[发明专利]一种金属离子掺杂减摩水凝胶材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种金属离子掺杂减摩水凝胶材料及其制备方法，该材料由以下各原料制备而成：十二烷基硫酸铵5.6‑6.5重量份；NaCl 2.0‑3.0重量份；水75.0‑81.0重量份；甲基丙烯酸十八酯0.7‑0.9重量份；N,N‑二甲基丙烯酰胺10.0‑13.5重量份；金属氯化物0.5‑0.6重量份；引发剂0.05‑0.1重量份；催速剂0.15‑0.4重量份。制备时，首先称取十二烷基硫酸铵与NaCl在室温下溶于水中，加入甲基丙烯酸十八酯，置于35℃的水浴锅中磁力搅拌3‑4h；加入N,N‑二甲基丙烯酰胺，搅拌反应1‑2h；加入含所述金属离子的氯化物搅拌至完全溶解；然后加入引发剂和催速剂，使其搅拌均匀，将反应所得的溶液转入方形模具中，50℃下热引发，聚合反应12‑13h，制得金属离子掺杂减摩水凝胶材料。

技术领域

本发明属高分子材料制备领域，涉及一种金属离子掺杂减摩水凝胶材料及其制备方法。

背景技术

人体天然关节的表面覆盖着软骨，在正常的生理环境中关节软骨提供一个优良的润滑承载关节面，可以传递7-9倍人体的重量，且摩擦系数极低，通常来说，关节软骨能正常运动70年以上。关节软骨要承受一生运动所致的周而复始的摩擦，关节软骨不断磨损和退化，关节出现疼痛、肿胀、骨摩擦等症状，最终导致骨关节炎(Osetoarthritis, OA)的发生。骨关节炎是一种破坏人类关节活动能力的流行性疾病，最初症状可能仅仅是关节疼痛和肿胀，但如不及时治疗，就会发展到关节活动功能障碍，最终丧失关节活动能力，严重影响患者的生活质量。

虽然人工关节置换已成为临床治疗关节疾病或创伤的有效途径，但是由于人工植入材料不具备自然界生命力的代谢作用，假体面与介质相容性差，特别在全关节置换中植入假体均为硬面-硬面接触，接触面的磨损必然存在。大量的临床医学研究已证实，人工关节的磨损是置换无菌性松动重要原因之一，即磨损颗粒引起的局部界面骨溶解导致假体无菌松动是造成人工关节置换失败的主要原因。由于关节假体间的磨损问题没有得到很好的解决，致使部分关节置换达不到设计要求，成为制约人体植入物安全、有效和长寿服役的瓶颈问题。

由此可见，提高人工关节服务寿命和使用可靠性的关键是植入假体材料生物摩擦学性能的改进。

发明内容

本发明针对现有技术状况，提供一种金属离子掺杂减摩水凝胶材料制备方法，该制备方法生产成本低，制备简单，且制备过程中无毒。

本发明另一目的是提供上述制备方法制备的金属离子掺杂减摩水凝胶材料，适用于做人工关节。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种金属离子掺杂减摩水凝胶材料的制备方法，该材料由以下各原料制备而成：

十二烷基硫酸铵 5.6-6.5重量份；

NaCl 2.0-3.0重量份；

水 75.0-81.0重量份；

甲基丙烯酸十八酯 0.7-0.9重量份；

N,N-二甲基丙烯酰胺10.0-13.5重量份；

金属氯化物 0.5-0.6重量份；

引发剂 0.05-0.1重量份；

催速剂 0.15-0.4重量份。

制备时，首先称取十二烷基硫酸铵与NaCl在室温下溶于水中，加入甲基丙烯酸十八酯，置于35℃的水浴锅中磁力搅拌3-4h；加入N,N-二甲基丙烯酰胺，搅拌反应1-2h；加入含所述金属离子的氯化物搅拌至完全溶解；然后加入引发剂和催速剂，使其搅拌均匀，将反应所得的溶液转入方形模具中，50℃下热引发，聚合反应12-13h，制得金属离子掺杂减摩水凝胶材料。

优选地，其中，所述引发剂选用KPS引发剂。