CN106178105B - 一种表面多孔的医用聚醚醚酮及其制备方法和应用 - Google Patents
一种表面多孔的医用聚醚醚酮及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106178105B CN106178105B CN201610751622.7A CN201610751622A CN106178105B CN 106178105 B CN106178105 B CN 106178105B CN 201610751622 A CN201610751622 A CN 201610751622A CN 106178105 B CN106178105 B CN 106178105B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ketone
- polyether
- polyetheretherketone
- medical
- ether
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 title claims abstract description 99
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 16
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 5
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 claims abstract description 4
- 230000008468 bone growth Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000035876 healing Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 15
- 108010059993 Vancomycin Proteins 0.000 claims description 11
- MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N vancomycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=C2C=C3C=C1OC1=CC=C(C=C1Cl)[C@@H](O)[C@H](C(N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H]3C(=O)N[C@H]1C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](C3=CC(O)=CC(O)=C3C=3C(O)=CC=C1C=3)C(O)=O)=O)[C@H](O)C1=CC=C(C(=C1)Cl)O2)=O)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC)[C@H]1C[C@](C)(N)[C@H](O)[C@H](C)O1 MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N 0.000 claims description 11
- 229960003165 vancomycin Drugs 0.000 claims description 11
- MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N vancomycin Natural products O1C(C(=C2)Cl)=CC=C2C(O)C(C(NC(C2=CC(O)=CC(O)=C2C=2C(O)=CC=C3C=2)C(O)=O)=O)NC(=O)C3NC(=O)C2NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(CC(C)C)NC)C(O)C(C=C3Cl)=CC=C3OC3=CC2=CC1=C3OC1OC(CO)C(O)C(O)C1OC1CC(C)(N)C(O)C(C)O1 MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 206010067268 Post procedural infection Diseases 0.000 claims description 8
- 210000002449 bone cell Anatomy 0.000 claims description 8
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 8
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims description 7
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RDEIXVOBVLKYNT-VQBXQJRRSA-N (2r,3r,4r,5r)-2-[(1s,2s,3r,4s,6r)-4,6-diamino-3-[(2r,3r,6s)-3-amino-6-(1-aminoethyl)oxan-2-yl]oxy-2-hydroxycyclohexyl]oxy-5-methyl-4-(methylamino)oxane-3,5-diol;(2r,3r,4r,5r)-2-[(1s,2s,3r,4s,6r)-4,6-diamino-3-[(2r,3r,6s)-3-amino-6-(aminomethyl)oxan-2-yl]o Chemical compound OS(O)(=O)=O.O1C[C@@](O)(C)[C@H](NC)[C@@H](O)[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2[C@@H](CC[C@@H](CN)O2)N)[C@@H](N)C[C@H]1N.O1C[C@@](O)(C)[C@H](NC)[C@@H](O)[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2[C@@H](CC[C@H](O2)C(C)N)N)[C@@H](N)C[C@H]1N.O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N RDEIXVOBVLKYNT-VQBXQJRRSA-N 0.000 claims description 6
