·346· 北京科技大学学报 2000年第4期 6 0030%小牛血清 180 范围内，PVA-H/316L,PVA-H/PVA-H摩擦副的润 0 160 ▣0.75%HA 滑制度均为混合润滑， 140 磨损系数 120 参考文献 0 磨损体积 100 ~o摩擦副PVA-H/PV-H 80目 1 Dowson D.Bio-tribology of Natural and Replacement Syn- ovial Joints.in:Biomechanics of Diarthroial Joints.New -0-0 f1.5s 0.4 0 York:Springer Verlag,1990.305 0.2 80080-0-00.5 1.0 2 Meddley J B,Dowson D,Wright V.Transient Elastohy- namic Ibrication Modes for the Joint.in:Engineering in 0.1 10.0 Medicine,B.New York:MEP,Ltd,1984.137 1 2345678910 3 Murakami T,Higaki H.Adaptive Multimode Lubrication in N/10 Natural Synovial Joints and Artificial Joints.London:Proc 图7磨损体积、磨损系数与循环次数关系曲线 Instn Mech Engrs,1998.212 Fig.7 Effect of circulating number on wear volume and 4 NegamiS.The Dynamic and Mechanical Properties of Syn- fridion coefficient ovial Fluid:[M.S Thesis].Bethlehe Pa.Lehigh University, 1964 3结论 5 Toshitsu Yokobori,Takashi Kawaharada,Shigeru Sasaki. Mechanical Test Method on the Estimation of the Lubricant (I)透明质酸(HA)溶液属于非牛顿流体， Performance by Hyaluronic Acid.Bio-Medical Materials 在一定程度上具有类似于天然滑液的流变性 and Engineering,1995,5:117 质，其粘度随HA质量分数增大而增大，随剪切 6 Ribitsch V O.Visco-elastic Behaviour of Synovial Fluids 速率增大而减小；(2)HA溶液能够有效降低 and Artificial Replacement.in:Mow VC,Woo S L Y,eds. PVA-H/316L和PVA-H/PVA-H摩擦副的摩擦磨 Biomechanics of Diarthrodial Joints.New York:Spinger 损，其中对软垫摩擦副PVA-H/PVA-H的润滑性 Verlag,1990.287 7 Cooke A F,Dowson D,Wright V.The Rheology of Syno- 能更佳；(3)一定HA质量分数范围内，随HA vial Fluid and Some Potential Synthetic Lubricants for De- 质量分数增加，透明质酸溶液润滑性能增强，表 generate Synovial Joints.Engineering in Medicine,1978, 现为摩擦副的摩擦因数降低.对于PVA-H/PVA- 7(2):66 H摩擦副，075%（质量分数）的HA溶液具有优 8 Gu zhengqiu,Xiao jiumei,Zhang Xianghong.The Devel- 于30%（体积分数）小牛血清的润滑性能；(4)透 opment of Artifcial Aiticular Cartilage-PVA-Hydrogel. 明质酸作为润滑剂时，在本实验HA质量分数 Bio-medical Materials and Engineering,1998,8:75 Lubricating Behaviour of Hyaluronic Acid in Artificial Articular Materials LI Jiuqing,GU Zhengqiu,XIAO Jiumei,YU Luqing,GU Yufeng Material Science and Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Supporting the study of artificial articuar cartilage materials,the research and development of an artificial synovial fluid of Hyaluronic acid(HA)was carried out.With two lubricated sliding pairs,PVA- H/316L and PVA-H/PVA-H,an modified oscillator-type tri-biometer and M-2000 wear test machine were used to detemine the rehological properties and lubricating behaviour of a series of HA solution.The experimental results showed that the solution of HA had the rehological properties similaring to the natural synovial fluid to a certain extent,and decreased the friction and wear of two kinds of lubricated sliding pairs,also it rendered a better lubricating effection on PVA-H/PVA-H than on PVA-H/316L.The solution of HA with 0.75%(mass fraction)showed a better lubricating behaviour than 30%(volumic fraction)Bovine Serum.So HA solution would be a promising artificial synovial fluid. KEY WORDS hyaluronic acid;artificial synovial fluid;friction;wear. 3 4 6 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 0 年 第 4 期 、盆目日侧 806420 :5 ,人1 . 1. . . 1 ,工 R ,卫1 . . 6 5 4 3 0 . 4 0 . 2 0 3 0% 小牛 血清 口 .0 7 5% H A - - - 一 磨损 系数 — 磨损 体积 摩擦 副 P VA we H 于 V - H 范围内 , P V A一H /3 1 6L, PV A一 H用 V A一 H摩擦副的润 滑制度均为混合润 滑 . 户声司一 口一 吞一 。 一 、 一仆一 勺 4 0 . 5 ǎ 下日 一 · 1 à2 ǐ甲一、狱日三O 0 . 1 匕昌一 - 一二一一一 J一一口一一一习一一一 口一曰一 , 一` 一一` 一一一` 目 0 . 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N / 1 0 , 图 7 磨损体积 、 磨损系数与循环次数关系曲线 F啥 . , E“ eC t o f c irC u h int g n u m be r o n w ae r v 0 l u nI e a n d 介 id io n e oe 币 e i e n t 3 结论 ( 1) 透 明质酸 ( H A ) 溶液属于 非牛顿流体 , 在 一 定 程度 上 具 有 类似 于 天 然滑 液 的 流 变性 质 , 其粘度 随 H A 质 量分 数增大而 增大 , 随剪切 速 率增大而 减 小 ; ( 2) H A 溶液 能 够有效 降低 P 、 A 一 甘3 16 L 和 P VA - H护 vA 一 摩擦 副的摩擦磨 损 , 其 中对软垫摩擦 副 PV A 一 H户V A 一 H 的润滑性 能更 佳 ; ( 3) 一 定 H A 质量分 数范 围内 , 随 H A 质量分数增加 , 透 明质酸溶液润滑性能增强 , 表 现为摩擦副 的摩擦 因数降低 . 