一种羟基磷灰石纳米线的制备方法、聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料及其制备方法

本发明涉及骨修复领域，具体涉及一种羟基磷灰石纳米线的制备方法、聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚醚醚酮(peek)是一种热塑性半结晶聚合物，具有良好的耐冲击强度、耐磨性、耐疲劳性、耐辐射性和耐腐蚀性等物理化学特性。在生物医学领域，聚醚醚酮因其良好的化学稳定性、力学性能和生物相容性而被广泛应用于硬组织的修复与替换。然而，聚醚醚酮具有生物惰性，难以实现有效的骨整合，这限制了其在骨修复中的应用。为了弥补这一缺陷，研究者们开始探索将生物活性组分与聚醚醚酮进行复配的方法。羟基磷灰石(ha)是人体骨骼中的主要无机成分，具有优异的生物相容性、骨传导性和骨诱导性。这些特性使得与羟基磷灰石共混成为弥补聚醚醚酮生物活性不足的理想方法。

2、然而，羟基磷灰石内部以离子键和共价键键接，难以进行晶格间的位错运动，这导致其具有脆性大、抗疲劳性差的力学性能缺陷。另外，羟基磷灰石与聚醚醚酮界面相容性差，掺入聚醚醚酮后难分散均匀，易团聚。这两种原因导致与羟基磷灰石共混会降低聚醚醚酮基体的机械性能，难以满足临床实际需求。如何实现聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料力学性能和生物学性能的平衡，是这一领域的关键难题。

3、现有技术中有将磺化聚醚醚酮引入聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料中后在一定程度上提高了聚醚醚酮和羟基磷灰石的界面相容性，但该方法未考虑羟基磷灰石的本身脆性问题，大量的填料掺入仍会导致力学强度的下降。

技术实现思路

1、本发明提供了一种羟基磷灰石纳米线的制备方法、聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料及其制备方法，本发明制备的羟基磷灰石纳米线与聚醚醚酮的相容性好且提高了聚醚醚酮的力学性能。

2、本发明提供了一种羟基磷灰石纳米线的制备方法，包括以下步骤：

3、将单羟基醇、脂肪族模板剂、碱性化合物、钙盐、磷酸盐和水混合，得到悬浮液；

4、将所述悬浮液进行水热反应，得到所述羟基磷灰石纳米线；

5、所述水热反应的温度为160～240℃，时间为12～48h。

6、优选的，所述脂肪族模板剂包括长链脂肪酸。

7、优选的，所述长链脂肪酸包括硬脂酸、油酸、亚油酸、月桂酸和棕榈酸中的一种或多种。

8、优选的，所述脂肪族模板剂与单羟基醇的质量比为1：0.1～10；

9、所述单羟基醇包括甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、1-戊醇和1-己醇中的一种或多种。

10、优选的，所述碱性化合物包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水和乙二胺中的一种或多种；

11、所述悬浮液中碱性化合物的浓度为0.2～2.0mol/l。

12、优选的，所述钙盐包括氯化钙、硝酸钙、硫酸钙和醋酸钙中的一种或多种；

13、所述悬浮液中钙盐的浓度为0.1～3.0mol/l。

14、优选的，所述磷酸盐包括磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、三聚磷酸钾、六偏磷酸钾、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、三聚磷酸铵和六偏磷酸铵中的一种或多种；

15、所述悬浮液中磷酸盐的浓度为0.1～3.0mol/l。

16、本发明还提供了一种聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料，以质量分数计，包括以下原料：

17、

18、所述羟基磷灰石纳米线为上述技术方案所述制备方法制备的羟基磷灰石纳米线。

19、本发明还提供了上述技术方案所述聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

20、将聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料的原料混合后依次进行挤出造粒和注塑成型，得到所述聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料。

21、优选的，所述注塑成型后，还包括：将所述注塑成型所得成型物进行喷砂处理。

22、本发明通过选择合适的模板(脂肪族模板剂)和优化水热反应的温度和时间制备得到了出具有特定形貌和高长径比的羟基磷灰石纳米线，而具有特定形貌和高长径比的羟基磷灰石纳米线保持了其固有的生物活性还展现出优异的力学性能：在制备聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料时，羟基磷灰石纳米线因其高长径比和桥接效应，可以在复合材料中起到增强作用，从而提高复合材料的整体力学性能。

23、本发明聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料的制备方法简单易行，材料性能优异，具有广泛的应用前景。通过合理控制各组分的比例和工艺参数，可以制备出具有不同生物活性和机械性能的复合材料，以满足不同骨修复应用的需求。

技术特征：

1.一种羟基磷灰石纳米线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪族模板剂包括长链脂肪酸。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述长链脂肪酸包括硬脂酸、油酸、亚油酸、月桂酸和棕榈酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪族模板剂与单羟基醇的质量比为1：0.1～10；

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱性化合物包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水和乙二胺中的一种或多种；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙盐包括氯化钙、硝酸钙、硫酸钙和醋酸钙中的一种或多种；

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐包括磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、三聚磷酸钾、六偏磷酸钾、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、三聚磷酸铵和六偏磷酸铵中的一种或多种；

8.一种聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料，其特征在于，以质量分数计，包括以下原料：

9.权利要求8所述聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述注塑成型后，还包括：将所述注塑成型所得成型物进行喷砂处理。

技术总结
本发明提供了一种羟基磷灰石纳米线的制备方法、聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料及其制备方法，属于骨修复领域。本发明提供了一种羟基磷灰石纳米线的制备方法，包括以下步骤：将单羟基醇、脂肪族模板剂、碱性化合物、钙盐、磷酸盐和水混合，得到悬浮液；将所述悬浮液进行水热反应，得到所述羟基磷灰石纳米线；所述水热反应的温度为160～240℃，时间为12～48h。本发明通过选择合适的模板(脂肪族模板剂)和优化水热反应的温度和时间制备得到了出具有特定形貌和高长径比，并保持固有的生物活性还展现出优异的力学性能的羟基磷灰石纳米线。将羟基磷灰石纳米线作为填料掺入聚醚醚酮中，能在不降低基体力学性能的基础上提高材料生物活性。

技术研发人员：朱轩伯,潘嘉莹,孙嘉阳,孙炜博,赵双,张庆贺
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/14