收藏本站
《中国矿业大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

人工关节磨屑表征及磨屑生物反应研究

刘洪涛  
【摘要】: 人工关节一个主要的失效方式是植入人体后产生了无菌性松动,该失效方式与人工关节产生的磨屑形态及人体对磨屑产生的生物反应有很大关系。本文利用全髋关节模拟试验机对常用的人工关节材料进行了性能测试,制备并提取了人工关节磨屑,对人工关节磨屑的生成过程、存在状态及生物反应等进行了系统性研究。目的是发现磨屑在人体内产生的规律和影响,从而为人工关节材料的改良和发展,人工关节模拟试验设备的研制提供更多的实验和理论依据。 本文对CoCrMo-UHMWPE和Ti6Al4V-UHMWPE摩擦副进行了摩擦磨损试验,试验结果表明,中国矿业大学摩擦学及可靠性工程研究所开发的全髋关节模拟试验机Ⅱ型是更加符合人体实际情况的新一代人工关节试验机。 研究了UHMWPE人工关节磨屑、钛合金人工关节磨屑及人体病变骨关节磨屑形态,并分析了磨屑形态与人工关节材料、磨损机理、磨损状态之间的对应关系。通过对人工关节磨屑的厚度分布规律的研究,建立了磨屑初级厚度和次级厚度数学模型,提出了磨屑厚度的不变性原理和磨屑特征粒度的概念。 通过对磨屑分布及团聚的研究,得到了人工关节磨屑的粒度分布和团聚的规律,探知和描述了磨屑群体存在的重要形式,并发现纳米级磨屑的团聚过程存在双峰分布现象,在分散剂中团聚依然存在软团聚和硬团聚两种团聚形式。 基于磨屑破碎过程和尺寸分布的统计自相似性,根据颗粒破碎后质量守恒定律,建立了磨屑破碎过程的多重分形模型,并利用多重分形模型对人工关磨屑和人体关节磨屑的分布及破碎过程进行了表征,并以数论和矩阵2种方式对模拟过程进行了论述。 建立了两种新的磨屑轮廓表征方法——雷达图分形表征和鱼骨图分形表征方法,并以雷达图分形表征方法为例,论述了该方法的对磨屑轮廓表征的惟一性和相对于其它轮廓分形表征方法的优越性,论述了雷达图分形表征方法计算机编程自动实现过程。 对超高分子量聚乙烯磨屑进行了生物体外成骨细胞反应试验和体内反应试验,设计了磨屑生物反应的细胞培养瓶。研究表明,超高分子量聚乙烯磨屑具有抑制成骨细胞的增殖的作用,并可以刺激巨噬细胞增生并释放多种炎症介质,诱导破骨细胞形成和增生增生,引起邻近骨质吸收和骨重建紊乱,使关节产生无菌性松动。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:R318.1

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 刘洪涛;靳晶;葛世荣;曹守范;高继萍;王路平;;纳米铜粉在乙醇溶液中的团聚规律[J];机械工程材料;2012年08期
2 成钰龙;程刚;贾丹;张峰;;髋关节试验机四自由度并联模块运动学与动力学特性分析[J];机械传动;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 靳晶;刘洪涛;葛世荣;高继萍;王路平;曹守范;;纳米铜粉制备及其团聚规律研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 余鹏;人工指关节用碳/碳复合材料制备及其性能的研究[D];天津大学;2012年
2 钱峰;生物纳米复合镀层的微细观结构与力学行为的实验与模拟研究[D];大连理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 虞路清,李久青,鲁毅强,高瑾,王丽;复合人工滑液的流变性能及润滑机制分析[J];北京科技大学学报;2001年04期
2 虞路清,李久青,顾正秋,张蓓;复合人工滑液的正交设计[J];北京科技大学学报;2001年05期
3 韩军;树脂浇注干式电力变压器绝缘积尘及其影响[J];变压器;2000年05期
4 陈长春,孙康,吴人洁;髋关节置换用股骨假体材料的研究与应用[J];材料导报;1998年06期
5 魏斌,费敬银;钛合金生体材料及其表面改性[J];材料导报;2000年07期
6 田野;神奇的医院管理工具——鱼骨图[J];当代医学;2004年02期
7 檀润华,苑彩云,曹国忠,张瑞红;反向鱼骨图下的现有产品功能模型建立[J];工程设计学报;2003年04期
