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实验研究，以评估用于骨科应用的UHMWPE和XLPE材料的磨损性能
1 帕拉拉·玛哈拉哈工程学院，贝哈平761003，印度奥里萨邦2塔塔钢有限公司（Tata Steel Ltd. （ACSIR），Ghaziabad，201002，印度北方邦8机械部，印度理工学院，Jodhpur 342030，印度拉贾斯坦邦，印度 *通信：drashwanikumardte@gmail.com（A.K. > ）; chandanswaroop2008@gmail.com（c.s.m.）帕拉拉·玛哈拉哈工程学院，贝哈平761003，印度奥里萨邦2塔塔钢有限公司（Tata Steel Ltd. （ACSIR），Ghaziabad，201002，印度北方邦8机械部，印度理工学院，Jodhpur 342030，印度拉贾斯坦邦，印度 *通信：drashwanikumardte@gmail.com（A.K. > ）; chandanswaroop2008@gmail.com（c.s.m.）帕拉拉·玛哈拉哈工程学院，贝哈平761003，印度奥里萨邦2塔塔钢有限公司（Tata Steel Ltd. （ACSIR），Ghaziabad，201002，印度北方邦8机械部，印度理工学院，Jodhpur 342030，印度拉贾斯坦邦，印度 *通信：drashwanikumardte@gmail.com（A.K. > ）; chandanswaroop2008@gmail.com（c.s.m.）帕拉拉·玛哈拉哈工程学院，贝哈平761003，印度奥里萨邦2塔塔钢有限公司（Tata Steel Ltd. （ACSIR），Ghaziabad，201002，印度北方邦8机械部，印度理工学院，Jodhpur 342030，印度拉贾斯坦邦，印度 *通信：drashwanikumardte@gmail.com（A.K. > ）; chandanswaroop2008@gmail.com（c.s.m.）帕拉拉·玛哈拉哈工程学院，贝哈平761003，印度奥里萨邦2塔塔钢有限公司（Tata Steel Ltd. （ACSIR），Ghaziabad，201002，印度北方邦8机械部，印度理工学院，Jodhpur 342030，印度拉贾斯坦邦，印度 *通信：drashwanikumardte@gmail.com（A.K.）; chandanswaroop2008@gmail.com（c.s.m.）
由碳纳米管和Fe2O3纳米颗粒产生的超高分子量聚乙烯修饰
摘要：以原始形式和含有碳纳米管（CNT）或Fe 2 O 3纳米颗粒（NP）（NPS）的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的薄薄片。CNT和Fe 2 O 3 NP的重量百分比在0.01％至1％之间。通过传输和扫描电子显微镜以及通过能量分散X射线光谱分析（EDS）来确认UHMWPE中CNT和Fe 2 O 3 NP的存在。使用衰减的总反应傅立叶转化红外（ATR-FTIR）光谱和UV-VIS吸收光谱光谱光谱光谱光谱法研究了嵌入式纳米结构对UHMWPE样品的影响。ATR-FTIR光谱显示了UHMWPE，CNTS和Fe 2 O 3的特征。关于光学性能，无论嵌入纳米结构的类型如何，都观察到光吸收的增加。从光吸收光谱中确定允许的直接光能差距值：在这两种情况下，它都随着CNT或Fe 2 O 3 NP浓度的增加而降低。将提出和讨论获得的结果。
用PMMA基质制成的各种复合材料制成的运动假肢的性能：数值和理论研究
假肢升级是专门的假肢，使患者能够参加更苛刻的娱乐活动，例如跑步。本研究检查了假肢的使用，特别是运动假肢。目前的研究着重于样品的制造和生产特性，由基于多种纤维（UHMWPE，Perlon，Perlon，Carbon纤维和玻璃纤维）增强的聚甲基丙烯酸酯树脂（PMMA）制成的运动假体脚。有限元方法（ANSYS-19R）用于构建运动假体模型，并应用边界条件来研究变形和存储能量对运动假肢性能的影响。已经制造了六个层压板，并且发现在UHMWPE中添加多个碳纤维层对变形的影响比添加玻璃纤维改善的影响更好。此外，研究结果表明，当类的数量增加一倍时，性能会有所改善，因为在同一边界条件下，添加碳纤维的层压板之间的改善速率为31％。
