[发明专利]一种医疗级改性聚醚醚酮及制备方法

说明书

本发明公开一种医疗级改性聚醚醚酮，同时还提供了其制备方法，采用“先溶液分散，再研磨分散，再高速分散，后注射共混”的工艺。通过分散液均匀分纳米材料和聚醚醚酮得到共混物，烘干后经研磨设备研磨分散，再与其余聚醚醚酮通过高速搅拌机混合均匀，即可进行挤出加工，得到新型聚醚醚酮复合材料的塑料颗粒。该复合材料具有优良的力学性能和生物学性能，其力学强度超过纯聚醚醚酮的2倍，也可应用于航空航天材料和生物工程材料相关的领域。

技术领域：

本发明公开一种医疗级改性聚醚醚酮，同时还提供了其制备方法，适合医用领域中使用的改性聚醚醚酮复合材料，属于高分子材料技术领域。

背景技术

目前广泛应用于临床的钛及钛合金金属具有极好的机械强度，但是其加工困难，而且与有机体的亲和性、生物相容性较差。陶瓷基骨植入材料的力学强度远远高过骨组织，将其植入体内后容易发生应力遮挡，进而引起骨吸收、骨萎缩，并进一步导致植入体松动引起一系列并发症。传统高分子材料像PMMA、HDPE、PLA等，其力学强度远低于骨骼的强度，达不到植入要求。

聚醚醚酮（PEEK）是一种全芳香半结晶高聚物，机械性能良好，且具有优异的耐辐射性、绝缘性等特点，在许多特殊领域可替代金属、陶瓷等传统材料，减轻重量且不影响使用性能。在医疗器械领域，PEEK在脊柱手术、外伤和骨科类医疗产品的临床应用越来越广泛。与其他植入材料相比，PEEK具有较好的生物相容性以及可调的力学性能，用PEEK制造的人工骨的弹性模量与骨组织相匹配，且其具有高强度、耐溶剂性及经反复灭菌而机械强度不退化，因此PEEK具有明显的优势，更适合进行长期体内植入。但PEEK作为生物惰性材料，其缺乏生物活性，应用于骨修复、骨整合时与活体组织之间不能形成稳定的界面，难以与人体骨骼形成骨融合，使得PEEK在医用领域中的使用极大的受到限制。

发明内容：

针对这一不足，本专利开发了医疗级的PEEK复合材料的制备方法，以提高PEEK的骨整合性能。即用独特的工艺将纳米材料与PEEK复合，可显著提高PEEK的生物活性，并保证足够的强度和良好的生物相容性，具有较高的临床使用价值和广阔的市场前景。

本发明要解决的技术问题在于提供一种医疗级改性聚醚醚酮的制备方法。

本发明提供了纳米材料、耐高温偶联剂与聚醚醚酮复合得到的复合材料。

本发明还提供了上述技术方案所述的复合材料的制备方法，包括复合材料的配方及复合材料的制备工艺。

包括如下步骤：

1.将偶联剂、纳米材料按照质量比为:（0.01~0.1）：1的比例称取，置于乙醇和水的混合溶液中高速剪切分散，其中，乙醇和水的体积比为1：9~9:1，剪切分散速度为400~1200r/min，分散1~9小时后加入聚醚醚酮粉末，其中，聚醚醚酮粉末与纳米材料的质量比为1~3:1，继续分散1~5个小时后过滤，将得到的预混物置于150℃~160℃的烘箱中进行烘干，烘干时间为8~24h；

2.将得到的预混物添加到研磨设备中进行研磨分散，研磨速度为800~2000r/min，研磨时间为5min~20min；

3.将研磨得到的共混物与剩余聚醚醚酮粉料置于高速搅拌机中共混，搅拌时间为5min~20min，搅拌速率为800~1500r/min；

4.将上述步骤的共混物置于挤出机中进行挤出，挤出设备为双螺杆挤出机，挤出温度为330~420℃，冷却方式采用风冷，切粒后得到产品。

优选的，所述加入的耐高温偶联剂为γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种混合物。

优选的，所述加入的纳米材料为羟基磷灰石（HA）、纳米氟磷灰石、纳米二氧化钛中的一种或几种混合物。

优选的，所述加入的耐高温偶联剂与纳米材料的质量比为0.1:10~0.6:10。