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国内外研究学者认为传统的带锁髓内钉固定属于坚强的静力性固定,其缺点是可产生应力遮挡效应。目前,主流的解决思路是实现带锁髓内钉的“静-动”转变。临床上常用的方法是在骨折愈合中期解除带锁髓内钉一端的锁钉,促使骨折断端产生微动与加压,刺激骨痂生长,但这需要患者再次接受手术。为避免以上缺陷,本研究将可吸收鞘(Absorbable Sheath)与普通金属锁钉(Common Metal Nail,CM锁钉)相结合,设计出了新型带可吸收鞘锁钉(Absorbable Sheath Nail,AS锁钉)。该锁钉的原理是将可吸收鞘套在带锁髓内钉的金属锁钉上,利用可吸收鞘的降解达到减小带锁髓内钉应力遮挡的目的。本文利用有限元分析、力学实验等方法对AS锁钉的作用进行了验证,其具体研究内容及结果如下:(1)正常人体和山羊股骨有限元模型的建立及有效性验证。该部分建立了人体和山羊股骨有限元模型,完成了山羊股骨电测实验分析。通过将有限元仿真结果与现有权威数据及电测实验数据对比,分别验证了人体和山羊股骨有限元模型的准确性。(2)人体股骨带锁髓内钉内固定模型的有限元分析。该部分建立了AS锁钉组和CM锁钉组人体股骨带锁髓内钉内固定有限元模型;分析了骨折愈合0、1、3、6、9、12个月时,骨折断端骨痂的应力、纵向位移及两种锁钉内固定对骨折断端产生的应力遮挡率;分析验证了AS锁钉、CM锁钉及带锁髓内钉主钉在骨折愈合不同时期的强度可靠性。结果表明,在骨折愈合早期,AS锁钉和CM锁钉强度均较高,都能为骨折断端提供一个稳定的力学环境;在中后期,由于AS锁钉组可吸收鞘的降解使骨折断端产生了微动和加压,相比于传统的静力性CM锁钉组内固定,更加有效的减小了带锁髓内钉对骨折断端产生的应力遮挡效应。(3)山羊股骨内固定模型的有限元分析及力学实验验证。该部分建立了AS锁钉组和CM锁钉组山羊股骨带锁髓内钉内固定有限元模型;分析了两种锁钉在各愈合时期对骨折断端产生的应力遮挡率;完成了骨折愈合不同时期山羊患肢股骨(取钉后)的垂直压缩试验;对比分析了有限元仿真实验中,山羊股骨断端的骨痂应力、纵向位移与患肢股骨进行垂直压缩时最大承力能力之间的关系。结果表明,AS锁钉组内固定对骨折断端产生的应力遮挡率均小于CM锁钉组;AS锁钉组骨痂应力和纵向位移与患肢股骨的承力能力成正相关且均大于CM锁钉组。(4)山羊股骨带锁髓内钉内固定动物实验简介。该部分介绍了山羊股骨带锁髓内钉内固定物植入所需的实验器材及整个手术过程。通过对AS锁钉组与CM锁钉组患肢股骨在术后各时期的X线片观察,进一步验证了使用AS锁钉减小带锁髓内钉应力遮挡效应的可行性。