[发明专利]一种多孔聚醚醚酮及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种多孔聚醚醚酮及其制备方法与应用，所述方法为：以块体或片材PEEK材料为主体，通过热压法将无机颗粒融入PEEK表面，然后采用溶液溶解无机颗粒，从而在PEEK材料表面形成一层多孔结构。该制备方法增强了PEEK植入物的早期稳定性和组织愈合特性，同时提高PEEK材料界面的力学性能。本发明的方法简单，成本较低，可以大量制备，且功能全面，克服了现有技术的缺陷与不足，可实现同时快速修复组织并保持植入物长期稳定性。

技术领域

本发明属于聚醚醚酮加工技术领域，具体涉及一种多孔聚醚醚酮及其制备方法与应用。

背景技术

聚芳基醚酮(PAEK)是一类高性能半结晶热塑性聚合物，已广泛应用于各种工业领域，包括汽车、航空航天和电子工业。自1998年获得美国食品药品监督管理局(FDA)确认其良好生物相容性以来，PAEK材料聚醚醚酮(PEEK)由于其优异的机械性能、耐化学腐蚀性和射线透过性，已经广泛应用于脊柱融合、关节置换、创伤修复以及颅颌面和牙科治疗。然而，PEEK常常表现出与宿主骨骼的不良骨整合，特别是在病理条件下，这妨碍了其在临床应用中的长期稳定性。

为了克服这一缺陷，已经开发出各种策略，包括表面改性和微孔结构化，以增强PEEK植入物的骨整合性能。例如，刘等通过磁控溅射法将锌离子结合到磺化的PEEK表面中[Adv.Sci.5,1800749(2018)]。其研究结果表明，表面修饰的PEEK可以诱导巨噬细胞极化为一种抗炎表型，该表型可以分泌几种成骨细胞因子来改善骨整合。通过共价表面修饰策略将亲水性氧胺和肼亲核试剂引入PEEK的二芳基酮部分，从而促进了MC3T3-E1细胞的成骨分化和矿化钙沉积[ACS Appl.Bio Mater.1,1047–1055(2018)]。尽管这些策略在组织修复性能方面有一定的作用，但是由于PEEK的化学惰性和表面疏水性，这些策略的修饰效果在一定程度上受到限制。通过粉末烧结(或压塑)在整个PEEK植入物中引入微孔结构可以促进细胞的迁移和增殖，增强血管和骨骼组织的向内生长，从而提高植入物的固定性[Biomaterials,26(2005),5474-5491]。总之，多孔PEEK植入物表现出增加的骨整合。然而，由于高孔隙率和粉末烧结过程中产生的相对较弱的局部结合力，它们的力学强度被极大地降低[J.Appl.Biomater.Funct.Mater.,11(2013),pp.e35-44]。

相对于PEEK材料整体的微孔改性，在PEEK表面构建多孔结构可以促进植入物的骨整合性能并保持整体力学性能。多孔的表面层可以保留植入物的强度，为骨的向内生长提供足够的空间。通过磺化方法可以在PEEK材料表面构建多孔结构[专利号201610879767.5]。但是此方法制备多孔的孔径较小，难以实现微米级的结构。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种多孔聚醚醚酮的制备方法。

本发明通过热压法在聚醚醚酮表面原位构建连通多孔结构，赋予材料良好的骨整合特性，同时兼具良好的力学性能。

本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种多孔聚醚醚酮。

本发明的再一目的在于提供上述一种多孔聚醚醚酮的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种多孔聚醚醚酮的制备方法，包括以下步骤：

(1)在导热板表面铺展一层无机盐颗粒，加热至340～430℃；

(2)将聚醚醚酮(PEEK)材料于无机盐颗粒表面静置一段时间，然后加压使无机盐颗粒融入聚醚醚酮(PEEK)材料表面，保压一段时间；

(3)去除聚醚醚酮(PEEK)材料表面的无机盐颗粒，得到多孔聚醚醚酮。

优选地，步骤(1)所述无机盐颗粒为氯化钠、氯化钾和羟基磷灰石中的至少一种。