D0I:10.13374/i.issn1001053x.2002.06.017 第24卷第6期 北京科技大学学报 Vol.24 No.6 2002年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2002 La,一DPPC磷脂对人工滑液润滑性能的影响 王丽”高瑾》李久青”娄思权) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)北京大学医学部，北京100083 摘要利用振子式摩擦仪测定了加入磷脂前后人工润滑体系（透明质酸）摩擦系数和Stribeck 曲线的变化.实验表明，La-DPPC磷脂加人后，体系的摩擦系数显著降低，且由Stribeck曲线可 以判断出体系的润滑机制由混合润滑转变为液膜润滑和混合润滑的多模式润滑，推测Lα一 DPPC磷脂的加人可能改变体系的界面性质.采用表面张力仪测试了加入La-DPPC磷脂前后 透明质酸润滑体系的表面张力变化，并对La-DPPC磷脂进行了红外分析.结果表明La-DPPC 磷脂具有两亲性质，在润滑剂中起到了一种表面活性剂的作用，使体系的表面张力大大降低， 这有利于改善体系的成膜性能，提高其润滑效果. 关键词La-DPPC磷脂；表面张力；润滑性能；人工滑液 分类号0632.21 关节病是一种带给患者巨大痛苦的常见病 1实验 和多发病，尤其是在老年人中发病率高达85%. 一般的关节病患者采取烤电或药物治疗，但对 1.1润滑剂体系 于重型关节病此类治疗却不能再起作用，此时 实验采用的试剂是用商品等级的透明质酸 最有效的方式便是进行PVA-H软垫支撑型人 (相对分子质量为1×10-2×10%)以0.9%的生理盐 工关节假体置换手术".用人工滑液对人工软骨 水配制，再向其中添加La-DPPC磷脂配制成复 进行润滑，是减少关节假体摩擦磨损、延长其使 合人工滑液.透明质酸浓度为1.0gdL,La- 用寿命的重要措施2，当今学术界研究最为成 DPPC磷脂为0.15gdL 熟的是以透明质酸(HA)作为人工润滑液.HA具 其中，透明质酸试剂由山东福瑞达精细化 有高度粘弹性、渗透性、与天然关节滑液极其类 工有限公司生产，La-DPPC磷脂由美国SIGMA 似的流变性和良好的生物相容性，因此已经投 公司生产 人临床应用.近期国内外研究发现，La-DPPC 1.2仪器及原理 磷脂(Dipalmitoyl Phosphatidylcholine,.二棕榈酰 (1)摩擦学参数测量 磷脂酰基胆碱)是天然关节滑液及软骨中的主 采取改进的振子式摩擦仪进行摩擦系数的 要磷脂成分，在HA中添加少量的La-DPPC磷 测量和Stribeck曲线的测定，摩擦副为聚乙稀醇 脂，能显著改善人工滑液的摩擦性能，但国内 水凝胶， 对润滑体系的界面性质却鲜有报导.本文用K12 通过测量振幅衰减，根据下式可求得摩擦 表面张力仪测试La-DPPC磷脂加人前后HA 系数： 润滑体系的表面张力变化，并对加入La-DPPC n=L(0-0.) 0≤15°， 4R 磷脂前后体系的润滑机制和摩擦系数进行对 式中，u是摩擦系数；L为振子式摩擦仪摆长，mm; 比，通过对La-DPPC磷脂分子组成的分析，研 R为摆轴半径，mm;6n-1,9,分别为测得的第n-1,n 究La-DPPC磷脂分子组成对体系的界面性质 次的摆动偏角. 的影响，以及润滑体系的界面性质和宏观摩擦 (2)表面张力测试. 性能之间的关系 实验仪器为德国KruSS公司生产的K-12 表面张力仪，测量范围为0-500mN/m,测量精 收稿日期2001-10-12王丽女，24岁，硕士 度为0.01mN/m. ★北京市自然基金资助项目No.3992009)第 2 4 卷 第 6 期 2 0 0 2 年 1 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n iv e r s ity o f S c i e n c e a n d Te c h n o fo gy B e ij i n g V6 】 . 2 4 N o . 6 D e e . 2 0 0 2 L a 一 D P P C 磷脂对人工滑液润滑性能的影响 王 丽 ` , 高 瑾 ” 李久青 ” 委 思权 2 , l ) 北京科技大学材料科学 与工程学院 , 北京 10 0 0 8 3 2 ) 北京大学医学部 , 北京 10 0 0 83 摘 要 利用 振子式 摩擦仪测 定 了加 人磷脂前 后人工 润滑体系(透 明质酸 )摩擦系数 和 s itr b e ck 曲线 的变化 . 