本次进行研究的主要目的是分析钛合金假体界面松质骨的力学性能,以及预紧力载荷对界面骨重建的影响作用。选择12只2.5月龄的雄性新西兰大白兔。其中8只作为手术组,在右侧股骨髁外侧打出直径为1.98mm的孔,采用过盈的方式植入一颗孔隙率为70%,尺寸为直径2 mm,高5 mm的3D打印钛合金多孔种植体,使种植体-骨界面产生预紧力载荷,另外4只自由饲养作为对照组。大白兔术后自然饲养12周使缺损界面充分愈合。根据愈后micro-CT影像进行有限元计算分析整合后骨的强度。结果表明种植体-骨界面之间的预紧力会促进骨重建进程。但是由于预紧力载荷分布不均以及种植体的应力遮挡和应力集中作用,导致界面骨量分布不均匀,在钛合金假体上部出现应力遮挡和集中区域,发生了骨吸收现象。在三维建模和有限元分析的基础上对股骨样本进行组织形态学检测分析,使用VGStudion软件对micro-CT扫描结果进行对比分析,对比自由饲养组与手术组大白兔股骨髁区域的三维骨小梁形态参数,结果发现在钛合金假体内部出现新生的骨小梁,但是在多个区域存在骨吸收现象。为了进一步观察紧贴钛合金假体周围的骨小梁情况,对样本进行切片处理,使用扫描电镜检测手段得到样本的切片表面图像,结果表明钛合金种植体内存在新生的骨小梁,但是紧贴钛合金种植体的周围区域出现了缺陷,出现缺陷的原因是过大的载荷抑制了骨小梁的生长。进一步使用红外光谱进行分析,通过分析羟基磷灰石的含量和蛋白质结构的变化发现,通过植入钛合金假体在整体上促进了骨重建。