CN112679780A - 一种复合材料及其制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种复合材料及其制备方法、应用。所述复合材料包括化合物A和超高分子量聚乙烯；所述化合物A通过非共价键作用粘附在所述超高分子量聚乙烯表面，形成均匀的涂层；所述化合物A选自金属配位化合物；所述金属配位化合物中的金属离子选自锶离子；配体来自多酚类化合物。本申请利用含有多酚官能团的有机小分子化学物作为“桥梁”，一方面酚羟基和锶离子形成配位键，另一方面大量的酚羟基通过范德华力与基体结合，同时实现对锶离子的络合及对基体材料的涂覆，对超高分子量聚乙烯表面进行涂层改性，使超高分子量聚乙烯表面修饰锶离子，从而实现超高分子量聚乙烯材料促成骨细胞增殖的功能。
Description
技术领域
本申请属于超高分子量聚乙烯领域，具体而言，涉及一种复合材料及其制备方法、应用。
背景技术
超高分子量聚乙烯是一种分子量超过100万的线性塑性工程塑料，具有重量轻、防水性好及良好的抗化学腐蚀性、高冲击性、高耐磨性、生物惰性等特点。由于超高分子量聚乙烯突出的力学性能、良好的耐磨损性能及优异的生物相容性，因此广泛应用于人工关节材料。但是超高分子量聚乙烯作为人工关节材料仍然存在问题，超高分子量聚乙烯材料本身是一种生物惰性材料，不具有促进细胞增殖粘附的功能，无法与人体周围组织融合，病人完成人工关节置换术后恢复周期长。因此有必要对超高分子量聚乙烯材料进行改性处理，使其具有促进细胞增殖粘附的功能，实现植入物与组织的快速融合与固定，减轻病人术后痛苦。目前对于生物医用材料增强生物活性方面的研究，多采用将生长因子加入到材料中的方法，制备具有细胞活性的生物医用材料。这种方法得到的医用材料能显著提高细胞活性，但是生长因子价格昂贵，而且对于很多材料而言，生长因子无法直接固定在材料上，也不能持续释放，因此无法实现持续有效的促细胞增殖功能。超高分子量聚乙烯是一种非极性高分子材料，表面无活性基团，无法实现生长因子的直接固定。因此有必要开发一种新的改性方法，提高其生物活性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种锶离子作为表面改性剂制备具有生物活性的超高分子量聚乙烯块体的方法。锶及其化合物具有良好的生物学效应，可以有效促进成骨细胞的增殖粘附。本发明主要内容是利用含有多酚官能团的有机小分子化学物作为“桥梁”，一方面酚羟基和锶离子形成配位键，另一方面大量的酚羟基通过范德华力与基体结合，同时实现对锶离子的络合及对基体材料的涂覆，对超高分子量聚乙烯表面进行涂层改性，使超高分子量聚乙烯表面修饰锶离子，从而实现超高分子量聚乙烯材料促成骨细胞增殖的功能。
根据本申请的第一方面，提供了一种复合材料，所述复合材料包括化合物A和超高分子量聚乙烯；
所述化合物A通过非共价键作用粘附在所述超高分子量聚乙烯表面；
所述超高分子量聚乙烯的分子量为100万～500万；
所述化合物A选自金属配位化合物；所述金属配位化合物中的金属离子选自锶离子；配体来自多酚类化合物。
可选地，所述多酚类化合物选自单宁酸、多巴胺、儿茶酚、焦棓酸、正肾上腺素中的至少一种。
根据本申请的第二方面，提供了一种上述复合材料的制备方法，所述方法包括：
将含有超高分子量聚乙烯、锶离子源和多酚类化合物的混合物，反应并粘附，即可得到所述复合材料。
可选地，所述锶离子源和多酚类化合物的质量比为100:3～100:40。
可选地，所述锶离子源和多酚类化合物的质量比上限独立地选自100：3、100：10、100：20、100：30、100：35，下限独立地选自100：40、100：10、100：20、100：30、100：35。
可选地，所述锶离子源选自硝酸锶、氯化锶、溴化锶中的至少一种。
可选地，所述超高分子量聚乙烯为超高分子量聚乙烯块体。
可选地，所述方法包括：
(1)将含有超高分子量聚乙烯和多酚类化合物的物料I，粘附，得到中间产物；
(2)将含有所述中间产物和锶离子源的物料II，反应，即可得到所述复合材料。
可选地，在所述步骤(1)中，所述粘附的条件为：温度为25～60℃；时间为6～48小时；
在所述步骤(2)中，所述反应的条件为：温度为25～60℃；时间为12～48小时。
可选地，在所述步骤(1)中，温度和pH值限制是为了多酚类小分子自聚合，有利于后期形成均匀涂层。
可选地，所述多酚类化合物粘附在超高分子量聚乙烯表面的温度上限独立地选自60℃、50℃、40℃、30℃，下限独立地选自25℃、50℃、40℃、30℃。
可选地，所述多酚类化合物粘附在超高分子量聚乙烯表面的时间上限独立地选自48小时、42小时、38小时、32小时、28小时、22小时、18小时，下限独立地选自12小时、42小时、38小时、32小时、28小时、22小时、18小时。
可选地，所述反应的温度上限独立地选自60℃、50℃、40℃、30℃，下限独立地选自25℃、50℃、40℃、30℃。
可选地，所述反应的时间上限独立地选自48小时、42小时、38小时、32小时、28小时、22小时、18小时，下限独立地选自12小时、42小时、38小时、32小时、28小时、22小时、18小时。
可选地，所述步骤(1)包括：获得含有超高分子量聚乙烯和多酚类化合物的物料I，调节所述物料I的pH，多酚类化合物自聚合，且通过非共价键作用粘附在超高分子量聚乙烯表面，即可得到所述中间产物。
可选地，所述调节所述物料I的pH包括：通过pH调节溶液调节所述物料I的pH至7.5～12；
