生物医学材料
之——超高分子量聚乙烯
无处不在的超高分子量聚乙烯
超高分子量聚乙烯简介
l 超高分子量聚乙烯是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性塑料
l 英文名：ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE)
l 分子式：—(—CH2-CH2—)—n—
l 分子量：100万以上
l 密度：0.920～0.964g/cm3
l 热变形温度(0.46MPa)：85℃
l 熔点130～136℃
超高分子量聚乙烯的独特性能
l 与其它工程塑料相比，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的分子结构和分子聚集形态造成的，可通过填充和交联的方法加以改善。
超高分子量聚乙烯的应用
l 在医学方面，用于牙托材料、医用移植物和整形缝合等领域，它的生物相容性和耐久性都较好，并具有高的稳定性，不会引起过敏，已作临床应用。还用于医用手套和其他医疗措施等方面。
l 我们小组主要是研究超高分子量聚乙烯在医学方面的应用，以在人造关节方面应用为例：
为什么要进行人工关节置换 ?
l 当由于各种原因导致关节发生了结构上的改变后，单纯使用药物治疗是不可取的，药物只能部分缓解疼痛症状，难以改善关节功能。而人工关节置换可以达到缓解疼痛、稳定关节、矫正畸形、改善关节功能等目的。如类风湿性关节炎引起的疼痛、陈旧性关节脱位等，通过人工关节手术，可以明显矫正关节畸形，使原来僵硬的关节恢复正常功能。
人工关节发展简史
l 1890年，Gluck首先应用象牙制造下颌关节；
l 1938年，Wiles用不锈钢作髋臼与股骨头；而后Moor开展了人工股骨节置换术；
l 1940年 Wder兄弟用合成树脂制造人工关节；1951年开始全髋人工关节置换术。
l 1952年Habowsh用固定牙的丙烯酸脂固定人工髋关节，由此合成树脂开始用于人工关节的结合。
l 1958年Charnhey根据重体环境滑润TDRTEFDHFYUHH理论，用聚四氟乙烯髋臼和金属股骨头制成低摩擦的人工关节
l 在1962年，Charnley把高密度聚乙烯髋臼和直径为22毫米的股骨头组成全髋人工关节，并用骨水泥（甲基丙烯酸脂）固定，获得较满意的效果。自此，人工关节置换术进入实际应用的新阶段。
这下问题来了——
Here comes an important question---
为什么用超高分子量聚乙烯制作人工关节
l 超高分子量聚乙烯应用于人工关节已经有50多年的历史。1962 年Charnley 首次采用金属－ UHMWPE低摩擦配副进行人工全髋关节置换术获得了巨大成功。UHMWPE 较其他聚合物具有更为优异的生物相容性、机械性能以及耐磨性，是目前人工关节载荷元件胫骨平台垫片和髋臼内衬的首选材料。
l
超高分子量聚乙烯人工关节面临的问题
l 超高分子量聚乙烯是目前人工关节载荷元件胫骨平台垫片和髋臼内衬的首选材料,然而其磨损不可避免,磨损碎屑继发假体周围骨溶解,严重影响假体使用寿命
人工关节UHMWPE的磨损机制
l 粘附磨损
l 磨粒磨损
l 疲劳磨损