UHMWPE-HA梯度復(fù)合髓臼材料的制備及性能研究.pdf

1、博士學(xué)位論文UHMWPE／HA梯度復(fù)合髖臼材料的制備及性能研究PreparationandPropertiesofUHMWPE／HAGradientAcetabularComposites學(xué)號(hào)：|I=Q魚QZQZ2松生勝塾拯完成日期：一呈Q!墨二Q旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要超高分子量聚乙烯(UHMWPE)因?yàn)榫哂辛己玫哪湍バ浴C(jī)械性能、抗腐蝕性以及生物相容性，而被廣

2、泛應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)材料。但是目前全人工關(guān)節(jié)置換術(shù)的長期追蹤研究表明，關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體的磨損是影響其使用壽命的主要因素。UHMWPE磨損顆粒引起的局部界面骨溶解，導(dǎo)致假體無菌松動(dòng)，是造成人工關(guān)節(jié)置換失敗的主要原因。所以，改善UHMWPE人工關(guān)節(jié)材料的抗磨損性能是至關(guān)重要的。本文通過用十氫萘和石蠟油作溶劑制備了UHMWPE溶液，通過凝膠化溫度測試、小角激光光散射(SALS)、廣角X射線衍射(WAXD)，考察了其凝膠化機(jī)理。結(jié)果表明石蠟油作溶劑

3、時(shí)，由于其分子結(jié)構(gòu)與UHMWPE分子鏈結(jié)構(gòu)類似，有很好的親和力，可能起到了交聯(lián)點(diǎn)作用。UHMWPE分子鏈在106～108℃發(fā)生凝膠化，凝膠化與相分離關(guān)系不大。UHMWPE溶液的旋節(jié)線分離溫度為109℃，遠(yuǎn)高于十氫萘作溶劑的88℃。而十氫萘作溶劑制備的UHMWPE溶液，是通過相分離形成聚合物富集區(qū)，導(dǎo)致凝膠化，從而促進(jìn)了其凝膠結(jié)晶的過程。通過正交極化SALS和偏光顯微鏡(POM)對(duì)兩種溶劑制各的UHMWPE溶液進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)十氫萘作溶劑

4、制備的UHMWPE溶液，在65～75℃淬冷，相分離的初期無散射圖形，隨著時(shí)間延長可以得到清晰的X形散射圖形，相應(yīng)的POM圖片出現(xiàn)連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而石蠟油作溶劑制備的UHMWPE溶液，即使在室溫下淬冷也只能得到模糊的圓形散射圖形，相應(yīng)的POM圖片只顯示出不是很清晰的連續(xù)結(jié)構(gòu)。小角X射線散射(SAXS)結(jié)果表明，兩種溶劑制備的UHMWPE溶液的凝膠結(jié)晶機(jī)理不同，但得到干凝膠膜中的片晶結(jié)構(gòu)基本相同，拉伸儲(chǔ)能模量分別達(dá)到195和180GPa。以

5、十氫萘和石蠟油作溶劑，通過溶液法制備了UHMWPE／羥基磷灰石(HA)復(fù)合溶液，用流變儀測試了復(fù)合溶液的粘度，并考察了其凝膠化時(shí)間。發(fā)現(xiàn)十氫萘的UtIMWPE／HA復(fù)合溶液的粘度隨著HA含量的增加，逐漸減?。欢炗妥魅軇?，則反之。十氫萘作溶劑制備UHMWPE／HA復(fù)合溶液的凝膠化時(shí)間，隨著HA含量的增加逐漸縮短，在83℃，HA含量增加到315v01％時(shí)，純的UHMWPE溶液的凝膠化時(shí)間由3250S縮短到2700S。相反，石蠟油作溶劑時(shí)