优选地，所述pH调节溶液选自Tris-HCl缓冲液、PBS缓冲溶液、硼酸-硼砂缓冲溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液的至少一种。
可选地，在所述物料II中，还包括溶剂；所述溶剂选自水。
可选地，所述方法包括：
步骤(1).常温下，超高分子量聚乙烯块体依次在去离子水、乙醇中超声30～120分钟，去除超高分子量聚乙烯块体表面污染物。将超声后的块体取出，氮气吹干块体表面，得到干燥干净的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(2).将上述超高分子量聚乙烯块体置于含多酚类化合物的pH调节溶液中，25～60℃匀速震荡6～48小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声30～60分钟，氮气吹干块体表面，得到多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(3).将上述多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体置于含锶离子的化合物水溶液中，25～60℃匀速震荡12～48小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声30～60分钟，氮气吹干块体表面，得到锶离子改性的超高分子量聚乙烯块体。
可选地，在所述步骤(2)中，所述多酚类化合物与pH调节溶液的质量比为1:1000～1:250。
可选地，在所述物料II中，所述锶离子源和所述溶剂的质量比为1:100～1:30。
根据本申请的第三方面，提供了一种上述复合材料、根据上述方法制备得到的复合材料中的任一种在促进成骨细胞粘附增殖中的应用。
本申请能产生的有益效果至少包括：
本发明采用含多酚官能团的小分子化合物作为“桥梁”，制备了一种新型促细胞增殖的超高分子量聚乙烯块体。该方法制备的锶离子改性超高分子量聚乙烯块体与未改性的超高分子量聚乙烯块体相比，其生物活性显著提高。该方法制备流程简便，反应条件温和，可以广泛应用于超高分子量聚乙烯块体的生物功能改性。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。以下所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如下，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买，不经任何特殊处理直接使用。
本申请的实施例中分析方法如下：
通过X射线光电子能谱分析仪对改性前后超高分子量聚乙烯表面元素进行表征。
通过细胞培养法对改性前后超高分子量聚乙烯生物活性进行表征。
实施例1
步骤(1).常温下，分子量为200万的超高分子量聚乙烯块体依次在去离子水、乙醇中超声30分钟，去除超高分子量聚乙烯块体表面污染物。将超声后的块体取出，氮气吹干块体表面，得到干燥干净的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(2).将上述超高分子量聚乙烯块体(尺寸为60毫米*20毫米*2毫米)置于单宁酸的pH调节溶液(由0.1g单宁酸置于50mL pH调节溶液中制备得到)中，其中单宁酸溶液中单宁酸和pH调节溶液的质量比为1:500，pH调节溶液为Tris-HCl缓冲溶液，调节pH值至7.5，30℃匀速震荡28小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声30分钟，去除超高分子量聚乙烯表面残留的单宁酸分子，氮气吹干块体表面，得到多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(3).将上述多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体置于氯化锶水溶液(由1.0g氯化锶溶解于50g水中制备得到)中，其中锶离子源与水的质量比为1:50，30℃匀速震荡18小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声30分钟，氮气吹干块体表面，得到锶离子表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
通过X射线光电子能谱分析仪对改性前后超高分子量聚乙烯表面元素进行表征。未改性的超高分子量聚乙烯材料表面未检测到锶元素。通过单宁酸和锶离子改性后的超高分子量聚乙烯表面碳、氧、锶的百分比为89.03％、10.93％、0.04％，这说明超高分子量聚乙烯表面成功修饰了锶离子。
采用细胞培养法对改性前后超高分子量聚乙烯的生物活性进行评估。在锶离子表面改性前后的超高分子量聚乙烯表面接种成骨细胞，初始接种密度为2*105个/cm2,二氧化碳培养箱中培养3天后，锶离子表面改性的超高分子量聚乙烯表面成骨细胞覆盖率为60％，未改性的超高分子量聚乙烯表面未发现成骨细胞存活。这说明锶离子改性后的超过分子量聚乙烯材料生物活性显著提高，成骨细胞能够在其表面增殖粘附。
实施例2
