用于人工膝关节的CoCrMo合金通过化学机械抛光进行纳米级表面精制
Hanji Zhang1,2, Jiangliang Zhang2, Jinghui Lai2
1Department of Orthopedics, Tianjin Union Medical Center, Nankai University Affiliated Hospital, Tianjin 300121, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|January 11, 2024
概括
这项研究引入了一种环保的化学机械抛光 (CMP) 方法,以显著降低用于人工膝关节的-- (CoCrMo) 合金的表面粗度,提高其性能和寿命.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 表面科学是一门学科.
- 部落学 (tribology) 是一个学科.
背景情况:
- 在人工膝关节中使用的CoCrMo合金中的表面粗性可能导致炎症,骨解,不稳定性和感染.
- 提高纳米级表面质量对于提高关节植入物的性能和寿命至关重要.
研究的目的:
- 为CoCrMo合金开发和评估一种对生态负责的化学机械抛光 (CMP) 技术.
- 为了显著降低表面粗度,并改善人工膝关节材料的三角学性质.
主要方法:
- 使用一种含有SiO2,H2O2,甘氨酸和子 (BTA) 的新型CMP泥.
- 使用粗度测量表征表面地形.
- 电化学试验用于评估耐腐蚀性.
- 通过X射线衍射 (XRD) 和元素映射来确认结构完整性.
主要成果:
- 实现了30.9nm/分钟的材料去除速度.
- 减少了算术平均粗度,从20.76nm降至0.25nm.
- 降低了腐蚀潜力和腐蚀电流密度,表明BTA增强了耐腐蚀性.
- 保持了CoCrMo合金的相结构和元素组成.
结论:
- 开发的CMP方法有效地提高了CoCrMo合金的纳米级表面质量.
- 更光滑的表面具有较低的腐蚀潜力和更好的耐蚀性.
- 这种表面处理有可能优化摩擦行为并延长人工膝关节的寿命.
