[发明专利]一种抗氧化耐磨的医用人工关节材料

说明书

本发明公开了一种抗氧化耐磨的医用人工关节材料，其制备方法包括如下步骤：(一)改性超高分子量聚乙烯；(二)加聚物的制备；(三)Ti‑Ce‑Ge‑Cr‑Ta合金粉的制备；(四)Ti‑Ce‑Ge‑Cr‑Ta合金粉的表面修饰；(五)人工关节材料成型。本发明公开的医用人工关节材料制备成本低廉，耐磨高强度高抗氧化性能，与宿主骨组织之间的生物固定性能佳，使用寿命长，并且无毒害，具有良好的生物相容性。

技术领域

本发明涉及植入体器件用材料技术领域，尤其涉及一种医用人工关节材料及其制备方法。

背景技术

随着现代医学与材料学的发展，医用假肢、人工关节、骨固定器，牙齿植入物，心脏瓣膜罩等用于制造植入人体内的医疗器件、假体或人工器官和辅助治疗设备在医疗卫生领域的应用日益广泛，随着该类手术越来越成熟，人造关节的需求量大幅度增加，并且上述部件在生物相容性、强度、塑性、耐腐蚀性方面有了长足的发展。人工关节治疗关节畸形和各种破坏性骨关节等疾病都有显著的效果，许多人工关节手术后的病人都有一种返老还童的感觉。

人工关节是为了治疗骨折和关节畸形、关节强直和各种破坏性骨关节等疾病，借助人工材料制成的可植入性假体，用以代替损伤或发生病变的关节。人工关节材料性能及其生物摩擦学特性对于关节使用质量及临床寿命起着决定性作用。理想的人工关节材料需要同时具有优异的生物相容性、生物力学相容性和生物结合性能，且需要其摩擦系数低、耐摩擦、耐磨损和耐腐蚀性好，磨损颗粒的形成率低，抗疲劳性能好。

目前，常见人工关节材料主要包括陶瓷关节材料、金属及合金关节材料和有机高分子关节材料。金属/金属关节和陶瓷/陶瓷关节虽然耐磨性好，但加工精度要求高，成本高，而且对手术技术要求高。有机高分子关节材料凭借良好的耐磨性、力学性能以及生物相容性，成为人工关节置换材料的首选。然而，在长期使用过程中有机高分子关节材料不断磨损产生磨屑，易激发巨噬细胞吞噬反应，引发骨质溶解，导致假体松动和脱位，需要进行二次翻修手术，使用寿命短。

申请公布号为CN107754013A的中国发明专利公开了高抗氧高交联超高分子量聚乙烯人工关节材料及制备方法，该人工关节材料由多酚类抗氧化剂表没食子儿茶素没食子酸酯或通过棕榈酰氯酯化改性的脂溶性表没食子儿茶素没食子酸酯掺杂生物相容性超高分子量聚乙烯组成，通过模压成型后辐照交联制得，这种关节材料的综合使用性能优异，服役时间较长，但是辐射产生的残余自由基被束缚在晶相中，难以消除，长期服役中会导致材料氧化变脆，通过添加氧化剂虽然能在一定程度上提高材料的抗氧化性，但也能导致材料综合性能下降。

因此，开发一种高耐磨高强度高抗氧化性能，与宿主骨组织之间的生物固定性能佳，使用寿命长的人工关节材料符合市场需求，具有广泛的市场价值和实用前景。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种医用人工关节材料，该人工关节材料制备成本低廉，耐磨高强度高抗氧化性能，与宿主骨组织之间的生物固定性能佳，使用寿命长，并且无毒害，具有良好的生物相容性；同时，本发明还提供了所述医用人工关节材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种医用人工关节材料的制备方法，包括如下步骤：

Ⅰ改性超高分子量聚乙烯：将超高分子量聚乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、催化剂混合均匀形成混合料，后将混合料加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到改性超高分子聚乙烯；

Ⅱ加聚物的制备：将乙烯乙醇酸、N5-[(烯丙氧基)羰基]鸟氨酸、钛(4+)2-甲基丙烯酸酯2-丙醇(1:1:3)、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈混合均匀后，在氮气或惰性气体氛围70-80℃下搅拌反应4-6小时，制备得到加聚物；