研究背景为了促进骨折愈合,人们开始关注更灵活,刚度较小的内固定结构。对侧皮质锁定技术被设计为在保持结构强度的同时降低锁定钢板的结构刚度,针对性的改善了锁定钢板应力集中、应力遮挡以及抑制骨折愈合等问题。为对侧皮质锁定结构提供更可靠的工程力学理论基础和参考数据,并针对对侧皮质锁定结构提出客观的设计要求以及抗疲劳设计方案,对这种动态骨折内固定结构在临床应用推广有重要的意义。目的1.描述并解释对侧皮质锁定结构的力学机制以及对比锁定钢板结构与对侧皮质锁定结构中锁定螺钉受力情况。2.对比在生理负荷条件下以及骨折愈合过程中康复荷载下锁定钢板结构与对侧皮质锁定结构之间疲劳行为并评估其安全性。3.针对对侧皮质锁定结构提出客观的设计要求以及抗疲劳设计方案。材料与方法1.建立对侧皮质锁定结构的等效力学模型并对锁定钢板结构与对侧皮质锁定结构进行理论解析。2.建立锁定钢板结构与对侧皮质锁定结构在正常骨骼以及骨质疏松骨骼中的数值仿真模型,进行静力学评估并通过允许应力法评估结构的安全性。并通过疲劳数值分析以及寿命预测对比两种结构的疲劳性能。3.通过静力学测试以及高周疲劳测试对建立的数值仿真模型进行验证,并通过缺陷检测定量分析结构的疲劳损伤程度。4.通过Isight平台对对侧皮质锁定螺钉进行多工况智能优化。结果1.在对侧皮质锁定结构在中,螺钉间隙区域和近侧皮质区域产生了更高的应力,最大冯·米塞斯应力超过允许应力。与锁定钢板结构相比,对侧皮质锁定结构螺钉的最大冯·米塞斯应力高（正常骨骼:p<0.0001;骨质疏松骨骼应力:p<0.0001）。2.在生理载荷以及康复循环荷载下,仅有对侧皮质锁定结构出现了安全系数以及寿命预测小于1的问题,锁定钢板各组的范围均远大于1。3.仅在对侧皮质锁定结构发现了结构损伤,裂纹最大长度为11.43mm,最大深度为0.45mm,最大体积为0.18mm3。在两种骨骼中,FCL结构疲劳数值分析预测结果与缺陷检测的损伤体积存在显著的正相关性（R2=0.5949,R2=0.5847）。4.优化后结构将安全系数提高到5。在各种生理载荷下,优化结构能实现充分的骨折块间平行微动,且结构最大冯·米塞斯应力均小于该材料的允许应力。结论1.与锁定钢板结构中的螺钉相比,FCL结构中的螺钉在非骨质疏松和骨质疏松性模型中的失效风险显著增加。2.在生理载荷以及康复循环荷载下,与锁定钢板结构相比,FCL结构的在非骨质疏松和骨质疏松性模型中的疲劳强度较差。3.数值仿真协同智能循环优化的夹芯结构复合金属螺钉能为对侧皮质锁定结构提供可靠抗疲劳螺钉设计。