[发明专利]一种基于聚醚醚酮的羟基磷灰石涂层及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于聚醚醚酮的羟基磷灰石涂层及制备方法，包括采用聚醚醚酮粉末与Ca(OH)₂粉末混合，压片成型、热处理，得到复合基底材料；复合基底材料预处理；将基底材料置于水热溶液，加热，完成水热沉积；水热沉积试样冲洗、烘干、保温，即得在PEEK与Ca(OH)₂复合材料基底表面的羟基磷灰石涂层。该方法制备的涂层为密集纳米柱状结构，与基体结合牢固，可有效解决PEEK表面生物惰性问题，实现与骨组织表面较好贴合，显著促进细胞的成骨功能，有助于基底材料的植入使用；适用于工业化大规模生产，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用材料磷灰石制备技术领域，涉及一种表面涂层制备方法，具体涉及一种基于聚醚醚酮的羟基磷灰石涂层的制备方法。

背景技术

不锈钢、钛及钛合金等材料因具有较高的力学强度、良好生物相容和耐疲劳等优异性能，在医用硬组织修复与替换领域得到了广泛应用，但由于这些传统金属植入材料的弹性模量远远高于医用骨组织的弹性模量，在实际应用中容易造成植入体周围骨组织产生应力刺激，进而使植入物周围的骨组织部分被吸收，强度降低，即产生所谓的“应力屏蔽”效应，从而导致植入物松动，严重影响着使用性能。同时，金属植入体还存在长时间使用过程中会释放出有害金属离子，造成骨质溶解或产生变应原以及与常用核磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)技术不相容，不利于对骨生长及愈合进行监控等问题。

聚醚醚酮(PEEK)作为一种热塑性特种工程材料，其弹性模量与骨弹性模量相近，一定程度上能够减弱或者消除应力屏蔽，从而减少或避免骨吸收，有利于植入体与骨组织之间的骨整合，同时其具有良好的耐磨损，耐疲劳，易加工，耐腐蚀等优良特性，二十世纪八十年代开始，国内外许多研究机构和学者对此开展了大量研究，取得了一定的研究成果，实现了PEEK在创伤脊柱和关节等领域的广泛应用。但由于PEEK本身不具备生物活性，不能与骨组织形成骨整合，在一定程度上限制了其在硬组织修复与替换领域的进一步推广与应用。因此，相关研究人员提出在PEEK表面制备与骨组织具有良好匹配性羟基磷灰石(HA)涂层的思路，并先后利用冷喷涂、气溶胶沉积、等离子喷涂，旋转涂布等方法开展了部分研究，但由于制备工艺局限以及多方面的原因，到目前为止，在羟基磷灰石晶体的形貌和尺寸控制方面还没有显著的进展，所获得的涂层大多存在与骨组织贴合不足、结合强度低，应用效果不佳等问题，未能得到广泛应用。

总体而言，尽管目前相关学者及研究机构针对聚醚醚酮作为植入体以及在其表面制备羟基磷灰涂层开展了部分研究，取得了一定的研究成果，但基于PEEK，利用水热法获得纳米棒状结构且具有良好结合强度羟基磷灰石涂层的制备方法未见报道。

因此，利用水热法材料形成均匀覆盖的羟基磷灰石纳米棒以获得具有良好结合强度的羟基磷灰石涂层，成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明基于PEEK表面惰性，针对现有羟基磷灰石涂层制备中存在的问题，提供了一种运用水热法制备纳米棒状羟基磷灰石涂层的方法及涂层，制备得到的涂层与骨组织贴合良好、结合强度高，复合材料基底涂层能够析出纳米棒状羟基磷灰石。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明一方面，提供了一种基于聚醚醚酮的羟基磷灰石涂层的制备方法，包括以下步骤：

基底材料制备：按照质量比(12～10)：1将聚醚醚酮粉末与Ca(OH)₂粉末混合，球磨，经压片成型后热处理，得到聚醚醚酮与Ca(OH)₂混合的复合基底材料；

复合基底材料预处理：将复合基底材料打磨抛光，再超声清洗，去除表面污垢，自然风干；