Vol.23 No.2 虞路清等：添加L-DPPC和上-球蛋白对透明质酸润滑性的影响 ·121 0.40a)HA溶液：0.3gdL-1 看出与小牛血清润滑相比，复合人工滑液显示 0.35 边3混合液 出较大的优势，K值达到10-mm3.N1m),降 ☐4混合液 0.30 低了约2个数量级 0.25 0.20 3讨论 0.15 磷脂是两性物质，即一部分是亲水头部，另 0.10 一部分是疏水尾部.随着水化程度和温度、pH 0.05 等条件不同，它们可以以不同的相态存在.在溶 0 液中，磷脂形成热力学上稳定结构，该结构的双 PVA-H/316L不锈钢 PVA-H/PVA-H 层磷脂其疏水基团相互作用吸附在一起，而亲 载荷50N载荷160N.载荷50N载荷160N 水基团则朝向该结构的外侧四.由于聚乙烯醇 0.40o HA溶液：0.3g·dL- ☑3混合液 水凝胶(PVA-H)中的羟基是亲水基团，即PVA- 0.35 ☐4“混合液 H材料表面是亲水的，磷脂一端的亲水基团可 0.30 能和聚乙烯醇水凝胶表面相吸附，而另一端的 0.25 疏水基团和溶液中的其他磷脂结合，在PVA-H 0.20 表面形成一层双层结构的磷脂膜.生物膜（磷脂 0.15 膜)的稳定程度取决于磷脂的疏水基团的疏水 0.10 程度，此外，蛋白质和粘多糖可与磷脂发生可逆 0.05 的化学反应，分别生成脂蛋白和脂多糖而可作 0 为磷脂的载体.同时，透明质酸分子也可稳固磷 PVA-H/316L不锈钢 PVA-H/PVA-H 脂在PVA-H材料上的吸附，.综上所述，复合 载荷50N载荷160N载荷50N载荷160N 图5复合人工滑液和透明质酸溶液的摩擦实验结果 人工滑液中，透明质酸、片球蛋白和La-DPP℃的 Fig.5 Results of pendulum friction tests lubricated with 共存在PVA-H材料表面上将可能形成一层较 byaluronic acid and compound artificial synovia ely 稳固的类似于生物膜结构的磷脂膜，这种双层 而加人0.01g/dL的La-DPPC达不到这种程度. 结构的磷脂膜在人工关节苛刻接触状态下将提 同时，图5也表明复合人工滑液比纯粹的 供类似边界膜的润滑效应，因而从整体上显著 透明质酸溶液的润滑性能更为优越 改善了摩擦副的润滑性能. 2.2磨损系数 含这3种物质的复合人工滑液具有良好的 实验测得以30%（体积分数）的小牛血清，1， 流变性质和边界润滑能力.低载情况下，润滑剂 3和5复合人工滑液为润滑剂时PVAH/PVA- 的流变性质对润滑性能的影响很大，因此，决定 H摩擦副的磨损系数分别为1.38×10,4.70×105， 粘度的透明质酸在低载时起重要作用；而在高 8.55×10-5,4.86×10-mm3.N-1.m),如图6示.可 载情况下，具有良好的边界润滑能力的-球蛋白 150 小牛血清 和La-DPPC可以显著的改善润滑性能.这种复 125 合人工滑液的润滑机制尚未得到清晰解释，有 100 待进一步的研究 75 3* 4结论 ·()在复合人工滑液润滑状态下，摩擦副 6 PVA-H/PVA-H摩擦因数小于PVA-H/316LS.S. 2 (2)复合人工滑液的润滑性能比相同浓度的 0 纯粹透明质酸溶液优越，特别是在PVA- 样品 H/316LS.S摩擦副上，摩擦因数可减小一半. 图6審损实验结果PVA-H/PVA-H) (3)在复合人工滑液的润滑状态下，摩擦副 Fig.6 The results of wear tests on PVA-H/PVA-HV 匕L 2 3 N O 一 2 虞路清 等 : 添 加 L a- -D P P C 和卜球蛋 白对透 明质 酸润 滑性 的影 响 0 . 4 0 0 . 35 0 . 30 0 . 2 5 、 0 . 20 0 . 15 0 . 10 看 出与小牛血 清润滑相 比 , 复合人工 滑液显示 出较大 的优势 , K 值达 到 10 勺山m 3 . N( 一 , · m 一 ) , 降 低 了约 2 个数量级 . 0 . 05 0 PV A刁刃 3 16 L 不锈钢 PV A一 H P/ V A we H 载荷 s 0 N 载荷 16o N , 载荷 5 0 N 载荷 16 0 N 0 . 