《人工髖關節系統中兩大磨損微粒來源的分析與探討》是依託清華大學，由張洪玉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：人工髖關節系統中兩大磨損微粒來源的分析與探討
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：張洪玉
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人工髖關節假體在使用過程中產生的磨損微粒是造成假體失效的根本原因，球頭-髖臼界面和髖關節柄-骨水泥界面是磨損微粒產生的兩大主要來源。針對這兩個界面，目前有如下兩個問題亟待解決：（1）球頭-髖臼界面潤滑膜的膜厚測量僅有理論模擬值，而無實驗方法加以驗證；（2）對髖關節柄-骨水泥界面的微動磨損未進行過系統的研究。本項目擬採用相對光強幹涉技術對球頭-髖臼界面潤滑液的成膜特性進行研究，驗證理論模擬結果，同時通過有限元模擬與磨損實驗相結合的方法以及高精加工與表面/界面控制技術對髖關節柄-骨水泥界面的微動磨損成因及其影響因素進行分析，以期進一步降低上述兩大界面的摩擦磨損。該項目研究成果對最佳化髖關節假體的整體設計，提高假體使用壽命，減輕各種髖關節炎與股骨頭壞死患者的病痛並提高其生活質量有十分重要的意義。另外，對揭示人工膝關節、踝關節與肩關節等其他人工關節接觸副的摩擦、潤滑機理有重要參考價值。
結題摘要
磨損微粒是導致人工髖關節假體失效的根本原因。本青年科學基金項目以人工髖關節系統中兩大磨損微粒的來源（即：球頭-髖臼界面與髖關節柄-骨水泥界面）為研究對象，旨在揭示球頭-髖臼界面潤滑液的成膜特性與髖關節柄-骨水泥界面的微動磨損機制。在項目3年執行期內，取得了如下研究進展：（1）針對球頭-髖臼界面，基於相對光強幹涉技術研製了一套面-面接觸下潤滑液成膜特性實驗平台，用於實時監測關節滑液中的蛋白質在潤滑中的作用，並初步發現蛋白質的成膜現象與常見的潤滑油、脂均不相同；（2）針對髖關節柄-骨水泥界面，系統地研究了蛋白質在該界面的吸附特性以及對摩擦學性能的影響，並利用拉曼光譜對蛋白質吸附膜的厚度、分布等進行了表征。 基於本基金項目的研究成果，以第一作者發表SCI收錄論文5篇，EI收錄論文3篇、特邀編輯評論1篇。參編英文著作1章節，申請中國發明專利2項（已公開），參加國際會議3次。另有1篇第一作者論文已被SCI源刊《中國機械工程學報》（原《機械工程學報》英文版）接收。同時，在青年科學基金項目研究過程中，逐漸形成了利用生物材料表面接枝法進行人工髖關節減摩抗磨的思路，並獲得了國家自然科學基金青年-面上連續資助。