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 6
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 claims description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 2
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 claims description 2
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 claims description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- -1 silver ions Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims 4
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 claims 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 abstract description 4
- 210000004409 osteocyte Anatomy 0.000 abstract description 4
- 239000000890 drug combination Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 35
- 239000002639 bone cement Substances 0.000 description 13
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 12
- 230000011164 ossification Effects 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- 239000005312 bioglass Substances 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 1
- 230000002188 osteogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
- A61L2300/102—Metals or metal compounds, e.g. salts such as bicarbonates, carbonates, oxides, zeolites, silicates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
- A61L2300/112—Phosphorus-containing compounds, e.g. phosphates, phosphonates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/412—Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/416—Anti-neoplastic or anti-proliferative or anti-restenosis or anti-angiogenic agents, e.g. paclitaxel, sirolimus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及一种表面多孔的医用聚醚醚酮及其制备方法和应用，该医用聚醚醚酮表面设有直径或宽度为0.01‑3mm，深度为0.01‑5mm的孔。通过铸造、挤压成型或粉末热压成型工艺制备聚醚醚酮；通过直接铸造、机械加工、激光打孔、激光刻蚀、等离子打孔或等离子刻蚀方法在聚醚醚酮表面造孔。可根据需要在聚醚醚酮表面孔中载入药物。与现有技术相比，本发明聚醚醚酮可根据实际需要加工成各种形状，表面孔的分布、形状、深度、大小可根据需要调节。内部实体结构可为聚醚醚酮材料提供足够的力学性能，外部的孔结构可以为骨细胞生长和体液传输提供通道，有利于材料和骨细胞的结合。该材料多孔结构中载入药物，起到预防感染，促进骨生长和愈合的作用。该制备方法具有结构可控，载药方便，药物结合牢固等优点。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种表面多孔的医用聚醚醚酮及其制备方法，制备的材料主要用于人工关节、脊柱融合、骨修复和骨移植等方面。
背景技术
聚醚醚酮(PEEK)具有良好的力学性能、化学稳定性和生物相容性，可耐受蒸气和辐照消毒。因此聚醚醚酮医用材料获得广泛的临床应用。聚醚醚酮作为生物惰性材料，难以和人体骨骼形成骨融合，限制了其作为骨修复材料的应用。
针对这一不足，许多学者应用不同的方法处理PEEK，以提高其成骨效能；包括：PEEK-羟基磷灰石(HA)复合材料、PEEK-HA-碳纤维复合材料、纳米氟磷灰石-PEEK复合材料、纳米二氧化钛-PEEK复合材料等等。
