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3D打印钛合金植入物表面仿生膜层制备及生物摩擦学特性

    目前临床应用的人工关节摩擦配副中，摩擦界面都处于直接接触的无润滑状态，传统的表面工程技术无法为摩擦副材料提供长期有效的润滑和保护。磷脂、多糖、润滑素及透明质酸是软骨组织中的主要成分。本文提出了仿照人体关节的功能及结构特点，制备表面微结构-聚合物仿生关节润滑膜层改善人工关节摩擦界面的润滑条件的全新思路，利用选区激光熔化工艺在钛合金上一步成型制备了结构可控、不同密度的织构化表面作为基体，通过机械锁合和化学键结合的方式将添加了磷脂及透明质酸的水凝胶及医用树脂填充在表面微结构中并形成强韧结合。织构化的钛合金表面为聚合物提供支撑和保护，磷脂及透明质酸在水凝胶及医用树脂中形成囊泡，在摩擦过程中不断向摩擦界面提供润滑介质，织构化钛合金与润滑聚合物协同，在医用钛合金表面构建出了低摩擦强润滑的仿生关节润滑膜层，降低了人工关节材料的摩擦因数，减缓了磨损，大幅延长了3D打印钛合金植入体作为活动关节材料的使用寿命。