对用于防弹的 Kevlar 和 Dyneema 织物的功能特性进行研究
摘要：关键词：防弹织物通常用作防弹衣，保护使用者免遭子弹袭击。根据预期风险程度和所需的防护等级，这些防弹衣各不相同。可以使用不同类型的材料和纤维来实现许多特性和不同级别的防护。材料的类型和数量会影响所需的防护。除了降低成本外，目前的市场正在寻求减轻这些织物的重量和厚度。在所有防弹防护服中，都有某种基本材料有助于以明显的方式阻挡子弹。目前，高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 和芳纶纤维制成的材料被广泛用于此目的。芳纶纤维是通过升级弹道尼龙纤维而开发的，而 UHMWPE 则由聚酯开发而成。芳纶 29 和芳纶 149 是属于芳纶纤维的主要防弹衣材料。Dyneema 是另一种 UHMWPE。这种聚合物的分子式与普通聚乙烯相同，但由于其分子量非常高，比商用聚乙烯树脂高 10 到 100 倍，因此差异很大。本研究论文旨在研究 Kevlar 和 Dyneema 织物，以获得防弹织物的最佳功能特性。样品采用普通的 1/1 结构生产。生产出织物样品后，进行了测试以评估所生产样品的拉伸强度、抗紫外线、热导率、耐磨性、耐洗性、耐化学性、热性能，结果显示 Dyneema 织物在功能特性方面优于 Kevlar 织物，因为它具有许多使其成为防弹织物的特性。
采用先进的表征技术对植入材料和部件进行机械体外疲劳测试
1. Glenske K、Donkiewicz P、Köwitsch A 等人。金属在骨再生中的应用。Int J Mol Sci。2018；19(3):1-32。2. Smeets R、Precht C、Hahn M 等人。含银聚硅氧烷涂层钛种植体的生物相容性和骨整合：猪体内模型。Int J Oral Maxillofac Implants。2017；32(6):1338-1345。3. Witte F。可生物降解镁种植体的历史：综述。Acta Biomater。2010；6(5):1680-1692。4. Triantafyllidis GK、Kazantzis AV、Karageorgiou KT。不锈钢 316L 骨科板植入物因交替出现疲劳和解理退相干而过早断裂。工程失效分析。2007；14(7):1346-1350。5. Amel-Farzad H、Peivandi MT、Yusof-Sani SMR。不锈钢骨科植入物体内腐蚀疲劳失效及多种不同损伤机制。工程失效分析。2007；14(7):1205-1217。6. Singh Raman RK、Jafari S、Harandi SE。镁合金在生物植入物应用中的腐蚀疲劳断裂：综述。工程断裂力学。2015；137:97-108。7. Maksimkin AV、Senatov FS、Anisimova N 等人。用于骨缺损置换的多层多孔超高分子量聚乙烯支架。Mater Sci Eng C。2017；73：366-372。8. Senatov FS、Kopylov AN、Anisimova N、Kiselevsky MV、Maksimkin AV。基于超高分子量聚乙烯的纳米复合材料作为受损软骨的替代材料。Mater Sci Eng C。2015；48：566-571。9. Senatov FS、Gorshenkov MV、Tcherdyntsev VV 等人。基于超高分子量聚乙烯的生物相容性聚合物复合材料用于软骨缺损置换的可能性。J Alloys Compd。2014；586：544-547。10. Kurtz S 编辑。超高分子量聚乙烯生物材料手册 – 全关节置换和医疗器械中的超高分子量聚乙烯。第三版。阿姆斯特丹：Elsevier Inc.