一种仿生软骨材料与硬面基底结合的仿生材料的制备工艺

摘要

一种仿生软骨材料与硬面基底结合的仿生材料的制备工艺，属于仿生植入材料的制备工艺。该仿生材料包括：重铬酸氧化溶液：铬酸钾10%-30%，浓硫酸70%-90%；仿生软骨材料：聚乙烯醇15%，去离子水85%；聚乙烯醇酯化液：聚乙烯醇1%-25%，六水合三氯化铁0.01%-10%，去离子水65%-98.99%；硬面基底：超高分子量聚乙烯块；所述的聚乙烯醇纯度≥99%，重铬酸钾为分析纯级，浓硫酸为质量分数98%级，六水合三氯化铁为分析纯级；均为质量百分比。将制备好的仿生材料干燥除去水分，化学结合的聚乙烯醇水凝胶平铺于超高分子量聚乙烯块表面上，未发生变形皱缩现象，化学结合的聚乙烯醇和超高分子量聚乙烯块之间的剪切强度达到0.8044MPa，抗拉伸强度为0.3141MPa。

主权项

一种仿生软骨材料与硬面基底结合的仿生材料的制备工艺，其特征是：该仿生材料包括：重铬酸氧化溶液：重铬酸钾10%‑30%，浓硫酸70%‑90%；仿生软骨材料：聚乙烯醇15%，去离子水85%；聚乙烯醇酯化液：聚乙烯醇1%‑25%，六水合三氯化铁0.01%‑10%，去离子水65%‑98.99%；硬面基底：超高分子量聚乙烯块；所述的聚乙烯醇纯度≥99%，重铬酸钾为分析纯级，浓硫酸为质量分数98%级，六水合三氯化铁为分析纯级；所述的物质的百分比均为质量百分比；仿生材料的制备工艺包括如下步骤：a、 超高分子量聚乙烯块切割成长2cm宽2cm高1cm的块状体，用320目的砂纸打磨超高分子量聚乙烯块表面；b、按照质量百分比称取重铬酸钾10%~30%与浓硫酸70%~90%置于容器中，将容器置于温度为70℃的恒温水浴锅中，搅拌使重铬酸钾和浓硫酸混合均匀，形成重铬酸氧化溶液；c、将砂纸处理过的超高分子量聚乙烯块浸入70℃重铬酸氧化溶液中进行氧化，保持10min，用镊子取出氧化后的超高分子量聚乙烯块，用大量的去离子水冲洗；d、按质量百分比称取聚乙烯醇颗粒15%和去离子水85%置于容器中，将容器放在室温下，使聚乙烯醇颗粒在室温下溶胀24h，接着将容器至于95℃的恒温水浴锅中溶解聚乙烯醇制备出聚乙烯醇水凝胶溶液；按质量百分比称取聚乙烯醇颗粒1%‑25%和去离子水65%‑98.99%置于容器，按上述步骤制备出聚乙烯醇水凝胶溶液，加入0.01%‑10%的六水合三氯化铁作为催化剂制备出聚乙烯醇酯化液；e、将氧化与清洗后的超高分子量聚乙烯块浸入装有聚乙烯醇酯化液的容器中，将容器放入50‑95℃的恒温水浴锅中，搅拌，反应2h‑4h，将酯化反应后的超高分子量聚乙烯块从容器中取出，用去离子水清洗捋去超高分子量聚乙烯块上面没有结合的聚乙烯醇分子；f、用胶带在超高分子量聚乙烯块表面围成一个高出表面2mm的空间，向围成的空间中加入质量百分比为15%的聚乙烯醇水凝胶，超声1h排出其中的气泡，盖上玻璃片使得聚乙烯醇水凝胶的厚度为2mm；g、将按上述方法处理后的超高分子量聚乙烯块放入温度为‑20℃的低温存储箱中冷冻6‑10h后，取出超高分子量聚乙烯块，用保鲜膜包裹，置于室温下解冻2‑3h，之后再放入低温存储箱中进行冷冻，如此冷冻、解冻7次；h、将制备好的仿生软骨试样，除去胶带，放入盛有去离子水的密封袋中保存。