[发明专利]一种接枝型聚芳醚酮及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种接枝型聚芳醚酮及其制备方法和应用，接枝型聚芳醚酮的制备方法包括：首先制备可溶性的联苯型聚醚醚酮酮亚胺，再通过相转化和酸化方法获得贯穿孔状结构的联苯型聚醚醚酮酮，将合成的氨基酸钙盐在紫外辐射下接枝到联苯型聚醚醚酮酮获得接枝型聚芳醚酮。接枝型聚芳醚酮可作为抗菌的骨修复材料，其具有如下优点：拥有可控的大尺寸孔，利于细胞更好的粘附和生长；相比于现有的抗菌聚合物，本发明显著降低了抗菌剂的添加量，却实现超过或相当于现有技术公开的抗菌剂聚合物；节约成本、无毒副作用、生物相容性好以及不产生涂层剥落，性能稳定，适用于产业化生产。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种接枝型聚芳醚酮及其制备方法和应用。

背景技术

骨修复材料通常是指通过手术植入人体以修复骨骼缺损的材料，属于生物医用材料。随着骨缺损病例的增多，对骨修复材料提出了更高的要求，骨修复材料也成为生物医用材料领域中较为热门的研究内容。与单一组分或结构的生物材料相比，复合生物材料的性能具有可调性。通过选择合适的复合组分或结构，并以物理共混或化学的方法调整组分之间的配比，能够得到生物相容特性和机械力学性能可调，且与抗菌性能等医学实际应用相适应的新材料。但对于生物骨科所需聚芳醚酮植入材料而言，现有技术存在的问题是：一是莫西沙星、庆大霉素、万古霉素，由于抗菌剂和材料结构不同，因此二者的结合程度不佳，难以进行高效的整合，此外其他诸如抗菌肽等成本较高，难以大批量生产，且上述抗菌剂很难满足聚芳醚酮的加工要求，因此需加入大量抗菌剂，不仅容易出现耐药性，而且会对成骨细胞造成损伤；二是在制备聚芳醚酮多孔材料时需要加入制孔剂，制孔后的制孔剂不易从材料中去除，残留的制孔剂会增加材料的毒副作用；三是采用浓硫酸和浓硝酸进行酸蚀处理制孔时，在材料表面通常形成小于10μm小尺寸孔，不会存在大于100μm的大尺寸孔，因此不利于骨组织和血管的生长；四是现有技术难以同步实现提升复合物的生物相容性、减少毒副作用以及提高抗菌性。

发明内容

为了解决上述技术难题，本发明提供了一种接枝型聚芳醚酮，它的制备方法包括如下步骤：

(1)联苯型聚醚醚酮酮亚胺的制备，具体步骤如下：

将苯胺和1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯混合，加入氯仿溶解后，以AlCl₃和Et₃N为催化剂，在室温下反应获得N,N’-[1,4-亚苯基双[(4-氟苯基)亚甲基]]双[苯甲胺]

(DFK)，按照摩尔比：1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯:苯胺:AlCl₃:Et₃N为1:3.2:3.4:10.2，将DFK与联苯二酚混合，加入环丁砜溶解，再加入催化剂碳酸钾，在135-140℃反应后获得黄色固体，再用球磨机粉碎后用丙酮和水分别洗涤3-5次，再经过滤和80-100℃真空干燥12h后获得可溶性联苯型聚醚醚酮酮亚胺,按照摩尔比：DFK:联苯二酚:碳酸钾为1:1:1.2-1:1:1.5；

(2)多孔联苯型聚醚醚酮酮的制备，具体步骤如下：

将步骤(1)获得的联苯型聚醚醚酮酮亚胺与聚乙烯吡咯烷酮混合，再加入N-甲基吡咯烷酮溶解，在超声分散30-100min后，再经加热和搅拌实现完全溶解，再经超声30-100min后获得铸膜液，再经脱泡处理后，将铸膜液放入20-30℃的去离子水凝固浴中，在室温下静置24-48h，重复3-7次在凝固浴和室温放置处理后，获得具有贯穿孔的多孔联苯型聚醚醚酮酮亚胺，再在140-150℃酸化热处理24-100h后获得多孔联苯型聚醚醚酮酮(PEBEKK)；按照质量比：联苯型聚醚醚酮酮亚胺与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:10-1:5；所述的联苯型聚醚醚酮酮结构如下：

所述的n为正整数且在60-120；

(3)表面涂层单体SBMA-Amino Compound-Ca的制备，制备步骤如下：