8 杨敏,郑昌琼,冉均国,钟毓茂,张欣苑;钛基-TiN-TiC系梯度薄膜材料的生物摩擦磨损特性研究[J];功能材料;2000年02期
9 邵祖峰;用鱼骨图与层次分析法结合进行道路交通安全诊断[J];中国人民公安大学学报(自然科学版);2003年06期
10 朱福英,陈景升,潘浩昌,曹建清,朱德彰,徐洪杰,蔡青,沈金根,陈黎华,何正瑞;离子注入对超高分子聚乙烯磨损性能的影响[J];核技术;1999年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于寿山,王庆昭;UHMWPE/蒙脱土纳米复合材料滑动轴承的研制[J];工程塑料应用;2004年07期
2 黄传辉;;PA1010和PTFE的粘弹特性对滚动摩擦系数的影响[J];工程塑料应用;2010年02期
3 郭庆时;刘丹丹;;抽油杆扶正器专用材料的研究进展[J];工程塑料应用;2010年12期
4 门可佩;朱鸿婷;;基于雷达图法的江苏省粮食安全评价[J];安徽农业科学;2008年24期
5 黄孝龙,朱华,葛世荣,王世博;人工关节无菌性松动机制及其药理学研究现状[J];蚌埠医学院学报;2003年06期
6 苗英豪;曹东伟;刘清泉;;沥青路面表面宏观构造与抗滑性能间的关系[J];北京工业大学学报;2011年04期
7 虞路清,鲁毅强,李久青,高瑾;人工滑液在材料表面成膜的AFM图像分析[J];北京科技大学学报;2002年01期
8 王丽,高瑾,李久青,娄思权;Lα-DPPC磷脂对人工滑液润滑性能的影响[J];北京科技大学学报;2002年06期
9 金鑫;张国智;张之敬;肖木峥;;基于制造特性的微小型钟表机械系统仿真平台[J];北京理工大学学报;2007年12期
10 陈勇;陈潇凯;李志远;林逸;;具有评价结果唯一性特征的雷达图综合评价法[J];北京理工大学学报;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周超;高诚辉;;分形表面建模方法的比较研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
2 沈涵;王庆良;孙彦敏;;UHMWPE表面沉积DLC膜的摩擦磨损性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
3 靳晶;刘洪涛;葛世荣;高继萍;王路平;曹守范;;纳米铜粉制备及其团聚规律研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
4 赖联锋;高诚辉;黄健萌;;二维随机双粗糙面滑动摩擦剪切应力分析[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
5 单立;刘凯欣;成名;;氧化铝陶瓷圆柱PCFF现象的离散元模拟[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
6 石继连;贺福元;谢相贵;杜玉然;夏赞韶;;浅谈以比表面积量化中药饮片传统切制规格的新思路[A];2010全国知名中医院院长暨道家文化与中医药养生论坛论文集[C];2010年
7 马振珠;岳汉威;李运北;刘叶栋;张立君;李宁;包亦望;;复杂环境作用后混凝土接触损伤的评价[A];2009'中国商品混凝土可持续发展论坛暨第六届全国商品混凝土技术与管理交流大会论文集[C];2009年
8 谢小鹏;王泽贵;;钢摩擦副快速抛光改性磨合模型及实验研究[A];2009年广东先进制造技术(佛山)活动周文集[C];2009年
9 唐秋华;魏国前;陈定方;孔建益;;面向球弹性碰撞实验的虚拟环境建模研究[A];2005年十二省区市机械工程学会学术年会论文集(湖北专集)[C];2005年
10 谢小鹏;王泽贵;;钢摩擦副快速抛光改性磨合模型及实验研究[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈奇;基于分形理论的汽车变速箱齿轮接触强度研究[D];合肥工业大学;2010年
2 戈晓岚;SiC_p/Al复合材料摩擦学特性及其分形研究[D];江苏大学;2010年
3 曹涌;基于分形的软件可靠性模型和程序证明的数学机械化[D];电子科技大学;2010年
4 姚廷强;球轴承多体接触动力学研究[D];昆明理工大学;2009年
