The invention belongs to the technical field of biomedical macromolecule materials, and specifically relates to an anti-wear and anti-oxidation artificial hip joint. The artificial hip joint is made of ultra-high molecular weight polyethylene doped with tetrafluoroethylene and graphene carbon quantum dots as bone material and covered with collagen/hydroxyapatite calcium bionic layer on the surface of the artificial joint, which not only has excellent wear resistance and oxidation stability, but also has excellent oxidation stability. It has good biocompatibility and Tribological properties.
【技术实现步骤摘要】
一种耐磨抗氧化人工髋关节
本专利技术属于生物医用高分子材料
,具体涉及一种耐磨抗氧化人工髋关节。
技术介绍
人工髋关节置换术是治疗股骨头坏死、髋关节发育不良、退变性髋骨关节炎、类风湿性关节炎等疾病终末期病变的最重要和最有效的手术之一,而超高分子量聚乙烯(UHMWPE)凭借良好的耐磨性、力学性能以及生物相容性,成为人工关节置换材料的首选。然而,人工关节的使用寿命始终非常有限,目前每年有大量的人工髋关节(假体)因为后期的松动需要进行翻修而需要进行二次翻修手术。目前认为,人日常活动及运动带来的循环作用应力,不可避免地产生大量磨屑,尤其是关节面产生的超高分子量聚乙烯磨屑,这些磨屑随着关节液在关节有效空间内迁移,扩散到假体周围组织中,与假体周围的细胞发生作用,特别是巨嗜细胞的吞噬作用,这些细胞被磨损颗粒激发后可分泌多种促进骨吸收的介质和细胞因子,如前列腺素-2(PGE-2)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)等。这些介质和细胞因子可单独或联合作用,激活破骨细胞,再由破骨细胞引起假体周围骨质的吸收和溶解,最终导致假体松动;此外,部分辐照诱导的自由基受困于晶区内,在关节材料服役期间与氧气结合,发生连锁氧化反应,导致氧化脆裂,降低假体材料的力学性能,也会缩短假体使用寿命。因此,制备高耐磨损且抗氧化性能好的人工替代髋关节,十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐磨抗氧化人工髋关节,所述人工髋关节以掺杂有四氟乙烯、石墨烯碳量子点的超高分子量聚乙烯为骨材料,同时在人工关节表面覆盖胶原/羟基磷灰石钙仿生层,不仅具有优异的耐磨性能和氧化 ...
【技术保护点】
1.一种耐磨抗氧化人工髋关节,所述人工髋关节包括关节头和改性超高分子量聚乙烯关节臼,与关节头相摩擦的改性超高分子量聚乙烯关节臼表面覆盖有胶原/羟基磷灰石仿生层,所述表面覆盖有胶原/羟基磷灰石仿生层的改性超高分子量聚乙烯关节臼由以下方法制备得到:步骤a、将超高分子量聚乙烯粉料进行电子束辐照处理,电子束辐射的辐照剂量为100~200kGy,抽真空保存;步骤b、将石墨烯碳量子点和超细聚四氟乙烯粉末超声分散于十六烷基苯磺酸钠乙醇溶液中,再加入步骤a辐照处理的超高分子量聚乙烯粉料,超声分散后,真空干燥制得改性超高分子量聚乙烯,所述超高分子量聚乙烯粉料、石墨烯碳量子点和超细聚四氟乙烯粉末的质量比为(91~95):(3~6):(2~3);步骤c:将步骤b所得改性超高分子量聚乙烯、胶原/羟基磷灰石复合粉分层放入模具中,利用真空热压成型即得。
【技术特征摘要】
1.一种耐磨抗氧化人工髋关节,所述人工髋关节包括关节头和改性超高分子量聚乙烯关节臼,与关节头相摩擦的改性超高分子量聚乙烯关节臼表面覆盖有胶原/羟基磷灰石仿生层,所述表面覆盖有胶原/羟基磷灰石仿生层的改性超高分子量聚乙烯关节臼由以下方法制备得到:步骤a、将超高分子量聚乙烯粉料进行电子束辐照处理,电子束辐射的辐照剂量为100~200kGy,抽真空保存;步骤b、将石墨烯碳量子点和超细聚四氟乙烯粉末超声分散于十六烷基苯磺酸钠乙醇溶液中,再加入步骤a辐照处理的超高分子量聚乙烯粉料,超声分散后,真空干燥制得改性超高分子量聚乙烯,所述超高分子量聚乙烯粉料、石墨烯碳量子点和超细聚四氟乙烯粉末的质量比为(91~95):(3~6):(2~3);步骤c:将步骤b所得改性超高分子量聚乙烯、胶原/羟基磷灰石复合粉分层放入模具中,利用真空热压成型即得。2.如权利要求1所述的耐磨抗氧化人工髋关节,步骤a中所述的超高分子量聚乙烯粉料为生物医用级,其相对分子质量为3×106~6×106g/mol。3.如权利要求1所述的耐磨抗氧化人工髋关节,其特征在于:步骤b中所述的十六烷基苯磺酸钠乙醇溶液为0.5%~1.0%十六烷基苯磺酸钠乙醇溶液。4.如权利要求1所述的耐磨抗氧化人工髋关节,其特征在于:步骤b中所述的十六烷基苯磺酸钠乙醇溶液为0.5%十六烷基苯磺酸钠乙醇溶液。5.如权利要求1所述的耐磨抗氧化人工髋关节,其特征在于:步骤b中所述的石墨烯碳量子点是通过将石墨烯分散液和水溶性碳量子点按照质量比1:1混合,超声形成均匀溶液后,90℃真空干燥后,再...
【专利技术属性】
技术研发人员:童文骏,蒋雪峰,沈健,朱莉莉,
申请(专利权)人:南京师范大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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