对于 PV A es H 于V A - H 摩擦 副 , .0 75 % ( 质量分数 ) 的 H A 溶液 具有 优 于 30 % (体积 分数) 小牛血 清 的润滑 性能 ; ( 4) 透 明质酸 作为润 滑 剂时 , 在本实验 H A 质量 分数 参 考 文 献 1 D ow s o n D . B i o 一b o l o gy o f N a ut r a l an d R e Pl a e e m ent s yn · o v i a l J o i n t s . in : B i o m e e h an i e s o f D i斌hr o i a l J o in l s . N e w oY kr : SP irn ge r Ve r lag , 1 99 0 . 3 0 5 2 M e d d l e y J B , D o w s o n D , W ir hg t V T r an s i e nt E l as t o hy - n am i e bI ir e at ion M od e s fo r ht e J o int . in : E n g i n e e inr g i n M e di e in e , B . N e w OY kr : M E P, L dt , 1 9 8 4 . 1 3 7 3 M u r ak aJ 的 i T, H ig adl H . A d a Ptl v e M u l t而 do e Lub ir e at i o n i n N a t汀 al Sy von iia J o l n st an d A rt iif e i a l J o i n st . L o n d o n : P r o c nI s nt M e e h E n ’gIS , 19 9 8 . 2 12 4 N e g am i S . hT e yD n am i e an d M e e h ian e a l rP oP ert i e s o f S yn - vo i a l F l u i d : [M . S hT e s i s ] . B e hlt he e P a . L he ihg U n l v esr iyt, 19 6 4 5 OT hs ist u OY k o ob ir厂 1’a kas ih K a w ha ar a d,a S h ig e ur s as iak . M e e h an i e a l eT s t M e ht de on ht e E s tlm at i o n o f ht e L u bir e an t P e for mr an e e by yH ia our n i e A e i d . B i o 一 M e d i e a l M a t e ir a l s an d E gn in e e ir n g , 1 99 5 , 5 : 1 1 7 6 形b ist e h V 0 . iV s c o 一 e last i c B e hva i o ur o f Sy n vo ial Fl ul ds an d A rt iif e i ia Re P lac em e nt . i n : M ow V C , W b o 5 L Y, e d s . B i o m e e h an l e s o f D i酬址 o di al J o in st . N e w OY kr : SPi n罗 r Ve r lag , 19 9 0 . 2 8 7 7 C o o ke A F, D ow s on D , W ir gh t .V hT e hR e o l o gy o f s yn o - v i a l Fl u id an d S o m e P o t e n tl a l S y n t h e t i e L ub ir e a n st fo r D e - g e ne r a t e S y n o v ial J o inst . E n g i n e e ir n g i n M e d i e i n e , 1 9 7 8 , 7 (2 ) : 6 6 8 G u hz e n g q i u , X i ao j ium e i , Z han g X i an hg o ng . hT e D e v e l - o Pm e nt o f A rt i fo i a l A it i e u lar C art i l a ge 一 PV A 一 H y dr o g e l . B i o 一 m e d i e a l M aet ir a l s an d nE g in e e ir n g , 19 98 , 8 : 7 5 L ub r i e at i n g B e h va i o ur o f H y a lUr o n i e A c id i n A rt iif c i a l A rt i e u lar M at e ir a l s LI iJ uq i gn, G U hZ e n g甘i,u 火又咬O iJ u m ie, YU L qu i gn l G U 翔 of gn M aet ir a l S e ien e e an d E n g l n e e inr g 女 h o l , U S T B e ij i n g , B e ij in g 1 0 00 8 3 , C hin a A B S T R A C T S uP POrt in g ht e s ut d y o f art iif e i a l art i e uar e art il a g e m at e ir a l s , ht e r e s e aer h an d de v e l o Pm e nt o f an art iif e i a l s y n o v i a l fl ul d o f H y a lur o n i e ac id ( H A ) w a s e a r i e d o u t . iWht wt o l u b ir e aet d s lld i n g P a ir s , PV A - H/ 3 16 L an d PV A 一 H /P VA 一 H , an m o id if e d o s e ill aot r 一妙p e itr 一 b i om e et r an d M 一 2 0 0 0 w e ar et s t m a e h in e w e r e u s e d t o d e t e m in e ht e er h o l o g i e a l P r o Pe rt i e s an d l u bir c a t in g b e h a v i o ur o f a s e ir e s o f H A s o l iut o n . hT e e x P e ir m e ant l r e s ul st s h o w e d ht at ht e s o lut i o n o f H A h a d ht e er ho l o g i e a l Por Pe rt i e s s加ilar m g t o ht e n a t[ 江 a l s yn vo i a l fl 说d t o a c e art in e xt e nt , an d d e c r e a s e d ht e 伍e t i o n an d w e ar o f wt o k j n ds o f 1 u b ir e aet d s l1d 1 n g Pa ir s , a l s o it er n de r e d a b e t er lub ir c at in g e fe e t i o n o n PV A . H /PV A 一 H ht an o n PV A 一 片3 16 L . hT e s o lut i o n o f H A w iht 0 . 7 5% (m a s s fr ac it o n) s h o w e d a b e t e r lub ir e at in g be h va i o ur ht an 3 0% ( v o l um i e far e it o n) B o v in e S e r u ln . 5 0 H A s o lut i o n w o u ld be a rP o m i s l n g 即rt iif e i a l s yn o v i a l fl u id . K E Y W O R D S 妙al ur o in e a e id ; art iif e i a l sy n o v i a l fl u id : 创 e t i o n : w e ar