一種骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其形狀可以是根據(jù)使用要求制備的任何形狀，其包括聚醚醚酮基體和具有良好生物相容性的多孔金屬層，該多孔金屬層設(shè)置于所述聚醚醚酮基體的外周表面且嵌入該聚醚醚酮基體中，所述多孔金屬層的表面設(shè)有生物活性涂層；其中，多孔金屬層是采用醫(yī)用的金屬纖維纏繞而成，聚醚醚酮基體的材質(zhì)是醫(yī)用的任何成分的聚醚醚酮，或是經(jīng)過改性的聚醚醚酮，或是經(jīng)過摻雜的聚醚醚酮，或是經(jīng)過增強(qiáng)的聚醚醚酮，生物活性涂層為微弧氧化層、陽(yáng)極氧化層、羥基磷灰石涂層、摻雜鍶的羥基磷灰石涂層和生物活性陶瓷涂層中的一種或幾種的結(jié)合。本實(shí)用新型有效改善了PEEK的骨整合能力、生物學(xué)性能和力學(xué)性能，還有效降低了制備成本。
【專利說(shuō)明】
一種骨整合性能増強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于骨修復(fù)和骨移植的骨科材料，具體涉及一種骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚醚醚銅(PEEK)為一種新型的有機(jī)高分子化合物，具有放射線半透射性和彈性模量介于骨松質(zhì)與骨密質(zhì)之間的優(yōu)點(diǎn)，在損傷、脊椎、關(guān)節(jié)和整形等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是PEEK作為生物惰性材料，缺乏生物活性，應(yīng)用于骨修復(fù)、骨整合時(shí)與活體組織之間不能形成穩(wěn)定的界面，難以與人體骨骼形成骨融合，從而限制了其作為骨修復(fù)材料的應(yīng)用。 針對(duì)這一不足，許多學(xué)者開發(fā)了不同的增強(qiáng)骨整合性能的PEEK結(jié)構(gòu)材料，以提高其成骨效能，包括:PEEK-羥基磷灰石(HA)復(fù)合結(jié)構(gòu)、PEEK-HA-碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)、納米氟磷灰石-PEEK 復(fù)合結(jié)構(gòu)和納米二氧化鈦-PEEK復(fù)合結(jié)構(gòu)。但這些生物復(fù)合涂層無(wú)法與聚醚醚酮基體形成較強(qiáng)的結(jié)合，且制備成本較高，對(duì)提高PEEK的生物活性效果并不理想。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，以有效改善PEEK的生物學(xué)性能、力學(xué)性能和骨整合能力，同時(shí)降低制備成本。
[0004] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是：
[0005] —種骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括聚醚醚酮基體和具有良好生物相容性的多孔金屬層，該多孔金屬層設(shè)置于所述聚醚醚酮基體的外周表面且嵌入該聚醚醚酮基體中，所述多孔金屬層的表面設(shè)有生物活性涂層。
[0006] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的多孔金屬層是采用醫(yī)用的金屬纖維纏繞而成，所述金屬纖維為鈦或鈦合金纖維、鉭或鉭合金纖維、鎂合金纖維或者不銹鋼纖維。
[0007] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的多孔金屬層的孔隙大小和孔隙率以及所述金屬纖維的絲徑大小根據(jù)不同場(chǎng)合下的生物醫(yī)用要求進(jìn)行調(diào)整。
[0008] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的多孔金屬層的孔隙率為10?71%;所述金屬纖維的絲徑為0·005?3mm〇
[0009] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的形狀為包括塊狀、球形、柱形和片狀在內(nèi)的目前醫(yī)用的任何形狀。
[0010] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的多孔金屬層嵌入并充滿整個(gè)所述聚醚醚酮基體。
[0011] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的多孔金屬層嵌入所述聚醚醚酮基體的表層部分。
[0012] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的聚醚醚酮基體的材質(zhì)是醫(yī)用的任何成分的聚醚醚酮，或是經(jīng)過改性的聚醚醚酮，或是經(jīng)過摻雜的聚醚醚酮，或是經(jīng)過增強(qiáng)的聚醚醚酮。
[0013] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的生物活性涂層為微弧氧化層、陽(yáng)極氧化層、羥基磷灰石涂層、摻雜鍶的羥基磷灰石涂層和生物活性陶瓷涂層中的一種或幾種的結(jié)合。
[0014]與現(xiàn)有的骨植入材料相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0〇15] 1、多孔金屬層的表面經(jīng)過生物活性處理，設(shè)有生物活性涂層，因而有效地改善了
PEEK的生物活性，顯著改善了PEEK的骨整合能力；
[0016] 2、多孔金屬層與PEEK基體材料有較高的粘附力，對(duì)PEEK基體材料的力學(xué)性能有較大的提高，同時(shí)多孔金屬層內(nèi)的多孔結(jié)構(gòu)具有促進(jìn)骨長(zhǎng)入的能力；
[0017] 3、降低了制備成本；
[〇〇18] 4、性能優(yōu)異，可以滿足大多數(shù)骨填充、骨修復(fù)、骨移植的應(yīng)用要求，例如:椎間融合
器、椎體置換、股骨病、髖白杯、固定螺釘和固定板等。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2是圖1結(jié)構(gòu)的外觀示意圖。
[0021] 圖3是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖。
