[发明专利]一种改性聚醚醚酮的制备方法和用途

说明书

本发明涉及医疗技术领域，尤其是一种改性聚醚醚酮的制备方法和用途。本发明的一种改性聚醚醚酮的制备方法通过磺化后硝化在PEEK表面形成孔径大小200nm‑300nm的单层孔状结构，纳米、亚微米级的材料表面形貌作为内在生物信息促进成骨细胞的粘附从而有利于新骨的生成；引入新基团SO₃H基团和NO₂基团与苯环直接相连，这些基团具有诱导和共轭效应，苯环上的π电子云被转移到基团上，芳烃的主链具有正电荷，支链基团具有负电荷，当植入体进入体内时血液中的水分子、蛋白、钙离子或磷离子首先吸附到材料表面，而带负电荷的材料表面更容易促使钙离子、磷离子及带正电荷的蛋白吸附于材料表面，有利于血小板的粘附加速纤维蛋白凝块的形成及内容物的释放。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其是一种改性聚醚醚酮的制备方法和用途。

背景技术

快速愈合以及稳定的生物安全性是选择植入材料的首要标准。传统的生物材料如钛及钛合金等具有优良的耐腐蚀性，较高的机械强度及较好的生物相容性，但是这类材料弹性模量较高，与人体骨骼应力匹配不足，不耐体液微腐蚀进而释放金属离子，引发细胞毒性反应的发生。目前尚未出现较好地替代材料。

聚醚醚酮(PEEK)作为传统植入材料的替代品已在口腔科和骨科领域引起了广泛关注。PEEK具有优良的力学性能，其弹性、刚度、抗拉强度、抗变形等均在适宜范围内，可与人体骨共存，PEEK的化学稳定性较好，可避免因体液酸碱腐蚀而发生降解，另外，PEEK(4-5Gpa)的弹性模量与人皮质骨(18Gpa)较为接近，避免应力遮蔽反应的发生。因此PEEK广泛应用于脊柱融合术、关节置换术，同时也逐渐成为口腔医学领域的一种新兴潜在的植入材料。

然而，由于PEEK材料的生物惰性以及成骨能力不佳限制了其在口腔领域的应用。如何提高植入体与周围自然骨组织的整合能力，使材料表面改性既可保留基底材料大部分的优势性能，又可构建生物活性涂层。是本领域技术人员亟待解决的技术问题。目前解决这一问题最主要的方法是材料表面改性。孔隙结构尤其是纳米级孔隙可为材料表面细胞提供一个有利的局部微环境，改善细胞/骨-种植体之间的相互作用。为了获得PEEK表面孔隙结构，部分研究通过熔融挤出技术获得微米级孔隙结构，研究证明微米孔PEEK材料的成骨活性明显提高同时也保持了材料承重结构的完整性；另一些研究通过磺化作用获得复杂的三维网状孔隙结构的PEEK表面，研究发现处理后材料表面的生物活性明显提高。然而，部分学者发现较大较复杂的孔隙结构可能会导致深层孔隙内细胞缺乏氧气及营养物质的缺乏，促使不良反应的发生，而较小的孔隙结构可避免这一反应的发生。PEEK的化学结构较稳定，在没有其他表面活性物质如钛、钽、羟基磷灰石等加入时，较难在PEEK表面形成形孔隙结构，尤其是单层的孔隙结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性聚醚醚酮的制备方法和用途，克服前述现有技术的不足，制得的聚醚醚酮表面形成直径约为200-300纳米大小的单层纳米孔状结构。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种改性聚醚醚酮的制备方法，包括如下步骤：

(1)将医用级的聚醚醚酮材料制成10mm×10mm×1.0mm/15mm×15mm×1.0mm的方形试件或直径为2mm×5mm的柱状试件，依次用600#、800#、1000#、1200#、1500#、2000#、3000#、5000#、7000#的SiC砂纸逐级打磨、抛光；

(2)将步骤(1)中打磨、抛光后的试件依次用丙酮、无水乙醇、去离子水进行超声清洗10min，用烘干仪干燥10-15min，自然将至室温；

(3)将步骤(2)中干燥后自然降至室温的试件放入采用磁力搅拌器搅拌的浓硫酸中反应5-8min，得到磺化的聚醚醚酮SP试件；

(4)将步骤(3)中磺化的聚醚醚酮SP试件取出放入硝酸中，于16℃下反应50s，得到磺化后硝化的聚醚醚酮试件NP；