[發(fā)明專利]氟改性聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料和人工關(guān)節(jié)假體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710824005.X
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107648672B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬駿;龐博
• 申請（專利權(quán)）人: 北京愛康宜誠醫(yī)療器材有限公司
• 主分類號: A61L27/44
• 分類號: A61L27/44;A61L27/50;A61F2/30;A61F2/32;A61F2/38;A61F2/40;A61F2/42
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;梁文惠

本發(fā)明提供了一種氟改性聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料和人工關(guān)節(jié)假體。該氟改性聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料包括聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料和用于對聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料表面改性的氟原子，氟原子通過等離子體注入方式負(fù)載在聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料表面。本申請進一步利用等離子體注入技術(shù)對聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料進行表面氟改性，使聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料表面形成氟化物及含氟官能團，提高其生物活性，有利于人體骨骼長入聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料表面，提高聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料植入物與人體骨骼的結(jié)合的牢固性，從而提高植入物的遠期穩(wěn)定性和使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人工假體材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氟改性聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料和人工關(guān)節(jié)假體。

背景技術(shù)

自上世紀(jì)60年代人工關(guān)節(jié)置換術(shù)獲得成功以來，人工關(guān)節(jié)的應(yīng)用大量普及，尤其是人工髖、膝關(guān)節(jié)為無數(shù)病人解決了運動難題。目前，人工關(guān)節(jié)置換術(shù)已被認(rèn)為是終末期關(guān)節(jié)疾病有效的治療手段。它不僅能夠解除疼痛、改善關(guān)節(jié)活動度和恢復(fù)關(guān)節(jié)功能，更重要的是提高了患者生活質(zhì)量。

雖然人工關(guān)節(jié)的設(shè)計制造和臨床置換手術(shù)水平有了大幅度的提高，但在使用中失效的案例依然不斷發(fā)生。人工關(guān)節(jié)的失效主要表現(xiàn)形式為感染、脫位、松動、斷裂、磨損等類型。感染和脫位多發(fā)生在近期，磨損和骨溶解多發(fā)生于遠期。金屬與超高分子量聚乙烯配對的人工關(guān)節(jié)是目前最常用的組合，但聚乙烯與金屬磨損顆粒導(dǎo)致的骨溶解是遠期失敗的最主要因素之一。

為此，學(xué)者們不斷探索新的組合，包括：高交聯(lián)高分子量聚乙烯的應(yīng)用、金屬對金屬組合、陶瓷對陶瓷組合、陶瓷對聚乙烯組合等，這些新組合在體外具有優(yōu)良的摩擦和潤滑性能，但也存在各自缺點，且遠期療效尚待觀察。金屬對金屬界面，相比金屬對聚乙烯界面其摩擦系數(shù)大大降低，骨溶解率也隨之降低，但是，金屬假體磨損將釋放金屬離子和顆粒，潛在的金屬離子致癌可能、金屬過敏和腎毒性等問題均有待進一步解決，尤其是金屬過敏可能與假體失敗密切相關(guān)。陶瓷對陶瓷界面，是目前已知的最低摩擦關(guān)節(jié)組合，陶瓷具有極高的表面硬度有利于表面拋光，產(chǎn)生更小的表面粗糙度，可減少摩擦；但陶瓷對陶瓷關(guān)節(jié)也存在著一定的缺點，如陶瓷頭及臼杯的碎裂、術(shù)后異響等。

因此開發(fā)新的具有優(yōu)異耐磨性能的人工關(guān)節(jié)假體，對延長假體使用壽命、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。聚醚醚酮具有剛性和柔性，特別是對交變應(yīng)力下的抗疲勞性非常突出，可與合金材料相媲美。同時，其彈性模量與人體骨骼彈性模量接近，避免了金屬材料彈性模量過大造成的應(yīng)力遮擋問題。

雖然聚醚醚酮已具有較好的滑動特性，但作為關(guān)節(jié)摩擦副，其耐磨損性能仍有待提高。另外，聚醚醚酮表面呈非極性，其生物活性差，作為關(guān)節(jié)材料，與人體骨骼接觸的骨界面的生物活性也有待提高。目前常用碳纖維對聚醚醚酮進行纖維增強處理，與純聚醚醚酮相比其力學(xué)性能有所提高，但是由于其生物活性差、耐磨性差，嚴(yán)重限制了聚醚醚酮材料在人工植入物材料中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種氟改性聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料和人工關(guān)節(jié)假體，以解決現(xiàn)有技術(shù)中聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料骨整合性能差的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種氟改性聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料，包括聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料和用于對聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料表面改性的氟原子，氟原子通過等離子體注入方式負(fù)載在聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料表面。

進一步地，上述氟原子為聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料表面原子總數(shù)的0.1～10％。

進一步地，上述聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料包括聚醚醚酮主體和分散在聚醚醚酮主體中的納米石墨微片，聚醚醚酮/石墨納米復(fù)合材料中納米石墨微片的含量為0.1～2wt％，納米石墨微片的厚度為1～100nm，納米石墨微片為膨脹石墨的剝離微片結(jié)構(gòu)。