[發明專利]一種離子注入PEEK-Cu復合涂層及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202211024790.8
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115341255A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 張鵬;曹琳;王啟偉;李杰
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C25D13/00
• 分類號: C25D13/00;C25D13/22;A61L27/30;A61L27/34;A61L27/54
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 饒周全

本發明屬于生物植入材料技術領域，特別涉及一種離子注入PEEK?Cu復合涂層及其制備方法與應用。所述方法將TaB₂和PEEK的混合顆粒在殼聚糖懸浮液中分散均勻得到電泳沉積液；在陰極沉積后所得樣品進行熱處理，再進行銅離子注入，得到最終復合涂層。本發明通過等離子體浸沒離子注入將不同劑量Cu(1×10¹⁷ions/cm²、3×10¹⁷ions/cm²、6×10¹⁷ions/cm²)引入TaB₂/PEEK復合材料表面，獲得具有持續性抗菌效果的成骨的材料。

技術領域

本發明屬于生物植入材料技術領域，特別涉及一種離子注入PEEK-Cu復合涂層及其制備方法與應用

背景技術

人工關節置換術后最為嚴重的并發癥就是人工關節假體周圍感染。植入的假體材料與骨骼之間存在間隙，如果細菌粘附速度比宿主組織再生速度更快，將導致骨關節假體相關性感染的發生。防止細菌粘附對于預防植入物相關性感染至關重要，現有技術證明TaB₂/PEEK(硼化鉭/聚醚醚酮)材料具有良好的摩擦學和生物相容性，具有促進巨噬細胞向M2分化的傾向，但TaB₂和PEEK材料本身不具備抗菌性能，所以開發具有抗菌性能的TaB₂/PEEK復合材料，以促進細胞粘附、增殖同時抑制細菌粘附和生長具有重要意義。

銅是人體必需的微量元素，銅抗菌元素具有良好的抗菌作用，是體內外有效的抗菌劑，但攝入過量的銅可能會導致細胞氧化損傷和細胞死亡。使用傳統的沉積方法(如磁控濺射、線弧沉積)在聚合物基質上沉積一層銅薄膜是一項挑戰，這些方法涉及的工作溫度非常高。此外PEEK與銅的并不能很好的結合，無法對銅起到緩釋的效果。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種離子注入PEEK-Cu復合涂層的制備方法。

本發明另一目的在于提供一種離子注入PEEK-Cu復合涂層。

本發明再一目的在于提供所述離子注入PEEK-Cu復合涂層在制備仿生材料中的應用。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種離子注入PEEK-Cu復合涂層的制備方法，包括以下步驟：

(1)將TaB₂和PEEK的混合顆粒在殼聚糖懸浮液中分散均勻得到電泳沉積液；

(2)在電泳沉積液中進行電泳沉積，在陰極上沉積TaB₂/PEEK復合涂層；

(3)將沉積TaB₂/PEEK的樣品進行熱處理，隨爐冷卻；

(4)將Cu靶放入陰極電弧源，步驟(3)所得樣品放置于樣品臺抽真空，然后將氬氣以引入陰極電弧源，通過施加脈沖負高壓注入銅離子，得到離子注入PEEK-Cu復合涂層。

步驟(1)所述殼聚糖懸浮液的濃度為0.5～3g/L。

步驟(1)電泳沉積液中TaB₂的濃度為1～5wt％，優選為3wt％；PEEK的濃度為1～5wt％，優選為2.5wt％。

步驟(2)所述電泳沉積的外加電壓為10-20V，外加電壓時間為10-240s，優選為60～120s。

步驟(3)所述熱處理的溫度為350～450℃，熱處理的時間為40～90min。

步驟(4)所述銅離子的注入劑量為1.0～6.0×10¹⁷ions·cm^-2。

一種離子注入PEEK-Cu復合涂層，由上述方法制備得到的。