海南大学的文峰、邓乔元、李萌婷，还有甄妮妮，她们想解决传统超高分子量聚乙烯（UHMWPE）人工关节使用寿命短的问题。因为UHMWPE虽然有好的摩擦性能和生物相容性，做人工关节衬底材料很常见，但在临床上，这种材料容易磨出碎屑，导致假体松动，使用寿命只有10到15年，没法满足年轻患者的需求。 他们就模仿了天然关节软骨的多孔结构，结合之前铜离子促进蛋白吸附成膜的研究结果，成功弄出了一种含有铜碳点的多孔聚乙烯材料（Cu-CDs@UHMWPE）。 这种材料在受到压力时，孔隙里的润滑液会被挤出来，在摩擦面形成一层液膜。同时，释放的铜离子还会促进蛋白质在磨损界面吸附，形成一层蛋白膜，进一步减少磨损。两种作用一起发力，让这种材料的耐磨性大大提高，寿命也变长了。 研究成果发表在《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》期刊上，论文链接DOI:10.1016/j.colsurfa.2026.139724。 她们用多巴胺、邻苯二胺还有氯化铜这些原料通过水热法制备出了平均粒径在5到6纳米的Cu-CDs。接着用NaCl做致孔剂来制造多孔聚乙烯材料，最后把0.1%的Cu-CDs掺进去得到样品T30。 测试发现T30的力学性能和天然关节软骨差不多，而且比没掺杂的材料还好。拉伸强度有9.93 MPa，压缩强度是6.9 MPa。 为了验证效果，她们在BSA溶液里做了摩擦磨损实验。用氧化锆球作为对磨副来摩擦T30材料发现摩擦系数低到0.037±0.003，比没掺的要低很多；磨损痕迹也变得宽而浅，磨损指数明显下降。 此外这个材料对细胞没有毒性。荧光标记实验还表明了BSA确实能在磨损界面吸附。 他们通过HRTEM和EDS图可以看到球形的Cu-CD颗粒还有元素组成。XPS分析显示表面有丰富的官能团。 哑铃状的拉伸测试件显示T30的强度很高。圆柱形的压缩测试件也显示出良好的抗压能力。 具体到耐磨性测试图上可以看到U00、U30和T30三种样品的摩擦系数对比以及磨损轨迹的变化。FITC-BSA荧光标记实验展示了蛋白在T30磨损面上的定向吸附过程。 这个工作为新型UHMWPE人工关节材料的改进和开发提供了新的思路和实验依据。 这个文章来自“材料科学与工程”公众号感谢论文作者团队支持！近期有什么学术会议推荐欢迎留言分享观点！点亮爱心支持一下吧！