[發明專利]一種納米羥基磷灰石/PA6復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201711235835.5
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107899085B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 邱麗;胡雅菲;鄧曉楠;郭興梅;李莎;陳永康;楊永珍;劉旭光
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/44;A61L27/50;A61L27/54
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 李毅

一種納米羥基磷灰石/PA6復合材料的制備方法，是在聚乙二醇乙醇溶液中加入納米羥基磷灰石分散得到羥基磷灰石分散液；將PA6原料溶解在FeCl₃乙醇溶液中，以乙醇水溶液析出得到PA6粉末；向納米羥基磷灰石分散液中加入PA6粉末混合均勻，干燥得到復合材料粉末；將所述復合材料粉末熱壓成型，制成納米羥基磷灰石/PA6復合材料；或者將所述復合材料粉末先置于銀離子溶液中浸漬處理，并將浸漬的銀離子還原成納米銀后，再熱壓成型，制成銀/納米羥基磷灰石/PA6復合材料。本發明制備的復合材料具有強度高、模量大等骨修復材料所需的力學性能，且具有一定的抑菌性和生物活性，可作為生物醫用復合材料應用于骨修復材料中。

技術領域

本發明屬于生物醫用復合材料技術領域，涉及一種納米羥基磷灰石/PA6復合材料的制備方法，特別是一種載銀的納米羥基磷灰石/PA6復合材料的制備方法。本發明通過載銀和加入羥基磷灰石來增強PA6的強度、抑菌性和生物相容性。

背景技術

骨骼修復用生物醫用材料主要包括金屬材料、醫用陶瓷材料和生物醫用復合材料等幾類。大多數金屬材料的強度大，模量高于人骨。其中應用較廣的鈦及其合金不僅生物相容性好，而且質量輕，比重與人骨接近，彈性模量與其它醫用金屬相比更接近自然骨，但鈦合金的成本較高。醫用陶瓷材料雖然具有良好的穩定性和生物相容性，但是脆性大，只適應于非應力場合的骨修復。

而作為骨骼修復的良材料，在兼顧加工制備靈活性的同時，應具備好的穩定性、抑菌性、生物活性和力學性能。

相較而言，由于高分子材料的多功能性質，加之可對其進行改性和復合，使得生物醫用復合材料具有很大的優勢和發展潛力，受到科研人員的廣泛關注。

羥基磷灰石是構成骨和牙的主要無機質，其分子中的Ca²⁺可與含有羧基的氨基酸、蛋白質、有機酸等發生交換反應，因此具有良好的骨傳導性能和生物活性，能與骨組織形成牢固的骨性結合，促進骨骼生長，是公認的性能良好的骨修復替代材料。然而，由于羥基磷灰石的上述性能，又容易在其上濃集細菌等物質，例如在牙科手術中，往往由于缺乏有效的抗菌能力而致使手術失敗。另外，單一羥基磷灰石材料的抗彎強度和抗壓強度低，也極大地限制了其作為人體骨骼替代物的應用范圍和使用價值。因此，為了提高材料的力學性能及增強材料的抑菌性能，有需要在羥基磷灰石中引入其它物質，從而形成符合要求的復合材料。

PA6，俗稱尼龍6，白色至淡黃色不透明固體，是硬度高、強度好、耐磨損的耐熱型熱塑性塑料。PA6是由己內酰胺聚合而成的高分子聚合物，其分子結構中含有與膠原蛋白結構相似的酰胺基團，生物相容性較好，可為細胞和生物組織提供友好界面。

羥基磷灰石/PA6復合材料由于其優異的力學性能、生物性能和良好的加工性，受到了科研人員的廣泛關注。

現有比較環保的羥基磷灰石/PA6復合材料制備方法是將PA6以絡合劑溶解后，利用溶劑沉淀法來制備復合材料。CN 105031720A公開了一種納米羥基磷灰石-聚酰胺醫用復合材料及其制備方法，是以含聚乙二醇的乙醇溶液超聲分散納米羥基磷灰石粉末得到羥基磷灰石分散液，將高強度PA加入到含CaCl₂的無水乙醇溶液中，加熱溶解后滴加乙醇水溶液得到聚酰胺溶液，再把羥基磷灰石分散液加入到聚酰胺溶液中，加水攪拌析出粉末，固液分離得到納米羥基磷灰石-聚酰胺醫用復合材料。采用氯化鈣為絡合劑溶解PA6，溶解速率慢，耗時長，效率低，而且過夜溶解的安全隱患大。

另一種比較常用的羥基磷灰石/PA6復合材料制備方法是采用擠出注塑法，但隨著基體中羥基磷灰石含量的增多，該方法制備復合材料的流動性變差，因此只適用于制備填料含量少或者填料流動性好的復合材料。

徐麗華等在《復合材料學報》第29卷第2期(73-78)提供了一種以甲酸溶解PA6，將改性后的多壁碳納米管加入其中，70℃蒸發至絕大部分甲酸揮發來制備多壁碳納米管/PA6復合材料的方法。該方法中甲酸的強腐蝕性和毒性會對實驗人員和環境造成一定的危害與污染。