这些方法的确改善了PEEK的生物活性，然而生物活性物质与聚醚醚酮的结合不够紧密，造成在植入和应用过程中涂层易脱落，使得植入体达不到应有的效果。
医用材料中的孔可以为骨细胞生长和体液传输提供通道，有利于材料和骨的结合，并且多孔结构可以作为药物的载体。所以设计具有多孔结构的医用聚醚醚酮具有十分重要的意义。根据需要在多孔聚醚醚酮多孔结构载药可以起到增加表面活性、促进骨细胞生长和分化、预防感染、针对性给药、局部给药等作用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种表面多孔的医用聚醚醚酮及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种表面多孔的医用聚醚醚酮，其特征在于，该医用聚醚醚酮表面设有直径或宽度为0.01-3mm，深度为0.01-5mm的孔。
所述的聚醚醚酮的抗压屈服强度范围为50MPa-200MPa，弹性模量范围为1GPa-50GPa。
所述的聚醚醚酮表面孔的分布、形状、深度、大小可根据需要调节。
所述的聚醚醚酮中可根据需要添加纤维增强相或颗粒增强相，所述的纤维增强相选自碳纤维、氧化物晶须或生物玻璃纤维，所述的颗粒增强相选自生物玻璃颗粒、钽粉或羟基磷灰石粉。
一种表面多孔的医用聚醚醚酮的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)通过铸造、挤压成型或粉末热压成型工艺制备聚醚醚酮；
(2)通过直接铸造、机械加工、激光打孔、激光刻蚀、等离子打孔或等离子刻蚀方法在聚醚醚酮表面造孔。
聚醚醚酮表面孔的分布、形状、深度、大小可根据需要调节，具体调节方法如下，其中：
直接铸造方法，可以在模具上直接设计出所需孔的分布，形状，深度和大小。
机械加工可以设计电脑程序控制孔的分布，孔的形状，打孔的深度和大小。
激光打孔、激光刻蚀可通过控制激光束直径，输出功率和作用时间控制孔的形状，打孔的深度和大小。
等离子打孔、等离子刻蚀可通过控制等离子束直径，输出功率和作用时间控制槽的形状、宽度和深度。
一种表面多孔的医用聚醚醚酮的应用，其特征在于，根据需要在聚醚醚酮表面孔中载入药物。
所载药物包括生物相容性好的物质、预防术后感染的药物、促进骨细胞生长的元素，抗肿瘤的药物或生长因子；
所述的生物相容性好的物质包括钽粉、羟基磷灰石、硅酸钙、磷酸钙、硫酸钙；
所述的预防术后感染的药物包括银离子、硫酸庆大霉素、万古霉素；
所述的促进骨细胞生长的元素包括锶、锌、锂、钙。
药物通过激光熔覆、渗透法、包埋法、溶剂挥干法、熔融法或吸附平衡法载入。
本发明首先通过铸造、挤压成型或粉末热压成型等工艺制备聚醚醚酮，然后通过直接铸造、机械加工、激光打孔、激光刻蚀、等离子打孔、等离子刻蚀等方法在表面造孔。聚醚醚酮可根据实际需要加工成各种形状，表面孔的分布、形状、深度、大小可根据需要调节。内部实体结构可为聚醚醚酮材料提供足够的力学性能，外部的孔结构可以为骨细胞生长和体液传输提供通道，有利于材料和骨细胞的结合。该材料多孔结构中可根据需要载入药物，起到预防感染，促进骨生长和愈合的作用。这种方法生产的医用聚醚醚酮可满足人工关节、脊柱融合材料和骨支撑修复材料等植入需要。
与现有技术相比，本发明制备的表面多孔聚醚醚酮具有以下优点：
1.具有优良的力学性能，骨传输和骨诱导能力；
2.表面孔结构的分布、形状、深度、大小可根据需要调节；
3.材料形状和大小容易控制，可根据植入需要设计；
4.载药方便，本设计药物直接植入聚醚醚酮孔中，而且与聚醚醚酮结合紧密，可以有效防止药物脱落，散失，所以药物与基体结合牢固；
5.可以满足大多数人工关节、脊柱融合、骨填充、骨修复和骨移植的需求。
附图说明
图1为第一种医用聚醚醚酮表面孔的形状和分布示意图；
图2为第二种医用聚醚醚酮表面孔的形状和分布示意图；
图3为第三种医用聚醚醚酮表面孔的形状和分布示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
采用医用级别聚醚醚酮，把熔融聚醚醚酮注入表面具有直径0.2mm，高度0.5mm柱状凸起的模具中，挤压成型。生成的聚醚醚酮表面具有直径0.2mm，深度0.5mm的圆孔，如图1所示。可利用激光熔覆方法在表面和孔中加入钽粉。钽粉生物相容性良好，而且钽粉在聚醚醚酮孔中，孔可以保护钽粉不容易脱落，钽粉与聚醚醚酮结合紧密。该方法制备的载钽粉聚醚醚酮植入后可与骨形成良好的结合。
实施例2
采用医用级别聚醚醚酮，把熔融聚醚醚酮注入表面具有直径0.5mm，高度1mm柱状凸起的模具中，挤压成型。生成的聚醚醚酮表面具有直径0.5mm，深度1mm的圆孔。可在孔中载入羟基磷灰石骨水泥浆体然后固化，羟基磷灰石骨水泥具有良好的生物相容性，可与骨形成良好的骨结合。固化后的羟基磷灰石骨水泥受到孔的保护，在植入过程中不容易收到碰撞等脱落，植入后在应力环境中也不容易脱落。该方法制备的载羟基磷灰石骨水泥聚醚醚酮植入后可与骨形成良好的结合。
实施例3
采用医用级别生物玻璃纤维增强聚醚醚酮，把熔融聚醚醚酮注入表面具有直径1mm，高度3mm柱状凸起的模具中，挤压成型。生成的聚醚醚酮表面具有直径1mm，深度3mm的圆孔。利用医用明胶作为载体，利用渗透法在孔中载入硫酸庆大霉素，硫酸庆大霉素可有效抑制金黄葡萄球菌和大肠杆菌等，可以预防术后感染，降低植入手术失败的几率。该方法硫酸庆大霉素载药量可达20mg/cm3，硫酸庆大霉素可与明胶之间形成分子间的结合，所以硫酸庆大霉素有效释放时间可达5天以上，达到缓释的目的。该载硫酸庆大霉素的聚醚醚酮植入材料具有良好的预防术后感染的作用。
实施例4
采用医用级别羟基磷灰石颗粒增强聚醚醚酮，把熔融聚醚醚酮注入模具中，挤压成型。编制相应的电脑程序，利用机械加工在材料表面加工出宽度0.5mm，深度1mm的槽。利用医用明胶作为载体，利用包埋法在槽中载入万古霉素。万古霉素是目前临床常用的抗生素，具有抑制葡萄球菌(包括耐青霉素和耐新青霉素株)的作用，可以预防术后感染，降低植入手术失败的几率。万古霉素素可与明胶之间形成分子间的结合，该方法万古霉素载药量可达50mg/cm3，有效释放时间可达14天以上，达到缓释的目的。该载万古霉素的聚醚醚酮植入材料具有良好的预防术后感染的作用。
