一种用于椎间融合器的复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于椎间融合器的复合材料及其制备方法，包括:以磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮peek为基底材料，通过修饰氧化石墨烯和聚多巴胺粘合成骨多肽，在3D打印的PEEK表面进行氧化石墨烯和成骨多肽的双重修饰制备新型3D打印氧化石墨烯/成骨多肽/磺化聚醚醚酮复合材料。本复合材料具有优秀的润湿性，具有良好的生物相容性和成骨性能，可为细胞和组织在材料表面黏附和生长奠定基础。组织在材料表面黏附和生长奠定基础。组织在材料表面黏附和生长奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种用于椎间融合器的复合材料的制备方法


[0001]本专利技术属于医用材料制造
，具体涉及一种用于椎间融合器的复合材料。

技术介绍

[0002]目前临床上多用椎间融合器(Cage)来完成颈、腰椎融合术。现有技术中制备椎间融合器的材料可分为自体骨、同种异体骨、金属材料、碳纤维、PEEK材料等，颈椎、腰椎融合是以骨融合为基础，不同材料制备的融合器优缺点如下：
[0003]1.自体骨移植可加快椎间融合的速度，然而取骨术区会产生疼痛、失血、感染等并发症，同时延长手术时间；2.同种异体骨的使用，可减少患者自体骨移植的痛苦，但存在免疫原性和潜在疾病传播的风险；3.金属材料主要为钛及钛合金等，术后金属永久存留在人体内，在骨修复后期产生一定的应力遮挡，影响新生骨的强度，同时椎体的塌陷率增较高，可达16％
‑
60％。同时，椎间植入物的稳定性和弹性模量至关重要：如稳定性较差，则椎体和椎体之间不易相互融合；弹性模量远大于椎体，则易造成应力集中，导致骨吸收、椎体塌陷及椎间融合器移位等并发症。虽然PEEK材料可以满足颈、腰椎节段对Cage力学性和生物学性能的要求，但纯PEEK材料制备的Cage表面存在生物惰性，这限制了其与周围组织的直接成键能力，使其不具备骨整合能力，不利于椎体间的融合，这样制备的Cage不能完全满足临床要求。目前，对于PEEK
‑
Cage的研究多倾向于向PEEK
‑
Cage中植入自体骨或其他生物活性物质，通过与自体骨移植或与钛Cage合并应用达到促进椎体融合目的，提高疗效。设计和优化制备具有生物活性物质的PEEK
‑
Cage，使其具有更高的椎间融合率，减少术后并发症及提供更优生物力学性能，是目前急需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于椎间融合器的复合材料及制备方法，以解决上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种用于椎间融合器的复合材料的制备方法，包括:
[0006]以磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮peek为基底材料，通过修饰氧化石墨烯和聚多巴胺粘合成骨多肽，在3D打印的PEEK表面进行氧化石墨烯和成骨多肽的双重修饰制备新型3D打印氧化石墨烯/成骨多肽/磺化聚醚醚酮复合材料。
[0007]可选地，磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮PEEK包括:
[0008]3D打印所述PEEK，得到PEEK cage；
[0009]将所述PEEK cage依次用丙酮、乙醇和蒸馏水超声波清洗；
[0010]在室温下取出样品浸入浓硫酸，超声搅拌进行磺化处理。
[0011]可选地，磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮PEEK后还包括：
[0012]将磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮PEEK并依次浸入丙酮，乙醇和蒸馏水中，进行超声波清洗、干燥处理得到SPEEK。
[0013]可选地，通过修饰氧化石墨烯和聚多巴胺粘合成骨多肽包括：
[0014]将3D打印的所述PEEK浸泡在氧化石墨烯GO悬浮液中，直到所述PEEK表面完全涂有GO悬浮液，得到3D打印多孔隙GO
‑
SPEEK；
[0015]使用多巴胺溶液浸没所述GO
‑
SPEEK，并进行避光恒温振荡过夜、去离子，超声清洗、干燥处理；
[0016]将成骨多肽BFP溶液浸没干燥处理后的3D打印多孔隙GO
‑
SPEEK，并进行避光恒温振荡过夜、去离子，超声清洗、干燥处理,得到3D打印多孔隙GO