；2016。11. Brach Del Prever EM、Bistolfi A、Bracco P、Costa l。UHMWPE 用于关节置换术 - 过去还是未来？J Orthop Traumatol。2009；10(1): 1-8。12. Senatov FS、Niaza KV、Salimon AI、Maksimkin AV、Kaloshkin SD。模拟骨小梁组织的结构化 UHMWPE。Mater Today Commun。2018；14:124-127。13. Braun S、Sonntag R、Schroeder S 等人。髋臼置换术的背面磨损。Acta Biomater。2019；83:467-476。14. Cowie RM、Briscoe A、Fisher J、Jennings LM。 UHMWPE-on-PEEK OPTIMA 的磨损和摩擦。J Mech Behav Biomed Mater。2019；89: 65-71。15. Abdelgaied A、Fisher J、Jennings LM。全膝关节置换术临床前磨损模拟的综合实验和计算框架。J Mech Behav Biomed Mater。2018；78:282-291。16. Zeman J、Ranusa M、Vrbka M、Gallo J、Krupka I、Hartl M。全髋关节置换术生命周期磨合期 UHMWPE 髋臼杯蠕变变形。J Mech Behav Biomed Mater。2018；87:30-39。
第5章可生物降解的医疗植入物
多年来，金属，聚合物和陶瓷已经在各种医疗植入物中找到了应用。金属被广泛用于承载植入物中，范围从板，骨折固定的螺钉到臀部，膝盖，肩膀，脚踝等的关节假体。最常用的金属是316升不锈钢，钴铬合金，钛合金和镁合金[3,4]。聚合物已用于面部假体，肾脏和肝脏部位，心脏成分，假牙和髋关节，膝关节，例如，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）载荷装置[4]阀[5]。陶瓷用于替换或修复硬结核组织，例如高强度，韧性和表面饰面，例如骨骼和牙齿[6]。
利用生物相容性纳米粒子进行生物医学聚乙烯激光焊接的静态和动态特性分析
摘要。在本研究中，实现了超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 片材的聚合物接头，并通过在 970 nm 波长下工作的二极管激光器进行焊接。其中一张聚合物片材以不同的浓度掺杂了纳米填料（碳、钛和银纳米颗粒），以提高在激光波长下的吸收系数。激光器以重复率工作，最大脉冲能量为 100 mJ，时间为 1-60 秒，将光传输通过直径为 300 µm 的光纤。激光已通过透明的第一种聚合物传输，并被第二种掺杂聚合物的表面吸收。在两种聚合物箔（每种厚度为 0.5 mm）的界面处，释放的能量在压力的帮助下引起熔化，从而产生快速而耐用的焊接。已经通过机械静态（剪切应力）和动态分析执行并研究了单搭接和双搭接几何形状。评估了不同粒子性质对关节机械特性的影响。介绍并讨论了关节区域的形态学观察。关节因其特殊特性可用于生物医学领域。
对测试参数研究的全面审查...
摘要 - 本研究对降落伞系统中使用的高级纺织品材料进行了全面的参数分析，重点是在不同条件下的性能。通过检查关键参数，例如拉伸强度，重量与强度比和在极端环境条件下的耐用性，旨在确定最佳的材料配置，从而增强降落伞系统的功能和安全性。研究结合了各种晚期纺织品，包括芳香纤维和超高分子量聚乙烯（UHMWPE），通过标准化的测试方法评估其性能，以建立性能基准。这些发现强调了材料选择在降落伞设计中的关键作用，揭示了特定的纺织特征显着影响部署的可靠性和下降稳定性。通过对测试材料的系统比较，该研究得出结论，尽管高级纺织品提供了卓越的性能指标，但其应用必须针对降落伞系统的预期使用情况量身定制。结果不仅有助于持续开发更安全，更有效的降落伞技术，而且还为航空航天应用中的未来研究和物质创新提供了宝贵的见解。