铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料的制备方法技术

本发明专利技术属于生物医用材料技术领域，涉及一种铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料的制备方法。该支架材料的制备方法的包括聚醚醚酮支架材料清洗、表面改性，催化活化及化学镀铽锰镍合金。本发明专利技术制备方法的优点是：支架材料的有机碳溢出率降低99%以上，莫氏硬度可达到6.8，经180天模拟人体体液腐蚀测试，金属离子溢出率小于1ppm，即该材料具有极高的生物环境可靠性。铽锰镍合金/聚醚醚酮材料可用于组织工程支架材料，应用前景明朗，市场潜力巨大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医用材料
，涉及一种铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料的制备方法。
技术介绍
生物医用材料的生物响应在很大程度上受其表面附着(吸附)的蛋白质影响，而蛋白质在材料表面的吸附取决于生物材料的表面性质。材料的表面性质包括化学性质如亲水性、疏水性，也包括物理性质如表面粗糙度等，这些都会影响蛋白质吸附和细胞对材料的生物响应，从而改变生物材料与周围组织的相互作用。一些特殊的加工工艺可以只改变材料的最外层几个原子，从而实现材料的表面改性。医用金属材料作为生物惰性材料，近些年来对其表面改性的研究逐渐成为一个热点，利用表面改性赋予金属材料生物功能性，或是提高表面稳定性和耐磨性。表面化学性能、表面粗糙度、表面形貌都对生物金属材料的骨结合性具有直接影响。骨结合程度越高，力学性能越稳定，植入物失败的可能性就越小。因此对于在人体系统内长期服役的生物材料来说，需要综合考虑改善其植入特性。医用聚醚醚酮(PEEK)可替代金属用于手术和牙科器械、代替钛合金制造人造骨。微创手术临床操作时金属器械可能导致图像产生伪影或，影响医生手术视野，PEEK与不锈钢同样坚韧，但不会产生伪影。其耐热、耐磨、耐疲劳、耐辐照、耐腐蚀、耐水解、质量轻、自润滑性好、加工性能好，可经受反复高压灭菌。医用支架材料中，金属支架密度大，在体内存留人体负担大；聚合物支架密度小，人体负担小，但聚合物易降解，产生“有机碳”溢出，对人体不利；金属/聚合物复合材料型支架能结合二者的优点，但金属的种类有限，多以贵金属金、银、铂等为主，价格昂贵。本专利技术是在聚醚醚酮表面被覆一层铽锰镍合金层，核心工艺是在铁锰复合催化活化下，在化学镀溶液中，稀土元素铽进入锰镍合金的晶格中，形成更加致密稳定的合金层，这样有效的将聚醚醚酮与人体隔离，使聚醚醚酮有机碳溢出率降低99％以上，不仅如此，铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料的莫氏硬度可达到6.8，是目前所有金属/聚醚醚酮复合支架材料中最好的；经180天模拟人体体液腐蚀测试，铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料的金属离子溢出率小于百万分之一(1ppm)，说明该材料具有极高的生物环境可靠性。综上所述，本专利技术提出的铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料的制备方法具有突出的实质性特点和显著的进步，即具备创造性。
技术实现思路
本专利技术属于生物医用材料
，涉及一种铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料的制备方法。该制备方法的步骤如下：1)将聚醚醚酮支架依次用重量百分比浓度为10％的草酸水溶液、5％的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干；2)将洗净的聚醚醚酮支架置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于100℃干燥3小时，冷却至室温，得改性聚醚醚酮支架；其中改性剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为：乙烯基三乙氧基硅烷浓度3～6g/L，氰基丙烯酸乙酯浓度9～12g/L，过氧化碳酸二环己酯浓度1～3g/L，丙酮浓度100～200g/L。3)将改性聚醚醚酮支架置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3％的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化聚醚醚酮支架；其中活化剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为：硫酸亚铁浓度20～30g/L，硝酸锰浓度20～30g/L，柠檬酸钠浓度20～30g/L。4)将活化聚醚醚酮支架置于铽锰镍化学镀溶液中，于50℃化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料。其中铽锰镍化学镀溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为：硝酸铽浓度20～30g/L；硝酸锰浓度20～30g/L；硫酸镍浓度40～60g/L；磷酸二氢钠浓度30～60g/L；柠檬酸钠浓度60～90g/L；二甲氨基硼烷浓度3～6g/L；草酸铵浓度6～9g/L。5)铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料测试表征。将铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料置于模拟人体体液中，于37℃放置180天，取出，测试溶液中有机碳溢出量，并与聚醚醚酮支架材料相比较，计算有机碳溢出降低率；以能量弥散X射线探测器(EDX)测试支架材料的元素含量，计算铽、锰、镍离子的溢出率；以万能材料试验机测试支架材料的弯曲模量，以莫氏硬度计测试支架材料的表面硬度。其中模拟人体体液各成分含量：NaCl 8g/L，KCl 0.4g/L，NaHCO3 0.35g/L，CaCl2 0.14g/L，Na2HPO4 0.06g/L，KH2PO4 0.06g/L，MgSO4.7H2O 0.2g/L,葡萄糖1g/L。