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目的：探讨严重内侧膝关节骨关节炎(osteoarthritis, OA)患者在保留后交叉韧带型全膝关节置换(posterior cruciate ligament retaining TKA, CR-TKA)术前与术后负重条件下膝关节从完全伸直到最大屈曲过程中,股骨相对于胫骨的关节面接触生物力学改变(包括关节面接触运动和股骨髁运动)；术前与术后关节最大屈曲度及其与最大屈曲度下关节面接触点前后位移、6个自由度运动和内外侧副韧带长度的相关性。方法：严重内侧膝关节骨关节炎受试患者11人(11例膝关节；左膝6例,右膝5例；年龄平均64±7岁；身高平均1.7±0.1m,体重平均94.4±14.5Kg),均符合CR-TKA手术适应症,术后效果满意。本研究通过麻省总医院伦理委员会审查批准,每位受试者均签署知情同意书。受试膝关节术前行MRI扫描,建立膝关节3D (three dimensional)模型。随后在术前和术后均采用双荧光成像系统进行膝关节负重单足弓步下蹲动作的图像采集。在Rhinoceros(?)软件中完成模型整合、精确配准各图像采集点股骨和胫骨模型的相对位置。分别获得术前与术后胫股关节的关节面接触轨迹、股骨髁运动轨迹、关节相对运动参数、内侧副韧带和外侧副韧带结构的长度变化等。统计分析上述参数的术前与术后差异是否具有统计学意义,以及这些差异与术后关节最大屈曲度改变的相关性。结果：与CR-TKA术前相比,术后膝关节面接触生物力学特征,包括关节面接触轨迹和股骨髁运动轨迹发生了显著改变,其股骨的相对位移显著减小,并出现前移,关节面接触和股骨髁运动的中心点均偏移至胫骨平台中线的外侧。术后关节最大屈曲度与术前关节最大屈曲度存在显著正相关性(R=0.68,P=0.02<0.05)；术后关节最大屈曲度与与术后的股骨相对前移(R=-0.82,P=0.01<0.05)、内翻(R=-0.66,P=0.03<0.05)均存在显著负相关性。膝关节最大屈曲度术前与术后的变化量与侧副韧带,特别是内侧副韧带浅层的前束(R=-0.73,P=0.01<0.05)和中束(R=-0.60,P=0.049<0.05),外侧副韧带的前束(R=-0.70,P=0.01<0.05)的韧带伸长量变化存在显著负相关性。结论：CR-TKA无法使患者恢复正常膝关节的关节面接触生物力学功能。术后膝关节股骨的相对前移、内翻,以及侧副韧带特别是前束的韧带伸长量变化均显著影响关节最大屈曲度。膝关节假体,尤其是聚乙烯衬垫设计和术中高屈曲下的软组织平衡直接影响TKA术后的膝关节生物力学功能。本研究的结果对全膝关节置换的假体设计和手术技术的改进具有重要的指导意义。