人工全髋关节置换术（THA）是治疗髋关节发育不良（Developmental dysplasia of the hip，DDH）继发性骨关节炎的有效方法。然而DDH患者狭窄的股骨髓腔和过度前倾的股骨颈使医生在假体选择和手术操作方面面临诸多困难。非骨水泥型股骨柄主要依靠与股骨髓腔压配完成固定，假体与髓腔形态的匹配有利于减少假体的微动，提高初始稳定性，进而提高假体的长期生存率。目前针对DDH股骨的形态学研究多集中在前倾角、颈干角、髓腔内径等参数，对DDH髋关节三维髓腔形态变化的研究较少。市场上也没有专门针对DDH髓腔特点设计的一体式股骨柄假体。因此，中心郑诚功教授团队探究了国人DDH股骨近端髓腔的三维形态特征，并针对DDH患者髓腔扭转程度的渐进式变化，及不同程度DDH患者髓腔扭转情况的差异性，设计了一款适用于DDH病人的股骨柄假体，为DDH患者的髋关节置换手术提供了新的选择。

        THA最常见的失效形式是股骨柄的无菌性松动，而应力遮挡是引发无菌性松动的主要力学因素。应力遮挡多发生在股骨近端，当前的股骨柄设计能够在一定程度上降低近端股骨内侧的应力遮挡，但难以有效避免股骨近端外侧的应力遮挡。据此，中心郑诚功教授团队针对髋关节置换术（THA）后股骨近端外侧出现的应力遮挡现象，设计了包含拉胀结构的新型股骨柄。与传统多孔结构的股骨柄通过降低等效弹性模量来减少应力遮挡不同，此股骨柄的设计可以通过自身在载荷作用下的形变，对外侧骨进行力学刺激，从而减少骨吸收，提高假体的长期稳定性。具体研究内容包括：（1）研究了拉账结构设计参数与结构力学性能的变化关系，研究了拉胀结构设计参数与孔径和孔隙率的变化关系。本研究结果可以为拉胀结构股骨柄的设计提供参考依据。（2）探究了拉胀结构植入体对骨传递载荷的规律，结果表明与致密钛合金植入体相比，拉胀结构植入体能够显著降低近端股骨内侧和外侧的应力遮挡，但股骨外侧部分区域存在应力集中现象，最大应力为57.4MPa。（3）设计了包含拉胀结构的髋关节股骨柄，并进一步通过有限元分析研究拉胀结构股骨柄对应力遮挡的影响，为降低应力遮挡的股骨柄设计提供了新思路。

        虽然目前THA术后股骨柄的长期固定效果较佳，但随访结果显示髋臼杯的生存率并不令人满意，其主要力学因素是髋臼杯初始稳定性不足，进而降低了骨长入的可能性，从而引起臼杯长期使用后的松动。目前，使用螺钉辅助固定髋臼杯是最常用的增强髋臼杯稳定性的方法之一，但临床上对于最佳的螺钉使用数量仍存在较大争议，螺钉固定的不同位置及相应效果、骨质对固定效果的影响等也鲜见报道，而上述因素对于髋臼杯初期及长期稳定性都有影响。中心郑诚功教授团队使用有限元分析的方法，建立了不同数量、不同固定位置及不同骨质对应的螺钉固定髋臼杯模型，并对不同情况下髋臼杯的初始稳定性进行了测试，研究结果表明，2颗螺钉即可起到足够的固定效果，此时螺钉位置对其固定效果无明显影响，而对于骨质疏松患者，需使用至少三颗螺钉才可达到髋臼正常初始稳定性。本部分研究可为临床THA的手术技术提供科学指导，以降低术后髋臼杯松动的发生。