聚醚醚酮表面接枝改性及其摩擦学性能研究文献综述

 2022-11-04 11:06:24

文献综述

摘要:本文介绍了聚醚醚酮(PEEK)的性能以及表面改性技术,阐述了聚醚醚酮改性技术对仿生人工骨骼的重大影响,综合国内外在此聚醚醚酮应用方面的研究,总结了人工关节的润滑可采取的措施,着重探讨了聚醚醚酮改性在生物医学领域广泛的应用前景。

关键词:聚醚醚酮;表面改性;人工关节润滑;纳米层

1前言

自上世纪60年代,人工关节置换术(尤其是人工全髋关节和人工全膝关节置换术)被公认为治疗修复关节的最佳方法,人体关节的材料、植入、成型和再生性的研究成为医学界研究的热点。然而临床应用中发现,人工关节在长期的使用中存在两个致命的缺点,会导致人工关节使用寿命的降低。第一个缺点是植入材料硬度较低,抗蠕变性能差,长期使用会使置换关节产生精度偏差,进而影响人工关节的装配性;第二个缺点是人工关节易于产生大量的磨屑,引发一系列不良的生物学反应,引起关节的骨吸收和骨溶解,从而导致假体晚期产生无菌松动进而失效,降低了人工关节的使用寿命[[1]][[2]][[3]]。因此,材料的耐摩擦磨损性和生物相容性是评价一种材料是否适用于人工关节假体材料的基本条件。

聚醚醚酮(PEEK)作为一种新型的半结晶态芳香族热塑性工程塑料,它的摩擦系数低,耐磨性能好,是一种优良的低摩耐磨材料,广泛应用于航空航天和核工业等领域[[4]][[5]]。同时PEEK还具有良好的生物相容性和抗生物反应能力,因此它在生物医学领域也有广泛的应用前景[[6]][[7]]。通过物理和化学方法对PEEK的表面进行处理使其表面的结构发生变化,极性和亲水性得到改善,从而提高PEEK与其他物质问的作用力及复合材料的力学、热学和摩擦学性能等。

选用PEEK作为人工关节承载界面材料,在其表面构建纳米级分子刷结构,表面接枝丙烯酸、丙烯酰胺、甜菜碱等生物相容性好的极性单体,利用接枝聚合物刷水化层润滑的作用,实现低润滑和高耐磨的功能,同时也改善了PEEK的生物相容性,这使得PEEK应用于人工关节成为可能。

2 PEEK性能应用及表面改性

2.1PEEK性能及应用

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