生物医学植入物，如人工关节和软组织假体，在其漫长的服役期内需要承受数百万次的摩擦循环。由此产生的磨损碎屑和界面损伤可能引发炎症，最终导致植入失败。传统植入材料（如超高分子量聚乙烯）质地坚硬，缺乏生物组织特有的分层结构，难以同时实现优异的润滑性和承载能力，从而加剧了摩擦学失效的风险。水凝胶涂层虽能通过吸收水分在植入体-组织界面形成柔软的弹性缓冲层，减轻损伤，但如何在一个毫米级厚度的涂层内，既维持高含水率以保证超低摩擦，又确保坚固的机械完整性以抵抗磨损，仍是领域内长期存在的核心挑战。
近日，南京大学薛斌副教授、曹毅教授和王炜教授合作提出了一种分层“环形边纤维”水凝胶涂层（PFHC），成功模仿天然软骨的层次化结构，将润滑表面层与坚韧的纤维增强核心层合二为一。该涂层实现了超低摩擦系数（约0.009）与高耐磨性（超过10万次滑动循环）的完美结合，性能堪比天然软骨。这一设计通过在不同结构层中解耦润滑与承载功能，为制备可靠、长效的植入体界面提供了一种通用策略。相关论文以“Hierarchical picot-fiber hydrogel coating with ultralow friction and high wear resistance”为题，发表在Nature Communications上。
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