[發明專利]一種超高分子量聚乙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410851722.8
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104606716A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 趙洪兵;胡園園;陳宇輝;趙世璽
• 申請（專利權）人: 上海杰視醫療科技有限公司
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L31/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明屬于生物材料技術領域，尤其涉及一種超高分子量聚乙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

生物醫用材料又稱生物材料，它是對生物體進行診斷、治療和置換損壞的組織、器官或增進其功能的材料。按材料組成和性質分為醫用金屬材料、醫用高分子材料、生物陶瓷材料、生物醫用衍生材料、組織工程材料和生物醫學復合材料。

其中，醫用高分子材料是生物醫學材料中發展最早、應用最為廣泛、用量最大的材料，也是近年來發展最快的生物醫用材料。按性質可分為非降解和可生物降解兩大類。非降解高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚硅氧烷等，其應用在勝利環境中能長期保持穩定，不發生降解、交聯或物理磨損，并具有良好的力學性能，主要用于人體軟硬組織修復、代替和粘結劑等。可生物降解高分子材料包括膠原、脂肪族聚酯、甲殼素、纖維素、聚氨基酸等，這些材料能在生理環境中發生結構性破壞，其降解產物應通過正常的新陳代謝被機體吸收或排出體外，主要用于藥物釋放載體及非永久性植入器械。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)一般指粘均分子量大于150萬的高密度聚乙烯，是一種線性高結晶的熱塑性工程塑料，除了具有良好的耐磨性及自潤滑性還具有優良的對化學藥品穩定性、生物惰性等，目前在醫學上的應用主要集中在關節替代材料、組織支架、輸血泵、包裝袋等。

但超高分子量聚乙烯本身強疏水性使其潤滑性能較差、結構簡單，限制了其在生物醫用材料領域中的應用。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種超高分子量聚乙烯復合材料及其制備方法，該超高分子量聚乙烯復合材料具有較高的親水性。

本發明提供了一種超高分子量聚乙烯復合材料，包含三層結構，依次為：表面多孔層、復合層與超高分子量聚乙烯層；所述表面多孔層由超高分子量聚乙烯與生物陶瓷材料復合后經無機酸溶液腐蝕形成；所述復合層由超高分子量聚乙烯與生物陶瓷材料復合形成。

優選的，所述超高分子量聚乙烯復合材料的厚度為1～3mm。

優選的，所述表面多孔層的厚度為0.1～0.5mm。

優選的，其特征在于，所述復合層的厚度為0.3～1mm。

優選的，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯層的厚度為0.5～2mm。

優選的，其特征在于，所述生物陶瓷材料為羥基磷灰石和/或磷酸三鈣。

本發明還提供了一種超高分子量聚乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：

A)將生物陶瓷材料與超高分子量聚乙烯在醇類溶劑中混合，干燥除去醇類溶劑，得到混合原料；

B)將超高分子量聚乙烯放入模具下層，然后將所述混合原料放入模具上層，熱壓，得到雙層結構樣品；

C)將所述雙層結構樣品的混合原料層表面用無機酸溶液進行腐蝕，得到超高分子量聚乙烯復合材料。

優選的，所述生物陶瓷材料的粒徑為100～450μm。

優選的，所述生物陶瓷材料的質量為混合原料質量的0.1％～50％。

優選的，所述熱壓的壓力為2～7KN；溫度為150℃～200℃。

本發明提供了一種超高分子量聚乙烯復合材料，包含三層結構，依次為：表面多孔層、復合層與超高分子量聚乙烯層；所述表面多孔層由超高分子量聚乙烯與生物陶瓷材料復合后經無機酸溶液腐蝕形成；所述復合層由超高分子量聚乙烯與生物陶瓷材料復合形成。與現有技術相比，將超高分子量聚乙烯與生物陶瓷材料復合并且表面經過無機酸溶液處理形成多孔結構可以大大提高材料的親水性，同時底層為超高分子量聚乙烯可維持材料的力學性能，從而使超高分子量聚乙烯復合材料可以同時具有良好的力學性能、親水性及生物相容性。

實驗結果表明，本發明超高分子量聚乙烯復合材料的水接觸角可達41°。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明提供了一種超高分子量聚乙烯復合材料，包含三層結構，依次為：：表面多孔層、復合層與超高分子量聚乙烯層；所述表面多孔層由超高分子量聚乙烯與生物陶瓷材料復合后經無機酸溶液腐蝕形成；所述復合層由超高分子量聚乙烯與生物陶瓷材料復合形成。

所述超高分子量聚乙烯復合材料的厚度優選為1～3mm，更優選為1.2～2.5mm，再優選為1.2～2mm，最優選為1.4～1.6mm。