[〇〇22]圖4是圖3結(jié)構(gòu)的外觀示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本實(shí)用新型為一種骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，如圖1和圖3所示，其包括聚醚醚酮基體1和具有良好生物相容性的多孔金屬層2。所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的形狀可以根據(jù)使用要求加工。制備成目前已經(jīng)醫(yī)用的任何形狀，包括塊狀、圓柱、半球、球形、柱形和片狀等。
[0024] 所述的多孔金屬層2設(shè)置于所述聚醚醚酮基體1的外周表面且嵌入該聚醚醚酮基體1中，是一種梯度結(jié)構(gòu)，因此與聚醚醚酮基體1有較強(qiáng)的附著力。該多孔金屬層2是采用具有生物活性的醫(yī)用的金屬纖維纏繞而成，所述金屬纖維為鈦或鈦合金纖維、鉭或鉭合金纖維、鎂合金纖維或者不銹鋼纖維。所述的金屬纖維的絲徑大小可根據(jù)使用場(chǎng)合和使用要求靈活選擇，一般為0.005?3mm。所述多孔金屬層2的厚度、孔隙大小和孔隙率等結(jié)構(gòu)參數(shù)亦可以根據(jù)不同場(chǎng)合下的生物醫(yī)用要求進(jìn)行調(diào)整，一般為10?71%。
[0025] 所述多孔金屬層2的表面設(shè)有生物活性涂層，具有促進(jìn)骨長(zhǎng)入能力，因而能夠進(jìn)一步改善該復(fù)合結(jié)構(gòu)的生物活性和成骨性能。所述的生物活性涂層為微弧氧化層、陽(yáng)極氧化層、羥基磷灰石涂層、摻雜鍶的羥基磷灰石涂層和生物活性陶瓷涂層中的一種或幾種的結(jié)合。
[0026] 所述的多孔金屬層2可以嵌入并充滿整個(gè)所述聚醚醚酮基體1，有較強(qiáng)的結(jié)合力， 如圖2所示;也可以嵌入所述聚醚醚酮基體1的表層部分，如圖4所示。
[0027] 作為所述的聚醚醚酮基體1的材質(zhì)的高分子材料可以是醫(yī)用的任何成分的聚醚醚酮，或是經(jīng)過改性的聚醚醚酮，或是經(jīng)過摻雜的聚醚醚酮，或是經(jīng)過增強(qiáng)的聚醚醚酮。
[〇〇28]以下為本實(shí)用新型的實(shí)施例。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 采用醫(yī)用級(jí)的直徑0.005mm的鈦絲，用繞制機(jī)械制備成設(shè)定形狀和設(shè)定孔隙率的多孔鈦，其孔隙率為45%，將該多孔鈦嵌入PEEK的表層，將形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)制成椎間融合器形狀，多孔鈦層的厚度為2mm，改善了PEEK的生活活性，在PEEK基體上有較高的粘附強(qiáng)度。
[0031] 實(shí)施例2
[0032] 采用醫(yī)用級(jí)的直徑3mm的鈦鉭合金絲，用繞制機(jī)械制備成設(shè)定形狀和設(shè)定孔隙率的多孔金屬，其孔隙率為10%，將該多孔金屬埋入并充滿整個(gè)聚醚醚酮基體，制備成股骨柄形狀，強(qiáng)化了植入物在骨上的固定力。
[0033] 實(shí)施例3
[0〇34] 采用醫(yī)用級(jí)的直徑為0.27mm的316L不銹鋼絲，用繞制機(jī)械制備成設(shè)定形狀和設(shè)定孔隙率的多孔不銹鋼，其孔隙率為71%，將該多孔不銹鋼埋入并充滿整個(gè)PEEK，制備成髖臼杯形狀，改善了PEEK的力學(xué)性能，提高了PEEK的骨整合能力。
[0035] 實(shí)施例4
[0036] 采用醫(yī)用級(jí)的直徑為1mm的鉭絲，用繞制機(jī)械制備成設(shè)定形狀和設(shè)定孔隙率的多孔鉭，其孔隙率為30%，將該多孔鉭埋入PEEK中，形成表層厚度為1.5mm的多孔鉭層，制備成固定板和固定釘?shù)男螤?，不僅改善了PEEK的力學(xué)性能，更為重要的是多孔鉭層與PEEK有較高的附著力，同時(shí)有效改善了其生物活性。
[0037] 上述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，必須指出的是，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)內(nèi)容所作的各種等效修改、變化與修正，都應(yīng)成為本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述復(fù)合結(jié)構(gòu)包括 聚醚醚酮基體和具有良好生物相容性的多孔金屬層，該多孔金屬層設(shè)置于所述聚醚醚酮基 體的外周表面且嵌入該聚醚醚酮基體中，所述多孔金屬層的表面設(shè)有生物活性涂層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所 述的多孔金屬層是采用醫(yī)用的金屬纖維纏繞而成，所述金屬纖維為鈦或鈦合金纖維、鉭或 鉭合金纖維、鎂合金纖維或者不銹鋼纖維。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所 述的多孔金屬層的孔隙率為10?71 % ;所述金屬纖維的絲徑為0.005?3mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所 述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的形狀為塊狀、球形、柱形或片狀。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所 述的多孔金屬層嵌入并充滿整個(gè)所述聚醚醚酮基體。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所 述的多孔金屬層嵌入所述聚醚醚酮基體的表層部分。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所 述的聚醚醚酮基體的材質(zhì)是經(jīng)過改性的聚醚醚酮，或是經(jīng)過增強(qiáng)的聚醚醚酮。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨整合性能增強(qiáng)型聚醚醚酮材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所 述的生物活性涂層為微弧氧化層、陽(yáng)極氧化層、羥基磷灰石涂層、摻雜鍶的羥基磷灰石涂層 或生物活性陶瓷涂層。
【文檔編號(hào)】A61L27/54GK205460047SQ201620042574
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日
【發(fā)明人】何國(guó), 江國(guó)鋒
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)