第十五届全国摩擦学大会暨全国青年摩擦学学术会议

随着近年来大量的金属对金属髋关节副的召回，人工关髋节领域里迫切需要在人工关节配副和人工关节材料方面给予病人有更多的选择，开发安全可靠的人工关节材料。为了开发高性能高可靠性的人工关节材料，本团队从关节球头材料和关节臼两个方面进行材料改性研究，提出了一种由钛金属陶瓷与表面官能团化UHMWPE材料组成的新型人工髋关节配副。在关节球头方面，钛金属陶瓷以Ti6Al4V和Ti13Nb13Zr合金为基体，采用分级渗碳技术制备出心部具有金属强韧性、表面具有陶瓷耐磨性的高性能材料。与钛合金相比，钛金属陶瓷摩擦系数有所增加，但是由于形成了坚硬耐磨的TiC陶瓷层，耐磨性显著提高。在关节臼方面，为改善UHMWPE耐磨性，通过紫外光辐照激发光引发剂，在UHMWPE表面引入了自由基活性点，接着将带有特殊基团的功能性单体通过自由基聚合方式组装到UHMWPE表面，最终形成表面“刷状层”结构。在水润滑条件下，聚合物刷因水分子牵引而得到伸展，且表面基团通过氢键与水分子连结形成了水合润滑层，可为摩擦界面提供良好的润滑。心部强韧、表面坚硬耐磨的钛金属陶瓷与表面自由基官能团化UHMWPE材料有望组成新一代高可靠性、长使用寿命的硬软配副。

钛金属陶瓷;生物摩擦学;人工关节