近日，西安交通年夜学机械工程学院传授秦立果团队结合空军军医年夜学传授田磊课题组，于聚醚醚酮（PEEK）骨科植入物润滑机能晋升方面取患上主要进展。团队提出了一种仿生四层布局的人工枢纽关头软骨质料与布局系统，为开发高经久、低磨损的新一代人工枢纽关头提供了全新路径，有望显著延伸假体利用寿命，晋升患者糊口质量。研究结果发表在《进步前辈复合质料与杂化质料》。
于人工枢纽关头持久服役历程中，界面磨擦不成防止地孕育发生磨屑，这些微粒易激发枢纽关头积液和炎症反映，进而对于患者造成二次危险。比拟之下，人体自然枢纽关头软骨于正常心理前提下可实现终生不变润滑与低磨损运行。怎样模仿自然软骨的润滑与承载机制，成为人工枢纽关头范畴亟待冲破的要害科学问题。
仿生人工枢纽关头示用意。西安交通年夜学供图 针对于这一挑战，团队持久深耕生物磨擦学范畴，缭绕水凝胶润滑机理与质料设计开展了体系研究。团队曾经提出了基在间隙液压与流体动压协同作用的水凝胶润滑模子，为水凝胶磨擦学机能的优化设计提供了主要理论支撑。同时，团队与宁波年夜学传授赵传壮团队互助，还有乐成开发出耐磨机能逾越传统钛合金的高机能水凝胶质料。
团队经由过程对于PEEK外貌举行磺化改性，有用加强了水凝胶与硬质基体之间的界面联合强度；进一步构建软硬复合双层水凝胶布局，实现了磨擦历程中剪切应力与压应力的合理分配。此中，表层软质水凝胶重要负担润滑功效，深层高模量水凝胶则卖力承载与支撑。
借助光弹性试验与数值模仿手腕，研究团队深切展现了磨擦历程中的粘滑举动机制和间隙液压效应的时域演化纪律。试验成果注解，该人工软骨系统于滑动前提下的磨擦系数低至0.004，并可蒙受跨越126万次来去磨擦磨损测试，其耐磨机能较现有研究程度晋升一个数目级。
于生物安全性与运用验证方面，研究团队开展了体系的细胞相容性试验和年夜鼠皮下植入测试，成果注解质料具备优良的生物相容性。于此基础上，团队进一步成立了比格犬颞下颌枢纽关头缺损模子，联合3D打印、外貌磺化处置惩罚和紫外激发聚合技能，乐成制备了定制化人工颞下颌枢纽关头和配套手术截骨导板，并完成植入手术。比格犬枢纽关头功效恢复优良，于长达九个月的不雅察期内未呈现炎症反映，掏出后亦未见较着磨损。
这是水凝胶人工软骨质料初次于年夜动物枢纽关头中实现长周期服役验证，这一结果标记着水凝胶人工软骨从试验室研究迈向临床运用验证的主要一步。
相干论文信息：https://doi.org/10.1007/s42114-026-01763-1
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