5 陶高梁;岩土多孔介质孔隙结构的分形研究及其应用[D];武汉理工大学;2010年
6 张志刚;关于湿式离合器几个工作特性研究[D];浙江大学;2010年
7 黄锐;基于利益相关者的公立医院组织绩效评价指标体系研究[D];华中科技大学;2011年
8 吴起星;复合地层中盾构机滚刀破岩力学分析[D];暨南大学;2011年
9 殷鸣放;大边沟林场人工林多功能评价的研究[D];北京林业大学;2011年
10 于富玲;聚合氯化铁—腐殖酸(PFC-HA)絮体空间形貌的各向异性研究[D];北京林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马丽霞;城市道路平面交叉口交通安全改善研究[D];山东科技大学;2010年
2 张彩香;发射筒口分瓣式隔水膜刚度强度分析[D];郑州大学;2010年
3 许凤娟;基于管理熵的网络组织协调控制能力测度研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王雷;典型船用设备与船体结构耦合抗冲击特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王学君;微细电火花加工表面的摩擦学特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王威;机床滚动直线传动部件的力学特性研究[D];大连理工大学;2010年
7 王振;要素计点法在企业岗位价值评估中的应用研究[D];中国海洋大学;2010年
8 黄端阳;模袋水泥土的界面力学性能研究[D];湘潭大学;2010年
9 施涛;钛合金微弧氧化耐磨陶瓷层制备与性能研究[D];北京交通大学;2011年
10 杜小秋;Schiff碱Cu(Ⅱ)配合物改性UHMWPE新型耐磨材料的研究[D];武汉工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐龙堂,徐滨士,马世宁,周美玲;电刷镀镍基Ni包纳米Al_2O_3粉复合镀层的组织性能[J];兵器材料科学与工程;2000年04期
2 ;Influence of current density on nano-Al_2O_3/Ni+Co bionic gradient composite coatings by electrodeposition[J];Journal of University of Science and Technology Beijing;2008年05期
3 张玲;陈磊;周惠娣;陈建敏;;表面修饰纳米铜颗粒的制备及摩擦学性能研究[J];中国表面工程;2009年03期
4 顾卓明,黄婉娟;耐磨复合镀层工艺的研究[J];表面技术;2002年02期
5 匡建新,汪新衡;Ni-P-B_4C复合电刷镀工艺研究[J];常德师范学院学报(自然科学版);2001年02期
6 罗瑞盈,李贺军,杨峥,康沫狂;碳/碳复合飞机刹车材料的现状及展望[J];材料导报;1995年05期
7 任学佑,马福康;碳/碳复合材料的发展前景[J];材料导报;1996年02期
8 石荣;碳/碳复合材料的工艺、组织和性能[J];材料导报;1998年03期
9 储成林,朱景川,尹钟大,王世栋;羟基磷灰石(HA)生物复合材料的研究进展[J];材料导报;1999年02期
10 徐淑华,王迎军,罗承萍;生物羟基磷灰石涂层材料的研究进展[J];材料导报;2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 华子恺;人工关节润滑技术与摩擦学测试研究[D];上海大学;2011年
2 陈晓明;电泳共沉积—烧结法制备钛合金表面生物活性梯度陶瓷涂层的研究[D];武汉理工大学;2002年
3 黄传辉;人工髋关节的磨损行为及磨粒形态研究[D];中国矿业大学(北京);2004年
4 常立民;脉冲电沉积(Ni-Co)/Al_2O_3复合镀层及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 郭超;碳纳米管增强镍基复合镀层的性能及影响因素分析[D];北京化工大学;2007年
6 韩辉;电磁搅拌下AZ91镁合金的显微组织与性能研究[D];武汉理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 孔令云;不锈钢基Ni-HAP生物材料的复合电镀研究[D];江苏大学;2007年
