仿生关节软骨/骨复合材料的生物摩擦学特性研究
编号:448
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更新:2021-07-23 19:13:12 浏览:197次
口头报告
摘要
目前,人工关节置换手术已经广泛应用在临床,但传统的人工关节存在着磨损严重以及无菌松动等问题。近年来,PVA水凝胶由于与关节软骨相似的结构特性,引起了研究们的广泛关注。但PVA水凝胶由于力学性能不足以及与硬基底的结合强度低的缺点而严重限制了其在实际中的应用。为了改善这一问题,通过采用一步浇铸法制备了PVA-BA/PEG双层水凝胶,两层水凝胶层紧密结合,均呈现多孔结构。上层水凝胶具有较高的抗压切线模量,底层水凝胶提供了多孔的高含水率。所制备的双层水凝胶能够同时具有高的力学性能和优异的水润滑性能。为进一步加强PVA水凝胶与硬基底的结合能力,受关节软骨-骨分层结构以及贻贝强黏附特性的启发,通过采用激光纹理化,表面多巴胺修饰和浇铸PVA水凝胶相结合的方法,在Ti6Al4V合金表面成功制备了PVA水凝胶层。研究发现,多巴胺的引入可以显著增强Ti6Al4V基底和水凝胶层间的界面结合强度。更重要的是,由于下层多孔Ti6Al4V基底可以提供高承载力和上层水凝胶可提供良好双相润滑的协同作用,此复合结构表面(LTi-DA-PVA)的摩擦系数可低至0.01,与自然关节软骨的摩擦系数相似。这项工作为提高PVA水凝胶的力学性能及其与硬基底的结合强度提供了一种有效的方法。
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