采用离子注入技术制备医用高分子材料的方法技术

本发明专利技术公开了采用离子注入技术制备医用高分子材料的方法；该方法通过将医用高分子材料固定或移动经过离子注入设备的处理台，抽真空，通入气体，开启离子注入机的电源，处理，得到具有表面抗感染性和生物相容性的医用高分子材料；该方法操作简单，不影响材料本体的物理化学结构，处理后得到的高分子材料表面结构稳定，具有长效、广谱的抗感染性能，而且细胞相容性不低于材料本身固有的生物相容性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医用高分子材料的处理方法，尤其是涉及一种采用离子注入技术制备具有高抗感染性和生物相容性的医用高分子材料的方法。
技术介绍
现在使用的伤口敷料、烧伤敷料、创口贴敷料、手术服、手术床单、病人衣服、医疗高分子介入性器械等医用高分子材料，都是由聚酯性聚合物、聚烯烃类聚合物、多糖类聚合物、聚胺酯类、纤维素类等聚合物研制而成。在实际使用过程中，这些材料与伤口、烫伤皮肤、体内组织相接触，但常常因为它们不具有抗感染性能和较差的生物相容性导致伤口或组织发生感染或炎症现象，进一步导致伤口愈合和组织的再生困难。例如，伤口贴膜为聚乳酸电纺丝无纺布，使用过程中除了需要它保护伤口不受外界影响，还需要它能够杀死或抑制伤口附近的感染细菌，以及具有优异的生物相容性，以给伤口细胞或组织创造一个良好的再生微环境。离子注入技术是 一种修饰高分子材料表面的方法，它能将所需元素注入到材料的表面层，不像磁控溅射技术把元素沉积在材料表面，因此离子注入技术获得的高分子材料表面不易脱落、具有持久性。经检索，目前采用离子注入方法改性医用材料表面技术有柳襄怀、王曦等人改善人工心脏瓣叶材料血液相容性和使用安全性的方法(公开号为CN1385142A)，将N+离子注入到热解碳制成的心脏瓣叶表面，该方法仅仅提高了材料的血液相容性，并没有解决材料表面的抗感染性能和与组织之间的生物相容性问题；张一鸣、陈宇等人专利技术了医用硅橡胶的表面改性方法(公开号为CN101880402A)，该方法将碳离子注入到硅橡胶表面，通过提高其表面亲水性来达到组织相容，也没有解决硅橡胶表面感染问题；再如，赵杰、刘谦祥等人报道了在医用热解碳和TiN薄膜上制备富银抗菌膜的方法(公开号为1827840)，该方法是仅仅将银离子注入到热解碳和TiN薄膜上来达到抗菌效果。由此可见，目前报道的关于离子注入的专利较少，而且它们针对的基材主要为金属合金和碳材料，而不是医用高分子材料；且都仅仅关注于提高材料的某一方面的性能而忽视了材料的其他方面的性能要求。高分子材料的抗感染性和生物相容性在医药领域的应用中很重要。因此，需要提供一种能快速、方便的处理高分子材料的方法，处理得到的高分子材料既有较高的抗感染性能，又有较好的生物相容性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供；该方法通过将医用高分子材料固定或移动经过离子注入设备的真空室内的处理台，抽真空，通入气体，开启离子注入机的电源，处理材料，得到具有表面抗感染性和生物相容性的医用高分子材料；本方法操作简单，不影响材料本体的物理化学结构，处理后得到的高分子材料表面结构稳定，具有长效、广谱的抗感染性能，而且细胞相容性不低于材料本身固有的生物相容性。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种，包括以下步骤I)将医用高分子材料固定或移动经过离子注入设备的真空室内的处理台；2)密封真空室，抽真空到本底真空度；3)通入气体；4)开启离子注入机的电源，控制加速电源和离子注入剂量，处理结束后，得到具有高抗感染性和生物相容性的医用高分子材料。进一步地，所述步骤4)还包括开启等离子体源的电源处理材料O. 001 5小时。所述等离子体源包括霍尔等离子体源、射频等离子体源。所述等离子体源的频率为I 50MHz，功率为O. 001 3000W。进一步地，所述医用高分子材料是应用于医疗器械、医疗设施、医疗辅具、人工脏器的高分子材料；包括聚酯、聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺、纤维素中的一种或两种以上共混物；优选地，包括聚四氟乙烯、纤维素、聚醚醚酮、壳聚糖、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙醇酸、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚酰胺-66、聚酰胺-6中的一种或两种以上共混物。所述医用高分子材料移动是将医用高分子材料以移动速率为O. 01 10厘米/秒经过离子注入设备的真空室内的处理台。进一步地，所述气体`为氩气。优选地，所述气体还包括氮气、氨气、氧气、氢气、甲烷、乙炔、乙醇气体、水蒸汽、四氯甲烷气体、醋酸气体、丙烯酸气体中的一种或两种以上气体混合物。所述通入气体可同时通入各种气体，也可先后不同时间或间歇式通入各种气体。所述真空室内通入气体后的真空度维持在1. OX IO1 1. OX 10_4Pa。进一步地，所述离子注入机装有电极；所述电极包括银、铝、锌、钛、铜、碳、磷、钙、石墨及它们的化合物中的一种或两种以上混合物。当离子注入机拥有一个或多个电极时，可以同时开启所有电极的电源，也可以间隔O 5小时相继开启各个电极的电源。