研究目的
本研究旨在不仅探究CoCrMo表面激光诱导周期性结构(LIPSS)的形成机制,同时研究CoCrMo与PE配副的摩擦学性能,以及纹理结构的润湿性与溶出特性。
研究成果
结论认为,CoCrMo材料上的激光纹理表面不适合作为金属-塑料接触中的承重面。建议在与髋关节条件相当的较低接触压力下重复磨损实验,以研究聚乙烯在实际工况下的摩擦磨损特性。还需更深入地探究经处理表面纹理的耐磨性、抗菌活性及其对人体细胞的影响。推荐探索激光诱导周期性表面结构(LIPSS)抗菌表面在CoCrMo材料其他可能静态应用场景中的用途,例如牙科植入体。
研究不足
UMT的磨损条件与自然髋关节中的磨损条件不可相提并论。接触角高度依赖于额外氧化层的形成。要解释疏水特性的来源,需要对这种表面进行更深入的研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用皮秒脉冲激光源在CoCrMo表面制备不同类型的LIPSS,并分析其对润湿性、摩擦、磨损及生物相容性的影响。
2:样本选择与数据来源:
使用直径25毫米、厚度3毫米的抛光CoCrMo圆盘,通过原子力显微镜测量表面粗糙度。
3:实验设备与材料清单:
包括脉冲Yb:YAG碟片激光源、原子力显微镜、扫描电子显微镜、万能材料试验机、共聚焦显微镜、接触角测量仪及电感耦合等离子体原子发射光谱仪。
4:实验流程与操作步骤:
调节激光参数制备不同类型LIPSS,对比这些纹理结构与抛光CoCrMo表面的摩擦学行为及润湿性差异,并比较LSFL纹理表面与抛光CoCrMo表面的生物相容性。
5:数据分析方法:
从原子力显微镜测量中提取粗糙度参数,在磨损测试中表征样本磨损情况,通过接触角测量仪测定纹理润湿性,分别在第1、7、14、21和26天分析离子释放量。
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