髋关节是连接人体躯干和下肢的重要骨关节之一,但由于病变及意外事故等原因而导致的髋关节疾病会给患者带来行动和生活上的不便。目前解决该问题最有效的办法是进行全髋关节置换术,对股骨假体进行生物力学性能的研究可以在一定程度上避免假体下沉和假体断裂等术后中远期并发症发生。由于对人体进行生物力学实验不具备准确性和安全性,利用有限元技术辅助研发指导临床治疗已成为医用生物力学领域的重要手段。本文利用有限元仿真对Corail和Synergy porous两种解剖型钛合金假体的置换模型进行生物力学性能对比分析,后续进行股骨假体植入尸体标本的力学试验。通过实验数据与仿真数据的对比,为临床骨科医学提供可靠的理论数据。首先,基于医学图像三维重建技术完成股骨的三维建模,对股骨模型进行非均质材料赋值实现股骨材料的非均匀性。利用Mimics软件依据临床需求将股骨模型分别与Corail和Synergy porous两种假体模型装配。其次,利用Hypermesh软件对置换模型进行网格质量较优的网格划分,通过ABAQUS软件对正常股骨和两种置换模型进行静态和步态载荷下的有限元分析,对比不同模型在不同工况下的应力遮挡、假体下沉位移及置换稳定性的生物力学性能。搭建应变采集器并验证系统的准确度。最后,将处理过的股骨标本与假体配合并进行力学实验,得到位移和应变数据,并与仿真数据进行对比分析,验证模拟的准确性,以期对两种置换模型的生物力学性能进行评估。