[發明專利]一種復合材料及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 202011446004.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112574461B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 肖穎;王榮;顧欽瑋;黃智懋
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所慈溪生物醫學工程研究所;中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08J7/06
• 分類號: C08J7/06;A61L27/54;A61L27/30;A61L27/16;C08L23/06
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 李花

本申請公開了一種復合材料及其制備方法、應用。所述復合材料包括化合物A和超高分子量聚乙烯；所述化合物A粘附在所述超高分子量聚乙烯表面；所述化合物A選自金屬配位化合物；所述金屬配位化合物中的金屬離子選自銅離子、鋅離子中的至少一種；配體來自多酚類化合物。本申請利用含有多酚官能團的有機小分子化學物作為“橋梁”，一方面酚羥基能和具有抗菌性能的金屬離子形成配位鍵，另一方面大量的酚羥基通過范德華力與基體結合，同時實現對抗菌金屬離子的絡合及對基體材料的涂覆，對超高分子量聚乙烯表面進行抗菌涂層改性，使超高分子量聚乙烯表面涂覆具有抗菌性能的金屬離子，從而實現超高分子量聚乙烯材料的抗菌功能。

技術領域

本申請屬于超高分子量聚乙烯領域，具體而言，涉及一種復合材料及其制備方法、應用。

背景技術

超高分子量聚乙烯是一種分子量超過100萬的線性塑性工程塑料，具有重量輕、防水性好及良好的抗化學腐蝕性、高沖擊性、高耐磨性、生物惰性等特點。由于超高分子量聚乙烯突出的力學性能、良好的耐磨損性能及優異的生物相容性，因此廣泛應用于人工關節材料。但是超高分子量聚乙烯作為人工關節材料仍然存在問題，超高分子量聚乙烯材料本身是一種生物惰性材料，不具有抗菌性能。病人完成人工關節置換術后存在細菌感染的風險，因此有必要對超高分子量聚乙烯材料進行處理，使其具有抗菌性能，實現快速高效的殺菌功能。目前對于聚合物生物醫用材料的抗菌性能的研究，多采用將抗菌劑直接加入到高分子基體中，制備具有抗菌性能的生物醫用材料。這種方法操作簡單，抗菌劑添加量可以準確控制，但是抗菌劑在高分子基體材料中的分散受高分子基體材料與抗菌劑相容性及加工工藝的限制。抗菌劑在加工過程中容易出現分散不均的現象，制備的醫用材料抗菌性能不佳。同時部分有機小分子抗菌劑耐熱性較差，加工過程中容易受到高溫分解失效，喪失抗菌效果。因此有必要開發一種新的抗菌改性方法，提高聚合物材料的抗菌性能。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種抗菌金屬離子作為表面涂層抗菌劑制備抗菌型超高分子量聚乙烯塊體的方法。

根據本申請的第一方面，提供了一種復合材料，所述復合材料包括化合物A和超高分子量聚乙烯；

所述化合物A通過非共價鍵作用粘附在所述超高分子量聚乙烯表面；

所述超高分子量聚乙烯的分子量為100萬～500萬；

所述化合物A選自金屬配位化合物；所述金屬配位化合物中的金屬離子選自銅離子、鋅離子中的至少一種；配體來自多酚類化合物。

可選地，所述多酚類化合物選自單寧酸、多巴胺、兒茶酚、焦棓酸、正腎上腺素中的至少一種。

根據本申請的第二方面，提供了一種上述復合材料的制備方法，所述方法包括：

將含有超高分子量聚乙烯、金屬離子源和多酚類化合物的混合物，反應并粘附，即可得到所述復合材料。

可選地，所述金屬離子源和多酚類化合物的質量比為100:2.5～100:40。

可選地，所述金屬離子源和多酚類化合物的質量比上限獨立地選自100：2.5、100：5、100：10、100：20、100:30、100：35，下限獨立地選自100：40、100：5、100：10、100：20、100:30、100：35。

可選地，所述金屬離子源選自銅離子源、鋅離子源中的至少一種；

所述銅離子源選自銅鹽中的至少一種；

所述鋅離子源選自鋅鹽中的至少一種；

優選地，所述銅鹽選自硝酸銅、氯化銅、硫酸銅中的至少一種；

所述鋅鹽選自硝酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅中的至少一種。

可選地，所述方法包括：