人工髋关节系统中两大磨损微粒来源的分析与探讨

人工髋关节假体在使用过程中产生的磨损微粒是造成假体失效的根本原因，球头-髋臼界面和髋关节柄-骨水泥界面是磨损微粒产生的两大主要来源。针对这两个界面，目前有如下两个问题亟待解决：（1）球头-髋臼界面润滑膜的膜厚测量仅有理论模拟值，而无实验方法加以验证；（2）对髋关节柄-骨水泥界面的微动磨损未进行过系统的研究。本项目拟采用相对光强干涉技术对球头-髋臼界面润滑液的成膜特性进行研究，验证理论模拟结果，同时通过有限元模拟与磨损实验相结合的方法以及高精加工与表面/界面控制技术对髋关节柄-骨水泥界面的微动磨损成因及其影响因素进行分析，以期进一步降低上述两大界面的摩擦磨损。该项目研究成果对优化髋关节假体的整体设计，提高假体使用寿命，减轻各种髋关节炎与股骨头坏死患者的病痛并提高其生活质量有十分重要的意义。另外，对揭示人工膝关节、踝关节与肩关节等其他人工关节接触副的摩擦、润滑机理有重要参考价值。

磨损微粒是导致人工髋关节假体失效的根本原因。本青年科学基金项目以人工髋关节系统中两大磨损微粒的来源（即：球头-髋臼界面与髋关节柄-骨水泥界面）为研究对象，旨在揭示球头-髋臼界面润滑液的成膜特性与髋关节柄-骨水泥界面的微动磨损机制。在项目3年执行期内，取得了如下研究进展：（1）针对球头-髋臼界面，基于相对光强干涉技术研制了一套面-面接触下润滑液成膜特性实验平台，用于实时监测关节滑液中的蛋白质在润滑中的作用，并初步发现蛋白质的成膜现象与常见的润滑油、脂均不相同；（2）针对髋关节柄-骨水泥界面，系统地研究了蛋白质在该界面的吸附特性以及对摩擦学性能的影响，并利用拉曼光谱对蛋白质吸附膜的厚度、分布等进行了表征。..基于本基金项目的研究成果，以第一作者发表SCI收录论文5篇，EI收录论文3篇、特邀编辑评论1篇。参编英文著作1章节，申请中国发明专利2项（已公开），参加国际会议3次。另有1篇第一作者论文已被SCI源刊《中国机械工程学报》（原《机械工程学报》英文版）接收。同时，在青年科学基金项目研究过程中，逐渐形成了利用生物材料表面接枝法进行人工髋关节减摩抗磨的思路，并获得了国家自然科学基金青年-面上连续资助。.