一种聚芳醚酮骨修复材料及其制备方法技术

一种具有多级孔隙的聚芳醚酮骨修复材料及其制备方法，属于医用生物材料技术领域。首先将无定形聚芳醚酮树脂溶于1，4

【技术实现步骤摘要】
一种聚芳醚酮骨修复材料及其制备方法


[0001]一种具有多级孔隙的聚芳醚酮骨修复材料及其制备方法，属于医用生物材料


技术介绍

[0002]PEEK是目前常用的骨植入材料，但因其生物惰性和表面疏水而不利于骨组织的形成。解决方式之一是对FDM打印出的PEEK支架进行浓硫酸磺化(CN 112972764 A；Biomaterial Science,2021,167；Bioactive Materials,2020,1004；Materials and Design,2020,108671；ACS Omega 2020,26655；Biomaterials,2013,9264)，在表面形成纳米级孔隙，为成骨细胞提供粘附位点，进而促进细胞分化和后期骨组织的形成。但该方案存在如下问题：(1)浓硫酸有强腐蚀性，难以完全洗掉，残留的浓硫酸会对细胞和组织造成损伤；(2)残留的浓硫酸会造成局部酸性微环境，不利于成骨细胞的分化；(3)PEEK磺化只能在支架外表面，浓硫酸很难渗透到内表面磺化；(4)纳米级孔隙的数量难以控制；(5)过程比较复杂，打印、磺化、清洗(n次)、干燥。

技术实现思路

[0003]针对以上问题，我们提出采用低温溶液成型工艺一次打印成型具有多级孔隙的无定形聚芳醚酮骨工程支架。
[0004]根据本申请的一个方面，提供一种聚芳醚酮骨修复材料，具有多级孔隙；
[0005]孔径为直径100微米～500微米的大孔直径与0.1微米～10微米的小孔直径；比表面积为0.1～0.5m2/g；/>[0006]根据本申请的另一个方面，提供一种上述的聚芳醚酮骨修复材料的制备方法，至少包括以下步骤：
[0007]将树脂溶于溶剂中，通过3D打印打印出骨组织工程支架，冷冻干燥，得到所述聚芳醚酮骨修复材料。
[0008]选择一个适宜浓度进行打印，打印温度控制在
‑
30℃～
‑
10℃，打印完成后在冷冻干燥机里冻干不少于48h。
[0009]所述溶剂选自1，4
‑
二氧六环；
[0010]所述树脂的质量为树脂和溶剂总质量的1～50wt％。
[0011]所述树脂的制备方法包括：
[0012]将含有双酚化合物和双卤化合物的原料混合，发生SN2亲核取代反应，得到所述树脂。
[0013]所述树脂的特性粘度为0.4～1.0dL/g。
[0014]所述双酚化合物选自具有a～g结构的化合物中的至少一种：
[0015][0016]所述双卤化合物选自具有h～j结构的化合物中的至少一种；
[0017][0018]其中，
‑
R选自
‑
H、
‑
CH3或
‑
Ph。
[0019]所述SN2亲核取代反应的温度为150～230℃；所述SN2亲核取代反应的时间为3～10h。
[0020]本申请的优势在于采用低温溶液成型工艺一次打印成型具有多级孔隙的无定形聚芳醚酮骨工程支架。
附图说明
[0021]图1为实施例1得到的支架实物照片；
[0022]图2为实施例1得到的Micro
‑
CT图；
[0023]图3为实施例1得到的SEM电镜图；
[0024]图4为实施例1得到的SEM电镜图。
具体实施方式
[0025]实施例1
[0026]将如(1)所示的两种单体经SN2亲核取代反应制备出聚芳醚酮PAEK
‑
1。
[0027][0028]称取PAEK
‑
1粉末10g溶于50ml 1,4
‑
二氧六环溶剂中，配成20％g/ml的溶液。每次取5ml上述溶液置于打印机喷头中，设置打印机喷嘴温度30℃，打印腔室温度
‑
20℃，填充走线距离0.8mm，填充走线方向[0
°
,90
°
]，打印速度10mm/s，挤出速度0.6mm3/s，层高0.1mm，打印成型尺寸10x10x10mm。打印完成后将多孔支架立即转移至冷冻干燥机中，
‑
30℃下抽真空冷冻干燥48小时，得到PAEK
‑
1多孔骨植入支架。
[0029]图1为实施例1得到的支架实物照片，从图中可以看出,支架为多孔结构；
[0030]图2为实施例1得到的Micro
‑
CT图，从图中可以看出相互联通的孔隙结构，为细胞和组织生长提供氧气和营养供应；
[0031]图3为实施例1得到的SEM电镜图，从图中可以看出直径为200～300微米的大孔结构；
[0032]图4为实施例1得到的SEM电镜图，从图中可以看出直径为0.1～1微米的小孔结构。
[0033]实施例2
[0034]将如(2)所示的两种单体经SN2亲核取代反应制备出聚芳醚酮PAEK
‑
2。
[0035][0036]称取PAEK
‑
2粉末5g溶于50ml 1,4
‑
二氧六环溶剂中，配成10％g/ml的溶液。每次取5ml上述溶液置于打印机喷头中，设置打印机喷嘴温度30℃，打印腔室温度
‑
20℃，填充走线
距离0.8mm，填充走线方向[0
°
,90
°
]，打印速度10mm/s，挤出速度0.6mm3/s，层高0.1mm，打印成型尺寸10x10x10mm。打印完成后将多孔支架立即转移至冷冻干燥机中，
‑
30℃下抽真空冷冻干燥48小时，得到PAEK
‑
2多孔骨植入支架。
[0037]实施例3
[0038]将如(3)所示的三种单体经SN2亲核取代反应制备出聚芳醚酮PAEK
‑
3。
[0039][0040]称取PAEK
‑
3粉末10g溶于50ml 1,4
‑
二氧六环溶剂中，配成20％g/ml的溶液。每次取5ml上述溶液置于打印机喷头中，设置打印机喷嘴温度30℃，打印腔室温度
‑
20℃，填充走线距离0.8mm，填充走线方向[0
°
,90
°
]，打印速度10mm/s，挤出速度0.6mm3/s，层高0.1mm，打印成型尺寸10x10x10mm。打印完成后将多孔支架立即转移至冷冻干燥机中，
‑
30℃下抽真空冷冻干燥48小时，得到PAEK
‑
3多孔骨植入支架。
[0041]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
技术实现思路
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。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚芳醚酮骨修复材料，其特征在于，具有多级孔隙；孔径为直径100微米～500微米的大孔直径与0.1微米～10微米的小孔直径；比表面积为0.1～0.5m2/g。2.一种权利要求1所述的聚芳醚酮骨修复材料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：将树脂溶于溶剂中，通过3D打印打印出骨组织工程支架，冷冻干燥，得到所述聚芳醚酮骨修复材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自1，4
‑
二氧六环；所述树脂的质量为树脂和溶剂总质量的1～50wt％。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述树脂的制备方法包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：周光远，王红华，王志鹏，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：