步骤(1).常温下，分子量为100万的超高分子量聚乙烯块体依次在去离子水、乙醇中超声120分钟，去除超高分子量聚乙烯块体表面污染物。将超声后的块体取出，氮气吹干块体表面，得到干燥干净的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(2).将上述超高分子量聚乙烯块体(尺寸为60毫米*20毫米*2毫米)置于单宁酸的pH调节溶液(由0.2g单宁酸置于50mL pH调节溶液中制备得到)中，其中单宁酸溶液中单宁酸和pH调节溶液的质量比为1:250，pH调节溶液为PBS缓冲溶液，调节pH值至8.5，40℃匀速震荡18小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声50分钟，去除超高分子量聚乙烯表面残留的单宁酸分子，氮气吹干块体表面，得到多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(3).将上述多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体置于硝酸锶水溶液(由1.67g硝酸锶置于50g水中制备得到)中，其中锶离子源与水的质量比为1:30，60℃匀速震荡48小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声60分钟，氮气吹干块体表面，得到锶离子表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
实施例3
步骤(1).常温下，分子量为300万的超高分子量聚乙烯块体依次在去离子水、乙醇中超声50分钟，去除超高分子量聚乙烯块体表面污染物。将超声后的块体取出，氮气吹干块体表面，得到干燥干净的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(2).将上述超高分子量聚乙烯块体(尺寸为60毫米*20毫米*2毫米)置于儿茶酚的pH调节溶液(由0.05g儿茶酚置于50mL pH调节缓冲溶液中制备得到)中，其中儿茶酚溶液中儿茶酚和pH调节溶液的质量比为1:1000，pH调节溶液为硼酸-硼砂缓冲溶液，调节pH值至10，50℃匀速震荡22小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声50分钟，去除超高分子量聚乙烯表面残留的儿茶酚分子，氮气吹干块体表面，得到多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(3).将上述多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体置于溴化锶水溶液(由0.5g溴化锶锶置于50g水中制备得到)中，其中锶离子源与水的质量比为1:100，600℃匀速震荡48小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声60分钟，氮气吹干块体表面，得到锶离子表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
实施例4
步骤(1).常温下，分子量为400万的超高分子量聚乙烯块体依次在去离子水、乙醇中超声60分钟，去除超高分子量聚乙烯块体表面污染物。将超声后的块体取出，氮气吹干块体表面，得到干燥干净的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(2).将上述超高分子量聚乙烯块体(尺寸为60毫米*20毫米*2毫米)置于焦棓酸的pH调节溶液(由0.2g焦棓酸溶于50mL pH调节溶液中制备得到)中，其中焦棓酸溶液中焦棓酸和pH调节溶液的质量比为1:250，pH调节溶液为氢氧化钾溶液，调节pH值至11，30℃匀速震荡12小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声60分钟，去除超高分子量聚乙烯表面残留的焦棓酸分子，氮气吹干块体表面，得到多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(3).将上述多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体置于氯化锶水溶液(由0.5g氯化锶溶解于50g水中制备得到)中，其中锶离子源与水的质量比为1:100，30℃匀速震荡38小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声60分钟，氮气吹干块体表面，得到锶离子表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
实施例5
步骤(1).常温下，分子量为400万的超高分子量聚乙烯块体依次在去离子水、乙醇中超声80分钟，去除超高分子量聚乙烯块体表面污染物。将超声后的块体取出，氮气吹干块体表面，得到干燥干净的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(2).将上述超高分子量聚乙烯块体(尺寸为60毫米*20毫米*2毫米)置于正肾上腺素的pH调节溶液(由0.1g正肾上腺素溶于50mL pH调节溶液中制备得到)中，其中正肾上腺素溶液中正肾上腺素和pH调节溶液的质量比为1:500，pH调节溶液为氢氧化钠溶液，调节pH值至12，30℃匀速震荡38小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声40分钟，去除超高分子量聚乙烯表面残留的正肾上腺素分子，氮气吹干块体表面，得到多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(3).将上述多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体置于硝酸锶水溶液(由1.0g硝酸锶溶解于50g水中制备得到)中，其中锶离子源与水的质量比为1:50，30℃匀速震荡28小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声40分钟，氮气吹干块体表面，得到锶离子表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
