【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料领域，尤其涉及一种抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料及制备方法和应用。
技术介绍
1、超高分子量聚乙烯(uhmwpe)因其优异的抗冲击性能和良好的生物相容性，自1962年，现代人工关节之父charnley医生首次将uhmwpe应用在人工关节中以来，它被成功用作人工关节磨面材料已有超过60年的历史。uhmwpe在现今临床中得到了广泛的推广和应用，并发展成为最重要的人工关节高分子原材料之一。
2、然而，uhmwpe材料在体内长期服役过程中会不断磨损，产生的特定尺寸(0.24～7.2μm)的磨屑会被人体巨噬细胞吞噬，诱导引发炎症反应，产生骨溶解，造成无菌松动，需要及时进行翻修手术。为了进一步提高材料耐磨损性能，科学家们发展出了辐照交联改性技术。高交联uhmwpe(hxlpe)，采用辐射法(伽玛射线或电子束)对uhmwpe模塑料进行辐照交联可以使uhmwpe形成三维交联网络结构，降低了材料塑性变形能力，显著提高材料的耐磨损性，大量临床研究证实，高交联uhmwpe相比未交联uhmwpe磨损率最高可降低90％左右。自1998年fda批准第一个hxlpe产品以来，hxlpe得到了广泛的临床应用。
3、然而，高交联uhmwpe(hxlpe)虽然提高了材料的耐磨性，但由于辐照过程中产生了大量自由基，且部分自由基能长期稳定存在于uhmwpe晶区中，这部分自由基与溶解氧反应，使材料氧化降解，导致物理机械性能大幅下降。为了提高材料抗氧化性能，科学家们采用热处理消除晶区自由基、额外添加维生素e等方法，在
4、在关节置换手术中因细菌侵入和生物膜在假体表面的形成会增加感染的风险，而人工关节感染(pji)是目前进行关节翻修手术的最常见原因之一，临床上初次全髋和全膝置换术后，深部感染的发生率达1～2％，而因松动进行的关节翻修术则有更高的感染率，达到初次关节置换的2～3倍。pji对医疗的负担也是日益增加，复发率为16％，死亡率为2.5％。终末期治疗是严重病态和灾难性的，包括多次翻修、关节切除术、关节融合术和截肢。因此预防和治疗骨科关节置换手术后感染，若能一步植入具有抗菌作用的uhmwpe，将会减少手术次数，对减少患者痛苦和经济负担都具有重要意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料及制备方法和应用，本专利技术提供的聚乙烯复合材料兼具良好的耐磨性、长期抗氧化性和长期抗菌性。
2、本专利技术提供了一种抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，由原料物经过热成型和辐照交联制成；所述原料物的组分包括：超高分子量聚乙烯、含双键的多酚抗氧化剂、亲水性抗菌剂和多羟基多丙烯酸酯单体。
3、优选的，所述超高分子量聚乙烯在原料物中的含量为76wt％以上。
4、优选的，所述含双键的多酚抗氧化剂为生育三烯酚、β胡萝卜素、叶黄素、番茄红素和白藜芦醇中的一种或多种。
5、优选的，所述含双键的多酚抗氧化剂在原料物中的含量为0.01～1wt％。
6、优选的，所述亲水性抗菌剂为万古霉素、庆大霉素、妥布霉素、阿米卡星、头孢曲松、头孢他啶、甲硝唑、利奈唑胺、克林霉素、氨曲南、头孢吡肟、哌拉西林他唑巴坦、达托霉素、多利培南、厄他培南和美罗培南中的一种或多种。
7、优选的，所述亲水性抗菌剂在原料物中的含量为0.01～20wt％。
8、优选的，所述多羟基多丙烯酸酯单体为三羟甲基乙烷三(2-羟甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(2-羟甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(2-羟甲基)丙烯酸酯和双季戊四醇六(2-羟甲基)丙烯酸酯中的一种或多种。
9、优选的，所述多羟基多丙烯酸酯单体在原料物中的含量为0.01～3wt％。
10、本专利技术提供了一种上述技术方案所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
11、将超高分子量聚乙烯、含双键的多酚抗氧化剂、亲水性抗菌剂和多羟基多丙烯酸酯单体混合后进行热成型和辐照交联，得到抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料。
12、本专利技术提供了一种人工关节，所述人工关节的材料包括上述技术方案所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料或上述技术方案所述的制备方法制得的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料。
