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骨关节炎是目前世界上头号致残性疾病之一，严重影响患者的生活质量。目前，人工关节置换术是临床上治疗骨关节炎最有效的治疗方法。常用的人工关节材料主要为金属材料、陶瓷材料和超高分子聚乙烯。这些人工关节材料均是硬质材料与天然关节表面的软骨存在较大差异，容易发生磨损，最终导致假体的失效。受到天然关节的启发，通过在传统人工关节材料表面制备仿生润滑软骨层，构建软/硬一体化材料，可以改进人工关节材料的润滑性能，有效提高人工关节材料的使用寿命。
受到贻贝黏附的启发，本研究通过PDA化学粘附与机械嵌合协同作用使水凝胶紧密粘附在钛合金表面，构建软/硬一体化材料实现人工关节材料高机械性能和低摩擦系数的优异结合。首先，通过激光打印在钛合金表面形成多孔结构，利用PDA的多功能粘附作用对钛合金进行表面修饰。然后，将PVA/HA/PAA/PDA预凝胶溶液浇筑在预处理的钛合金表面，采用冷冻解冻-退火技术使水凝胶交联，使水凝胶与钛合金基底形成了良好的机械嵌合，并且水凝胶内以及钛合金表面的PDA相互作用，有效增强水凝胶与基底之间的结合。
（1）采用激光打印、PDA化学黏附等方法构建了具有优异界面结合性能的“软（水凝胶）/硬（Ti6Al4V）”一体化材料，成功模拟了关节软骨/骨的结构和功能。
（2）系统研究了软/硬一体化人工关节材料的生物摩擦学行为，该材料具有优异的生物摩擦学性能，极大地降低了人工关节材料的摩擦系数。
本研究为拓宽Ti6Al4V在生物医用材料中的应用提供了一种有前景的策略，开发了一种高结合强度、低摩擦的软/硬一体化材料，能够应用于医用耐磨材料，在人工关节植入物领域具有广阔的前景。
陈琴，中国矿业大学化工学院博士研究生在读。研究领域包括功能材料仿生设计以及软材料摩擦学。
张欣悦，中国矿业大学机电工程学院博士研究生在读，2021-2022年在不列颠哥伦比亚大学（UBC）联合培养。研究领域包括功能材料仿生设计、软材料摩擦学和人工关节生物摩擦学。
陈凯，中国矿业大学材料与物理学院副教授。研究领域包括功能材料仿生设计、软材料摩擦学、人工关节生物摩擦学、生物3D打印和耐磨材料设计等。主持国家自然科学基金2项、江苏省自然科学基金2项、中国博士后科学基金3项。已出版学术专著1部，发表学术论文50余篇，其中SCI论文收录40余篇，授权发明专利10余项。
张德坤，中国矿业大学材料与物理学院教授。研究领域包括生物材料与摩擦学、矿山机械摩擦可靠性、耐磨材料等。担任中国机械工程学会摩擦学分会副会长、江苏省机械工程学会摩擦学分会会长等。主持国家重点研发计划课题1项，国家自然科学基金项目4项和省部级基金3项，参加各类基金项目20余项。已出版专著3部；发表论文200余篇，其中SCI收录120余篇；获得发明专利40余项。曾获得国家技术发明二等奖2项，江苏省科技进步一等奖2项，省部级科技进步二等奖3项；先后获得霍英东教育基金会高等院校青年教师奖、全国煤炭青年科技奖、江苏省“青蓝工程”优秀青年骨干教师、江苏省“青蓝工程”优秀青年学术带头人等称号；入选教育部新世纪优秀人才支持计划、江苏省“333人才培养工程”计划第三层次、江苏省“333人才培养工程”计划第二层次等人才项目。
期刊简介
Friction（《摩擦（英文）》）是清华大学主办的国内首个摩擦学领域国际学术期刊，旨在发表和出版涵盖接触、摩擦、磨损、润滑、表面粘着和界面科学跨学科的创新性研究论文及专题性综述文章，致力于为国内外摩擦学和表面界面科学领域的学者搭建一流的国际学术交流平台，促进摩擦学在中国和国际学术界之间的交流和发展。其2021年影响因子为4.924，五年影响因子为5.662，位居Q1区。2019年入选“中国科技期刊卓越行动计划”领军期刊（全国共22项），2021年荣获“第五届中国出版政府奖期刊奖提名奖”。2022年变为月刊，年发文量120篇，在Springer平台和SciOpen平台同时完全开放获取出版。
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