关节软骨材料的制备以及摩擦学性能研究

【作者】 吴刚； 张文光； 王成焘；

【机构】 上海交通大学机械与动力工程学院生命质量与机械工程研究所；

【摘要】 目的:通过添加增强相制备聚合物复合材料已经有了很多研究,能有效的改善力学性能,并提高耐磨损性能。但许多增强体为惰性材料,而作为人工关节软骨材料,应满足生物相容性和生物活性的要求,以便与人体骨生物连接。羟基磷灰石具有与人体骨相似的化学成分和结构,已经被用于人工骨研究。聚乙烯醇水凝胶(PVA-H)是目前广泛研究的人工软骨材料,为了提高其抗摩擦磨损性能,我们采用课题组制备的纳米HA,利用超声分散法,制备出不同含量的PVA-H基复合材料。并利用摩擦磨损试验机对其摩擦学性能进行了评价。方法:根据不同的方法制备出HA增强的聚乙烯醇复合水凝胶样品。而后在一定条件下,在摩擦磨损试验机上对样品的性能进行了测量。结果:经过HA增强的复合水凝胶材料的摩擦系数有了一定的下降,而且摩擦系数与HA的加入量有关系,当HA含量过多时摩擦系数反而会上升,通过SEM 观察,发现磨损表面出现犁沟现象;复合材料的摩擦系数与载荷也有一定的关系。总体而言,通过DMSO法制备的材料摩擦系数低于三次冷冻融熔法制备的试样, 抗磨损性能也有所提高。结论:HA的加入能在一定程度上提高复合材料的摩擦学性能。在水润滑条件下, DMSO方法制备的聚乙烯醇水凝胶材料的摩擦学性能要比反复冷冻解冻法制备的要好。更多还原