骨科植入聚醚醚酮材料的表面改性及生物相容性研究

发布时间：2021-09-05 16:22

　　聚醚醚酮是一种具有优良的生物安全性、生物相容性,在骨科和脊柱外科及整形外科应用中很受欢迎的新型材料,因为其具有出色的物理和化学特性,且不可被射线穿透。但是其生物活性较差,目前,表面改性方法可以有效提高聚醚醚酮的生物活性,使其更易于骨组织键合,已成为骨科植入材料研究的热点。文章介绍了物理法、化学法以及辐射改性法3种不同类别的改性技术,并分析了不同改性技术的优劣及对于提高生物相容性的帮助,最后展望了聚醚醚酮材料表面改性的发展前景。 

【文章来源】：粘接. 2020,43(07)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

钛离子注入改性碳纤维增强聚醚醚酮表面微纳结构形成机理示意图

冷喷涂方法可以在较低的温度下进行，因为涂层过程利用了来自烧制的材料。基材的大多数部分不必因热发生过程而卷入，仅需在表面上将要形成的涂层暴露于直接涂层环境。此外，具有预先进行热处理可以用作涂层源，因此，可以省略后热处理，可以保持材料的特性。涂层通过冷喷涂法生产的产品粘附在基材上紧密并具有均匀的厚度。冷喷涂法生产效率高且无害，喷涂是一个快速的过程，许多样品可以轻松同时进行处理。Lee J H等[7]应用冷喷涂方法制备了羟基磷灰石（HA）涂层的聚醚醚酮杂化材料，并在体外和体内评估了其骨整合。通过冷喷涂方法，HA涂层形成均匀的层并牢固地粘附到PEEK椎间盘植入物上。当在体外测试该材料时，早期细胞粘附和生存能力得到改善。在HA包被的聚醚醚酮盘上培养的细胞中，碱性磷酸酶（ALP）活性和钙浓度也更高。另外，在这些细胞中成骨细胞分化标志物如ALP，骨唾液蛋白和矮子相关转录因子2的表达增加。对于体内测试，我们通过压入配合法将HA涂层的PEEK钢瓶设计并植入到兔骨模型中。骨-植入物的接触比，小梁数和小梁厚度可通过三维显微计算机断层扫描或常规二维组织形态分析法确定。该报告表明，PEEK植入物上的HA涂层加上冷喷涂方法可提高体外生物相容性并促进体内骨整合，这表明HA涂层可改善临床应用中使用的各种医疗器械的生物功能。2.4 气溶胶沉积法

气溶胶沉积法（Aerosol Deposition,AD）是一种形成致密且附着力强的陶瓷涂层的方法。它以固体粉末颗粒为原料，涂层由高能粒子碰撞到基材上。因为AD是在室温下进行，无需沉积后热处理为了进一步致密化，起始粉末及其生成物涂料具有相同的成分，因此可以通过处理粉末来生产具有精确控制成分的涂料组成。因此，AD非常适合在温度敏感的基材上沉积陶瓷涂层如塑料，不会对基材造成热降解。Hahn B D等[8]使用气溶胶沉积在医疗级PEEK上开发了高度致密且粘附力强的羟基磷灰石涂层，而不会引起PEEK的热降解。羟基磷灰石涂层具有致密的微观结构，没有裂纹或气孔，并且在14.3MPa以上的粘合强度下表现出对PEEK的良好粘合性。通过水热退火作为沉积后热处理，羟基磷灰石涂层的结晶度得到了显着提高。另外，通过气溶胶沉积法的羟基磷灰石涂层显着增强了PEEK在细胞粘附形态，细胞增殖，分化以及骨与植入物的接触比方面的体外和体内生物相容性，如图3所示。3 辐射改性

【参考文献】：
期刊论文
[1]聚醚醚酮及其复合材料作为骨科植入物的研究进展[J]. 邓纯博,刘冬妍,刘吉泉,刘学勇.  生物医学工程与临床. 2009(05)

硕士论文
[1]骨科植入聚醚醚酮材料的表面改性及生物相容性研究[D]. 杜亚伟.武汉工程大学 2015



本文编号：3385683