[發明專利]一種基于聚醚醚酮的人工骨復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010030266.6
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111184913B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 江東;張煜晗;楊延華;郭易喬;譚皓元
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: A61L27/34
• 分類號: A61L27/34;A61L27/32;A61L27/18;C08G8/28
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 趙炳仁

本發明提供了一種基于聚醚醚酮的人工骨復合材料，由聚醚醚酮基體和涂覆在該基體上的改性羥基磷灰石與磺化聚醚醚酮混合物層復合而成；所述磺化聚醚醚酮與改性羥基磷灰石的質量比為1:0.5?1.5。通過對羥基磷灰石進行改性，使其表面生成一層化學吸附層，阻止了顆粒之間的接觸，改善了納米粒子的團聚現象；其次，加入磺化聚醚醚酮，增強了改性羥基磷灰石與基體材料間的粘合力；另外，對基體材料表面進行酸蝕刻，可以使基體材料與磺化聚醚醚酮間產生作用力，進一步提高界面粘合力。本發明得到的復合材料具有熱學性能高和耐磨性高的優點，可以作為一種新型的人工骨材料。

技術領域

本發明屬于生物材料技術領域，具體涉及一種基于聚醚醚酮的人工骨復合材料。

背景技術

隨著生物材料的不斷發展，越來越多的具有優異性能的復合材料被應用到人工關節替換之中，聚合物基復合材料不僅耐磨性、生物相容性等性能優異，而且制備過程簡單，易于加工，故復合材料的應用前景越來越廣泛，其中以聚醚醚酮復合材料最受關注。聚醚醚酮是一種半結晶態的芳香族熱塑性工程材料，其分子結構規整，分子鏈中含有苯環、醚鍵，以及羧基，因此具有很高的剛性、韌性以及分子間作用力。聚醚醚酮還具有優異的機械性能、耐腐蝕性、穩定性以及易加工性，因此被廣泛的應用在航天、機械、交通運輸和電子等領域。

近年來已經有很多運用聚醚醚酮來制備復合材料的研究，但是聚醚醚酮的生物相容性及生物活性較差，無法滿足人工骨材料的要求。羥基磷灰石是人體以及動物骨骼中的主要無機成分，因此可以將二者復合，平衡聚醚醚酮的弊端。傳統的羥基磷灰石/聚醚醚酮復合材料多采用共混注塑方法制得，其力學性能和耐磨性均差，無法用作人工骨材料。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于聚醚醚酮的人工骨復合材料，由聚醚醚酮基體和涂覆在該基體上的改性羥基磷灰石與磺化聚醚醚酮混合物層復合而成；所述磺化聚醚醚酮與改性羥基磷灰石的質量比為1:0.5-1.5，改性羥基磷灰石的加入，使制得的復合材料耐磨性能得到提高，同時熱學性能也得到提高。

本發明中的一種基于聚醚醚酮的人工骨復合材料的制備方法，具體步驟如下：

a. 聚醚醚酮基體的表面預處理：

在98%濃硫酸中對聚醚醚酮基體表面浸蝕30秒后，依次用去離子水、無水乙醇及丙酮對其清洗，烘干備用；

b. 改性羥基磷灰石與磺化聚醚醚酮混合物的制備：

將磺化聚醚醚酮粉料充分溶解于二甲基亞砜中，按磺化聚醚醚酮/改性羥基磷灰石質量比為1：0.5-1.5，加入改性羥基磷灰石粉料，置于磁力加熱攪拌器上常溫攪拌之后放入超聲儀中，至其充分混合均勻；

c. 將步驟a已進行表面處理的聚醚醚酮基體放置在水平的烘箱中，采用鋪膜方法，將攪拌均勻的混合物通過濾布傾倒在聚醚醚酮基體上，再干燥直至除盡溶劑二甲基亞砜，即獲得由聚醚醚酮基體和涂覆在該基體上的改性羥基磷灰石與磺化聚醚醚酮混合物層復合而成的聚醚醚酮基復合材料。

作為本發明更優的技術方案，步驟b中所述的磺化聚醚醚酮與改性羥基磷灰石質量比為1：1。

作為本發明更優的技術方案，步驟c中將攪拌均勻的混合物通過濾布傾倒在聚醚醚酮基體上，將烘箱設置成80-120度干燥，直至除盡溶劑二甲基亞砜。

作為本發明更優的技術方案，步驟b中所述的磁力加熱攪拌器上常溫攪拌4-6小時，之后放入超聲儀中進行超聲1-2小時，使其充分混合均勻。

作為本發明更優的技術方案，所述的改性羥基磷灰石制備方法為：以干燥后的羥基磷灰石粉末為原料，以去離子水和無水乙醇為溶劑，再加入偶聯劑，在氮氣保護下，常溫攪拌20-30分鐘，然后回流4-6小時，待溶液冷卻，進行抽濾，用無水乙醇洗滌并干燥，得到改性的羥基磷灰石。

作為本發明更優的技術方案，所述的溶劑中的去離子水和無水乙醇體積比為1：1。