[发明专利]一种医疗级复合材料及其制备方法

说明书

本发明提出一种医疗级复合材料及其制备方法，选择机械性能及热塑性质与生物相容性材料相匹配的半结晶聚合物，以保证半结晶聚合物中在生物相容性材料中均匀交联，保证生物材料的性能稳定及均一性。

技术领域

本发明涉及医疗材料领域，具体地，涉及一种医疗级别的聚芳醚酮复合材料及其制备方法。

背景技术

聚芳醚酮做为一种全芳型线性聚合物由于其优异的性能在很多领域都得到了很好的应用，尤其是它的典型代表聚醚醚酮(PEEK)更是应用的十分广泛由于其较高的机械性能，优异的耐辐射性、热稳定性、绝缘性等。在很多领域可以代替金属或陶瓷等传统材料。但在有些领域需要在某些方面性能能够优于现有的材料，虽然聚醚醚酮做为一种特种工程塑料有上述的一些优点，但如果将聚醚醚酮材料直接应用在医疗领域还是会受到一些限制的，如聚醚醚酮是生物惰性材料，缺乏生物活性，与活体组织之间很难形成稳定的界面与其融合。因此需要在聚醚醚酮材料中添加一些生物相容性材料以此提高其生物活性，使其在人体植入的医疗方面得以广泛应用。

现有的生物级别的聚醚醚酮生物材料的制备方法，为提供生物相容性材料与聚醚醚酮的混合均匀度，多采用在溶剂中生物相容性材料与聚醚醚酮进行分散，后续再除去溶剂。但生物级别的材料，一定量的溶剂残余也会对材料的性能及在人体中的性能产生影响。

聚醚醚酮的选择对生物材料的性能影响很大，很难找出一种聚醚醚酮既能保证其机械性能，同时与生物相容性材料在共混过程中分散均匀，以保证生物材料的性能稳定及均一性。

发明内容

本发明第一个发明目的是提供一种制备医疗级复合材料的方法，筛选机械性能及热塑性质与生物相容性材料相匹配的半结晶聚合物，以保证半结晶聚合物中在生物相容性材料中均匀交联，保证生物材料的性能稳定及均一性。

一种制备复合材料的方法，包括：

a)选择以下材料:

1)至少60wt％的基质聚合物材料

其中，所述基质聚合物材料为包含亚苯基、酮键和醚键结构的半结晶热塑性聚合物材料，其拉伸强度至少100MPa，弯曲强度至少160MPa，玻璃化转变温度Tg在130℃-165℃范围内，熔体质量流动速率MFR至少10g/10min；和

2)至多35wt％的生物相容性纳米材料

其中，所述生物相容性纳米材料为羟基磷灰石、丝素蛋白、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氢氧化钙中的一种或几种；

3)至少0.5wt％的偶联剂；

b)将基质聚合物材料和生物相容性纳米材料、偶联剂接触；

c)将步骤b)得到混合物注射挤出造粒。

优选的是，基质聚合物材料的拉伸强度至少105MPa，更优选的至少是110MPa，更优选的在110-125MPa范围内。拉伸强度依据ISO527测试标准测得。

优选的是，基质聚合物材料的弯曲强度至少165MPa，更优选的在166-175MPa范围内。弯曲强度依据ISO178测试标准测得。

优选的是，基质聚合物材料的玻璃化转变温度(Tg)在140-150℃范围内，更优选的至少142-148℃。玻璃化转变温度(Tg)依据ISO11357测试标准测得。

优选的是，基质聚合物材料的熔体质量流动速率(MFR)至少11g/10min，更优选的是在11.5-12.8范围内。在380℃的条件下，负荷为5000g的砝码，熔体流动速率仪口模采用2mm ±0.095mm直径，测试结果取熔体质量流动速率(MFR)，测试三次取平均值。

优选的是，基质聚合物材料的结晶度至少是20％，优选的是25％-35％，采用差示扫描量热法(DSC)进行测试。