关节软骨润滑机制理论及仿生软骨材料的摩擦学应用
易佳锋1
刘宇博1
李超2
王星3
柴伟2
1.南开大学医学院,天津市 300071;中国人民解放军总医院第四医学中心骨科医学部,北京市 100048;国家骨科与运动康复临床医学研究中心,北京市 1008532.中国人民解放军总医院第四医学中心骨科医学部,北京市 100048;国家骨科与运动康复临床医学研究中心,北京市 1008533.中国科学院化学研究所,北京市 100190
摘要：背景:关节软骨拥有着自然界中已知最有效的润滑,如膝关节和髋关节等,在生理性高压下,其表面摩擦系数低至0.001,如此低的摩擦对于关节正常活动来说非常必要.而软骨一旦发生退化,便易发生骨关节炎,因此探究软骨表面如此高效的润滑机制便显得尤为重要.同时,随着对关节润滑机制研究的深入,仿生软骨材料的飞速发展也为关节软骨之间的润滑及软骨损伤后的治疗带来了希望.目的:探讨关节软骨润滑机制以及仿生软骨材料摩擦学最新研究进展.方法:采用计算机检索中国知网、PubMed、Semantic Scholar、ScienceDirect和Wiley Online Library数据库中有关关节软骨润滑机制和仿生软骨材料的相关研究资料,根据纳入和排除标准,最终共选取60篇文献进行综述.结果 与结论:①关节软骨的润滑并不是通过单一的机制,而是多种机制共同参与并实现高效润滑.②目前软骨润滑机制的主要研究聚焦于边界润滑以及水合润滑.③软骨润滑的边界润滑机制模型主要通过透明质酸、润滑素和磷酸酰胆碱等边界分子实现.④软骨间多重分子通过协同作用促进软骨润滑,这也为仿生软骨材料的设计提供了一种新思路.⑤用于软骨替代的仿生软骨材料必须具备优异的力学性能与润滑性能,目前的仿生软骨材料通过表面改性和添加涂层等方式综合提升生物医学水凝胶的润滑性能与机械性能,以应用于软骨润滑.⑥仿生软骨材料不仅发挥润滑方面的作用,同时也能作为释药载体达到递送药物的目的,这也为未来更优异的材料设计提供了思路,但目前的仿生软骨材料大多还处在体外实验或者动物模型研究阶段,尚未形成临床转化.
关键词：关节软骨关节润滑机制水合润滑边界润滑骨关节炎仿生软骨材料生物医学水凝胶摩擦学性能表面改性抗磨
分类号：R453(治疗学)R363(病理学)R364(病理学)
资助基金：国家重点研发计划(2021YFC2401303)
论文发表日期：2023-09-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 4075-4084 )
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