[發(fā)明專利]表面織構(gòu)填充氧化石墨烯緩釋潤(rùn)滑凝膠及其制備方法和用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710429293.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN107349477A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董光能;任姍姍;陸海林;董國(guó)忠;李月;李星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L31/06
• 分類號(hào): A61L31/06;A61L31/04;A61L31/02;A61L31/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物摩擦學(xué)領(lǐng)域，具體涉及表面織構(gòu)填充氧化石墨烯緩釋潤(rùn)滑凝膠及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，近年來人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)越來越普及，尤其是全關(guān)節(jié)置換得到了較大的發(fā)展。然而，在關(guān)節(jié)置換手術(shù)后，關(guān)節(jié)囊被移除，體液代替滑液成為關(guān)節(jié)間的潤(rùn)滑劑。體液的潤(rùn)滑效果很差，加速了人工關(guān)節(jié)的磨損，從而縮短了人工關(guān)節(jié)的使用壽命。目前很多技術(shù)和方法用于改善關(guān)節(jié)材料的磨損，但這些技術(shù)不能有效地加強(qiáng)潤(rùn)滑效果。例如，通過向關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射人工滑液，但是很容易被體液稀釋和吸收。而使用透明質(zhì)酸等物質(zhì)后發(fā)現(xiàn)，部分關(guān)節(jié)炎病人雖然在一段時(shí)間內(nèi)消除了關(guān)節(jié)疼痛，但是透明質(zhì)酸會(huì)因摩擦導(dǎo)致分子鏈碎片化，喪失潤(rùn)滑性能。因此亟需一種良好的潤(rùn)滑方式來改善人工關(guān)節(jié)的潤(rùn)滑，避免早期嚴(yán)重的磨損。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種表面織構(gòu)填充氧化石墨烯緩釋潤(rùn)滑凝膠及其制備方法和用途，以解決上述技術(shù)問題。本發(fā)明通過所制備的殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯凝膠應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)織構(gòu)中，在關(guān)節(jié)間緩釋潤(rùn)滑劑，實(shí)現(xiàn)人工關(guān)節(jié)長(zhǎng)效服役的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

表面織構(gòu)填充氧化石墨烯緩釋潤(rùn)滑凝膠的制備方法，包括以下步驟：將殼聚糖完全溶解在稀的冰醋酸溶液中獲得殼聚糖溶液，然后再將聚乙二醇和氧化石墨烯加入殼聚糖溶液中充分溶解，獲得殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯溶膠；將殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯溶膠涂在圓坑織構(gòu)表面進(jìn)行凝膠化，獲得表面織構(gòu)填充氧化石墨烯緩釋潤(rùn)滑凝膠。

進(jìn)一步的，所述的殼聚糖，相對(duì)分子質(zhì)量為80-90萬，脫乙酰化程度≥90.0％；溶膠中殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2.5wt％。

進(jìn)一步的，溶膠中冰醋酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-1wt％。

進(jìn)一步的，溶膠中聚乙二醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-30wt％；聚乙二醇的分子量為4000-6000。

進(jìn)一步的，溶膠中氧化石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-0.3wt％。

進(jìn)一步的，殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯溶膠涂在圓坑織構(gòu)表面后進(jìn)行凝膠化。

進(jìn)一步的，將殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯溶膠涂在圓坑織構(gòu)表面，使用氫氧化鈉溶液進(jìn)行凝膠化，蒸餾水洗滌至中性，乙醇脫水，獲得表面織構(gòu)填充氧化石墨烯緩釋潤(rùn)滑凝膠；其中，每1.0g的殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯溶膠，使用0.5-0.8g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2wt％氫氧化鈉溶液進(jìn)行凝膠化。

進(jìn)一步的，將殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯溶膠涂在圓坑織構(gòu)表面，使用甘油磷酸鈉溶液進(jìn)行凝膠化，在37℃下形成表面織構(gòu)填充氧化石墨烯緩釋潤(rùn)滑凝膠；其中，每1.0g的殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯溶膠，使用0.2-0.3g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-80wt％甘油磷酸鈉溶液進(jìn)行凝膠化。

進(jìn)一步的，圓坑織構(gòu)為圓坑矩陣，通過激光表面織構(gòu)技術(shù)制造；激光表面織構(gòu)的參數(shù)為直徑250μm,深度200μm，間距500μm。

進(jìn)一步的，圓坑織構(gòu)設(shè)置于人工關(guān)節(jié)材料上。

表面織構(gòu)填充氧化石墨烯緩釋潤(rùn)滑凝膠用于人工關(guān)節(jié)潤(rùn)滑液的用途。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有意效果：

本發(fā)明使用氧化石墨烯、聚乙二醇等生物相容性材料制備人工關(guān)節(jié)潤(rùn)滑液，為了避免對(duì)注射后的潤(rùn)滑液稀釋和吸收的現(xiàn)象，將潤(rùn)滑溶膠填充到織構(gòu)內(nèi)進(jìn)行凝膠化。該制備方法容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)制備過程綠色、無污染物排放，具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。表面織構(gòu)填充氧化石墨烯緩釋潤(rùn)滑凝膠不僅可以緩慢釋放潤(rùn)滑劑，還可以容納磨屑，形成良好的潤(rùn)滑環(huán)境，可望用于人工關(guān)節(jié)的潤(rùn)滑。

附圖說明

圖1為殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯凝膠在織構(gòu)中的應(yīng)用示意圖；

圖2為實(shí)施例1的樣品溶膠和凝膠態(tài)在光滑和織構(gòu)盤上的平均摩擦系數(shù)示意圖；

圖3為實(shí)施例1的樣品經(jīng)不同天數(shù)靜置后緩釋液的平均摩擦系數(shù)示意圖；

圖4為本發(fā)明制備方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

將殼聚糖完全溶解在稀的冰醋酸溶液中，再將聚乙二醇和氧化石墨烯加入殼聚糖溶液中充分溶解，獲得殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯溶膠；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：冰醋酸1wt％、80萬分子量且脫乙酰化程度≥90.0％的殼聚糖2wt％、4000分子量的聚乙二醇30wt％和氧化石墨烯0.3wt％。將1.0g的殼聚糖/聚乙二醇/氧化石墨烯溶膠涂在圓坑織構(gòu)表面，加入0.5g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2wt％的氫氧化鈉溶液進(jìn)行凝膠化，蒸餾水洗滌至中性，乙醇脫水，獲得表面織構(gòu)填充氧化石墨烯緩釋潤(rùn)滑凝膠。

實(shí)施例2