PE-UHMW配副多种医用合金的生物摩擦学性能

为探究“金属-超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）”承载组合的人工关节在体外的摩擦学性能，根据ASTM F732–2011标准，采用多种医用金属（316L不锈钢、钴基合金Stellite 21-S21和Stellite 22-S22）与PE-UHMW进行配副，利用“销-盘”摩擦试验机在牛血清润滑条件下进行了2百万次循环（Mc）磨损试验。同时，探讨了金属表面硬度与初始粗糙度对PE-UHMW磨损的潜在影响。PE-UHMW与S21，S22和316L配副的平均磨损因子分别为（1.33±0.19）×10^–6，（1.36±0.16）×10^–6和（1.19±0.18）×10^–6 mm³/（N·m）。通过统计学对比分析，发现初始表面粗糙度与磨损率呈正相关系，而表面硬度的影响并不显著。PE-UHMW配副三种金属均存在多向划痕、鱼鳞状磨痕和磨屑粘着现象，这表明磨粒磨损、粘着磨损和三体磨损并存。金属表面仅发现少许划痕，未形成聚合物转移层。此外，从长期来看，钴基合金的硬度较大，表面粗糙度变化并不显著，有助于稳定聚合物的磨损。