实施例6
步骤(1).常温下，分子量为500万的超高分子量聚乙烯块体依次在去离子水、乙醇中超声40分钟，去除超高分子量聚乙烯块体表面污染物。将超声后的块体取出，氮气吹干块体表面，得到干燥干净的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(2).将上述超高分子量聚乙烯块体(尺寸为60毫米*20毫米*2毫米)置于多巴胺的pH调节溶液(由0.05g多巴胺溶于50mL pH调节溶液中制备得到)中，其中多巴胺溶液中多巴胺和pH调节溶液的质量比为1:1000，pH调节溶液为Tris-HCl缓冲溶液，调节pH值至8，60℃匀速震荡32小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声50分钟，去除超高分子量聚乙烯表面残留的多巴胺分子，氮气吹干块体表面，得到多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
步骤(3).将上述多酚表面改性的超高分子量聚乙烯块体置于溴化锶水溶液(由1.67g溴化锶溶于50g水中制备得到)中，其中锶离子源与水的质量比为1:30，30℃匀速震荡28小时后取出，去离子水冲洗2遍，然后置于去离子水中超声30分钟，氮气吹干块体表面，得到锶离子表面改性的超高分子量聚乙烯块体。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括化合物A和超高分子量聚乙烯；
所述化合物A通过非共价键作用粘附在所述超高分子量聚乙烯表面；
所述超高分子量聚乙烯的分子量为100万～500万；
所述化合物A选自金属配位化合物；所述金属配位化合物中的金属离子选自锶离子；配体来自多酚类化合物。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述多酚类化合物选自单宁酸、多巴胺、儿茶酚、焦棓酸、正肾上腺素中的至少一种。
3.权利要求1或2所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将含有超高分子量聚乙烯、锶离子源和多酚类化合物的混合物，反应并粘附，即可得到所述复合材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锶离子源和多酚类化合物的质量比为100：3～100：40。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锶离子源选自硝酸锶、氯化锶、溴化锶中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)将含有超高分子量聚乙烯和多酚类化合物的物料I，粘附，得到中间产物；
(2)将含有所述中间产物和锶离子源的物料II，反应，即可得到所述复合材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述粘附的条件为：温度为25～60℃；时间为6～48小时；
在所述步骤(2)中，所述反应的条件为：温度为25～60℃；时间为12～48小时。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：获得含有超高分子量聚乙烯和多酚类化合物的物料I，调节所述物料I的pH，多酚类化合物自聚合，且通过非共价键作用粘附在超高分子量聚乙烯表面，即可得到所述中间产物。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述调节所述物料I的pH包括：通过pH调节溶液调节所述物料I的pH至7.5～12；
优选地，所述pH调节溶液选自Tris-HCl缓冲液、PBS缓冲溶液、硼酸-硼砂缓冲溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液的至少一种；
优选地，在所述物料II中，还包括溶剂；所述溶剂选自水；
优选地，在所述物料II中，所述锶离子源和所述溶剂的质量比为1:100～1:30。
10.权利要求1或2所述的复合材料、根据权利要求3至9任一项所述方法制备得到的复合材料中的任一种在促进成骨细胞粘附增殖中的应用。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113797391A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-17 | 南方医科大学南方医院 | 一种用于医疗器械的涂料及其制备方法和应用 |
| CN113842499A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-28 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种超高分子量聚乙烯基复合材料及其制备方法及应用 |
