【摘要】 小间隙是控制金属对金属关节磨损行为的关键因素。

苏尔寿骨科（现为Zimmer GmbH）于1983年开始了一项密集的研究计划，旨在开发一种新型金属对金属轴承。它分为两个部分：第一部分是对回收的第一代金属对金属假体的分析，如McKee、Farrar、Huggler和Muller的设计。这样做是为了了解控制这种轴承临床结果的因素，并涉及磨损和间隙的测量。第二个方面是钴铬合金以及直径为28毫米和32毫米的轴承的几何形状的优化。第一代第二代金属对金属轴承的开发使用坐标测量机对6个Huggler和11个Muller假体（直径37或42mm）进行了第一代回收的金属对金属假体的分析。只有一个轴承的径向间隙为500μm表现出明显更高的磨损率。该分析的结论是，小间隙是控制金属对金属关节磨损行为的关键因素。McKellop等人[1]发现，随着间隙在127-386μm。Walker等人[2]为确保低磨损所需的小间隙应足够大，以确保极性接触，最大限度地减少轴承的摩擦扭矩。如果轴承的接触面积大于60°的立体角，则摩擦扭矩会急剧上升，并可能导致部件的机械松动。第一代金属对金属植入物由铸态钴铬合金制成。对于第二代金属对金属植入物，苏尔寿骨科将其开发重点放在锻造钴铬合金上，主要有以下两个原因：根据Archard方程，较硬的合金应比不太硬的（铸造）合金具有更好的耐磨损性和粘附性[3]，锻造钴铬合金具有更均匀的微观结构，而不存在残余孔隙的可能性，这会不希望地增加这些部件的报废率。Rieker等人[4]使用Stanmore Mk-II髋关节模拟器对直径为28-mm和32-mm的轴承的间隙进行优化，证实轴承的径向间隙是影响磨损的主要参数。

[1] McKellop H, Park S H, Chiesa R, et al. In Vivo Wear of 3 Types of Metal on Metal Hip Prostheses During 2 Decades of Use[J]. Clinical Orthopaedics and Related Research (1976-2007), 1996, 329: S128-S140.

[2] Walker P S, Gold B L. The tribology (friction, lubrication and wear) of all-metal artificial hip joints[J]. Wear, 1971, 17(4): 285-299.

[3] McKellop H, Park S H, Chiesa R, et al. In Vivo Wear of 3 Types of Metal on Metal Hip Prostheses During 2 Decades of Use[J]. Clinical Orthopaedics and Related Research (1976-2007), 1996, 329: S128-S140.

[4] Rieker C B, Weber H, Schön R, et al. Development of the METASUL articulations[J]. METASUL® a Metal-On-Metal Bearing, Hans Huber, Bern, 1999.

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