40 0 . 35 0 . 30 0 . 2 5 、 0 . 20 0 . 15 0 . 10 0 . 0 5 0 P VA 一曰31 6L 不 锈钢 P VA es H P/ VA 娜H 载荷 5 0 N 载荷 16 0 N 载 荷 5 0 N 载荷 16 0 N 圈 s 复合 人工 滑液和 透 明质酸 溶液 的摩擦实验 结果 F ig · 5 R e , u lst o f 伴n d u l u m fl 改e廿o o t e s t s lu b icr a et d wl ht h y a l u or n i e a e id a o d e o . P o u n d a rt 价c 妞l s y l o血 eyI 而加人 .0 01 留dL 的 L a ` D p cP 达不到这种程度 . 同时 , 图 5 也表 明复合人工滑液 比纯粹 的 透 明质 酸溶 液的润滑性能更 为优 越 . .2 2 磨损系数 实验测得 以 3 0 % (体积分数)的小牛血清 , 1 “ , 3 # 和 5 # 复合人工滑液 为润滑剂时 PV A司比于VA - H 摩擦副的磨损系数分别为 1 . 3 8 x l0 一 4 , .4 7尔 10 一 气 8 . 5 5 x l 0 一 , , 4 . 8 6 x l 0 -恤u n 3 · N( 一 , , m 一 , ) , 如图 6 示 . 可 3 讨论 磷脂是 两性 物质 , 即一部分是 亲水头部 , 另 一部分是疏水尾 部 . 随着水 化程度和 温度 、 PH 等条件不 同 , 它们可 以 以不同的相态存在 . 在溶 液 中 , 磷脂形 成热力学上稳定结构 , 该结构 的双 层磷脂其疏水基 团相互作用 吸附在一起 , 而亲 水基 团则朝 向该 结构 的外侧 〔` 1] . 由于聚 乙烯醇 水凝胶 ( P VA一H )中的经基 是亲水基团 , 即 P V A￾H 材料表面是 亲水的 , 磷脂一端 的亲水 基团可 能和 聚乙烯 醇水 凝胶表 面相吸附 , 而另一端 的 疏水基 团 和溶 液 中的其他磷脂 结合 , 在 PV A - H 表面形成一层双层结构 的磷脂膜 . 生物 膜( 磷脂 膜 ) 的稳定程度取决 于磷 脂的疏水 基团 的疏水 程度 . 此外 , 蛋 白质和粘多糖可与磷脂发生可逆 的化学 反应 , 分别 生成脂蛋 白和 脂多糖而可作 为磷脂 的载体 . 同时 , 透明质酸分子也 可稳 固磷 脂在 PV A袄H 材料上 的吸 附12[ .13 1 . 综 上所述 , 复合 人工滑液 中 , 透明质酸 、 卜球蛋 白和 L a 气D p p C 的 共存在 P V A- H 材料 表面上将 可能形成一层较 稳 固的类 似于生物膜结 构的磷脂膜 , 这种双层 结构 的磷脂膜在人工关节苛刻接触状态下将提 供类 似边界膜 的润滑 效应 , 因而从整体上显著 改善了摩擦副 的润滑 性能 . 含这 3 种 物质的复合人工滑液具 有 良好的 流变性质 和边界润滑能力 . 低载情况下 , 润滑剂 的流变性质对润滑性能的影 响很 大 , 因此 , 决定 粘度 的透 明质 酸在低 载时起 重要 作用 ; 而在高 载情况下 , 具有 良好的边界润滑能力 的一球蛋 白 和 L a - D P P C 可 以显著 的改 善润滑性能 . 这种复 合人工滑液 的润滑机制 尚未得 到清晰解 释 , 有 待进一步 的研究 户 . a乙茄。7日 . 一0 x众 样品 图 6 磨损实 验结 果(P V A一R 肥劝卜H ) F ig . 6 T h e esr u lst o f we a r t e8 0 0 o P 从卜.H IP 从` -H 4 结论 l() 在 复合 人工滑液 润滑状 态下 , 摩 擦副 PV A -] 氏于V A一H摩擦 因数小于 PV .A -I 刃3 1 6 L .5 5 二 (2 )复合人工滑液 的润滑性能 比相 同浓度 的 纯 粹 透 明 质 酸 溶 液 优 越 , 特 别 是 在 PV A - 曰3 16 L .s s . 摩擦 副上 , 摩擦 因数可 减小一半 . (3 )在复合人工滑液 的润滑状态下 , 摩擦 副