股骨头坏死是骨科一种常见疾病,它是由多种病因引起股骨头内部细胞出现不同程度死亡,从而导致股骨头出现不同程度的塌陷,患者会出现髋关节疼痛、活动功能障碍等症状。髓芯减压是一种用于治疗早期股骨头坏死的方法,通过释放股骨头内部由于血运造成的高压来改善血液循环,同时促进血管再生,但不能阻止股骨头坏死区域的进一步塌陷。针对此问题,对股骨头内置支架进行了研究,旨在设计一套新型半球状支架,并能够植入骨头坏死患者体内,为股骨头坏死患者髓芯减压后提供力学支撑,减少患者卧病在床时间。本文从股骨头内置支架的设计、制作以及力学实验三个方面进行了研究。首先,根据早期股骨头坏死髓芯减压治疗后力学支撑不足的问题,提出了一种采用半球形钛合金髓芯支撑的方法。参照人体股骨头模型,设计了不同型号半球形股骨头支架的模型,并设计了一套支架专用推送工具。其次,根据所设计的支架形状,需要在股骨头内加工出一个球形空腔,因此设计了一套股骨头内球面开孔器。利用ANSYS Workbench软件对所设计的支架及工具的关键部分进行了有限元分析,并在此基础上对结构进行了优化。采用快速成型技术制作了半球形钛合金股骨头支架,并对所设计的推送工具以及内球面开孔器进行了制作及组装,所制作的样品能够满足设计使用要求。最后将制作的支架植入到离体骨骼内并进行了力学实验研究。本文通过对半球形支架的设计及制作,验证了采用半球形髓芯支撑的方法的可行性,该支架能够安全可靠的植入到股骨头预定位置。通过力学实验表明,髓芯减压后再进行支架植入的承载能力明显高于单纯髓芯减压,接近低于正常的股骨头的承载力,为医学临床应用提供理论基础。