仿生关节软骨层的设计、构建与性能研究

关节软骨是天然关节能否行使正常功能的关键。关节的磨损是导致关节失效的重要原因，也是影响人工关节中长期置换质量的制约性因素。运用新的设计理念及方法，研究新型的关节材料及其抗磨损技术，并逐步提高关节的生理学功能是当前人工关节研究面临的重要课题。本项目以关节软骨为对象进行仿生研究，设计、制备可用于新型人工关节的微孔抗磨损聚合物薄层材料，探索关节软骨的仿生设计及其制造过程中的科学技术问题。通过设计、制造新型的仿生软骨层，减小关节面接触应力，促进薄膜流体润滑，降低摩擦、磨损，提高关节的使用寿命。主要研究仿生软骨层的设计、制造及性能改进，重点解决仿生软骨层与高密度聚乙烯的连接问题，并对关节仿生过程中的材料与界面科学问题进行探索；建立并完善基于关节软骨的"软垫轴承"模型，并将之应用于摩擦学，丰富和发展摩擦学设计理论。预期该项研究将会促进新型人工关节的仿生设计与制造，推动学科交叉、融合与知识集成。