实施例5
采用医用级别聚醚醚酮，把熔融聚醚醚酮注入模具中，铸造成型。生成的聚醚醚酮表面利用激光打孔方法制备出直径0.4mm，深度2mm的圆孔。孔径和孔的深度通过激光束直径，输出功率和作用时间控制。利用医用壳聚糖作为载体，利用渗透法在孔中载入万古霉素。该方法万古霉素载药量可达20mg/cm3，有效释放时间可达5天以上。该载万古霉素的聚醚醚酮植入材料具有良好的预防术后感染的作用。
实施例6
采用医用级别聚醚醚酮，把熔融聚醚醚酮注入模具中，挤压成型。生成的聚醚醚酮表面利用激光打孔方法制备出直径1mm，深度5mm的圆孔。可在孔中载入硅酸钙骨水泥浆体然后固化。硅酸钙骨水泥具有良好的生物相容性，可与骨形成良好的骨结合。固化后的硅酸钙骨水泥受到孔的保护，在植入过程中不容易收到碰撞等脱落，植入后在应力环境中也不容易脱落。该方法制备的载硅酸钙骨水泥聚醚醚酮植入后可与骨形成良好的结合。
实施例7
采用医用级别聚醚醚酮，把熔融聚醚醚酮注入模具中，挤压成型。生成的聚醚醚酮表面利用激光刻蚀方法制备出宽度0.01mm，深度0.05mm的槽。槽的宽度和深度通过激光束直径，输出功率和作用时间控制。槽内可直接加入万古霉素。万古霉素可与聚醚醚酮形成分子间的结合，达到缓释目的。该方法万古霉素载药量可达去100mg/cm3，有效释放时间可达7天以上。该载万古霉素的聚醚醚酮植入材料具有良好的预防术后感染的作用。
实施例8
采用医用级别聚醚醚酮，把熔融聚醚醚酮注入模具中，挤压成型。生成的聚醚醚酮表面利用激光刻蚀方法制备出宽度0.05mm，深度0.2mm的工字型槽，如图2所示。槽内可直接加入硫酸庆大霉素。硫酸庆大霉素可与聚醚醚酮形成分子间的结合，达到缓释目的。该方法硫酸庆大霉素载药量可达100mg/cm3，有效释放时间可达7天以上。该载硫酸庆大霉素的聚醚醚酮植入材料具有良好的预防术后感染的作用。
实施例9
采用医用级别聚醚醚酮，把熔融聚醚醚酮注入模具中，挤压成型。生成的聚醚醚酮表面利用等离子打孔方法制备出直径2mm，深度5mm的圆孔。孔径和孔的深度通过等离子束直径，输出功率和作用时间控制。可在孔中载入磷酸钙骨水泥浆体然后固化。磷酸钙骨水泥具有良好的生物相容性，可与骨形成良好的骨结合。固化后的磷酸钙骨水泥受到孔的保护，在植入过程中不容易受到碰撞等脱落，植入后在应力环境中也不容易脱落。该方法制备的载磷酸钙骨水泥聚醚醚酮植入后可与骨形成良好的结合。
实施例10
采用医用级别聚醚醚酮粉末，利用热压法成型。生成的聚醚醚酮表面利用等离子刻蚀方法制备出宽度0.1mm，深度0.5mm的槽，如图3所示。槽的宽度和深度通过等离子束直径，输出功率和作用时间控制。槽内可载入硫酸钙骨水泥浆体然后固化。硫酸钙骨水泥具有良好的生物相容性，可与骨形成良好的骨结合。固化后的硫酸钙骨水泥受到孔的保护，在植入过程中不容易收到碰撞等脱落，植入后在应力环境中也不容易脱落。该方法制备的载硫酸钙骨水泥聚醚醚酮植入后可与骨形成良好的结合。
Claims (8)
1.一种表面多孔的医用聚醚醚酮，其特征在于，该医用聚醚醚酮表面设有直径或宽度为0.01-3mm，深度为0.01-5mm的孔；
所述的聚醚醚酮表面孔中载入药物用作人工关节、脊柱融合材料或骨支撑修复材料；
首先通过铸造、挤压成型或粉末热压成型工艺制备聚醚醚酮，然后通过直接铸造、机械加工、激光打孔、激光刻蚀、等离子打孔或等离子刻蚀方法在表面造孔；聚醚醚酮根据实际需要加工成各种形状，表面孔的分布、形状、深度、大小可根据需要调节，内部实体结构为聚醚醚酮材料提供足够的力学性能，外部的孔结构为骨细胞生长和体液传输提供通道，有利于材料和骨细胞的结合，该材料多孔结构中可根据需要载入药物，起到预防感染，促进骨生长和愈合的作用。
2.根据权利要求1所述的表面多孔的医用聚醚醚酮，其特征在于，所述的聚醚醚酮的抗压屈服强度范围为50MPa-200MPa，弹性模量范围为1GPa-50GPa。
3.根据权利要求1所述的表面多孔的医用聚醚醚酮，其特征在于，所述的聚醚醚酮表面孔的分布、形状、深度、大小可根据需要调节。
4.根据权利要求1所述的表面多孔的医用聚醚醚酮，其特征在于，所述的聚醚醚酮中可根据需要添加纤维增强相或颗粒增强相，所述的纤维增强相选自碳纤维、氧化物晶须或生物玻璃纤维，所述的颗粒增强相选自生物玻璃颗粒、钽粉或羟基磷灰石粉。
5.一种如权利要求1所述的表面多孔的医用聚醚醚酮的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)通过铸造、挤压成型或粉末热压成型工艺制备聚醚醚酮；
(2)通过直接铸造、机械加工、激光打孔、激光刻蚀、等离子打孔或等离子刻蚀方法在聚醚醚酮表面造孔。
6.一种如权利要求1所述的表面多孔的医用聚醚醚酮的应用，其特征在于，根据需要在聚醚醚酮表面孔中载入药物。
7.根据权利要求6所述的表面多孔的医用聚醚醚酮的应用，其特征在于，所载药物包括生物相容性好的物质、预防术后感染的药物、促进骨细胞生长的元素，抗肿瘤的药物或生长因子；
所述的生物相容性好的物质包括钽粉、羟基磷灰石、硅酸钙、磷酸钙、硫酸钙；
所述的预防术后感染的药物包括银离子、硫酸庆大霉素、万古霉素；
所述的促进骨细胞生长的元素包括锶、锌、锂、钙。
8.根据权利要求6所述的表面多孔的医用聚醚醚酮的应用，其特征在于，药物通过激光熔覆、渗透法、包埋法、溶剂挥干法、熔融法或吸附平衡法载入。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610751622.7A CN106178105B (zh) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | 一种表面多孔的医用聚醚醚酮及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610751622.7A CN106178105B (zh) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | 一种表面多孔的医用聚醚醚酮及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106178105A CN106178105A (zh) | 2016-12-07 |
