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生物分子相互作用对亲水聚合物涂层超润滑性的调控机制

亲水聚合物涂层可以改善人工植入体的表面特性。然而，考虑到其在体内的应用，聚合物表面不可避免地会与生物分子接触，从而影响其界面摩擦学性能。本文以白蛋白、球蛋白、聚集蛋白聚糖和透明质酸为润滑剂，分析了聚乙烯基膦酸(PVPA)改性Ti6Al4V片和聚四氟乙烯球的摩擦性能。通过石英晶体微天平研究生物分子与PVPA分子的相互作用特性和动态吸附特性，确定了摩擦差异的原因。研究发现，蛋白质分子通过形成稳定的吸附膜，扰乱了PVPA-磷酸盐缓冲液体系的超润滑性，取代了PVPA涂层的界面特性。多糖由于其优异的水合性能和聚合物结构，与PVPA分子的动态相互作用不稳定或零吸附，几乎不会改变PVPA和磷酸盐缓冲液体系的超润滑性。分析了蛋白质和多糖对摩擦的影响机理。观察了不同生物分子之间的相互作用，多糖可能会降低蛋白质的吸附。PVPA改性的Ti6Al4V片在混合溶液的协同调节下，摩擦系数约为0.017。本研究结果将为聚合物涂层在体内的应用提供理论依据。