实验 表 明 , L a 一 D P P C 磷 脂加入后 , 体系 的摩擦 系数显著降低 , 且 由 st ir be ck 曲线 可 以判 断 出体系 的润 滑机 制 由混合润滑 转变 为液膜 润滑 和混合润 滑 的多模式 润滑 , 推测 L a 一 D P P C 磷脂 的加入 可能改变 体系 的界面性质 . 采用表 面张力仪测 试 了加人 L a 一 D P P C 磷脂 前后 透 明质酸润滑 体系 的表面张力 变化 , 并对 L a 一 D P P C 磷 脂进行 了红外分 析 . 结果 表 明 L a 一D P P C 磷脂具 有两 亲性质 , 在润滑 剂 中起 到 了一种 表面活 性剂 的作 用 , 使体系的表 面张力大 大降低 , 这有 利于改善体系 的成膜性 能 , 提高其润滑效 果 . 关 键词 L a 一 D P PC 磷脂 ; 表 面张力 ; 润 滑性能 ; 人工滑 液 分 类号 0 6 3 2 . 2 1 关节病是一种带给患者巨大痛苦 的常见病 和 多发病 , 尤其是在老 年人 中发病率高达 85 .0/ 一般 的关节病患 者采取烤 电或药物治疗 , 但对 于 重型 关节病此类治疗却不 能再起作用 , 此时 最有效 的方式便是进行 P VA 一 H 软垫 支撑型 人 工关节假体置换手术 1] . 用 人工滑液对人工软骨 进行润 滑 , 是减少关节假体摩擦磨损 、 延长其使 用 寿命 的重要措施 〔, , 3] , 当今学术 界研究最为成 熟的是 以透明质酸( H A )作为人工润滑液 . H A 具 有高度粘弹性 、 渗透性 、 与天然关节滑 液极其类 似的流变性 和 良好的 生物相容性’l] , 因此 已 经投 人临床应用 . 近 期 国内外研究发现 , L a 一 D P P C 磷脂 ( D IP a lm it叮1 p h o s p hat i勿 l e ho lien , 二棕搁酞 磷脂酞基胆碱 ) 是 天然关节滑液及软骨 中的主 要磷脂成分 , 在 H A 中添加少量 的 L a 一 D P P C 磷 脂 , 能显著改善人工滑 液 的摩擦性能 「5] , 但 国 内 对润 滑体 系的界面性质却鲜有报导 . 本文用 K 12 表面 张力仪测试 L a 一 D P P C 磷脂加人前后 H A 润 滑体 系的表面 张力变化 , 并对加人 L a 一 D P P C 磷脂 前后体 系 的润 滑机 制和 摩 擦 系数进行 对 比 , 通过对 L a 一 D P P C 磷脂分子组成 的分析 , 研 究 L a 一 D P PC 磷脂分子组成对体 系的界面 性质 的影 响 , 以 及润 滑体 系的 界面性质和 宏观摩擦 性能之间的关 系 . 1 实验 L l 润滑剂体系 实验采用 的试剂是用 商品等级 的透明质酸 (相对分子质量为 1 “ 10气x2 10) 以 .0 9% 的生 理盐 水 配制 , 再向其 中添加 L a 一 D P P C 磷脂配制成复 合人工滑液 . 透 明质酸浓度 为 1 . 0 创d L , L a 一 D P PC 磷脂为 0 . 15 g/ dL . 其中 , 透 明质酸试剂 由山东福瑞达精细 化 工有限公司 生产 , L a 一 D P P C 磷脂 由美国 sI G M A 公 司生产 . 1 . 2 仪器及原理 ( l) 摩擦学参数测量 . 采取改进的振子式摩擦仪进行摩擦系数的 测 量和 S itr be ck 曲线 的测 定 , 摩擦 副为聚 乙 烯醇 水凝胶 . 通过测 量振 幅衰减 , 根据下式可 求得摩擦 系数 6[] : L (0n 一 : 一氏) 4R 以兰 15 “ 收稿 日期 2 0 01 一 1-0 12 王 丽 女 , 24 岁 , 硕士 * 北京市 自然基金资助项 目困仓 3 9 加09 ) 式 中 , 户是摩擦系数 ; L 为振子式摩擦仪摆长 , ~ ; R 为摆轴半径 , ~ ; 氏 一 l , 0n 分别为测 得 的第 n 一 1 , n 次的摆 动偏 角 . ( 2) 表面 张力测试 . 实验仪器 为德 国 E淦u S S 公 司 生产的 K 一 12 表面张力仪 , 测量范围 为 0 一5 0 m N /m , 测量精 度为士0 . 01 In N 力1 1 . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2002. 06. 017