| 人工膝关节不同体外磨损周期的UHMWPE磨屑特征及细胞毒性研究 |
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| 引用本文： | 付松卿,王松,陈凯,张述,秦颖,彭业萍,刘伟强.人工膝关节不同体外磨损周期的UHMWPE磨屑特征及细胞毒性研究[J].摩擦学学报,2023(9):986-994. |
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| 作者姓名： | 付松卿 王松 陈凯 张述 秦颖 彭业萍 刘伟强 |
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| 作者单位： | 1. 清华大学机械工程系;2. 深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械实验室;3. 中国矿业大学材料与物理学院;4. 天津医疗器械质量监督检验中心;5. 天津科技大学生物工程学院;6. 深圳大学机电与控制工程学院广东省电磁控制与智能机器人重点实验室 |
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| 基金项目： | 广东省自然科学基金(2020B1515120082)； |
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| 摘 要： | 磨屑引起的假体无菌性松动已成为影响人工关节寿命的主要因素.基于UHMWPE (超高分子量聚乙烯)胫骨衬垫与CoCrMo合金股骨髁配副人工膝关节，按照ISO 14243标准完成了500万次体外磨损试验，获得了每间隔100万次磨损周期的磨损润滑液，利用酸处理法分离UHMWPE磨屑，并基于扫描电子显微镜(SEM)照片开展了磨屑数量、形状和分布特征的定量表征.结果表明：在形状方面，颗粒状磨屑数量占比可达62%，其次为占比12%的球状磨屑，片状、纤维状和杆状等类型磨屑则较少.磨损过程中纳米级磨屑数量占比始终在30%以上，且随着磨损周期增加，纳米级磨屑占比逐渐增加，最高可达80%以上，但总的磨屑数量呈先增多后减少趋势.此外，探究了不同尺寸和浓度的UHMWPE磨屑对小鼠成纤维细胞毒性的影响，结果表明：纳米级磨屑细胞毒性最强，随着磨屑尺寸从5μm增至25μm，细胞毒性逐渐减小.在UHMWPE磨屑浓度为0.1～2.5 mg/mL的范围内，细胞毒性基本遵循磨屑浓度越大毒性越强的规律.因此，人工膝关节不同体外磨损周期的UHMWPE磨屑具有不同数量、尺寸、形状和分布等特征，且磨屑尺寸和磨屑浓度等特性对细胞毒性...
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| 关 键 词： | 人工膝关节 体外磨损 磨屑特征 细胞毒性 生物摩擦学 |
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