| CN115054739A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-16 | 成都世联康健生物科技有限公司 | 引导骨组织再生膜、制法及金属-酚螯合物在制备引导骨组织再生膜中的应用 |
| CN116120566A (zh) * | 2021-11-15 | 2023-05-16 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种高承载聚合物基水润滑改性材料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008074175A2 (de) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Thommen Medical Ag | Bioaktive implantatbeschichtung |
| CN103435829A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-12-11 | 烟台绿水赋膜材料有限公司 | 一种基于邻苯二酚衍生物的纳米功能化表面修饰方法 |
| CN105770997A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-07-20 | 四川大学 | 人工关节用生物材料及其制备方法与假体材料的制备 |
| CN106011834A (zh) * | 2016-06-12 | 2016-10-12 | 天津大学 | 钛表面螯合锶的海藻酸钠涂层的制备方法 |
| CN108395675A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-14 | 天津工业大学 | 一种单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料制备方法 |
-
2020
- 2020-12-09 CN CN202011445964.9A patent/CN112679780B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008074175A2 (de) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Thommen Medical Ag | Bioaktive implantatbeschichtung |
| CN103435829A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-12-11 | 烟台绿水赋膜材料有限公司 | 一种基于邻苯二酚衍生物的纳米功能化表面修饰方法 |
| CN105770997A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-07-20 | 四川大学 | 人工关节用生物材料及其制备方法与假体材料的制备 |
| CN106011834A (zh) * | 2016-06-12 | 2016-10-12 | 天津大学 | 钛表面螯合锶的海藻酸钠涂层的制备方法 |
| CN108395675A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-14 | 天津工业大学 | 一种单宁酸改性超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料制备方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113842499A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-28 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种超高分子量聚乙烯基复合材料及其制备方法及应用 |
| CN113842499B (zh) * | 2021-09-17 | 2022-07-01 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种超高分子量聚乙烯基复合材料及其制备方法及应用 |
| CN113797391A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-17 | 南方医科大学南方医院 | 一种用于医疗器械的涂料及其制备方法和应用 |
| CN116120566A (zh) * | 2021-11-15 | 2023-05-16 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种高承载聚合物基水润滑改性材料及其制备方法 |
| CN115054739A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-16 | 成都世联康健生物科技有限公司 | 引导骨组织再生膜、制法及金属-酚螯合物在制备引导骨组织再生膜中的应用 |
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