| CN106178105B true CN106178105B (zh) | 2019-12-10 |
Family
ID=57527541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610751622.7A Expired - Fee Related CN106178105B (zh) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | 一种表面多孔的医用聚醚醚酮及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106178105B (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108310457B (zh) * | 2018-03-15 | 2020-01-31 | 四川大学 | 聚醚醚酮骨缺损修复材料及制备方法 |
| CN110935069B (zh) * | 2018-09-25 | 2021-03-05 | 华东理工大学 | 一种复合材料、原料组合物、骨修复体、制备方法和应用 |
| CN109364296B (zh) * | 2018-10-23 | 2022-04-22 | 大连理工大学 | 表面改性的含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚类骨植入材料及其制备方法 |
| CN111939319B (zh) * | 2019-05-17 | 2022-04-22 | 北京化工大学 | 一种生物活性多孔聚醚醚酮及其制备方法与应用 |
| CN110900925A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-03-24 | 南方科技大学 | 一种表面具有拓扑图案的peek的制备方法 |
| CN110975014B (zh) * | 2019-12-16 | 2021-09-14 | 四川大学 | 具有骨修复和抑制肿瘤功能的复合材料及其制备方法 |
| CN113398328B (zh) * | 2021-05-12 | 2022-08-12 | 上海云合景从新材料科技有限公司 | 一种多孔聚醚醚酮及其制备方法与应用 |
| CN114404671B (zh) * | 2022-01-05 | 2023-01-24 | 南方科技大学 | 聚醚醚酮复合材料及其制备方法与应用 |
| CN114392392A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-04-26 | 西南科技大学 | 一种高生物活性的个性化定制聚醚醚酮植入假体的制备方法 |
| CN115429940B (zh) * | 2022-08-30 | 2024-01-26 | 电子科技大学 | 一种增强生物活性涂层稳定性的方法 |
| CN118595287B (zh) * | 2024-08-07 | 2024-10-15 | 江苏君华特种高分子材料股份有限公司 | 板材冲压加工工装及聚醚醚酮生产工艺 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101952341A (zh) * | 2008-02-01 | 2011-01-19 | 辛西斯有限责任公司 | 多孔的生物相容性聚合物材料和方法 |
| CN103225067A (zh) * | 2013-05-20 | 2013-07-31 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 注入钙离子对聚醚醚酮表面进行改性的方法 |
| CN103483768A (zh) * | 2013-09-16 | 2014-01-01 | 华东理工大学 | 生物玻璃/聚醚醚酮复合材料、骨修复体及其制备方法和应用 |
| CN103865084A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-06-18 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种聚醚醚酮材料及其表面改性的方法 |
| CN103881129A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-06-25 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种聚醚醚酮材料及其表面改性的方法 |
| CN104497344A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-08 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种对聚醚醚酮表面进行改性的方法 |
| CN105536068A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-05-04 | 上海交通大学 | 一种改善聚醚醚酮表面生物活性的方法 |
-
2016
- 2016-08-29 CN CN201610751622.7A patent/CN106178105B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101952341A (zh) * | 2008-02-01 | 2011-01-19 | 辛西斯有限责任公司 | 多孔的生物相容性聚合物材料和方法 |