以本专利技术的制备方法制备的铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料可用于组织工程支架材料包括：骨、软骨、血管、神经、皮肤和人工器官，如肝、脾、肾、膀胱等的组织支架材料。具体实施方式下面通过实施例进一步描述本专利技术实施例1将聚醚醚酮支架依次用重量百分比浓度为10％的草酸水溶液、5％的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。将5.6g乙烯基三乙氧基硅烷，9.9g氰基丙烯酸乙酯，2.0g过氧化碳酸二环己酯溶于128g丙酮中，添加去离子水，配成体积为1L的改性剂溶液。将洗净的聚醚醚酮支架置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于100℃干燥3小时，冷却至室温，得改性聚醚醚酮支架。将21g硫酸亚铁，24g硝酸锰，23g柠檬酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为1L的活化剂溶液。将改性聚醚醚酮支架置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3％的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化聚醚醚酮支架。将26g硝酸铽，25g硝酸锰，45g硫酸镍，51g磷酸二氢钠，78g柠檬酸钠，4.6g二甲氨基硼烷，7.9g草酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为1L的铽锰镍化学镀溶液。将活化聚醚醚酮支架置于铽锰镍化学镀溶液中，于50℃化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料。将8g NaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3，0.14g CaCl2，0.06g Na2HPO4，0.06g KH2PO4，0.2g MgSO4.7H2O，1g葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为1L的模拟人体体液。将铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料置于模拟人体体液中，于37℃放置180天，取出，测试溶液中有机碳溢出量，并与聚醚醚酮支架材料相比较，计算有机碳溢出降低率为99.3％；以能量弥散X射线探测器(EDX)测试支架材料的元素含量，计算铽、锰、镍离子的溢出率分别为0.12ppm、0.34ppm、0.32ppm；以万能材料试验机测试支架材料的弯曲模量为1.56GPa，以莫氏硬度计测试支架材料的表面硬度为6.9。实施例2将聚醚醚酮支架依次用重量百分比浓度为10％的草酸水溶液、5％的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。将6g乙烯基三乙氧基硅烷，12g氰基丙烯酸乙酯，3g过氧化碳酸二环己酯溶于200g丙酮中，添加去离子水，配成体积为1L的改性剂溶液。将洗净的聚醚醚酮支架置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于100℃干燥3小时，冷却至室温，得改性聚醚醚酮支架。将30g硫酸亚铁，30g硝酸锰，30g柠檬酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为1L的活化剂溶液。将改性聚醚醚酮支架置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料的制备方法，其特征在于：1）将聚醚醚酮支架依次用重量百分比浓度为10%的草酸水溶液、5% 的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干；2）将洗净的聚醚醚酮支架置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于100℃干燥3小时，冷却至室温，得改性聚醚醚酮支架；3）将改性聚醚醚酮支架置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，用去离子水洗净，得活化聚醚醚酮支架；4）将活化聚醚醚酮支架置于铽锰镍化学镀溶液中，于50℃化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料。

【技术特征摘要】
1.一种铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料的制备方法，其特征在于：1）将聚醚醚酮支架依次用重量百分比浓度为10%的草酸水溶液、5% 的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干；2）将洗净的聚醚醚酮支架置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于100℃干燥3小时，冷却至室温，得改性聚醚醚酮支架；3）将改性聚醚醚酮支架置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，用去离子水洗净，得活化聚醚醚酮支架；4）将活化聚醚醚酮支架置于铽锰镍化学镀溶液中，于50℃化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料。2.如权利要求1所述的铽锰镍合金/聚醚醚酮支架材料的制备方法，其特征在于所述的改性剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为：乙烯基三乙氧基硅烷浓度 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝碧健，
申请(专利权)人：太仓碧奇新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32