[发明专利]聚合物涂层及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，具体涉及聚合物涂层及其制备方法和应用。

背景技术

在生活节奏不断加快的现今社会，各种交通安全事故和疾病引发了大量人体关节损坏。因此，需要实施人工关节置换手术，以显著改善患者的生命质量。但是现有人工关节由于摩擦接触面的摩擦系数较大，使用过程中会产生较大磨损，磨削会导致炎症，引发骨溶解，进而导致植入关节失效。通过对植入关节进行表面改性，使其表面形成摩擦学性能较好的涂层，能够提高关节使用稳定性，延长植入关节使用寿命。

体内使用环境决定了摩擦表面间的润滑剂为水基体系，因而，对植入人工关节进行表面改性，必须采用亲水、锁水性强的聚合物。目前，可用于植入人工关节表面改性的聚合物，大多数本身并没有合适的官能团与改性金属直接相连，必须通过化学手段生成过渡层，不仅改性工艺繁琐，而且实验步骤较多，导致聚合物涂层密度和均匀度降低。

因而，关于聚合物涂层的研究仍有待深入。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有超低摩擦系数的聚乙烯膦酸聚合物涂层。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种聚合物涂层。根据本发明的实施例，该聚合物涂层是由聚乙烯膦酸分子交联形成的。发明人发现，本发明的该聚合物涂层表面具有超低的摩擦系数，可以有效对基底进行表面改性，从而大大降低其摩擦表面间的磨损。

根据本发明的实施例，所述聚合物涂层的摩擦系数不高于0.01。由此，利用本发明的聚合物涂层对金属进行表面改性，能够非常有效地降低其接触面的摩擦。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种在基底表面形成聚合物涂层的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：提供聚乙烯膦酸水溶液；将所述聚乙烯膦酸水溶液加到基底表面上，以便获得表面带有聚乙烯膦酸水溶液的基底；于40-80摄氏度下，将所述表面带有聚乙烯膦酸水溶液的基底进行第一加热处理18-36小时，以便获得经过第一加热处理的基底；于140-280摄氏度下，将所述经过第一加热处理的基底进行第二加热处理4-12小时，以便在所述基底表面形成聚合物涂层。发明人发现，利用本发明的该方法，能够快速有效地在基底表面形成聚合物涂层，形成聚合物涂层的基底表面具有极低的摩擦系数，从而能够大大降低其摩擦表面的磨损。

根据本发明的实施例，所述聚乙烯膦酸水溶液的浓度为0.0005-0.01克/毫升。由此，形成的聚合物涂层均匀透明、致密、结构稳定，与基底之间粘结性好，且其表面的摩擦系数较低。

根据本发明的实施例，所述基底为金属基底或合金基底。由此，聚合物涂层与基底之间结合牢固，且基底表面形成聚合物涂层后，其表面的摩擦系数大大降低。

根据本发明的实施例，在所述第一加热和所述第二加热过程中，保持基底水平。由此，有利于形成厚度均匀、致密、结构稳定的聚合物涂层。

根据本发明的实施例，进一步包括：在将所述聚乙烯膦酸水溶液加到基底上，预先将所述基底置于模具中。由此，能够方便、快速的在基底表面形成聚合物涂层。

在本发明的再一方面，本发明提供了前面所述的聚合物涂层在制备人工植入关节中的用途。发明人发现，在人工植入关节的表面形成前面所述的聚合物涂层，能够大大降低人工植入关节表面的摩擦系数，进而能够降低人工植入关节表面的磨损，提高关节的使用稳定性，延长关节的使用寿命。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种人工植入关节。根据本发明的实施例，该人工植入关节表面具有前面所述的聚合物涂层。发明人发现，本发明的该人工植入关节表面的摩擦系数极低，从而能够大大降低人工植入关节表面的磨损，提高关节的使用稳定性，延长关节的使用寿命，有效避免二次手术给患者带来的心理和生理上的痛苦。

根据本发明的实施例，所述人工植入关节表面的摩擦系数不高于0.01。由此，有利于降低人工植入关节表面的磨损，大大提高关节的使用稳定性、延长关节的使用寿命，能够有效避免二次手术给患者带来的心理和生理上的痛苦。

附图说明

图1显示了根据本发明的一个实施例，聚四氟乙烯模具的结构示意图；

图2显示了根据本发明的一个实施例，摩擦系数测定实验的方法示意图；以及

图3显示了根据本发明的一个实施例，表面具有聚乙烯膦酸涂层的钛合金基底片的X射线光电子能谱谱图。

具体实施方式