[发明专利]聚醚醚酮类复合材料、骨修复体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及聚醚醚酮类复合材料领域，尤其涉及一种氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料及其制备方法和应用，尤其还涉及一种由氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料制得的骨修复体及其制备方法。

背景技术

氟磷灰石(FA)与羟基磷灰石(HA)具有相同的晶体结构，但FA晶格常数要比HA小。由于结构较紧密，使氟磷灰石的溶解性较小。初步的生物学基础检验已显示，FA具有良好生物相容性，无毒副作用。许多学者正致力于将FA替代HA作为植入材料的生物涂层。FA的等离子喷涂涂层较稳定，作为金属植入材料的涂层，溶解度小而且不会分解，可以有效减少由于涂层溶解度大而引起的涂层与植入材料结合强度下降过快的问题。

自然骨在受到内部和外界施加的载荷后可将机械能转换成电信号，骨的这种压电性能与半导体相类似，具有换能器的功能。已经证实：微电流能刺激骨的生长，促进骨愈合与重建，临床上利用骨的力电性进行骨病治疗已取得了显著成效。压电陶瓷特有的压电效应可进行机械能和电能之间的转换，即对这种材料施以力时能产生电，与自然骨具有的压电效应极其类似。

聚醚醚酮(PEEK)具有很好的生物稳定性，比医用金属合金和陶瓷材料相比具有更显著的优点，很适合作为医疗植入装置而长期植入。PEEK不仅具有坚硬耐磨、高刚性、耐蠕变、高冲击强度和极好的弯曲伸展性等特点，而且摩擦系数低，抗疲劳性也很突出，对许多化学物质及溶剂具有抗腐蚀性。大量实验证明，PEEK具有良好的生物相容性，它所固有的光滑性和生物相容性是迄今为止所有聚合物无法相比的。但是PEEK缺乏生物活性，不能与人骨形成牢固的键性结合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的骨修复材料与骨组织的力学相容性不佳，易造成应力遮挡引起的骨修复材料松动和骨吸收，并且骨愈合速度过慢的缺陷，提供了一种氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料及其制备方法和应用，以及一种由该氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料制得的骨修复体及其制备方法。该氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料具有良好的生物活性和生物相容性，与骨组织有较好的力学相容性，能够刺激骨生长，加速骨愈合，减少骨植入材料后的愈合时间，其具有一定的抗菌性能。该氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料的工艺简单易行，可根据临床需求相应调整该氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料的制备工艺来制备不同形状、规格和力学性能的骨修复体。该骨修复体具有良好的生物相容性、生物活性、骨力学相容性和抗菌性，能缩短骨愈合时间，其强度高、耐疲劳、抗腐蚀性能好，使用寿命长。该骨修复体植入后不会引起炎症反应，且其弹性模量、韧性和断裂强度等力学性能与人骨相匹配，不会造成应力遮挡引起的骨修复材料松动和骨吸收等负面效应，能够满足临床对于骨修复的需要。

本发明通过以下技术方案实现上述技术效果。

本发明提供了一种氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料的制备方法，其包括下述步骤：将原料：氟磷灰石、钛酸钡和聚醚醚酮熔融共混，挤出造粒，即得；其中，所述氟磷灰石的用量占原料总重量的10％～30％，所述钛酸钡的用量占原料总重量的10％～40％，所述聚醚醚酮的用量占原料总重量的50％～60％。

其中，所述氟磷灰石的粒径可为本领域常规使用的粒径范围，较佳地为1μm～30μm，更佳地为10μm～20μm。

其中，所述钛酸钡的粒径可为本领域常规使用的粒径范围，较佳地为1μm～30μm，更佳地为10μm～20μm。

其中，所述熔融共混的温度以所述的原料熔融为准，较佳地为380℃～400℃。所述的熔融共混的时间以所述的原料混合均匀为准，较佳地为1小时～2小时。

在所述的熔融共混前，较佳地还进行原料预混合的步骤。所述预混合的方法和条件为本领域常规的方法和条件，较佳地采用高速混合机进行。

在所述的熔融共混前，较佳地还进行原料干燥的步骤。所述干燥的方法和条件为本领域常规的方法和条件，目的是除去原料中的水分，防止聚醚醚酮在熔融共混过程中发生降解。所述原料干燥的温度较佳的为120℃～150℃。

其中，所述挤出造粒的方法和条件为常规的挤出造粒方法和条件，一般为在双螺杆挤出机中进行。所述挤出造粒的温度较佳地为380℃～400℃。

本发明还提供了由上述制备方法所制得的氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料。

本发明的氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料为一种用氟磷灰石和钛酸钡增强聚醚醚酮的复合材料。

本发明还提供了所述的氟磷灰石/钛酸钡/聚醚醚酮复合材料在骨修复体中的应用。

其中，所述的骨修复体为人工骨或人工牙根。