抵抗三体磨损

三体颗粒例如骨水泥、金属或者硬的骨屑等都有可能嵌入到关节摩擦面内,例如金属球头和聚乙烯内衬的表面之间,造成磨损。三体颗粒会嵌入到比较柔软的聚乙烯表面内,形成类似于砂纸的效果。这就是所谓的“砂纸效应”,它会划伤金属球头表面,使金属球头表面变得更粗糙,造成聚乙烯臼衬更大的磨损。如果出现这种磨损,金属表面会出现各种不同的划伤,这会造成聚乙烯臼衬和金属臼衬的磨损。

金属表面的三体磨损

陶瓷显著抵抗三体磨损

陶瓷表面与之相比,具有超强的抗三体磨损能力,因此不会被划伤。陶瓷是世界上仅次于钻石的最硬的材料,因此比金属更耐磨,这也是陶瓷对陶瓷摩擦副几乎不存在磨损的原因。嵌入陶瓷对陶瓷关节面的三体颗粒不会造成陶瓷表面的划伤。关节液会将残留的物质冲掉。这也是为什么陶瓷假体比金属假体作为摩擦副材料更安全、更耐用的原因。更多信息请您参考BIOLOX®delta的手册。

陶瓷表面抗三体磨损能力

  • BIOLOX®delta

    学术信息与应用数据

    • 语言: PDF, 4.5 MB

    • 语言: PDF, 9.8 MB

陶瓷表面没有划伤

与骨水泥颗粒或者手术器械的偶然接触不会划伤陶瓷表面-这会在采用骨水泥和微创手术技术时带来重要的优势。

金属球头表面:划伤的表面会增加聚乙烯,高交联聚乙烯或者金属制成的臼衬的磨损。

只有没有划伤的BIOLOX® 陶瓷表面能够实现理想的浸润,润滑和最低的磨损。

没有三体磨损

难以超越的硬度使陶瓷对陶瓷摩擦副不会发生三体磨损-三体颗粒不会对关节面造成负面的影响。

髋关节模拟机上的抗磨损测试

材料与方法

陶瓷对陶瓷摩擦副的磨损率
来源:Endolab Rosenheim

球头: 氧化铝基复合陶瓷(BIOLOX®delta), 钴铬钼
臼衬: 高交联聚乙烯 32mm, 聚乙烯 32mm
三体颗粒: 氧化铝颗粒 (Al2O3, BIOLOX®forte)

不大于5mm的陶瓷颗粒被添加到关节摩擦面中来模拟测试抵抗三体磨损的能力。氧化铝复合陶瓷(BIOLOX®delta)和钴铬钼金属球头分别和聚乙烯或高交联聚乙烯配伍在髋关节模拟机(Endolab® Rosenheim)上进行测试。实验中是氧化铝陶瓷颗粒被固定在臼衬中。另外陶瓷颗粒也被添加在实验过程中采用的润滑液(小牛血清)中。每次实验都进行了5百万周次。实验是依据ISO 14242 部分1和部分2的要求进行的。表面的损伤通过目视来评判,磨损则通过测量体积来确定。

结果

陶瓷/聚乙烯 与 陶瓷/高交联聚乙烯

不同摩擦副在陶瓷部件碎裂后磨损量的对比
来源:Endolab Rosenheim

添加了陶瓷颗粒的实验结果显示,陶瓷对聚乙烯或者陶瓷对高交联聚乙烯摩擦副是在陶瓷部件碎裂后的优先选择,这样可以降低由于三体磨损造成的与磨损相关的问题和相关并发症的风险。陶瓷对高交联聚乙烯摩擦副球头的磨损量比金属对高交联聚乙烯摩擦副低1000倍以上。对聚乙烯或者高交联聚乙烯磨损的定量分析,因为添加了陶瓷颗粒的原因无法实现。两种表面都在5百万周次试验后保持完整,这样保证了摩擦副的功能性。

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