【摘要】：髖關(guān)節(jié)病癥居于關(guān)節(jié)發(fā)病率首位,每年有許多的病人飽受痛苦的折磨。隨著醫(yī)療科學(xué)技術(shù)以及材料科學(xué)的發(fā)展,人工髖關(guān)節(jié)的性能可以符合髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的各種標(biāo)準(zhǔn)。人們初始使用不銹鋼制備髖關(guān)節(jié)假體,長時(shí)間的臨床觀察反饋一個(gè)重要的問題,該類型假體形成很多的金屬磨粒會(huì)激活噬骨細(xì)胞。噬骨細(xì)胞不僅會(huì)吞噬金屬磨粒,還會(huì)將假體周圍的骨組織分解吸收,導(dǎo)致假體穩(wěn)定性失效,最后假體置入術(shù)失敗。經(jīng)歷各種材料的磨損試驗(yàn)和臨床試驗(yàn),陶瓷、高分子材料和金屬合金這三種材料滿足髖關(guān)節(jié)對(duì)材料特性的要求,人工髖關(guān)節(jié)主要用此三種材料制作。但是這三種材料都有其優(yōu)缺點(diǎn):陶瓷易脆裂、高分子材料不耐磨、金屬合金磨粒有一定毒性,針對(duì)這些常用材料的缺點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了一種新型的復(fù)合人工髖關(guān)節(jié),并對(duì)其進(jìn)行材料性能研究。為了復(fù)合人工髖關(guān)節(jié)滿足對(duì)材料特性的要求,需要對(duì)其材料性能進(jìn)行研究。一方面做一些生物力學(xué)試驗(yàn),測(cè)試其抗拉壓強(qiáng)度,保證材料可以承受一定程度的抗拉壓;另一方面做一些摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn),在人體內(nèi),無法實(shí)時(shí)獲取人工髖關(guān)節(jié)表面形貌變化的數(shù)據(jù)和分析假體接觸面的磨損機(jī)理。只有在實(shí)驗(yàn)室條件下,通過模擬人體髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和組織液環(huán)境,使用人工髖關(guān)節(jié)模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)試其摩擦系數(shù),通過掃描電子顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)后的材料表面,并對(duì)材料表面進(jìn)行元素分析,解析其摩擦磨損機(jī)制,有利于優(yōu)化材料的摩擦性能。運(yùn)用有限元軟件ABAQUS對(duì)材料塊進(jìn)行流固耦合分析,得到材料受壓后的形變量、應(yīng)力應(yīng)變及其內(nèi)部液相流動(dòng)的速度。通過對(duì)比材料的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),運(yùn)用生物力學(xué)分析出現(xiàn)該結(jié)果的原因,為復(fù)合多層人工髖關(guān)節(jié)材料性能研究給予了充分的參照。本文設(shè)計(jì)了一種新型的復(fù)合人工髖關(guān)節(jié),每層選用性能各異的材料,對(duì)其進(jìn)行了綜合性能的研究,通過多種實(shí)驗(yàn)研究確保其具有較高的耐摩擦性、較高的強(qiáng)度和較好的穩(wěn)定性,為髖關(guān)節(jié)病患帶來了性能優(yōu)異的人工髖關(guān)節(jié)。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R318.08
【圖文】：

因此，人們?nèi)栽诓魂P(guān)節(jié)，采用復(fù)合層結(jié)構(gòu)，節(jié)一方面需要某些手術(shù)技接頭不同，則應(yīng)力分布發(fā)嚴(yán)重的生物力學(xué)問題，最人工髖關(guān)節(jié)在患者體內(nèi)承過度磨損及其產(chǎn)生的磨屑髖關(guān)節(jié)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和對(duì)一些常規(guī)實(shí)驗(yàn)無法得到的設(shè)計(jì)的復(fù)合人工髖關(guān)節(jié)材保其具有足夠的強(qiáng)度和耐，降低返修率，減輕患者

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文臼組成，對(duì)人工髖關(guān)節(jié)的臨床應(yīng)用起到了很大的推動(dòng)作用。在此之家將人工髖關(guān)節(jié)的選材擴(kuò)展到高分子材料、金屬合金及其近年來興。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家對(duì)不同材料的特性進(jìn)行改性，彌補(bǔ)發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。前有新一代的人工髖關(guān)節(jié)技術(shù)完成了商業(yè)化：高交聯(lián)聚乙烯和 2-甲基磷酰膽堿（MPC）在髖臼內(nèi)襯承載表面接枝[14]，該技術(shù)旨在改善的摩擦特性及其生物相容性。Shine Tone[15]等人通過 X 射線光電）衰減全反射（ATR）設(shè)備和拉曼光譜研究短期植入人體的 MPC 接改性和氧化降解。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)高交聯(lián)聚乙烯髖臼內(nèi)襯表面接枝的 M比在模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)環(huán)境中磨損的速度更快，且檢測(cè)到的氧化指數(shù)并沒改善，反而增加的更快。得出結(jié)論，技術(shù)先進(jìn)的 MPC 接枝技術(shù)沒聚乙烯的耐磨損性能，不能提高該類人工髖關(guān)節(jié)的植入壽命。

復(fù)合人工髖關(guān)節(jié)材料生物力學(xué)及摩擦學(xué)性能研究高人工髖關(guān)節(jié)的使用壽命。Rohit Khanna[17]等人通過低溫噴涂法在鈦合金基底上沉積了鋁金屬層，之后加熱處理促使鋁金屬層發(fā)生氧化反應(yīng)，生成致密的 Al3Ti 反應(yīng)層，同時(shí)改善了鋁金屬層在鈦合金基底的粘附性。由于該致密層硬度很高與用燒結(jié)的氧化鋁加工的股骨頭硬度較合適，能夠很好的抵抗外力的摩擦，所設(shè)計(jì)的 AlO/Ti 合金復(fù)合材料將會(huì)為人工髖關(guān)節(jié)提供多樣性和可靠性。H. Ohmori[18]等人通過髖關(guān)節(jié)模擬實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電解處理磨削過程中人工髖關(guān)節(jié)表面的可靠性。結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的人工髖關(guān)節(jié)的表面呈現(xiàn)出比 10納米級(jí)別的更加光滑，還顯示了其在髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)中有一定的防止結(jié)晶相變的能力，說明在研磨過程中人工髖關(guān)節(jié)表面生成了改性層，改性層具有很好的穩(wěn)定性，并且其生物相容性和耐磨性很好。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 李凱;蔡海峰;;趙固二礦提高煤體表面活性配比實(shí)驗(yàn)研究[J];山西焦煤科技;2013年11期

2 馬國政;徐濱士;王海斗;張森;;MSTS-1型多功能真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào);2013年02期

本文編號(hào)：2772206