[发明专利]一种在聚醚醚酮表面制备多尺度多孔结构的方法

说明书

本公开涉及生物医用高分子材料表面改性技术领域，具体为一种在聚醚醚酮表面制备多尺度多孔结构的方法，包括：将聚醚醚酮置于超声场中进行磺化处理，在聚醚醚酮表面形成多尺度多孔结构。磺化产生100‑2000nm小尺度孔，可以调控细胞行为；超声空蚀产生的大尺度孔洞(50‑250μm)，允许组织和血管长入，两者结合既允许组织和血管长入，又能对细胞行为进行调控。

技术领域

本公开涉及生物医用高分子材料表面改性技术领域，具体为一种在聚醚醚酮表面制备多尺度多孔结构的方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

聚醚醚酮(PEEK)作为可以“替代金属”的生物医用高分子材料，近年来已经广泛的应用于脊椎融合器、颅骨修复、人工髋关节等硬组织修复领域。聚醚醚酮的生物相容性好，得益于其优异的化学稳定性，植入体内不会产生任何对人体有害的化学物质。聚醚醚酮的力学性能可以媲美一些金属材料，可以满足植入体承重的需求，其弹性模量约为3-4Gpa，相较于金属更接近人体皮质骨的弹性模量(17-20Gpa)，可以有效避免“应力遮挡”的产生；此外，聚醚醚酮的射线可透过性、优良的耐磨损性能、可反复消毒等性能都使得聚醚醚酮成为极具前景的硬组织修复植入材料。

但是聚醚醚酮表面是生物惰性的，植入体内容易在其表面与骨组织之间产生纤维组织包裹层，无法产生牢固的骨整合，容易导致植入体松动，甚至移位失效。为了提高聚醚醚酮与骨组织之间的机械锁合，在聚醚醚酮表面构建多孔结构是一种常见的策略。

将多孔结构限制在材料表面可以保持材料整体的力学性能，使其可以应用于承重部位。不同孔径的微孔对细胞的行为的调控也是不同的。研究表明，植入物表面为微米尺度的结构时(1-10μm)，可以调节成骨细胞的迁移和生长；植入物表面为纳米尺度结构时(1～100nm)，可以调控与材料接触的细胞的粘附、增殖和基因表达。植入物表面为更大的尺度结构时可以促进骨整合，植入体表面孔径尺寸在5～40μm时，纤维组织可以长入；孔径在40～100μm时，非矿化骨样组织可以长入。而同时具有微纳多尺度复合结构的植入体表面最适合细胞的生长和长入。

磺化是在聚醚醚酮表面制备三维网状连通孔的方法之一，将聚醚醚酮室温下浸泡在浓硫酸中数分钟，再用去离子水进行清洗，即可制备出孔径为0.5-2μm的三维网状连通孔结构。经磺化后，聚醚醚酮植入体的生物活性、细胞相容性、骨整合能力都有了显著增强(Zhao,Y.,et al.,Cytocompatibility,osseointegration,and bioactivity of three-dimensional porous and nanostructured network on polyetheretherketone.Biomaterials,2013.34(37):p.9264-9277.)。但是，发明人发现，单纯的磺化方法制备出的微孔尺寸单一，没有大尺寸的孔洞结构，骨组织和血管无法长入植入体表面。因此，如何在聚醚醚酮表面制备出多尺度的多孔结构，目前没有检索到国内外相关文献资料的报道。

发明内容

为了解决上述问题，克服传统磺化方法只能在聚醚醚酮表面制备单一尺度多孔结构的缺点，本公开提供了一种在聚醚醚酮表面制备多尺度多孔结构的方法。磺化产生100-2000nm小尺度孔，可以调控细胞行为；超声空蚀产生的大尺度孔洞(50-250μm)，允许组织和血管长入，两者结合既允许组织和血管长入，又能对细胞行为进行调控。

具体地，本公开的技术方案如下所述：

在本公开的第一方面，一种在聚醚醚酮表面制备多尺度多孔结构的方法，包括：将聚醚醚酮置于超声场中进行磺化处理，在聚醚醚酮表面形成多尺度多孔结构。

在本公开的第二方面，一种聚醚醚酮，由所述的在聚醚醚酮表面制备多尺度多孔结构的方法制备得到。