13、与现有技术相比，本专利技术提供了一种抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料及制备方法和应用。本专利技术提供的复合材料由原料物经过热成型和辐照交联制成；所述原料物的组分包括：超高分子量聚乙烯、含双键的多酚抗氧化剂、亲水性抗菌剂和多羟基多丙烯酸酯单体。本专利技术通过在超高分子量聚乙烯(uhmwpe)中引入亲水性抗菌剂、含双键的多酚抗氧化剂和多羟基多丙烯酸酯单体，并结合辐照的方式来使材料形成交联，最终获得了兼具耐磨性、长期抗氧化性和长期抗菌性的uhmwpe复合材料。更具体来说，在辐照交联过程中，uhmwpe产生自由基，多羟基多丙烯酸酯单体中的丙烯基双键和含双键的多酚抗氧化剂中的双键都可作为反应活性位点，发生自由基加成反应，三者相互反应连接形成交联网络结构，伴随着交联网络结构的形成，材料的整体耐磨损性能得到大大提高，同时氧化剂高效接枝到了材料主体上，降低了氧化剂的洗脱风险，延长材料抗氧化效果；根据相似相溶原理，复合材料中引入的亲水性抗菌剂在遇到同为极性的体液(如组织液、血液)时易洗脱到内循环中发挥抗菌作用，从而使复合材料具备了抗菌性能，与此同时，复合材料中引入的多羟基多丙烯酸酯单体由于多羟基的存在可使具有较强极性的亲水性抗菌剂在uhmwpe基体中的分散的更佳均匀，从而减弱材料在使用初期抗菌剂被大量洗脱释放的程度，延长材料的长期抗菌效果。
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1.一种抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，由原料物经过热成型和辐照交联制成；所述原料物的组分包括：超高分子量聚乙烯、含双键的多酚抗氧化剂、亲水性抗菌剂和多羟基多丙烯酸酯单体。
2.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯在原料物中的含量为76wt％以上。
3.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述含双键的多酚抗氧化剂为生育三烯酚、β胡萝卜素、叶黄素、番茄红素和白藜芦醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述含双键的多酚抗氧化剂在原料物中的含量为0.01～1wt％。
5.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述亲水性抗菌剂为万古霉素、庆大霉素、妥布霉素、阿米卡星、头孢曲松、头孢他啶、甲硝唑、利奈唑胺、克林霉素、氨曲南、头孢吡肟、哌拉西林他唑巴坦、达托霉素、多利培南、厄他培南和美罗培南中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的
7.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述多羟基多丙烯酸酯单体为三羟甲基乙烷三(2-羟甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(2-羟甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(2-羟甲基)丙烯酸酯和双季戊四醇六(2-羟甲基)丙烯酸酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述多羟基多丙烯酸酯单体在原料物中的含量为0.01～3wt％。
9.一种权利要求1～8任一项所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种人工关节，其特征在于，所述人工关节的材料包括权利要求1～8任一项所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料或权利要求9所述的制备方法制得的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，由原料物经过热成型和辐照交联制成；所述原料物的组分包括：超高分子量聚乙烯、含双键的多酚抗氧化剂、亲水性抗菌剂和多羟基多丙烯酸酯单体。
2.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯在原料物中的含量为76wt％以上。
3.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述含双键的多酚抗氧化剂为生育三烯酚、β胡萝卜素、叶黄素、番茄红素和白藜芦醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述含双键的多酚抗氧化剂在原料物中的含量为0.01～1wt％。
5.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化交联超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述亲水性抗菌剂为万古霉素、庆大霉素、妥布霉素、阿米卡星、头孢曲松、头孢他啶、甲硝唑、利奈唑胺、克林霉素、氨曲南、头孢吡肟、哌拉西林他唑巴坦、达托霉素、多利培南、厄他培南...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈杰，杨华伟，王帆，刘文涛，文亮，李春明，李晓萌，殷敬华，
申请(专利权)人：上海珀利医用材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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