| 人工颈椎间盘是采用非融合术治疗严重颈椎病的关键假体，但它在人体复杂力学和生理环境长期作用下，关节面易出现磨损并产生大量磨屑颗粒，磨损微粒聚集易诱发炎症反应，致使假体周围骨溶解并造成无菌性松动，导致假体寿命严重不足，给患者造成了巨大身心痛苦和经济压力。本项目针对关节面磨损问题，分别通过常规球盘点面接触实验、特制球窝模型面面接触实验和产品磨损专用实验，逐渐深入地探索了假体关节面最佳配副材料及其中长期生物摩擦学性能，揭示了磨损失效机理。
研究发现：一、经过10MC和5MC体外磨损测试，TC4-PE、TC4-XPE和TC4-PEEK配副的球窝模型质量磨损率分别为0.83±0.23mg/MC、0.15±0.08mg/MC和1.28±0.32mg/MC，与点面接触摩擦实验结果一致，TC4-XPE材料配副最佳，用于后续产品测试。
二、经过8MC体外磨损测试，TC4-XPE和CoCrMo-XPE配副产品的金属上终板部件表面损伤模式均以划痕为主，磨损机理为磨粒磨损。TC4-XPE中聚乙烯髓核损伤特征以划痕、塑性疲劳变形为主，磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损，两种配副的磨屑粒径特征差异较大，TC4-XPE的粒径最集中位置是14.47μm，而CoCrMo-XPE则是31.50μm，且其它粒径参数也有很大不同，这与磨损机理不同有关。
三、综合三类研究结果，TC4-XPE为最佳材料配副，可用于人工颈椎间盘假体。
本研究揭示了球窝型人工颈椎间盘的磨损失效机理，并优选出最佳关节面材料配副应用于国产球窝型人工颈椎间盘产品中，在国内人工假体研究中处于领先水平。主要创新点是分别采用常规球盘点面接触实验、特制球窝模型面面接触实验和产品磨损专用实验梯度探索优化最佳关节面配副，为同类产品开发提供了方法借鉴。 |
