[發明專利]一種仿生軟骨材料與硬面基底結合的仿生材料的制備工藝

有效

• 申請號: 201210002149.4
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102526802A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張德坤;戴祖明;陳凱;葛世榮
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: A61L27/34
• 分類號: A61L27/34;A61L27/44;A61L27/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本發明涉及一種仿生植入材料的制備工藝，特別是一種仿生軟骨材料與硬面基底結合的仿生材料的制備工藝。

背景技術

關節是人體承受載荷最大的生物摩擦副，軟骨是位于骨與骨之間的軟組織。日常生活中高頻率的關節使用使關節軟骨的損失和病變成為臨床骨科的常見現象。由于體內關節軟骨自身修復能力極其有限，一旦造成損傷或病變，很少能夠自愈。目前常用的關節軟骨修復材料主要有硅橡膠、聚氨酯、聚乙烯醇水凝膠等，然而這些軟骨假體雖然在一定程度上能起到替代軟骨的作用，但還存在易磨損松動、界面潤滑性差、缺乏生物活性的不足，很難真正實現代替軟骨功能。采用聚乙烯醇水凝膠作為軟骨假體植入關節部位時，該材料與基底的結合性能差，影響了軟骨的固定和修復功能，所述的仿生軟骨材料與硬面基底之間的結合性能差。

發明內容

本發明目的是要提供一種仿生軟骨材料與硬面基底結合的仿生材料的制備工藝，解決仿生軟骨材料與硬面基底之間的結合性能差的問題。

本發明的目的是這樣實現的：該仿生材料包括：重鉻酸氧化溶液：鉻酸鉀10%-30%，濃硫酸70%-90%；仿生軟骨材料：聚乙烯醇15%，去離子水85%；聚乙烯醇酯化液：聚乙烯醇1%-25%，六水合三氯化鐵0.01%-10%，去離子水65%-98.99%；硬面基底：超高分子量聚乙烯塊；所述的聚乙烯醇純度≥99%，重鉻酸鉀為分析純級，濃硫酸為質量分數98%級，六水合三氯化鐵為分析純級；所述的物質的百分比均為質量百分比；

仿生材料的制備工藝包括如下步驟：

a、?超高分子量聚乙烯塊切割成長2cm寬2cm高1cm的塊狀體，用320目的砂紙打磨超高分子量聚乙烯塊表面；

b、按照質量百分比稱取重鉻酸鉀10%~30%與濃硫酸70%~90%置于容器中，將容器置于溫度為70℃的恒溫水浴鍋中，攪拌使重鉻酸鉀和濃硫酸混合均勻，形成重鉻酸氧化溶液；

c、將砂紙處理過的超高分子量聚乙烯塊浸入70℃重鉻酸氧化溶液中進行氧化，保持10min，用鑷子取出氧化后的超高分子量聚乙烯塊，用大量的去離子水沖洗；

d、按質量百分比稱取聚乙烯醇顆粒15%和去離子水85%置于容器中，將容器放在室溫下，使聚乙烯醇顆粒在室溫下溶脹24h，接著將容器至于95℃的恒溫水浴鍋中溶解聚乙烯醇制備出聚乙烯醇水凝膠溶液；按質量百分比稱取聚乙烯醇顆粒1%-25%和去離子水65%-98.99%置于容器，按上述步驟制備出聚乙烯醇水凝膠溶液，加入0.01%-10%的六水合三氯化鐵作為催化劑制備出聚乙烯醇酯化液；

e、將氧化與清洗后的超高分子量聚乙烯塊浸入裝有聚乙烯醇酯化液的容器中，將容器放入50-95℃的恒溫水浴鍋中，攪拌，反應2h-4h，將酯化反應后的超高分子量聚乙烯塊從容器中取出，用去離子水清洗捋去超高分子量聚乙烯塊上面沒有結合的聚乙烯醇分子；

f、用膠帶在超高分子量聚乙烯塊表面圍成一個高出表面2mm的空間，向圍成的空間中加入質量百分比為15%的聚乙烯醇水凝膠，超聲1h排出其中的氣泡，蓋上玻璃片使得聚乙烯醇水凝膠的厚度為2mm。

g、將按上述方法處理后的超高分子量聚乙烯塊放入溫度為-20℃的低溫存儲箱中冷凍6-10h后，取出超高分子量聚乙烯塊，用保鮮膜包裹，置于室溫下解凍2-3h，之后再放入低溫存儲箱中進行冷凍，如此冷凍、解凍7次。

h、將制備好的仿生軟骨試樣，除去膠帶，放入盛有去離子水的密封袋中保存。

有益效果，由于采用上述的技術方案，將制備好的仿生材料干燥除去水分，化學結合的聚乙烯醇水凝膠平鋪于超高分子量聚乙烯塊表面上，未發生變形皺縮現象，而未化學結合在超高分子量聚乙烯塊上的水凝膠干燥后發生皺縮；化學結合的聚乙烯醇和超高分子量聚乙烯塊之間的剪切強度達到0.8044?MPa，抗拉伸強度為0.3141?MPa，多組實驗測定值相近。聚乙烯醇水凝膠與不銹鋼纖維網間最大剪切強度達到0.5?MPa。超高分子量聚乙烯塊與聚乙烯醇結合界面在環境掃描電子顯微鏡下觀察，聚乙烯醇材料與超高分子量聚乙烯塊硬面之間結合良好。

制備出來的仿生材料與仿生硬面基底之間具有很強的結合能力，解決了仿生軟骨材料與硬面基底之間的結合性能差的問題，達到了本發明的目的。

附圖說明

圖1為本發明的仿生材料干燥后照片。

圖2為本發明的仿生材料結合界面環境電子顯微鏡圖。?

具體實施方式