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人工髋关节磨损检测方法与对比分析

人工髋关节假体通过股骨头在髋臼中的转动来模拟并恢复髋关节功能，股骨头与髋臼内衬的界面磨损是造成其机械失效并引发骨溶解的主要原因之一。针对不同的国际标准开发磨损检测设备并进行磨损测试对进一步理解人工髋关节的微观磨损机制并指导产品选型具有重要意义。研究团队在前期工作中针对现行国际通用标准ISO14242-1和ISO14242-3开发了具有自主知识产权的人工髋关节磨损试验机，在国内处于领先水平。本课题基于所开发的设备研究了陶瓷/金属股骨头与超高分子量聚乙烯（UHMWPE）髋臼内衬的磨损现象。研究结果表明，人工髋关节界面磨损是微纳尺度下黏附、研磨、润滑、疲劳、断裂和电化学反应等多种因素共同作用的结果，髋臼内衬与股骨头配合面呈现高抛光形貌，磨损量与循环次数存在近似线性的关系，且金属股骨头比陶瓷股骨头对髋臼内衬造成的磨损量大。采用不同标准的磨损实验表明，ISO14242-1下的磨损率远低于ISO14242-3下的磨损率，因此建议医疗器械厂商按照更贴近临床磨损状况的ISO14242-3标准要求进行磨损检测。