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类金刚石碳膜/Ti6A14V钛合金梯度材料的生物摩擦学性能研究
目的研究了DLC膜/Ti6A14V梯度材料与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)组成的摩擦副的生物摩擦学特性.方法采用面接触方式,摩擦试验采用Optimol SRV高温滑动摩擦磨损试验机并分别在干摩擦、Hank's溶液和生理盐水润滑条件下进行,实时记录摩擦系数,并与同样条件下Ti6A14V-UHMWPE摩擦副的生物摩擦学特性作了对比.结果DLC梯度膜具有减摩效应,与Ti6A14V相比,摩擦系数明显减小,在干摩擦、Hank's溶液和生理盐水润滑条件下,摩擦系数分别降低了24%、5.0%和10%.同时利用扫描电镜(SEM)观察摩擦表面形貌并探讨了DLC膜的减摩机理.结论 DLC膜/Ti6A14V梯度材料能够有效地降低摩擦系数,其减摩机理与DLC膜表面结构有关.DLC膜表面为光滑非晶态的硬碳膜,有利于降低摩擦系数.
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钛合金球头镀类金刚石碳膜人工髋关节磨屑分析
目的 分析钛合金球头镀类金刚石碳(diamond-like carbon,DLC)膜人工髋关节的磨屑特征.方法 实验设置3组:进口关节组(A),钴铬钼合金球头对超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)臼杯(CoCrMo-UHMWPE,Zimmer,America);镀膜关节组(B),镀类金刚石碳膜钛合金球头对超高分子量聚乙烯臼杯(Ti-DLC-UHMWPE,京航,中国);国产关节组(C),钴铬钼合金球头对超高分子量聚乙烯臼杯(CoCrMo-UHMWPE,京航,中国).髋关节模拟机运行0.33×106转后,收集含有磨屑的小牛血清润滑液,经酸消解过滤后,用扫描电镜-能量色散X线分析仪鉴定滤膜上的磨屑.采用Image-Pro Plus 6.0对电镜图片进行图像分析获取颗粒大小、形状、数量信息,比较各组的差异.结果 能量色散X线分析显示磨屑的元素峰主要为碳(C)峰,未见明显的钴(Co)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)等金属元素峰.各组磨屑60％以上为类球状颗粒,粒径为0.1～40μm,0.1～1μm的颗粒数量较多,1μm以上的颗粒所占体积百分比大;B组滤膜上的磨屑数量少于另外两组.结论 实验产生的磨屑主要为超高分子量聚乙烯颗粒;钛合金球头镀类金刚石碳膜人工髋关节可减少磨屑的数量.
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钛表面涂覆硬质碳膜的性能研究
以高纯甲烷(99.9%)以原料气体,采用等离子增强化学气相沉积法将碳镀于金属钛表面获取的硬质碳膜(i-C),测定其理化性能.将其与纯钛、医用不锈钢、纯铜4种材料植入小鼠体内,测定对机体NK细胞活性和IL-2产生能力的影响.通过体外细胞培养法,计算了细胞相对增殖率,评价了毒性级,结果表明其有良好的理化性能和生物相容性.
