[发明专利]一种表面带有复合涂层的杂萘联苯聚芳醚及其制备方法

说明书

本发明提供了一种表面带有复合涂层的杂萘联苯聚芳醚及其制备方法，属于高分子科学技术领域。一种表面带有复合涂层的杂萘联苯聚芳醚，复合涂层依次为聚多巴胺层和类骨磷灰石层，所述的聚多巴胺层包括未经磷酸官能团改性的聚多巴胺层和经磷酸官能团改性的聚多巴胺层，聚多巴胺层的厚度小于1μm；所述的类骨磷灰石层包含Ca和P元素，厚度小于1μm；其制造方法包括聚多巴胺表面沉积及类骨磷灰石仿生矿化，工艺简单，成本低廉。本发明所述类骨磷灰石层能够改善聚芳醚的性能，包括表面亲水性和生物相容性。

技术领域

本发明属于高分子科学技术领域，涉及一种与骨力学性能相近的高分子材料及其表面改性方法，特别涉及到一类杂萘联苯聚芳醚表面的类骨磷灰石层及其仿生矿化制备方法。

背景技术

生物医用材料是一类用于诊断、治疗、修复或替换病损组织、器官或增进其功能的材料。骨修复材料是临床需求量最大的生物医用材料之一，骨植入材料作为骨修复材料的一种，一直受到人们的重视。相比于金属骨植入材料的潜在的金属离子释放，射线不透过性和与人骨的力学性能不匹配等缺点，高分子骨植入材料以其特有的性质和优点,在骨植入材料中所占比重逐年加大。医用级聚芳醚的合成与改性一直都是各国科学家的研究热点。由于其与骨相匹配的力学性能、射线可透过性、可反复消毒、化学稳定性、适中的密度等优点，正在成为除金属和陶瓷等传统生物材料以外的新选择。聚醚醚酮(PEEK)是一种应用最为广泛的聚芳醚，是一种新型半晶态芳香族热塑性工程塑料。近年来，为提高PEEK的生物相容性，摩擦学性能及其力学性能等，研究人员对PEEK进行改性研究，在PEEK中混入各种生物活性材料或增强材料，或者对PEEK进行表面改性处理。大连理工大学从分子结构设计出发,将二氮杂萘酮联苯这种全芳杂环、扭曲、非共平面结构引入到聚合物分子链中,开发了一系列杂萘联苯聚芳醚。从分子结构上分析，与PEEK相比，杂萘联苯聚芳醚含氮原子较多，有利于进一步改善树脂的生物相容性，进而有可能被用作生物医用材料。含二氮杂萘酮结构聚芳醚是本研究组开发的一种具有自主知识产权的新型高性能热塑性材料，关于类骨磷灰石表面改性杂萘联苯聚芳醚未见有关专利报道，也未在国内外公开出版物中出现。关于聚多巴胺诱导类骨磷灰石形成的仿生矿化法，Ryu等(Ryu J.,Ku S.H.,Lee H.and ParkC.B..Mussel-inspired polydopamine coatings as a universal route tohydroxyapatite crystallization.Adv.Func.Mater.2010,20,2132-2139)和刘鹏等(镁合金的表面改性方法(CN104746073A))虽已报道了聚多巴胺可诱导羟基磷灰石形成，但并未涉及在含有苯环的疏水性杂萘联苯聚芳醚表面进行改性研究，也未在聚多巴胺层表面进行功能化改性，本发明采用的方法是针对疏水性的杂萘联苯聚芳醚材料进行表面改性研究，改进了材料的预处理等过程，并对聚多巴胺层进行了功能化改性。

本发明采用的杂萘联苯聚芳醚是一类高性能热塑性树脂，加工成型性能好，力学性能与骨的力学性能相似。然而，杂萘联苯聚芳醚生物相容性无法满足骨植入材料的要求，本发明拟对杂萘联苯聚芳醚进行类骨磷灰石仿生矿化表面改性，以提高其生物相容性。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面带有改性或未改性的聚多巴胺及类骨磷灰石复合层的杂萘联苯聚芳醚，其特征在于采用聚多巴胺诱导仿生矿化法对杂萘联苯聚芳醚进行表面改性，杂萘联苯聚芳醚表面为聚多巴胺层，聚多巴胺层表面经过功能化改性或未经功能化改性，聚多巴胺层表面为类骨磷灰石层，类骨磷灰石层可改善材料的生物相容性。

本发明的技术方案：

一种表面带有复合涂层的杂萘联苯聚芳醚，复合涂层依次为聚多巴胺层和类骨磷灰石层，所述的聚多巴胺层包括未经磷酸官能团改性的聚多巴胺层和经磷酸官能团改性的聚多巴胺层，聚多巴胺层的厚度小于1μm；所述的类骨磷灰石层包含Ca和P元素，厚度小于1μm。

所述的杂萘联苯聚芳醚的分子链含二氮杂萘酮联苯结构，其结构表达式为：