人工髋关节摩擦界面蛋白质吸附变性分解行为及类石墨碳润滑层形成的分子机制
发布时间:2025-07-02 00:50
人工关节置换术被认为是治疗晚期关节炎、关节功能丧失等关节类疾病最有效和最终的治疗方式。首先介绍了人工髋关节体内服役环境特点及关节摩擦界面生物蛋白膜与类石墨碳润滑层的形成,进一步论述了在模拟体内服役环境下,过渡族金属铜催化摩擦界面的蛋白质变性降解,促进生物蛋白膜向类石墨碳润滑层的转变,最后探讨了过渡族金属离子介导产生活性氧自由基(ROS)催化蛋白质吸附、变性、分解及生物蛋白膜、类石墨碳润滑层形成的分子机制,并对未来陶瓷人工关节材料的设计提出展望。
【文章页数】:8 页
【部分图文】:
本文编号:4054961
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图3 干燥BSA分子和Cu磨痕处蛋白膜的蛋白印迹检测结果[33]
综上所述,相比于CoCrMo合金,过渡族金属Cu具有更好的催化摩擦界面产生类石墨碳润滑层的能力,其催化机理如图5所示。首先Cu/Al2O3摩擦副之间的摩擦磨损作用会释放Cu离子,释放的Cu离子会和溶液中的BSA分子结合,促进BSA分子吸附到磨痕界面处,吸附到磨痕处的蛋白分子会逐渐....
图1 摩擦层的高分辨电子图谱[32]
在生理环境中,生物蛋白膜在金属离子的催化作用下还可以进一步转变成类石墨碳润滑层。R.Pourzal[31]及Y.Liao[32]等人的研究结果证明,金属-金属关节摩擦界面吸附的蛋白在金属元素的催化作用下发生变性、分解,形成生物蛋白膜,随着摩擦的进行,生物蛋白膜可以进一步转变成类石....
图2 Cu金属表面荧光标记蛋白图像[33]
本团队研究结果证明了Cu金属可以催化白蛋白在摩擦界面吸附、变性、分解并形成类石墨碳润滑层[33]。比较Cu/Al2O3与CoCrMo/Al2O3两种对摩副在牛血清白蛋白(BSA)溶液中的摩擦行为发现,相比于CoCrMo合金,过渡族金属Cu可以促进磨痕内部对BSA分子的吸附。如图1....
图4 干燥BSA分子与不同金属磨痕内外的拉曼光谱[33]
图3干燥BSA分子和Cu磨痕处蛋白膜的蛋白印迹检测结果[33]图5过渡族金属Cu摩擦界面处形成类石墨碳润滑层示意图[33]
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