一种多孔聚乙烯植入体的制备方法与流程

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种多孔聚乙烯植入体的制备方法。

背景技术：

1、聚乙烯是一种高分子化合物，由乙烯单体聚合而成，通常可分为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯。聚乙烯具有韧性好、耐磨损、耐化学性强、生物安全性好等优点，因而在医疗领域应用广泛，例如输液管、输血袋、人工植入体等器械都使用医用聚乙烯。

2、以聚乙烯材料为基体，通过调控成型工艺可以在其内部形成三维微孔结构，使其能够兼具聚乙烯材料的优异综合性能与多孔材料的优点，极大地扩宽聚乙烯的应用领域，实现多功能化的目标。

3、模压成型-模板浸出法和烧结法是制备多孔聚乙烯的两种常见方法。模压成型-模板浸出法通常是将聚乙烯粉末与致孔剂原料以一定比例进行物理共混，随后加入到模具中，并在热压成型设备上模压成型，最后脱除致孔剂得到多孔聚乙烯，但是这种方法通常存在孔参数不易调节、致孔剂残留会危害人体的缺点；烧结法是指以聚乙烯粉末为原料，使其在模具中受到一定温度和压力，粉末相互接触粘结形成烧结颈，在颗粒完全粘结前通过快速冷却的方法将空隙保留下来，最终形成具有三维多孔结构的多孔聚乙烯；然而烧结法使用的聚乙烯粉末直径通常在100μm以下，烧结成型的多孔聚乙烯平均孔径较小（约20~50μm），植入人体后容易因细菌残留而引发感染。有国外学者报道了植入体的平均孔径为100~250 μm时更容易促进组织长入和血管化，减少感染的风险，孔径较小时会限制组织向内生长的程度，并且容易残留细菌，孔径较大时植入物的长期稳定性会受到影响，并且细胞黏附效率低不利于细胞增殖。有国内学者报道了孔径大于100μm时有利于细胞的长入以及营养物质的传递和代谢产物的排出。还有国内学者报道了孔隙率对细胞黏附和组织生长的影响，孔隙率太高不利于细胞黏附，且支架长期稳定性会受到影响；孔隙率太小会阻碍组织细胞向内生长。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多孔聚乙烯植入体的制备方法，本发明提供的方法对传统烧结法制备多孔聚乙烯的工艺进行了改良，大大提高了烧结制品的平均孔径。

2、本发明提供了一种多孔聚乙烯植入体的制备方法，包括以下步骤：

3、a）将聚乙烯熔融挤出后进行水下造粒，得到平均粒径为300~800μm的聚乙烯颗粒；

4、b）将所述聚乙烯颗粒填充到模具中，烧结成型，冷却，得到多孔聚乙烯植入体。

5、优选的，步骤a）中，所述聚乙烯的在190℃和21.6kg测试条件下的熔融流动指数为0.5~50g/10min；重均分子量为150000~1500000g/mol。

6、优选的，步骤a）中，所述熔融的过程中还添加增塑剂和/或表面活性剂。

7、优选的，步骤a）中，所述增塑剂为peg400、peg2000和peg4000中的一种或多种；所述表面活性剂为司盘40，吐温40和吐温80中的一种或多种。

8、优选的，步骤a）中，所述增塑剂占聚乙烯、增塑剂和表面活性剂合计质量的0~5%；所述表面活性剂占聚乙烯、增塑剂和表面活性剂合计质量的0~5%。

9、优选的，步骤a）中，所述熔融挤出在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的模头开口直径为300~800μm；所述熔融挤出的熔体在水下切割造粒，切割机转速为300~1200rpm。

10、优选的，步骤a）中，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为100~300rpm，料筒温度为180~220℃；所述熔体在水下切割造粒的水温为60~90℃。

11、优选的，步骤a）中，所述聚乙烯颗粒的球化度为40~100%。

12、优选的，步骤b）中，所述烧结成型的温度为140~220℃；所述烧结成型的时间为3~15min。

13、优选的，所述制备方法还包括：在制备所述多孔聚乙烯植入体的过程中，对其进行功能化改性。

14、优选的，所述功能化改性的方式包括烧结改性和/或表面改性。

15、与现有技术相比，本发明提供了一种多孔聚乙烯植入体的制备方法，包括以下步骤：a）将聚乙烯熔融挤出后进行水下造粒，得到平均粒径为300~800μm的聚乙烯颗粒；b）将所述聚乙烯颗粒填充到模具中，烧结成型，冷却，得到多孔聚乙烯植入体。本发明首先采用水下造粒工艺制备具有一定粒径尺寸的聚乙烯大颗粒，再在模具中对这些聚乙烯大颗粒进行烧结，烧结过程中聚乙烯大颗粒之间相互接触粘结形成丰富且尺寸较大的三维孔洞。采用本发明方法可以制备获得具有较大孔径的多孔聚乙烯植入体，较大的孔径能够促进组织细胞长入，使植入体不易移位，也能够促进植入部位的血管化，降低感染风险。此外，在本发明提供的优选技术方案中，还可以对多孔聚乙烯植入体进行功能化改性，赋予其抗菌、抗氧化等生物功能，从而进一步降低植入物的感染风险，提高植入物的使用寿命。

1.一种多孔聚乙烯植入体的制备方法，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，步骤a）中，所述聚乙烯的在190℃和21.6kg测试条件下的熔融流动指数为0.5~50g/10min；重均分子量为150000~1500000g/mol。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述熔融的过程中还添加增塑剂和/或表面活性剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述增塑剂为peg400、peg2000和peg4000中的一种或多种；所述表面活性剂为司盘40，吐温40和吐温80中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述增塑剂占聚乙烯、增塑剂和表面活性剂合计质量的0~5%；所述表面活性剂占聚乙烯、增塑剂和表面活性剂合计质量的0~5%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述熔融挤出在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的模头开口直径为300~800μm；所述熔融挤出的熔体在水下切割造粒，切割机转速为300~1200rpm。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为100~300rpm，料筒温度为180~220℃；所述熔体在水下切割造粒的水温为60~90℃。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述聚乙烯颗粒的球化度为40~100%。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b）中，所述烧结成型的温度为140~220℃；所述烧结成型的时间为3~15min。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：在制备所述多孔聚乙烯植入体的过程中，对其进行功能化改性。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述功能化改性的方式包括烧结改性和/或表面改性。