镀碳基纳米多层膜钛合金球头五百万次摩擦磨损实验及颗粒分析

摘要：

目的:分析镀碳基纳米多层膜钛合金球头五百万次摩擦磨损实验产生的颗粒特征，并与钴铬钼合金（CoCrMo）球头对比，以评估新型镀膜球头摩擦磨损性能的优劣。方法:根据球头种类不同，将髋关节摩擦磨损实验设置为3组：A、C组分别选用进口及国产的CoCrMo球头，B组选用镀碳基纳米多层膜的钛合金球头（Ti
6Al
4V）。所有球头均与相同的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）髋臼杯配伍。3组关节在髋关节模拟机运行五百万次后收集血清样本，消解稀释后依次通过5 μm、1.2 μm及0.4 μm的滤膜过滤。使用扫描电镜在滤膜上随机选取颗粒图像，确定颗粒元素种类及成分结构，计算颗粒的大小、形状、数量及体积等相关参数，比较组间相关参数的差异，以评估新型镀膜球头摩擦磨损性能。
结果:各组颗粒主要成分均为UHMWPE，且多为亚微米级（粒径<1 μm），B组亚微米级颗粒占比为49.4%，显著低于A组的75%及C组的60%（χ
2=66.032、31.754，均
P<0.017）。各组颗粒均以类圆形为主，形状相关参数纵横比（AR）组间无统计学差异（χ
2=0.590，
P=0.744）。B组颗粒数量在全部滤膜上均明显少于C组（
t=9.960、8.019、5.790，均
P<0.01），在0.4 μm滤膜上显著少于A组（
t=7.810，
P=0.000）。
结论:新型镀碳基纳米多层膜钛合金球头摩擦磨损性能明显优于国产球头，部分超过进口球头水平，对预防UHMWPE颗粒诱导的骨溶解和无菌性松动有积极作用。

关键词：全髋关节置换术、超高分子量聚乙烯、摩擦磨损、颗粒分析

所属期刊栏目：100

资助基金：国家重点研发任务计划2016YFC1101905;National Key Research and Development Program2016YFC1101905

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：546-551