在医用级钴铬钼合金上制备激光诱导周期性表面结构：摩擦学、润湿性与溶出性能

摘要： 采用抗菌纹理结构的髋关节植入物应具有低摩擦系数，且不会向人体释放有害物质。研究人员使用皮秒脉冲激光源，在典型髋关节植入材料——钴铬钼合金（CoCrMo）表面制备了不同类型的激光诱导周期性表面结构（LIPSS），包括低空间频率LIPSS（LSFL）、由高空间频率LIPSS（HSFL）叠加沟槽组成的层级结构以及三角形纳米柱（TNP）。分析了这些结构在与聚乙烯（PE）对磨表面接触时的润湿性、摩擦特性、磨损行为及生物相容性。LSFL覆盖的表面呈现超疏水性，而叠加HSFL的沟槽和TNP结构则表现出疏水特性。LIPSS与聚乙烯对磨时的摩擦系数（CoF）较高（0.40-0.66），高于抛光CoCrMo的0.22。研究发现样品释放的钴含量在生物安全范围内。与抛光参照表面相比，LIPSS会导致CoCrMo与PE接触时摩擦增大，但仅LSFL纹理会使聚乙烯对磨表面的磨损显著增加。因此得出结论：LIPSS不适用于高载荷金属-塑料轴承接触场景。