【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种减磨耐磨涂层材料，尤其涉及一种用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层及制备方法，主要作为人工关节替代修复peek材料的表面涂层，属于复合材料领域和生物医用材料。
技术介绍
1、在骨组织替换手术中，金属材料和陶瓷材料是常用的骨替代材料，然而其力学性能与骨组织不匹配，导致植入后产生应力屏蔽现象导致骨溶解、二次骨折等损伤出现。聚醚醚酮(peek)是一种人工合成塑料材料，具有与骨组织相似的力学性质以及优异的生物相容性，可通过3d打印对骨骼形状进行制备，是目前最具前景的骨组织替代材料。但peek的表面润湿性较差，在体液润滑下摩擦系数较高，磨损量较大，易导致植入部位发生炎症，严重限制其临床应用。因此，如何改善peek的摩擦磨损性能是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为克服现有技术中peek的摩擦磨损性能差的问题，本专利技术的目的是提供一种用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层及制备方法，该水凝胶耐磨涂层具有较好的摩擦磨损性能以及生物相容性。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将丙烯酰胺、n,n’-亚甲双丙烯酰胺和2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于去离子水中并搅拌至溶解，或将将丙烯酰胺，n,n’-亚甲双丙烯酰胺和过硫酸铵溶解于去离子水中并搅拌至溶解；加热下加入κ卡拉胶和氯化钾，超声，形成水凝胶前驱体溶液；
5、(2
6、进一步的，水凝胶前驱体溶液中，丙烯酰胺的浓度为100～800mg/ml，n,n’-亚甲双丙烯酰胺的浓度为0.1～20mg/ml，2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的浓度为0.05～20mg/ml。
7、进一步的，κ卡拉胶的浓度为12～30mg/ml，氯化钾的浓度为1.2～30mg/ml，过硫酸铵的浓度为0.01～10mg/ml。
8、进一步的，加热的温度为60～90℃。
9、进一步的，超声的功率30w，超声时间为0.5min～3min。
10、进一步的，预冷的温度为-18℃～-4℃下，将peek预冷后浸入水凝胶前驱体溶液中的时间为0.5s～10s。
11、进一步的，水凝胶涂层的厚度为200～1800μm。
12、进一步的，水凝胶前驱体溶液中含有2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮时，固化的条件为：在紫外波长为365nm-1、紫外功率为350mw/cm2下紫外固化50min～90min；
13、水凝胶前驱体溶液中含有过硫酸铵时，固化的条件为：在70～90℃下加热60min～120min。
14、进一步的，还包括以下步骤：
15、(3)重复步骤(1)，得到水凝胶前驱体溶液；
16、(4)将步骤(3)得到的水凝胶前驱体溶液滴加到步骤(2)制备的用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层上，固化，得到双层用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层。
17、一种根据如上所述方法制备的用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层。
18、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
19、本专利技术中游离在溶液中的丙烯酰胺单体以及peek中的c＝o结构经紫外光辐照后断开，发生紫外光辐照所引发的接枝过程，在交联剂mbaa作用下，溶液中剩余单体与枝接到peek上的丙烯酰胺发生聚合反应，形成水凝胶网络即聚丙烯酰胺paam。反应式如下：
20、
21、在paam在聚合过程中可与peek发生反应，形成共价交联，从而提高peek与涂层间的结合力。利用较高浓度的paam使分子链间的缠绕更多，可使表面的水合层更厚提供充分的润滑，从而降低摩擦力。kc(κ卡拉胶)的添加可提高涂层的力学性能，同时会提高表面的润湿性能，使水更易在表面铺展起润滑作用，且kc所形成的胶体更有利于涂层在曲面上的成型，可以有效促进peek材料作为骨植入材料的发展。
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1.一种用于PEEK人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于PEEK人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，水凝胶前驱体溶液中，丙烯酰胺的浓度为100～800mg/mL，N,N’-亚甲双丙烯酰胺的浓度为0.1～20mg/mL，2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的浓度为0.05～20mg/mL。
3.根据权利要求1所述的用于PEEK人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，κ卡拉胶的浓度为12～30mg/mL，氯化钾的浓度为1.2～30mg/mL，过硫酸铵的浓度为0.01～10mg/mL。
4.根据权利要求1所述的用于PEEK人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，加热的温度为60～90℃。
5.根据权利要求1所述的用于PEEK人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，超声的功率30W，超声时间为0.5min～3min。
6.根据权利要求1所述的用于PEEK人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，预冷的温度为-18℃～-4
7.根据权利要求1所述的用于PEEK人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，水凝胶涂层的厚度为200～1800μm。
8.根据权利要求1所述的用于PEEK人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，水凝胶前驱体溶液中含有2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮时，固化的条件为：在紫外波长为365nm-1、紫外功率为350mW/cm2下紫外固化50min～90min；
9.根据权利要求1所述的用于PEEK人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
10.一种根据权利要求1-9任一项所述方法制备的用于PEEK人工关节的水凝胶耐磨涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，水凝胶前驱体溶液中，丙烯酰胺的浓度为100～800mg/ml，n,n’-亚甲双丙烯酰胺的浓度为0.1～20mg/ml，2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的浓度为0.05～20mg/ml。
3.根据权利要求1所述的用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，κ卡拉胶的浓度为12～30mg/ml，氯化钾的浓度为1.2～30mg/ml，过硫酸铵的浓度为0.01～10mg/ml。
4.根据权利要求1所述的用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，加热的温度为60～90℃。
5.根据权利要求1所述的用于peek人工关节的水凝胶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，超声的功率30w，超声时间为...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦立果，卢山，马泽宇，吴宇浩，董光能，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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