[发明专利]基于碳纤维增强聚醚醚酮材料的椎体成形螺钉的加工工艺

权利要求书

1.基于碳纤维增强聚醚醚酮材料的椎体成形螺钉的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

注塑热压成型：根据预先设计的固定部(11)、延伸部(12)、钉入部(13)和螺帽(2)的外形尺寸，将碳纤维增强聚醚醚酮材料通过注塑机注塑、120℃下以3～5MPa压力热压成型，分别得到固定部半成品、延伸部半成品、钉入部半成品和螺帽半成品，并在延伸部半成品和螺帽半成品内预留针孔；

埋入显影钉：将钽材料制作成的第一显影钉(3)插入螺帽半成品预留的针孔内，将钽材料制成的第二显影钉(4)插入延伸部半成品预留的针孔内；

生物活性涂层成型：将固定部半成品、延伸部半成品、钉入部半成品和螺帽半成品置于添加有饱和碳酸氢钠溶液的矿化液内，进行类骨磷灰石沉积，得到固定部(11)、延伸部(12)、钉入部(13)和螺帽(2)；

装配成型：在延伸部(12)的装配腔(121)内顶部粘结聚乳酸缓冲板(122)，并将高弹记忆合金丝(18)的一端与聚乳酸缓冲板(122)焊接，另一端与装配腔(121)的内壁焊接；钉入部(13)的安装块(131)旋入装配腔(121)内，螺帽(2)旋入螺纹槽后与固定部(11)固定连接，得到具有螺钉本体(1)和螺帽(2)的椎体成形螺钉。

2.根据权利要求1所述的基于碳纤维增强聚醚醚酮材料的椎体成形螺钉的加工工艺，其特征在于，所述碳纤维增强聚醚醚酮材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将短切碳纤维与聚醚醚酮粉料按照重量比0.2～0.4：1混合均匀，通过双螺杆挤出机造粒，得到复合粉料；

步骤二，将复合粉料浸没于浓硫酸内，以600rpm转速磁力搅拌反应5min，减压抽滤，滤饼依次使用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗10min，得到表面多孔的磺酸化粉料；

步骤三，将磺酸化粉料加入浓度2mg/mL的盐酸多巴胺溶液内，遮光条件下搅拌反应24小时，得到聚多巴胺包覆的磺酸化粉料，加入聚多巴胺包覆的磺酸化粉料重量3～8％的抗菌增容填料，混合搅拌均匀后于-10～-2℃冷冻干燥30min得到碳纤维增强聚醚醚酮材料。

3.根据权利要求2所述的基于碳纤维增强聚醚醚酮材料的椎体成形螺钉的加工工艺，其特征在于，所述抗菌增容填料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将丁炔二酸、聚乙二醇2000和苯依次添加至配备机械搅拌器、回流冷凝管的四口烧瓶内，恒压滴液漏斗滴加浓硫酸，升温至85℃，保温回流搅拌反应24小时，减压浓缩除去苯，加入二氯甲烷溶解浓缩液，加入无水硫酸钠除水，过滤，滤液旋转蒸发除去二氯甲烷，得到聚酯a；

步骤二，将聚酯a、对甲氧基苯乙胺分别溶解于四氢呋喃内，得到聚酯a溶液和对甲氧基苯乙胺溶液，聚酯a溶液预先加入四口烧瓶内，缓慢滴加对甲氧基苯乙胺溶液，滴加完毕后搅拌反应30min，缓慢滴加37wt％的甲醛溶液，再滴加乙酸，滴加完毕后避光条件下搅拌反应48小时，减压浓缩除去四氢呋喃，二氯甲烷溶解蒸馏液，饱和碳酸氢钠溶液萃取，-15～-5℃冷冻干燥得到抗菌增容填料。

4.根据权利要求3所述的基于碳纤维增强聚醚醚酮材料的椎体成形螺钉的加工工艺，其特征在于，所述丁炔二酸与聚乙二醇2000、苯、浓硫酸的用量比为1g：5～6g：30～50mL：0.2mL；所述聚酯a与对甲氧基苯乙胺、37wt％的甲醛溶液、乙酸的用量比为3g：0.2～0.4g：0.3g：0.1g。

5.根据权利要求1所述的基于碳纤维增强聚醚醚酮材料的椎体成形螺钉的加工工艺，其特征在于，所述饱和碳酸氢钠溶液的用量为矿化液质量的5～10％，矿化液由氯化钠、氯化钾、二水氯化钙、六水氯化镁、磷酸二氢钠溶于水中混合搅拌形成，使得Na⁺浓度为1mol/L，K⁺浓度为6mmol/L，Ca²⁺浓度为26mmol/L，Mg²⁺浓度为5mmol/L，PO₄^3-浓度为11mmol/L，Cl-浓度为1.2mol/L。

6.根据权利要求1所述的基于碳纤维增强聚醚醚酮材料的椎体成形螺钉的加工工艺，其特征在于，类骨磷灰石沉积的具体过程为：在37～50℃下孵育1～2小时，重复孵育2次，取出风冷干燥。