文中“它们的化合物”是指含有银、铝、锌、钛、铜、磷或钙元素的物质。比如氯化银、氧化银、氢氧化铝、氧化锌、氯化锌、硫酸锌、氧化钛、碳酸铜、碳酸锌、氧化二磷、硫酸钙、碳酸钙等等。所述等离子体源和离子注入机的电源，可以同时开启，也可以先后开启。所述离子注入机，控制加速电压为2 50KV，离子注入剂量为IX 101° I X 1018ions/cm2。所述抗感染性是指采用离子注入技术制备的医用高分子材料表面部分对细菌的抗感染率达到90%以上；细菌种类包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌、白色念球菌、肺炎球菌、克雷伯菌、墨绿球菌。所述生物相容性是指采用离子注入技术制备的医用高分子材料表面有利于细胞和组织的生长繁殖，处理后材料表面的生物相容性不低于处理前材料的生物相容性。本专利技术具有以下有益效果1、本专利技术开启离子注入机的电源后，气体发生电离产生离子，与材料进行作用，改变了材料的表面结构。2、本专利技术在离子注入机中加上电极，通过电极上加电压，生成电极离子，在加速电压形成的磁场作用下，加速注入材料表面，提高了医用高分子材料的抗感染性能，同时保障了材料表面的生物相容性。3、本专利技术利用离子注入机处理医用高分子材料，将抗感染元素注入到医用高分子材料表面，所生产的材料更加具有持久性，不易脱落。4、本专利技术利用等离子体修饰医用高分子材料表面的化学结构，使其不仅有利于细胞和组织生长繁殖，而且延长了抗菌效果的作用。同时，通过离子注入机将抗感染元素(如银、锌、铜等)注入到医用高分子材料表面，与等离子体生成的化学结构产生相互作用，稳定了抗感染元素在医用高分子表面的化学和物理状态，两者相互协调作用，不仅提高了医用高分子材料的抗感染性能，而且保障了材料表面的生物相容性。5、本专利技术操作简单，不影响材料本体的物理化学结构。6、本 专利技术处理后得到的高分子材料表面，形成一定深度的改性表面层，改性层通常可以达到50-500nm，而不仅仅是沉积在材料表面，结构稳定，具有长效、广谱的抗感染性能，而且细胞相容性不低于材料本身固有的生物相容性。附图说明图1为实施例1的处理过程的示意图。图2为XPS测试过程中碳、银、氮元素的含量随氩离子溅射时间的变化图。图3为实施例1制得的聚乙烯薄膜表面层TEM图。图4为实施例1制得的聚乙烯薄膜与未经本专利技术方法处理的材料表面成纤维细胞的生长繁殖情况图。图5为实施例2制得的PLA薄膜与未经本专利技术方法处理的材料表面中国仓鼠卵巢细胞的生长繁殖情况图。具体实施例方式实施例1采用离子注入技术制备医用高分子材料，包括以下步骤将厚度为Iym的聚乙烯薄膜以I米/分钟移动经过离子注入设备的真空腔内的处理台，将银电极装在离子注入机上，然后密封设备真空腔，并抽真空到I X I本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用离子注入技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将医用高分子材料固定或移动经过离子注入设备的真空室内的处理台；2)密封真空室，抽真空到本底真空度；3)通入气体；4)开启离子注入机的电源，控制加速电源和离子注入剂量，处理结束后，得到具有高抗感染性和生物相容性的医用高分子材料。

【技术特征摘要】
1.采用离子注入技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，包括以下步骤1)将医用高分子材料固定或移动经过离子注入设备的真空室内的处理台；2)密封真空室，抽真空到本底真空度；3)通入气体；4)开启离子注入机的电源，控制加速电源和离子注入剂量，处理结束后，得到具有高抗感染性和生物相容性的医用高分子材料。2.根据权利要求1所述的采用离子注入技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述步骤4)还包括开启等离子体源的电源处理材料O. 001 5小时。3.根据权利要求1或2所述的采用离子注入技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述医用高分子材料包括聚酯、聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺、纤维素中的一种或两种以上共混物。4.根据权利要求3所述的采用离子注入技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述医用高分子材料包括聚四氟乙烯、纤维素、聚醚醚酮、壳聚糖、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙醇酸、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚酰胺-66、聚酰胺-6中的一种或两种以上共混物。5.根据权利要求1或2所述的采用离子注入技术制备医用高分子材料的方法，其特征在于，所述气体为氩气，所述真空室内通入气体后的真空度维持...

【专利技术属性】
技术研发人员：张维，季君晖，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：