2 贺军;镍钴合金镀层薄膜的制备及其变形腐蚀行为研究[D];湘潭大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 牟睿敏;表面仿生结构与薄膜材料工艺力学及力学性能[D];大连理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李久青,顾正秋,肖久梅,虞路清,顾玉凤;透明质酸对人工关节材料的润滑作用[J];北京科技大学学报;2000年04期
2 虞路清,李久青,鲁毅强,张蓓;添加Lα-DPPC和γ-球蛋白对透明质酸润滑性的影响[J];北京科技大学学报;2001年02期
3 张永德;钛的着色工艺原理及其应用[J];表面技术;2001年02期
4 张亚平,高家诚,文静;铁合金表面激光熔凝一步制备复合生物陶瓷涂层[J];材料研究学报;1998年04期
5 王迎军,赵子衷,宁成云,李尚周,高能先,黄瑞福,马利泰,冯景伟;生物活性梯度涂层的显微结构与附着强度[J];材料研究学报;1999年01期
6 牟战旗,梁成浩;钛生物医学材料耐蚀性能研究进展[J];腐蚀科学与防护技术;1998年02期
7 朱明,唐国翌,李昱峰,陈锡花;高能离子注入聚合物薄膜耐磨机理研究[J];高分子学报;2000年06期
8 熊党生;氮离子注入尼龙1010的摩擦学特性[J];高分子材料科学与工程;2003年02期
9 熊党生;氧离子注入增强尼龙1010的耐磨性[J];高技术通讯;2002年05期
10 熊党生;离子注入尼龙6的摩擦磨损性能[J];功能材料;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄传辉;人工髋关节的磨损行为及磨粒形态研究[D];中国矿业大学(北京);2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 白俊,任军,王庆良;治疗选择效应——浅谈肿瘤的治疗策略[J];医学与哲学;2000年02期
2 王友;人工髋关节松动的生物学因素[J];国外医学.骨科学分册;1998年01期
3 史定伟,王友,朱振安,戴尅戎;假体磨损颗粒诱导关节滑膜生物反应的电镜观察[J];中华创伤杂志;2003年11期
4 龙东平;谭建平;;人工器官中的摩擦学问题[J];机械科学与技术;2008年02期
5 王敢峰;美国政府工业卫生学家协会(ACGIH)制订的生物接触指标(1986~1987)[J];国外医学.卫生学分册;1987年02期
6 李寅,陈坚,郁明;生物反应与产物分离组合技术的研究进展[J];化学进展;1997年03期
7 张亚平,高家诚,王勇;人工关节材料的研究与展望[J];世界科技研究与发展;2000年01期
8 ;人工关节生物材料开发前景广阔[J];化工中间体;2003年Z2期
9 戴鸿琴,姚志修,雷光普,刘景文;人工关节材料摩擦磨损筛选机的测试系统[J];上海生物医学工程;1994年01期
10 江红卫,沈铁城,孙俊英;二磷酸盐及NSAIDs对人工关节松动影响的实验研究[J];中国矫形外科杂志;2002年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢国勇;刘民昌;李斌;银董红;常纪恒;彭志光;张彩云;;卷烟燃烧过程温度场表征方法研究[A];第十一届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2011年
2 方克明;王国承;;钢中的夹杂物研究从表征到改性[A];2006年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2006年
3 赵晓群;张成;;二元互补序列偶性质的研究及其新的表征方法[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
4 潘志东;李竟先;;超细粉体的制备与表征[A];第六届全国颗粒制备与处理学术会议论文集[C];2000年
5 熊党生;葛世荣;;超高分子量聚乙稀生物摩擦学行为的研究现状[A];第五届全国青年摩擦学学术会议论文集[C];1999年
