[發(fā)明專利]一種低摩擦聚醚醚酮人工關(guān)節(jié)臼及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510629322.7
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105169490B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊黨生;趙曉鐸;張友昭;趙國行;鄭思學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/34;A61L27/50
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

本發(fā)明涉及一種低摩擦聚醚醚酮人工關(guān)節(jié)臼及其制備方法，該人工關(guān)節(jié)臼以碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料為承載基體，基體表層具有仿生多尺度結(jié)構(gòu)。所述多尺度承載表層由具有良好潤濕性及生物相容性的納米級聚合物刷層與微米級表面織構(gòu)層復(fù)合而成。本發(fā)明的聚醚醚酮人工關(guān)節(jié)臼具有優(yōu)良的生物相容性能，摩擦性能優(yōu)異，可有效存儲滑液，限制磨屑擴(kuò)散，與人自然骨力學(xué)性能相當(dāng)，可有效減輕因磨屑導(dǎo)致的不良生物反應(yīng)和人工關(guān)節(jié)無菌松動等問題，延長了人工關(guān)節(jié)的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人工植入物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低摩擦聚醚醚酮人工關(guān)節(jié)臼及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來隨著我國人口老齡化程度的不斷增加，越來越多的患有中老年性骨關(guān)節(jié)炎的患者選擇進(jìn)行關(guān)節(jié)置換。目前制備人工關(guān)節(jié)的材料主要有鈦合金、不銹鋼、鈷鉻鉬合金、聚乙烯等，在長期的臨床應(yīng)用中人們發(fā)現(xiàn)，鈦合金等材料制備的人工關(guān)節(jié)與人自然骨之間模量不匹配，在使用中會形成應(yīng)力遮擋作用，骨組織因為得不到足夠的力學(xué)刺激而發(fā)生骨質(zhì)疏松等癥狀；聚乙烯制備的人工關(guān)節(jié)在人體中由于摩擦產(chǎn)生的磨屑會引起骨吸收、骨溶解等不良生物反應(yīng)，使假體產(chǎn)生無菌松動，降低了人工關(guān)節(jié)的使用壽命。因此開發(fā)新的關(guān)節(jié)置換材料對延長人工關(guān)節(jié)使用壽命、提高患者生活品質(zhì)具有重要意義。聚醚醚酮是一種具有良好生物相容性的新型生物醫(yī)用材料，目前已在整形外科、脊柱骨釘?shù)阮I(lǐng)域得到應(yīng)用。目前常用碳纖維對聚醚醚酮進(jìn)行纖維增強(qiáng)處理(Brockett C L,John G,Williams S,etal.Wear of ceramic‐on‐carbon fiber‐reinforced poly‐ether ether ketone hipreplacements[J].Journal of Biomedical Materials Research Part B:AppliedBiomaterials,2012,100(6):1459-1465)，與純聚醚醚酮相比其力學(xué)性能有所提高，但是由于聚醚醚酮表面呈非極性，其生物活性差、耐磨性差嚴(yán)重限制了在人工植入物材料中的應(yīng)用。碳纖維的填入并不能解決其表面潤濕性等問題，為了提高其表面生物活性，研究人員采用化學(xué)沉積、表面噴涂(Almasi D,Izman S,Assadian M,et al.Crystalline ha coatingon peek via chemical deposition[J].Applied Surface Science,2014,314:1034-1040.][Zheng Y,Xiong C,Zhang S,et al.Bone-like apatite coating onfunctionalized poly(etheretherketone)surface via tailored silanization layerstechnique[J].Materials Science and Engineering:C,2015,55:512-523)等手段對聚醚醚酮進(jìn)行表面處理。這些技術(shù)在一定程度上能改善其表面活性，但是對摩擦性能改善并不明顯；操作過程復(fù)雜制作周期長，成本高昂，不利于大批量生產(chǎn)制造。發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有人工關(guān)節(jié)存在的應(yīng)力遮擋、無菌松動、表面潤濕性差、摩擦系數(shù)高的問題，本發(fā)明提供了一種低摩擦聚醚醚酮人工關(guān)節(jié)臼。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種低摩擦聚醚醚酮人工關(guān)節(jié)臼，由碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料制成，所述的關(guān)節(jié)臼具有多尺度承載表層，所述多尺度承載表層由納米級親水聚合物刷層與微米級表面織構(gòu)層復(fù)合而成，所述的親水聚合物刷層接枝在織構(gòu)層表面。所述親水聚合物刷層為以N,N-二甲基-N-(甲基丙烯酰氧乙基)氨基丙磺酸內(nèi)鹽(DMAPS)或N,N-二甲基-N-甲基丙烯酰胺基丙基-N,N-二甲基-N-丙烷磺酸內(nèi)鹽(DMMPPS)為單體聚合而成的刷層，所述的人工關(guān)節(jié)臼的表面從宏觀看呈現(xiàn)多孔圓柱狀結(jié)構(gòu)，微觀為具有良好潤濕性及生物相容性的納米級親水聚合物刷層。經(jīng)過摩擦以后，人工關(guān)節(jié)臼的表面仍具有親水、低摩擦的特性。所述碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮人工關(guān)節(jié)臼為短切碳纖維與聚醚醚酮顆粒均勻共混后熱壓而成，所述織構(gòu)化表面為在關(guān)節(jié)臼表面加工形成的規(guī)則微坑陣列，所述親水聚合物刷層為紫外光輻照接枝法制備的聚合物刷層，復(fù)合在織構(gòu)化表面上。