生物摩擦学 :生物摩擦学

更新时间:2024-09-20 18:26

生物摩擦学(英文:biotribology)是以生物的摩擦、粘附及其润滑为中心,基于生物体材料的流变性质,研究摩擦行为及其与结构、材料等生物学特征之间的相关关系的一门学科。最早由英国利兹大学教授Douncan Dowson在1970年提出,它将摩擦学的原理应用于医学和生物学领域。

基本介绍

生物摩擦学是一个跨学科领域,它结合了摩擦学、生物力学生物化学流变学材料科学等学科的知识,以研究生物体内的摩擦现象及其生物学影响。人体内存在各种摩擦,如关节的摩擦;管腔(血管、气管消化道、排泄道)内的摩擦;运动产生的肌肉、腱膜间的摩擦等。由于摩擦可以引起人体许多生理变化和疾病,因此生物摩擦学的研究对于医学领域具有重要意义。

自20世纪80年代以来,生物摩擦学研究得到了医学和摩擦学工作者的共同努力下迅速发展。目前,生物摩擦学的研究目标是研制摩擦磨损低、病理反应小的人工器官,尤其在人造关节方面对减少患者的关节疼痛,提高生活质量起到了举足轻重的作用。研究主要集中在人工关节和心脏瓣膜病的研究,同时也涉及皮肤等其他人造器官。国内外都有专门从事生物摩擦学研究的机构。

人工关节已经大量地应用于关节炎晚期、外伤致残或骨肿瘤切除病人的关节置换。根据调查推算,我国可能有100~150万骨关节病人需要做人工关节手术。通常手术后10年的近期效果相当满意,但是更长期的工作可能因磨损、滑液老化或生物相容性不适而出现脱位、松动甚至引起骨折。关节置换的耐久性逐年提高,根据国外报道,手术后20年全膝和全置换术的成功率分别达到93%和86%。

自从1960年首次进行人工心脏瓣膜置换手术以来,人工心脏瓣膜为延长心瓣膜疾病患者的寿命做出了一定的贡献,但迄今尚未能取得满意的结果,原因是心瓣膜材料与血液反复摩擦产生的磨损以及疲劳断裂产生不良的影响。生物摩擦学的研究目前受到了工程,医学和材料学等领域的重视,旨在通过深入研究和技术创新,解决这些问题,提高人工器官的性能和耐久性。

扩展阅读

[1]田直,塜本行男,马清资. 生物摩擦学——关节的摩擦和润滑, 北京:冶金工业出版社,2007.

[2] 周仲荣,王成焘,郑靖等. 生物摩擦学.周仲荣主编《摩擦学发展前沿》,北京:科学出版社,2006.

[3] Dowson D. History of 摩擦学 Professional Engineering Publishing Limited,1998

[4]周仲荣. 关于我国生物摩擦学研究的思考, 机械工程学报,2004,40(5):7-10.

[5] 葛世荣 人体生物摩擦学的基础科学问题. 中国科学基金,2005,(2):74-79.

参考资料

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