[发明专利]一种多孔聚醚醚酮基涂层材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔聚醚醚酮基涂层材料及其制备方法，对聚醚醚酮表面进行处理，在聚醚醚酮表面形成多孔结构，采用冷喷涂技术或真空冷喷涂技术，将可降解材料粉末沉积在聚醚醚酮的多孔结构表面上，得到所述的多孔聚醚醚酮基复合材料；其中，可降解材料粉末采用羟基磷灰石、硅酸钙和β‑磷酸三钙中的一种或多种；本发明通过将聚醚醚酮的表面处理为多孔结构，有效提高了涂层与聚醚醚酮基材的接触面积，采用冷喷涂或真空冷喷涂，能够确保可降解材料进入多孔结构的内部，有效增加涂层和聚醚醚酮基材的结合强度；涂层采用可降解材料，可引导或诱导新生骨组织长入多孔结构内部，能够大大增强骨/植入物界面的骨整合性和稳定性。

技术领域

本发明属于涂层材料技术领域，特别涉及一种多孔聚醚醚酮基涂层材料及其制备方法。

背景技术

骨科临床常用内植物恢复关节与骨的完整性，常用的内植物材料为金属类材料，其弹性模量远远高于正常骨组织，易产生应力遮挡效应导致内植物失败；聚醚醚酮(PEEK)是一种热塑性塑料，其弹性模量接近人体骨组织，且化学性质稳定，生物相容性好，可加工性强，已被用于制备脊柱椎间融合器和韧带重建的固定锚钉；但是，PEEK缺乏生物活性，植入体内后骨整合效率低；因此，需要对PEEK进行改性以提高其生物活性和骨整合性。

现有技术中，常用于PEEK改性的方法包括：表面处理、制备复合物和表面涂层；其中，表面处理存在的问题：激活的材料表面在手术过程中和生理环境中不够稳定，受实验条件影响较大；制备复合物存在的问题：生物活性材料的掺入比例过高在一定程度上影响PEEK材料的力学特性；表面涂层基本上不会影响PEEK的力学性能，且表面被覆大量生物活性材料可大大提高PEEK的生物活性，但是涂层与基材的结合强度需要关注。

在制备生物涂层时采用的方法通常有热喷涂、等离子沉积及激光熔覆等工艺，但是在这些工艺中往往存在高温过程，不仅会使涂层产生裂纹和孔洞，还会引起生物涂层材料的分解与相变，从而导致涂层的均匀性、稳定性较差；因此，如何在PEEK植入物表面制备具有可降解功能和良好生物活性的涂层仍然属于一大技术难题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种多孔聚醚醚酮基涂层材料及其制备方法，以解决现有技术中利用表面涂层对聚醚醚酮改性时，涂层和基材的结合强度较低，稳定性较差，制备过程难度较大的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种多孔聚醚醚酮基涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、对聚醚醚酮表面进行处理，在聚醚醚酮表面形成多孔结构，得到具有多孔结构表面的聚醚醚酮；

步骤2、采用冷喷涂技术或真空冷喷涂技术，将可降解材料粉末沉积在聚醚醚酮的多孔结构表面上，得到所述的多孔聚醚醚酮基涂层材料；

其中，可降解材料粉末采用羟基磷灰石、硅酸钙和β-磷酸三钙中的一种或多种。

进一步的，步骤1中，对于聚醚醚酮表面进行处理过程，具体为：

将聚醚醚酮置于浓硫酸中浸泡4-6min，之后取出浸泡后的聚醚醚酮，进行冲洗去除残余硫酸，晾干后，得到具有多孔结构表面的聚醚醚酮。

进一步的，对浸泡后的聚醚醚酮进行冲洗时，首先采用蒸馏水反复冲洗3-5次；然后在超声震荡环境下，采用丙酮冲洗，去除残余硫酸；采用蒸馏水反复冲洗，去除残留丙酮。

进一步的，步骤2中，采用真空冷喷涂技术进行可降解材料粉末沉积的工艺参数为：

在真空环境及室温条件下进行喷涂，工作气体采用氦气、氮气和压缩空气中的一种，工作气体压力为0.1-1.0MPa，喷涂距离为4-10mm。

进一步的，步骤2中，采用冷喷涂技术进行可降解材料粉末沉积的工艺参数为：