● 摘要
中国社会老龄化趋势加重，随之而来的是与老年人相关的疾病增多。粗隆间骨折多见于老年人，而且其发病数量也在不断增加。对老年人粗隆间骨折的治疗，现阶段理想的治疗手段是植入股骨近端抗旋髓内钉。股骨近端抗旋髓内钉（PFNA）凭借其刀片Blade的设计，实现了旋入过程中同时锚接股骨与主钉Nail的效果，并且刀片在旋入股骨头的过程中通过挤压股骨头的松质骨，使得PFNA植入更稳定，使得患有骨质疏松的老年骨折患者得到更好的治疗效果。但是，PFNA在临床应用中仍然会出现8%的并发症甚至再骨折的现象。
功能梯度材料（functionally graded material，FGM）是一种糅合了物理、化学、生物等单一材料性能的新型复合材料，为了使得其结构和性能能够呈现连续性变化，从而满足在不同环境下的特殊使用功能，FGM的成分一般包括金属、生物陶瓷和高分子等。功能梯度生物材料是借鉴了功能梯度材料的设计理念，通过使用不同类型的材料，使其具有良好的生物活性和较高强度，并通过减小材料特定部位的弹性模量，从而避免应力遮挡现象，进而以提高生物材料的临床治疗效果为目的。
本文通过建立PFNA的三维模型，并按照临床要求的位置装配，针对临床治疗粗隆间骨折的股骨近端抗旋髓内钉在实际应用中存在的并发症的问题，本文从功能梯度材料的角度切入，通过生物力学仿真的手段，借助有限元技术，以von Mises应力，位移量和切应力等指标，分析功能梯度材料PFNA的使用是否会改善传统单一材料（钛合金）PFNA的缺陷，希望能给股骨植入物的新产品研发提供一些参考。此外，由于骨折常伴随着肌肉，肌腱的拉伤，文章还对不同肌肉力作用下的股骨与PFNA的力学响应进行了分析，以期望给骨科临床医师针对不同情况的患者提供一些运动康复训练理论依据。