[发明专利]表面改性的含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚腈骨植入材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种表面改性的含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚腈骨植入材料及其制备方法。一种表面带有成骨活性涂层的杂萘联苯聚芳醚腈，在杂萘联苯聚芳醚腈表面制备功能化涂层，功能化涂层包括静电吸附的具有成骨活性的骨形态发生蛋白层。所述的具有成骨活性的蛋白质层包括骨形态发生蛋白、胶原蛋白、骨桥蛋白、血浆纤维蛋白等，蛋白层通过静电吸附的方式固定到杂萘联苯聚方醚腈表面。蛋白质的表面固定包括蛋白质静电吸附到杂萘联苯聚芳醚腈表面的官能团或具有活性官能团的单分子层。本发明所述三维表面结构和功能化涂层能够改善聚芳醚腈的成骨活性。

技术领域

本发明涉及一种医用高分子植入材料，尤其涉及一种表面改性的含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚腈骨植入材料及其制备方法。

背景技术

骨修复材料是临床需求量最大的生物医用材料之一，骨植入材料作为骨修复材料的一种，一直受到人们的重视。高分子骨植入材料以其特有的性质和优点,在骨植入材料中占有很大比重。体内环境是液体的环境，高分子骨植入材料，必须满足无毒性、优良的生物相容性、化学稳定性、合适的物理机械性能、易加工成型、较好的性/价比等要求。其中，优良的生物相容性和成骨活性是最难满足的,但却是最重要的,是高分子材料能否用于骨植入材料的关键。

聚醚醚酮(PEEK)作为一种新型半晶态芳香族热塑性工程塑料已经被广泛用作骨植入材料。然而，生物相容性不高及成骨活性不理想等问题一直是影响PEEK植入体寿命的问题，为改善材料的这些问题，研究人员对PEEK进行表面改性处理，在表面制备类骨磷灰石涂层及具有成骨活性的蛋白质层，其生物相容性和成骨活性得到提高。

将二氮杂萘酮联苯这种全芳杂环、扭曲、非共平面结构的单体引入到聚芳醚分子链中,合成出了一系列杂萘联苯型聚芳醚，是高性能工程塑料家族中的重要成员。因其结构与PEEK类似，杂萘联苯聚芳醚的多种功能基团，能够对聚芳醚腈进行进一步改性，进而有可能被用作生物医用材料。杂萘联苯聚芳醚是大连理工大学自主研发的一种具有自主知识产权的新型高性能热塑性树脂，在前期研究工作中，对含二氮杂萘酮结构的聚芳醚砜酮进行了表面改性，材料的生物相容性和成骨活性得到很大提高。本发明采用的方法是针对疏水性的杂萘联苯聚芳醚腈材料进行表面改性来提高材料的成骨活性，改进了材料的表面预处理过程，所制备的具有成骨活性的涂层为通过静电作用到杂萘联苯聚方醚腈表面的具有成骨活性的蛋白质层。

本发明采用的杂萘联苯聚芳醚腈是一类性能优异的高性能热塑性树脂，力学性能与骨的力学性能相匹配。然而，杂萘联苯聚芳醚腈的生物相容性和成骨活性低限制了其作为骨植入材料的应用，本发明拟在杂萘联苯聚芳醚腈表面合成具有成骨活性的涂层，以提高其生物相容性和成骨活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型具有成骨活性的杂萘联苯聚芳醚，其特征在于在杂萘联苯聚芳醚腈表面制备具有成骨活性的涂层，涂层包括在平面表面通过静电作用固定具有生物活性的蛋白质层。具有生物活性的蛋白质层通过静电作用的方法固定在杂萘联苯聚芳醚腈表面。表面改性涂层可提高杂萘联苯聚芳醚腈的生物相容性和生物活性，并在一定的时间内发挥作用，将赋予长期植入物较持久的生物活性。

本发明的技术方案：

一种表面改性的含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚腈骨植入材料，包括基底和涂层，二者通过静电作用结合为一体；所述的基底为含氰基和二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚腈，所述的涂层为具有生物活性的蛋白质。

所述的蛋白质包括骨形态发生蛋白、胶原蛋白、骨桥蛋白、血浆纤维蛋白等。

所述的含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚腈，其结构表达式为：

所述的含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚腈的玻璃化转变温度不低于250℃，热失重5％分解温度不低于480℃，所述聚芳醚特性粘度为0.1-0.9dL/g；

其中，Ar₁为双卤单体的主体结构，是含有氰基结构的双卤单体：