人工髖關節運動副中的摩擦學
對于人工關節的功能,摩擦學起著重要的作用。髖關節需要承受很大的運動負載,在正常行走情況下,這一負載數倍于體重,并且可能伴隨有其他多種運動方式。摩擦、磨損和潤滑是影響置換關節壽命的關鍵因素。其中,摩擦是關節置換術的重要考慮因素;磨損的重要性不僅僅局限于假體部件的完整性上,還體現在可引起不良生物反應的磨屑上;潤滑是降低摩擦和磨損的最有效手段。
摩擦
通常,摩擦會對運動起阻礙作用。
磨損
潤滑
潤滑一般是指人工關節兩承載面之間潤滑劑的存在。進行關節置換后,假體間潤滑液狀態類似于骨性關節炎患者的關節滑液狀態。
對于人工髖關節,研究不同材料人工髖關節的摩擦磨損和潤滑機理,掌握其摩擦學規律,進一步減小其植入患者體內后的磨損,對其在臨床上的成功使用具有重要意義。
陶瓷對陶瓷人工髖關節中的磨損
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?人工髖關節摩擦面根據組成材料不同可分為兩類:
(1)軟對硬:如聚乙烯對金屬,聚乙烯對陶瓷。
(2)硬對硬:如金屬對金屬,陶瓷對陶瓷。
不同承載表面的髖關節假體的磨損體積與線性磨損率如下表所示。
? ?? 數據表明:陶瓷對陶瓷承載表面磨損率最低。
? ? ? 陶瓷-陶瓷界面組合是目前磨損率最低的界面組合,其體外磨損試驗結果為0.5mm3/106周次,臨床翻修的陶瓷假體15年僅磨損數微米,線性磨損率為每年0.001mm,是金屬-聚乙烯界面1/2000,金屬-金屬界面的1/100。
? ? ? 陶瓷-陶瓷組合已被證實是目前最耐磨損的假體組合,并且是年輕髖關節病變患者和對髖關節使用壽命要求較高的患者的最佳選擇。
第四代BIOLOX ? delta陶瓷關節
? ? ? 氧化鋁陶瓷人工髖關節應用歷程經過了四個階段,不同階段陶瓷磨擦界面呈現出各自特點。
不同階段氧化鋁陶瓷人工髖關節材料的磨擦界面特性
? ? ? ?第四代陶瓷氧化鋯陶瓷晶體散布于氧化鋁晶格之間,利用其可以在外力作用下改變相態的特征,起到緩沖作用而吸收應力,同時由于加入氧化鍶,在氧化鋁晶體之間形成小樣板的晶體結構,相對于前三代陶瓷有更好的強度、韌度與熱穩定性。
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陶瓷對陶瓷人工髖關節
第四代粉陶人工髖關節假體材料是目前國際上最先進的人工髖關節材料。臨床結果表明:陶瓷對陶瓷人工髖關節具有良好的摩擦、磨損、潤滑性能,臨床治療隨訪結果顯示陶瓷對陶瓷人工髖關節假體置換后磨損顆粒極少,不會發生骨溶解。
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原文始發于微信公眾號(春立正達):從摩擦磨損看陶瓷對陶瓷人工髖關節
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