钐锰钴合金/聚氨酯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，涉及一种钐锰钴合金/聚氨酯支架材料的制备方法。该支架材料的制备方法的包括聚氨酯支架材料清洗、表面改性，催化活化及化学镀钐锰钴合金。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7.1，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。钐锰钴合金/聚氨酯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
，涉及一种钐锰钴合金/聚氨酯支架材料的制备方法。
技术介绍
生物材料可用于人体的不同部分，如人工心脏瓣膜、血管支架、肩、膝盖、髋关节、肘、耳和牙等结构，也被用作心脏模拟器、尿管重建。而所有这些应用中，脊椎、髋部和膝关节的置换比例相当的高。人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展促进了生物材料的迅猛发展。首先，生物医用材料必须具有所需的医疗功能：对硬组织替换材料而言，即理想的力学性能。其次，由于生物医用材料与人体直接接触，还必须具有绝对安全可靠性，即生物相容性。生物医用材料植入人体后，会产生宿主反应和材料反应。前者是人体组织对材料作用的反应，后者是材料对人体生理环境作用的反应。这两种反应必须应对人体不产生毒害作用。不引起人体免疫排斥和过敏反应：不引起细胞突变、畸变、癌变：不损害人体组织：不凝血和溶血等。近年来由于社会的不断发展，科学技术水平的进步，全世界对功能性材料的需求越来越大，尤其是生物高分子材料。聚氨酯作为一种重要的生物高分子材料一直是研究的热点，在许多人工器官和医疗装置中发挥着至关重要的作用。虽然，聚氯乙烯、聚乙烯和硅橡胶等，都早于聚氨酯应用于生物材料领域，但是由于聚氨酯具有如下突出的优点：材料的性能可以调节，物理机械性能范围宽，加工性能好；生物相容性优良；抗扭结性好；表面光滑等，这就使聚氨酯成为一种“理想生物材料”。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。本专利技术是在聚氨酯表面被覆一层钐锰钴合金层，核心工艺是在铜镍复合催化活化下，在化学镀溶液中，稀土元素钐进入锰钴合金的晶格中，形成更加致密稳定的合金层，这样有效的将聚氨酯与人体隔离，使聚氨酯有机碳溢出率降低99％以上，不仅如此，钐锰钴合金/聚氨酯支架材料的莫氏硬度可达到7.1，是目前所有金属/聚氨酯复合支架材料中最好的；经180天模拟人体体液腐蚀测试，钐锰钴合金/聚氨酯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，本专利技术提出的钐锰钴合金/聚氨酯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
，涉及一种钐锰钴合金/聚氨酯支架材料的制备方法。该制备方法的步骤如下：1)将聚氨酯支架依次用重量百分比浓度为10％的氢氧化钾水溶液、5％的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干；2)将洗净的聚氨酯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，得改性聚氨酯支架；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：3-巯基丙基三乙氧基硅烷浓度3～6g/L，氰基丙烯酸丁酯浓度9～12g/L，过氧化叔丁醇浓度1～3g/L，丙酮浓度100～200g/L。3)将改性聚氨酯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，得活化聚氨酯支架；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：硝酸亚铜浓度20～30g/L，硝酸镍浓度20～30g/L，柠檬酸钠浓度20～30g/L。4)将活化聚氨酯支架置于钐锰钴化学镀溶液中，于75℃化学镀3小时，取出洗净，烘干，得钐锰钴合金/聚氨酯支架材料。其中钐锰钴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：硝酸钐浓度20～30g/L；硝酸钴浓度20～30g/L；硝酸锰浓度40～60g/L；乙二胺四乙酸二钠浓度30～60g/L；柠檬酸钠浓度60～90g/L；二甲氨基硼烷浓度3～6g/L；硫酸铵浓度6～9g/L。5)钐锰钴合金/聚氨酯支架材料测试表征。将钐锰钴合金/聚氨酯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，并与聚氨酯支架材料相比较，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，计算钐、锰、钴离子的溢出率；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，NaHCO30.35g/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钐锰钴合金/聚氨酯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将聚氨酯支架依次用重量百分比浓度为10％的氢氧化钾水溶液、5％的双氧水溶液、去
离子水洗净、烘干。将3.3g 3-巯基丙基三乙氧基硅烷，9.8g氰基丙烯酸丁酯，2.8g过氧化叔丁醇溶于158g丙酮中，添加去离子水，配成体积为1L的改性剂溶液。将洗净的聚氨酯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，得改性聚氨酯支架。将23.3g硝酸亚铜，23.7g硝酸镍，25.6g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。将改性聚氨酯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，得活化聚氨酯支架。将24.3g硝酸钐，23.8g硝酸钴，43.1g硝酸锰，51.3g乙二胺四乙酸二钠，76.8g柠檬酸钠，4.4g二甲氨基硼烷，8g硫酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为1L的钐锰钴化学镀溶液。将活化聚氨酯支架置于钐锰钴化学镀溶液中，于75℃化学镀3小时，取出洗净，烘干，得钐锰钴合金/聚氨酯支架材料。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。将钐锰钴合金/聚氨酯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，并与聚氨酯支架材料相比较，计算有机碳溢出降低率为99.1％；以能量弥散X射线探测器(EDX)测试支架材料的元素含量，计算钐、锰、钴离子的溢出率分别为0.32ppm、0.66ppm、0.81ppm；以万能材料试验机测试支架材料的弯曲模量为1.15GPa，以莫氏硬度计测试支架材料的表面硬度为7.5。实施例2将聚氨酯支架依次用重量百分比浓度为10％的氢氧化钾水溶液、5％的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。将4.2g 3-巯基丙基三乙氧基硅烷，10.2g氰基丙烯酸丁酯，2.5g过氧化叔丁醇溶于125g丙酮中，添加去离子水，配成体积为1L的改性剂溶液。将洗净的聚氨酯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，冷却至室温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钐锰钴合金/聚氨酯支架材料的制备方法，其特征在于：1）将聚氨酯支架依次用重量百分比浓度为10%的氢氧化钾水溶液、5% 的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干；2）将洗净的聚氨酯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，得改性聚氨酯支架；3）将改性聚氨酯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，得活化聚氨酯支架；4）将活化聚氨酯支架置于钐锰钴化学镀溶液中，于75℃化学镀3小时，取出洗净，烘干，得钐锰钴合金/聚氨酯支架材料。

【技术特征摘要】
1.一种钐锰钴合金/聚氨酯支架材料的制备方法，其特征在于：1）将聚氨酯支架依次用重量百分比浓度为10%的氢氧化钾水溶液、5% 的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干；2）将洗净的聚氨酯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，得改性聚氨酯支架；3）将改性聚氨酯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，得活化聚氨酯支架；4）将活化聚氨酯支架置于钐锰钴化学镀溶液中，于75℃化学镀3小时，取出洗净，烘干，得钐锰钴合金/聚氨酯支架材料。2.如权利要求1所述的钐锰钴合金/聚氨酯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：3-巯基丙基三乙氧基硅烷浓度 3...

【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