皮质骨生物力学试验中的试样常来源于冷冻或福尔马林等溶液保存,并将生理盐水广泛应用于皮质骨试样的制备、保存及测试等过程。冷冻保存被认为不会影响皮质骨的力学性能,因此新鲜冷冻试样常作为皮质骨生物力学试验的参照组。然而,福尔马林等化学试剂会造成骨骼组织成分和结构的改变,可能影响皮质骨的力学性能。另外,生理盐水在整个生物力学试验过程中对皮质骨力学性能的影响也不明确。因此,有必要研究福尔马林溶液和生理盐水对皮质骨力学特性的影响,以指导皮质骨保存及生物力学试验过程中生理盐水的合理使用。本文分别从7根牛股骨中段的前侧、外侧、后侧和内侧4个解剖位置取出尺寸为12mm×2mm×0.5mm的长方体试样。将试样分别进行新鲜冷冻保存(-20℃),福尔马林溶液室温(25℃)保存4周和8周,以及生理盐水室温(25℃)保存3天、10天、36天和60天。利用加载速率为0.02mm/s的准静态三点弯曲试验获取每个试样的弯曲力-位移曲线,采用基于特定样本有限元模型的优化反求方法识别每个试样的弹性模量、切线模量、屈服应力和有效塑性应变。通过单因素方差分析或非参数检验,研究福尔马林溶液和生理盐水保存是否能够显著改变皮质骨的本构参数。并通过Tukey方法或Dunnett’s T3方法研究使用两种溶液保存多长时间会造成皮质骨本构参数的显著改变。结果表明,基于特定样本有限元模型的优化反求方法能够准确获取皮质骨的弹性模量、切线模量、屈服应力和有效塑性应变,新鲜冷冻组试样的弹性模量与文献数据吻合。方差分析和非参数检验则显示,室温下福尔马林溶液保存会显著影响皮质骨的所有本构参数,且弹性模量和屈服应力随保存时间的增加而逐渐降低。生理盐水短期保存(≤3 days)不会显著改变皮质骨的力学性能,但长期保存(≥10 days)则会显著降低皮质骨的杨氏模量和屈服应力。当考虑试样解剖位置时,福尔马林溶液保存对四个解剖位置的本构参数的影响存在差异,而生理盐水保存则只对四个解剖位置的弹性模量和屈服应力的影响存在差异。福尔马林溶液和生理盐水保存会影响皮质骨的力学特性,且对本构参数的影响与保存时间和试样的解剖位置有关。因此,在皮质骨生物力学试验过程中,应慎用福尔马林溶液保存的皮质骨试样,且室温下水化处理等过程也不宜将试样放置在生理盐水中过长时间,以免造成试样与在体特征的显著差异。