[发明专利]一种对聚乙烯型整形外科植入元件表面快速改性的方法

说明书

本发明涉及一种对聚乙烯型整形外科植入元件表面快速改性的方法，本发明的对聚乙烯型整形外科植入元件表面改性不使用其他材料包覆，也不使用任何强氧化剂和强酸，对于材料的改性选择性的将材料表层分子的亚甲基氧化成羰基和羟基等极性基团，增加材料与PMMA骨胶的粘附性，不会造成材料分子链断裂，不像现有技术使用的自由基引发剂那样会导致链段的交联或者降解，不影响聚合物的分子量分布，对材料的机械性能，热稳定性和安全性没有影响。

技术领域

本发明涉及一种对聚乙烯型整形外科植入元件表面快速改性的方法，属于医疗外科材料领域。

背景技术

聚乙烯型整形外科植入元件是使用超高分子量聚乙烯制成的整形外科植入元件，例如胫骨、髌骨、髋臼和肩臼元件。由于聚乙烯表面缺乏活泼的官能团、结晶度高，所以其几乎没有极性，很难和其它极性聚合物混在一起，现有技术一般是通过PMMA骨骼接合剂通过机械固定而将聚乙烯型整形外科植入元件牢固固定至患者的骨骼上，固定效果差，容易出现脱落隐患。

CN105820363A公开了一种聚乙烯塑料片材的表面改性方法，包括以下步骤，聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，60～70℃加热处理10～15分钟后，涂覆改性组分，室温至50℃放置28～35小时，完成聚乙烯塑料片材的表面改性；所述粘接组分由丙烯酸酯预聚体、三甲基硅氧基硅酸酯、亚磷酸二乙酯、四唑以及丙三醇混合得到；所述丙烯酸酯预聚体由丙烯酸正丁酯与苯乙烯制备得到；所述改性组分由环氧树脂、胺类固化剂、羟胺钾、双酚A二酐、丙酮混合得到。以上方法采用的聚乙烯表面改性方法不但工艺时间长，而且要引入胺类固化剂或其他物质，不适用于整形外科植入元件的表面改性。

现有技术通过化学试剂氧化、等离子体处理、电晕放电处理、光氧化表面改性处理或辐射接枝处理等方法进行表面改性。经以上处理后的聚乙烯元件其表面粗糙度增加，并在超高分子量聚乙烯纤维表面引入羧基、羰基或者羟基等极性官能团，从而增强纤维与聚合物基体材料的机械啮合及化学结合。但以上各种方法均存在着一定的缺陷，如经等离子体处理后的聚乙烯元件的活性基团的衰减率比较大，并且该处理方法需要较高真空，要求气压小于40Pa， 因此难以实现连续化工业生产；电晕放电处理聚乙烯元件效果不是很明显，并且在很大程度上受到了作业间歇性的限制， 因此实现工业化、连续化还存在很大的难度；辐射接枝处理聚乙烯元件，由于纤维需要经过一定时间的辐照，所以间歇作业在很大程度上限制了它的应用；化学试剂氧化聚乙烯元件比较易于控制，易于连续化生产，但是高锰酸钾，重铬酸钾和硝酸等强氧化剂的使用会带来材料染色、重金属残留和材料强度下降的现象问题，也不适合用于整形外科植入元件的表面改性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种对聚乙烯型整形外科植入元件表面快速改性的方法，以克服上述问题。

一种对聚乙烯型整形外科植入元件表面快速改性的方法，其方案为：

将聚乙烯型整形外科植入元件放入到耐压反应釜中，加入溶剂将聚乙烯型整形外科植入元件浸没，然后加入氧化催化剂搅拌混合均匀后在反应釜中充入氧化气，然后加热反应25-45min，完成后冷却到室温，将聚乙烯型整形外科植入元件取出，用乙醇冲洗干净后干燥，即可完成所述的一种对聚乙烯型整形外科植入元件表面快速改性；其特征在于所述的氧化催化剂为一种含氟金属配合物，其制备方法如下：

按照质量份数，将1.96-2.58份的2,2,2-三氟乙醛，20-30份的吡咯和18-28份的二氯甲烷加入到反应釜中搅拌混合均匀后加入0.2-0.5份的三氟化硼乙醚溶液，控温25-35℃搅拌反应2-5h，完成后用0.6-1份的三乙胺淬灭催化剂，然后加入1.3-1.8份的2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌，搅拌反应30-60min后完成反应，纯化后得到含氟环状配体；将0.5-1.2份的含氟环状配体加入到40-60份的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀后加入2.3-4.2份的金属乙酸盐，控温110-130℃，搅拌反应1-5h，完成后分离纯化即可得到所述的含氟金属配合物。

进一步的，所述的金属乙酸盐为乙酸镧或乙酸钌或乙酸铈或乙酸钴。