‑
BFP
‑
SPEEK cage。
[0017]可选地，所述GO悬浮液的制备包括：将20mg氧化石墨烯GO分散于40ml蒸馏水中，超声搅拌4h，形成GO悬浮液。
[0018]可选地，所述PEEK表面完全涂有GO悬浮液包括：
[0019]将磺化后的所述PEEK浸泡在GO悬浮液中10分钟，在100℃下干燥；
[0020]重复上述步骤至少5次。
[0021]本专利技术具有如下技术效果：本专利技术以磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮为基底材料，通过修饰氧化石墨烯和聚多巴胺粘合成骨多肽，在3D打印的聚醚醚酮表面进行氧化石墨烯和成骨多肽的双重修饰制备新型3D打印氧化石墨烯/成骨多肽/磺化聚醚醚酮(3D打印GO
‑
BFP
‑
SPEEK cage)复合材料。将该材料应用于实验中：在植入兔股骨髁部试验后的大体观察，X线片，计算机断层扫描，都证实了材料具有良好的生物相容性。通过计算机断层扫描后的仿真三维重建模拟，扫描电子显微镜检测，亚甲基蓝
‑
酸性品红染色观察和钙黄绿素标记的结果表现出最好的成骨性能，同时骨小梁定量分析表明共修饰材料加速了骨缺损区域的修复进程，推出实验测得的结果表明共修饰材料与周围组织的结合最为紧密。综上所述，本复合材料具有优秀的润湿性，具有良好的生物相容性和成骨性能，可为细胞和组织在材料表面黏附和生长奠定基础。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例二的用于椎间融合器的复合材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0026]如图1所示，本专利技术还公开了一种用于椎间融合器的复合材料的制备方法，包括:
[0027]S1、以磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮peek为基底材料；
[0028]S2、通过修饰氧化石墨烯和聚多巴胺粘合成骨多肽；
[0029]S3、在3D打印的PEEK表面进行氧化石墨烯和成骨多肽的双重修饰制备新型3D打印氧化石墨烯/成骨多肽/磺化聚醚醚酮复合材料。
[0030]氧化石墨烯(graphene oxide,GO)是一种由物质量之比不定的碳、氢、氧元素构成的化合物，其自身结合的各种官能团为产生各种化学相互作用提供了可能。由于这些官能团与溶剂的化学相互作用，单层结构的氧化石墨烯片可以在溶剂中良好地解离，这些丰富的羟基、羧基为基面化学官能化提供了众多的反应位点，可以通过静电相互作用改善与蛋白质的相互作用，并有助于潜在地增强成骨干细胞地分化。此外，氧化石墨烯显示出较好的对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌的抗菌能力。另外氧化石墨烯上修本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于椎间融合器的复合材料的制备方法，其特征在于，包括:以磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮peek为基底材料，通过修饰氧化石墨烯和聚多巴胺粘合成骨多肽，在3D打印的PEEK表面进行氧化石墨烯和成骨多肽的双重修饰制备新型3D打印氧化石墨烯/成骨多肽/磺化聚醚醚酮复合材料。2.根据权利要求1所述的用于椎间融合器的复合材料的制备方法，其特征在于，磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮PEEK包括:3D打印所述PEEK，得到PEEK cage；将所述PEEK cage依次用丙酮、乙醇和蒸馏水超声波清洗；在室温下取出样品浸入浓硫酸，超声搅拌进行磺化处理。3.根据权利要求1所述的用于椎间融合器的复合材料的制备方法，其特征在于，磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮PEEK后还包括：将磺化处理后的3D打印的聚醚醚酮PEEK并依次浸入丙酮，乙醇和蒸馏水中，进行超声波清洗、干燥处理得到SPEEK。4.根据权利要求1所述的用于椎间融合器的复合材料的制备方法，其特征在于，通过修饰氧化石墨烯和聚多巴胺粘合成骨多肽包括：将3D打印的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈波，杨坤海，杨红胜，刘浩，
申请(专利权)人：成都医学院第一附属医院，
类型：发明
国别省市：