全膝關(guān)節(jié)植入體內(nèi)之后形成新的生物摩擦副,并處于復(fù)雜的人體關(guān)節(jié)運行環(huán)境當(dāng)中,在體內(nèi)需承受各種負(fù)荷、磨損以及腐蝕等綜合作用,對人工膝關(guān)節(jié)的設(shè)計和材料的選擇也提出了更高的要求。CoCrMo合金和UHMWPE一直是被廣泛應(yīng)用的人工關(guān)節(jié)材料,UHMWPE經(jīng)輻照交聯(lián)處理后,得到高交聯(lián)UHMWPE的耐磨性能有一定程度的提高。聚醚醚酮（PEEK）作為新興骨生物材料,也逐漸成為骨科和材料學(xué)研究的熱點。本文選擇CoCrMo合金、高交聯(lián)UHMWPE和PEEK三種典型關(guān)節(jié)材料,組成CoCrMo/高交聯(lián)UHMWPE和CoCrMo/PEEK兩類人工膝關(guān)節(jié)配副組合,研究了兩類關(guān)節(jié)組合的扭動和擺動摩擦腐蝕行為。論文得到的主要結(jié)論如下:扭動磨損運動形式下,兩類關(guān)節(jié)組合均在大的扭動角度下表現(xiàn)出較低的摩擦系數(shù);不同法向載荷下,載荷過大或過小都會導(dǎo)致摩擦系數(shù)上升;CoCrMo/PEEK組合的摩擦系數(shù)低于CoCrMo/高交聯(lián)UHMWPE組合。擺動運動形式下,兩類關(guān)節(jié)組合的摩擦系數(shù)均隨擺動角度的增大而增大;隨法向載荷的增大,CoCrMo/高交聯(lián)UHMWPE摩擦系數(shù)增大,CoCrMo/PEEK系數(shù)略微減小;CoCrMo/PEEK組... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

軸向載荷、屈伸角度加載曲線

圖 1-2 前后位移、脛骨旋轉(zhuǎn)角度加載曲線Figure1-2 Curves of anterior-posterior displacement and tibial rotation angle（2）人工關(guān)節(jié)材料摩擦學(xué)研究現(xiàn)狀目前對 PEEK 等人工關(guān)節(jié)材料生物摩擦學(xué)性能的評價裝置多為常規(guī)摩擦學(xué)的銷盤或球盤摩擦磨損試驗機。但人體關(guān)節(jié)是一個復(fù)雜的運動系統(tǒng)，常規(guī)摩擦磨損實驗裝置很難模擬自然關(guān)節(jié)的真實運動狀態(tài)，其摩擦磨損試驗的數(shù)據(jù)難以作為人工關(guān)節(jié)設(shè)計的依據(jù)。因此，應(yīng)著重研究關(guān)節(jié)材料在更加接近人體關(guān)節(jié)運動的關(guān)節(jié)模擬試驗機上的摩擦磨損性能，為人工關(guān)節(jié)材料的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。據(jù)目前文獻報道，采用模擬試驗機方法對 PEEK 及其改性材料的實驗研究數(shù)量仍十分有限。Wang 等[76]采用 Biolox 陶瓷髖關(guān)節(jié)頭（直徑 40mm）與 CFR-PEEK球窩關(guān)節(jié)在髖關(guān)節(jié)模擬試驗機進行了 750 萬次的循環(huán)磨損實驗，實驗工況模擬了人體實際載荷、運動模式、潤滑等環(huán)境，且設(shè)置了 60°、55°和 45°3 個實驗傾斜角。結(jié)果表明傾斜角的變化對材料的磨損的影響不大，假體的平均體積磨損率為(0.24±0.031) mm3/Mc，遠低于其它陶瓷－聚合物、陶瓷－金屬等配副。模擬試驗機方法對膝關(guān)節(jié)假體的研究都主要集中在 PEEK-金屬方面，Davim

碩士學(xué)位論文PEEK 表面粗糙度拋光至 Ra≤0.2μm，高交聯(lián) UHMWPE 拋光至 Ra≤0.6μm。最后使用無水乙醇分別對處理好的三種試樣超聲波清洗三次，清洗干凈后干燥 24 小時密封保存待用。試樣尺寸形狀和實物圖如圖 2-1 所示。(a) CoCrMo 試樣尺寸 (b) 高交聯(lián) UHMWPE 和 PEEK 試樣尺寸

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]人工膝關(guān)節(jié)材料界面間的生物摩擦學(xué)研究[D]. 張高峰.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
[2]CoCrMo/PEEK關(guān)節(jié)材料的扭動微動摩擦腐蝕行為研究[D]. 董紅莉.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[3]水潤滑下材料的摩擦特性及在柱塞泵中應(yīng)用的相關(guān)問題研究[D]. 陶軍.華中科技大學(xué) 2009



本文編號：3253019