关键词:
膝关节假体
体外磨损
磨损率
磨损量
磨屑分析
摘要:
对添加十二烷基没食子酸酯的新型高交联聚乙烯材料(XLPE-DG)制造的膝关节胫骨衬垫进行体外磨损测试,研究其磨损质量损失(磨损量)、磨损率和磨损颗粒的特征(数量、大小和形状),分析其在不同磨损阶段的磨损性能,为国产医用聚乙烯材料的研发及临床应用提供数据支持。按照国际标准化组织(ISO)14243-1和14243-2标准方法,选取4件全膝关节置换假体为测试样品(3件试验组和1件对照组),试验中的润滑剂为小牛血清,利用膝关节模拟机对XLPE-DG衬垫进行循环磨损测试,分别计算100万次循环(1 Mc)、300万次循环(3 Mc)及500万次循环(5 Mc)磨损后的磨损量和磨损率,使用图像分析软件对扫描电镜获得的磨屑图像分析,分析磨屑的特征(数量、大小和形状)。通过5 Mc磨损测试后XLPE-DG衬垫的磨损量为(23.86±0.75)mg,磨损率为(4.39±0.75)mg/Mc,3~5 Mc阶段的磨损量与1~3 Mc阶段磨损量接近(8.79 mg vs 8.74 mg);磨屑颗粒数量随着磨损次数的增加而减少;5 Mc后XLPE-DG衬垫的磨屑颗粒等效圆面积直径(ECD)平均值为0.13μm(最小值0.04μm,最大值0.8μm),且(77.11±6.89)%的颗粒ECD平均值<0.2μm,ECD平均值随着磨损次数的增加而下降;5 Mc磨损后衬垫磨屑体态比(AR)平均值为2.8(最小1.0,最大9.9),其中77.9%的颗粒AR值<4,以圆形粒状颗粒为主。XLPE-DG衬垫表现出良好的耐磨损性能,在临床应用中能够减少发生假体周围炎症、骨溶解和假体松动的风险,具有良好的临床应用潜力。