| CN103225067A (zh) * | 2013-05-20 | 2013-07-31 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 注入钙离子对聚醚醚酮表面进行改性的方法 |
| CN103483768A (zh) * | 2013-09-16 | 2014-01-01 | 华东理工大学 | 生物玻璃/聚醚醚酮复合材料、骨修复体及其制备方法和应用 |
| CN103865084A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-06-18 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种聚醚醚酮材料及其表面改性的方法 |
| CN103881129A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-06-25 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种聚醚醚酮材料及其表面改性的方法 |
| CN104497344A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-08 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种对聚醚醚酮表面进行改性的方法 |
| CN105536068A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-05-04 | 上海交通大学 | 一种改善聚醚醚酮表面生物活性的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106178105A (zh) | 2016-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106178105B (zh) | 一种表面多孔的医用聚醚醚酮及其制备方法和应用 | |
| CN111070376B (zh) | 一种3d打印仿生多孔生物陶瓷人工骨及其制备方法 | |
| CN106178104B (zh) | 一种医用可载药多孔聚醚醚酮及其制造方法和应用 | |
| Ran et al. | Osteogenesis of 3D printed porous Ti6Al4V implants with different pore sizes | |
| CN105662621B (zh) | 一种可携带药物缓释系统的多孔牙种植体及其制造方法 | |
| CN1209170C (zh) | 多孔人工移植骨及其制造方法 | |
| ES2369080T3 (es) | Implante biocompatible y biodegradable. | |
| CN101518467A (zh) | 一种医用多孔钛种植体及其制备方法 | |
| US20160058911A1 (en) | Multi-step method for fabricating tissue engineering bone | |
| CN101455862A (zh) | 一种生物医学组织工程支架用多孔材料的制备方法 | |
| CN104906637A (zh) | 一种可注射-多孔-载药的聚甲基丙烯酸甲酯基复合支架骨移植材料及其制备方法 | |
| CN110051881A (zh) | 一种3d打印纳米银抗菌骨修复材料及其制备方法 | |
| CN106421891A (zh) | 一种可降解镁合金与可降解聚合物复合材料的制备方法 | |
| CN114191617A (zh) | 一种药物缓释可控的聚醚醚酮植入体及其制备方法 | |
| WO2008035535A1 (fr) | Capsule incluant un agent antibactérien et joint artificiel auquel la capsule est fixée | |
| Chen et al. | Functional engineering strategies of 3D printed implants for hard tissue replacement | |
| CN112870436A (zh) | 一种具有药物微球的4d打印多孔支架及其制备方法 | |
| CN112603603A (zh) | 一种兼具有抗菌和促骨作用的个性化假体及其制造方法 | |
| CN112408968B (zh) | 一种生物活性3d打印陶瓷及其制备方法 | |
| Huang et al. | Freeze extrusion fabrication of 13-93 bioactive glass scaffolds for repair and regeneration of load-bearing bones | |
| CN116158891A (zh) | 一种节段骨复合多孔支架及其制备方法 | |
| CN113613688B (zh) | 增强型生物相容性支架 | |
| CN110639064B (zh) | 一种骨组织工程梯度多孔镁基金属构件体及其制备方法 | |
| DE102006017595A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines biokompatiblen Gerüstes, insbesondere zur Herstellung eines Implantates | |
| KR20110129007A (ko) | 과립형 다공성 뼈이식재 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191210 |