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本论文主要综述了关节润滑及仿生水润滑材料的研究进展,人体滑液关节的超润滑性能可以启发科学家们利用先进的合成手段,发展一系列仿生聚合物基润滑剂,为骨关节炎治疗、人工关节润滑、植/介入医疗器械的润滑提供可能的解决方案,同时也可为工业水基润滑提供技术支持。此外,无机纳米材料已经广泛用于水基润滑添加剂,能够在摩擦过程中发生滚动或者滑移以实现优异的减摩抗磨性能。因此,本论文将仿生亲水性高分子与无机纳米材料有机结合,通过简单易操作、生物相容的合成方法,制备系列聚合物/无机纳米杂化润滑材料,研究其在工业水基润滑和生物润滑中的应用,主要研究内容和结果如下:1.氧化石墨烯(GO)/刷状多糖共聚物纳米组装体作为水基润滑添加剂:首先采用一步原位接枝聚合制备了刷状接枝共聚物,壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(Chitosan-g-PNIPAM),然后通过简单的非共价组装策略制备了GO/Chitosan-g-PNIPAM纳米组装体。Chitosan-g-PNIPAM对GO的非共价功能化,一方面能改善GO的分散稳定性,同时也可以增强摩擦学性能。与已有聚合物/GO纳米杂化材料相比,该方法操作简便,制备后无需分离纯化,无需使用任何有毒的试剂和有机溶剂,而且所采用的壳聚糖为可持续生物高分子,因此GO/Chitosan-g-PNIPAM是一类环境友好的纳米杂化材料。摩擦学测试表明,与纯水以及单独的GO和共聚物相比,该纳米组装体具有显著的减摩和抗磨能力,将在水基润滑领域具有广阔的应用前景。其优异润滑性能可能归功于改性GO的分散稳定性以及刷状共聚物和二维GO添加剂的协同作用。本工作利用二维材料与刷状聚合物的协同组装,为开发绿色纳米水基润滑添加剂提供了新思路。2.润滑/载药双功能纳米杂化润滑添加剂的制备及在骨关节炎治疗中的应用:多巴胺诱导丙烯酸单体自由基聚合及辅助共沉积是一项新型的表面改性方法,将该方法应用于中空介孔二氧化硅的表面功能化,制备了中空二氧化硅/聚多巴胺-聚甲基丙烯酸丙酯磺酸钾(h-SiO2/PDA-PSPMA)纳米杂化材料。h-SiO2/PDA-PSPMA中h-SiO2可用于负载治疗骨关节炎药物,外层的PDA-PSPMA具有很强的水化能力,可以赋予h-SiO2优异的水润滑性能。摩擦学测试表明,h-SiO2/PDA-PSPMA在不同摩擦基底表面都具有优异的润滑性能,摩擦系数可以低至0.015。当以关节软骨为对偶时,其润滑性能明显优于商用透明质酸,而且h-SiO2/PDA-PSPMA可以缓释具有消炎镇痛作用的双氯芬酸钠,达到同时润滑和药物递送的目的。因此h-SiO2/PDA-PSPMA有望成为一种新型的人工关节润滑和骨关节炎治疗材料。