侧新鲜尸体肱骨进行包埋、贴片和加载测试。为模拟肱骨在体力学环境,此次实验分别进行肱骨机械轴向的拉伸加载和绕轴的扭转加载,并得出位移及应变数据。实验分为三个步骤逐一进行:首先,对完整肱骨进行加载;其次,人为建立肱骨骨干中段5cm长度缺损并以无钛板辅助固定假体重建骨缺损后再次行相同方式加载;最后,外加辅助钢板后再次进行加载。每组实验分别进行五次拉伸和扭转力的循环加载后求拉伸位移、扭转角度以及贴片处应变平均值。尸体骨电测法实验虽能切实的反应所测位置的应变变化情况,但由于实验环境及一些不可预知因素会对实验结果造成一定的影响,并且该方法只能得到贴片位置的应变变化而不能得到整体的应力分布以及诸如假体置入后假体柄表面、紧固螺钉等关键部件的数据。因此,我们在尸体骨电测法实验的基础上进一步进行了三维有限元分析,建立了基于CT扫描的肱骨有限元模型和基于三维软件的假体模型,按照尸体骨电测法实验进行组装和加载,设置了与尸体骨实验相同的边界条件。实验结果表明,肱骨骨干组配式假体联合钛板辅助固定重建瘤段缺损可作为有效的保肢治疗方法。该固定方式使得假体有着更好的初始稳定性,可应对上肢复杂生物力学环境,外加辅助钛板的设计降低了假体松动和脱位的风险。同时,此次研究验证了所建肱骨三维有限元模型的有效性和准确性,得到了肱骨以及假体在拉伸和扭转载荷下的应力分布,为该假体的临床使用和进一步的优化设计提供了理论依据。