目的：通过理论计算与实验相结合的方法得到符合人体大腿残肢经皮器件的结构设计，使其能满足人体生理状态下经皮密封所需的生物力学要求，为植入性假肢的研究提供条件，并为进一步的临床试验提供依据和奠定基础。方法：①建立经皮器件以及临近软组织的FEA(有限元)模型，对不同结构形态的经皮器件在人体生理活动情况下，经皮器件-软组织界面与附近软组织应力分布进行理论计算和分析，采用FEA技术对经皮器件结构参数进行分析和优化。②将力学特性较好的经皮器件通过标准动物(狗)实验进行生物学研究，对生物密封的效果进行评价。结果：①传统直杆状经皮器件的最大应力位于经皮处，新型带孔弧形圆盘状经皮器件，最大应力位于软组织固定圆盘边缘，经皮处应力值明显降低，有利于形成经皮处静态的力学环境；②对网孔弧形圆盘经皮器件进行结构优化显示：残肢直径为160mm、圆盘直径为104mm时，网孔圆盘孔径为20mm、孔间距为20mm在经皮部位产生的应力值为最小。③初步动物实验显示：经皮器件固定牢固，无感染、脱落迹象。结论：①带孔弧形圆盘状经皮器件与传统直杆状经皮器件相比，经皮处应力值明显降低，从而为经皮密封提供了良好的力学环境，有利于生物密封的实现。②网孔圆盘孔径为20mm、孔间距为20mm的设计力学特性较好。③初步动物实验初步证明了经皮器件设计的合理性。