[发明专利]一种骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及生物医用材料技术领域，尤其涉及一种骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料的制备方法。首先以骨科手术中常用的传统骨水泥粉剂和氟化石墨烯为原料，利用机械超声共混的方法将两者进行均匀的混合。再将两者按照一定的比例均匀的分散在无水乙醇溶液中，超声使其分散更均匀，然后将其分散液进行水浴加热搅拌，直至无水乙醇完全挥发，最后将产物用研钵研磨，得到新型的骨科材料骨水泥/氟化石墨烯混合粉剂。本发明制备工艺简单，可操作性强，成本低，易于大规模推广。本发明所制备的新型人工关节材料，具有高抗菌性、高强度、抗水溃散性能，同时不影响材料的色泽和溶解性，可以大幅度提高填充材料的质量，拓展骨水泥在临床的应用范围。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，尤其涉及一种骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料的制备方法。

背景技术

骨水泥是一种用于填充骨与植入物间隙或骨腔并具有自凝特性的生物材料。自从1958年Charney首次应用骨水泥固定股骨假体成功施行全髋关节置换以来，骨水泥己广泛应用于骨科临床，骨水泥固定可保证术后假体的即时稳定，在骨组织-骨水泥-假体界面上无任何微动，允许术后早期负重，疗效肯定。但长期以来，由于骨水泥的机械强度低、脆性大、生物相容性、耐磨性和抗菌性较差等，使其难易承受人工关节置换手术的需要。在临床使用中，常造成骨水泥假体下沉、松动等，严重限制骨水泥的进一步应用。所以，提高其机械性能，增强耐磨性和抗菌性是对骨水泥改性的热点。以往的研究，向骨水泥中添加金属、纤维、无机纳米粒子等对其进行改性。然而，金属的加入可能影响骨关节的色泽；加入的纤维虽然具有良好的机械性能，但是由于其表面密度及表面状态与骨水泥相差较大，往往导致界面粘结性差、分散不均匀的问题，难以起到增强效果；无机纳米粒子主要有碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙和羟基磷灰石等，这些粒子极容易发生团聚，进而导致纳米粒子的优点不能充分的发挥出来，同时也影响材料的色泽。

石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，结构十分稳定，由于其特殊的结构，突出的导热和导电性能，同时具有良好的生物相容性、热稳定性和化学稳定性，引起科学界巨大的兴趣，成为材料科学研究的热点。作为石墨烯的一种新型衍生物，氟化石墨烯与2010年被首次报道，不但继承石墨烯的优良性能，如：力学性能和抗菌性能等，还具有其独特的性质；氟化石墨烯是通过改进Hummers法氧化氟化石墨得到的，其表面含有大量的活性官能团，而且氟化石墨烯为白色，其分散液透明，不影响材料的色泽。

发明内容

为了克服现有产品的不足，本发明的目的是提供一种骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料的制备方法，可以获得耐磨、力学强度好、抗菌、抗老化、色泽美观且成分简单的新型骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料。

为了达到上述效果，本发明的技术方案是：

一种骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料的制备方法，该复合材料通过以下步骤方法制备得到：

(1)将氟化石墨烯粉末加入无水乙醇溶液中，然后将其进行超声分散，得到氟化石墨烯的无水乙醇分散溶液；

(2)将骨水泥的粉剂加到氟化石墨烯的无水乙醇分散液中，然后将其进行超声处理，得到骨水泥和氟化石墨烯的分散液，将骨水泥和氟化石墨烯的分散液进行水浴加热搅拌，直至无水乙醇完全挥发，最后将产物放到研钵中进行研磨，得到骨水泥和氟化石墨烯的混合粉剂；

(3)将上述的骨水泥和氟化石墨烯的混合粉剂，与骨水泥的液剂进行调拌，待其固化后得到骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料。

所述的骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料的制备方法，骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料用于作为人体关节填充材料。

所述的骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料的制备方法，混合粉剂中，氟化石墨烯的含量为0.5～3wt％。

所述的骨科骨水泥/氟化石墨烯复合材料的制备方法，混合粉剂与骨水泥液剂的质量比为1～3:1。