[發(fā)明專利]一種具有多尺度孔的聚醚醚酮骨修復(fù)材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110293853.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN112972764B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張淑玲;梅笑寒;吳同華;梁留博;彭鑫;王貴賓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/18
• 分類號(hào): A61L27/18;A61L27/56;C08J9/40;C08J9/12;C08L61/16
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠(yuǎn)

一種具有多尺度孔的聚醚醚酮骨修復(fù)材料及其制備方法，屬于醫(yī)用生物材料技術(shù)領(lǐng)域。首先是將聚醚醚酮粒料熱壓成板材，清洗烘干后在超臨界二氧化碳發(fā)泡裝置中得到部分發(fā)泡的聚醚醚酮板材，然后在濃硫酸與甲烷磺酸的混酸溶液中進(jìn)行磺化，水熱處理、真空烘干后得到所述的具有多尺度孔的聚醚醚酮骨修復(fù)材料。本發(fā)明磺化得到的小尺寸的微納米孔有利于早期成骨細(xì)胞的粘附，超臨界二氧化碳發(fā)泡得到的大尺寸的微米孔有利于后期骨組織的長(zhǎng)入，簡(jiǎn)單的兩步操作使得材料具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)，促進(jìn)骨修復(fù)。與使用制孔劑的制孔技術(shù)相比，超臨界二氧化碳發(fā)泡技術(shù)不會(huì)有制孔劑去除不徹底等問(wèn)題，確保了材料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的可能性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)用生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有多尺度孔的聚醚醚酮骨修復(fù)材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚醚醚酮(PEEK)是一種半結(jié)晶性的熱塑性聚合物，易于加工成各種形狀來(lái)滿足臨床植入的需求。此外，聚醚醚酮的彈性模量(3～5GPa)和密度與人體骨骼(約18GPa)較為接近，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬植入物，可以有效降低應(yīng)力屏蔽；同時(shí)聚醚醚酮的無(wú)毒性、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、射線可穿透性等優(yōu)異性能，使得其成為最有希望替代金屬植入物的材料之一。但是由于聚醚醚酮的疏水表面和生物惰性，導(dǎo)致植入體內(nèi)后與骨整合效果差，限制了其臨床應(yīng)用。因此對(duì)聚醚醚酮進(jìn)行改性以增強(qiáng)其骨整合能力尤為重要。

改善聚醚醚酮材料與骨的結(jié)合能力的有效方法之一是在聚醚醚酮表面引入三維多孔結(jié)構(gòu)。三維多孔結(jié)構(gòu)允許各種軟、硬組織長(zhǎng)入材料內(nèi)部，并且為骨與材料提供了更多的結(jié)合位點(diǎn)，使植入體與周圍組織結(jié)合地更加穩(wěn)定。使用超臨界二氧化碳發(fā)泡法可以獲得200～600μm大尺寸的泡孔，利于骨組織的長(zhǎng)入，而且二氧化碳綠色無(wú)毒、無(wú)污染，發(fā)泡過(guò)程中氣體逸出產(chǎn)生泡孔，不會(huì)在材料內(nèi)部殘留?；腔幚砭勖衙淹?，使得聚醚醚酮表面具有小于10μm小尺寸的泡孔，增加了材料的粗糙度，同時(shí)引入了磺酸基(-SO₃H)增強(qiáng)了親水性，利于早期的細(xì)胞粘附。

中國(guó)專利CN111939319A公開了一種生物活性多孔聚醚醚酮及其制備方法和應(yīng)用，其主要利用鹽粒浸出法制備多孔聚醚醚酮材料，制孔劑選擇的是氯化鈉(NaCl)粒子，然而這種方法在后期去除制孔劑的時(shí)候極有可能出現(xiàn)去除不徹底的情況。中國(guó)專利CN108310457B公開了一種聚醚醚酮骨缺損修復(fù)材料的制備方法，其主要利用濃硫酸和濃硝酸按照一定比例配成混酸溶液，然后對(duì)聚醚醚酮進(jìn)行酸蝕處理，得到聚醚醚酮表面只會(huì)擁有小于10μm小尺寸的泡孔，不會(huì)擁有大于200μm大尺寸的泡孔，不利于骨組織，血管等長(zhǎng)入，限制了材料的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有多尺度孔的聚醚醚酮骨修復(fù)材料及其制備方法，以滿足聚醚醚酮的臨床應(yīng)用需求。

本發(fā)明所述的具有多尺度孔的聚醚醚酮骨修復(fù)材料的制備方法，其步驟如下：

(1)將聚醚醚酮粒料(熔融指數(shù)為16～25g/10min，熔融指數(shù)測(cè)定條件：測(cè)試溫度為400℃，載荷為5Kg)在370～390℃、2.0～5.0MPa下熱壓成1.5～3mm厚的聚醚醚酮板材；

(2)將步驟(1)得到的聚醚醚酮板材依次經(jīng)蒸餾水、乙醇、丙酮分別超聲清洗2～4次，每次5～15min，之后在真空、70～90℃下烘干；

(3)將步驟(2)清洗后的聚醚醚酮板材放置在超臨界二氧化碳發(fā)泡裝置中，在330～340℃、7.5～10MPa下發(fā)泡20～30min，卸壓時(shí)間為20～30s，得到部分發(fā)泡的聚醚醚酮板材；

(4)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)98％的濃硫酸與甲烷磺酸按質(zhì)量比1：8～12配成混酸溶液，將步驟(3)得到的部分發(fā)泡的聚醚醚酮板材浸沒(méi)在該混酸溶液中，劇烈攪拌3～5min進(jìn)行磺化處理，然后放入蒸餾水中終止磺化反應(yīng)；將經(jīng)過(guò)磺化處理的部分發(fā)泡的聚醚醚酮板材取出后依次用蒸餾水、丙酮分別超聲清洗2～4次，每次5～15min，去除表面殘留的濃硫酸和甲烷磺酸，然后在真空、70～90℃下烘干；