6 郑怀礼;彭德军;黄小红;谭红芳;;聚铁絮凝剂中铁的形态表征方法研究进展[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(中卷)[C];2006年
7 闫彩霞;金荣花;;东亚副热带西风急流特征参数表征方法研究[A];第28届中国气象学会年会——S3天气预报灾害天气研究与预报[C];2011年
8 黄志勇;沈金灿;庄峙厦;王小如;黎先春;;汞结合金属硫蛋白的色谱-质谱表征方法[A];中国质谱学会第七届会员代表大会暨学术报告会论文集[C];2004年
9 赵雪君;纳薇;杨鑫;段志刚;柳清菊;吴兴惠;;TiO_2薄膜光诱导超亲水性能的测试与表征方法[A];第十届全国青年材料科学技术研讨会论文集(C辑)[C];2005年
10 彭德军;郑怀礼;;聚铁絮凝剂中铁的形态分布表征方法研究状况及进展[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 林江 赵东;科技现神奇[N];张掖日报;2008年
2 姚善泾;突破生物技术产业化瓶颈[N];中国化工报;2002年
3 本刊编辑部;黄米粒为何有害[N];中国消费者报;2004年
4 姚润丰;我国科学家研制出第二代高效植酸酶产品[N];大众科技报;2007年
5 记者  程曦;思想的碰撞其乐无穷[N];新清华;2006年
6 新华;利用细菌“吃”掉化工废气[N];中国化工报;2008年
7 胡文华;集中采购价格明显降低[N];中国医药报;2005年
8 记者 王雪飞 通讯员 杨连武;施甸:做活一筒菇 循环三产业[N];云南日报;2007年
9 骆黎斌;污水处理臭气不再熏天[N];中国水利报;2004年
10 北青;为你制药[N];安徽经济报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘洪涛;人工关节磨屑表征及磨屑生物反应研究[D];中国矿业大学;2008年
2 黄丽;基于数据驱动的生物反应过程软测量与优化控制[D];江苏大学;2011年
3 王显胜;组合型化学与生物反应带修复硝基苯、苯胺复合污染地下水研究[D];吉林大学;2011年
4 倪自丰;超高分子量聚乙烯的抗氧化处理及其生物摩擦学行为研究[D];中国矿业大学;2009年
5 罗勇;钛金属陶瓷制备及其生物摩擦学性能研究[D];中国矿业大学;2008年
6 刘莹;准分子激光加工表面微观形貌表征及其特征研究[D];武汉理工大学;2002年
7 张小玲;短程硝化—反硝化生物脱氮与反硝化聚磷基础研究[D];西安建筑科技大学;2004年
8 乔维川;嗜黑液菌的生物反应特性及应用研究[D];南京林业大学;2007年
9 杨翠微;基于心外膜标测技术的房颤表征方法及电生理机制研究[D];复旦大学;2008年
10 王艺;城市污水生物处理工艺中传质机理及其载体填料的研究[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 白银龙;载阿仑膦酸钠超高分子量聚乙烯磨屑研究[D];西南交通大学;2011年
2 江红卫;人工关节材料磨屑的生物相容性研究[D];苏州大学;2001年
3 李烨;高性能纤维弱节表征方法的研究[D];东华大学;2005年
4 葛强;高效过渡金属氧化物脱氧剂的制备及表征[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 张海龙;重组人骨保护素对聚乙烯颗粒刺激破骨细胞功能的影响[D];重庆医科大学;2007年
6 李婷婷;人工关节材料摩擦学性能评价技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 张平;自清洁玻璃自清洁性能的表征方法研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2007年
8 刘宪芳;超精密加工表面的功率谱密度与分形表征技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 张晓婷;织物折皱回复性能的研究[D];江南大学;2008年
10 高绪仁;红霉素抑制人工关节磨屑诱导的骨溶解[D];南京医科大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026