本發(fā)明涉及醫(yī)療器械顯影，尤其是一種cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、cfr-peek，即碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮，是一種高性能復(fù)合材料，因其優(yōu)異的力學(xué)性能、耐化學(xué)性和生物相容性，在醫(yī)療器械領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的金屬材料相比，cfr-peek在影像學(xué)檢查中無(wú)偽影、x射線幾乎無(wú)不透性，即無(wú)影像，有利于提高術(shù)后檢查及治療效果。但也由于cfr-peek材料對(duì)x射線幾乎無(wú)不透性，使得術(shù)中、術(shù)后的定位、檢查困難，需要其他具備射線不透性的材料輔助定位。

2、常用的輔助顯影定位材料包括金屬鉭或鈦的針狀、絲狀材料，常規(guī)的方法是在骨科植入物上打孔后放置金屬針或金屬絲，這種在植入物表面打孔的方式，會(huì)破壞cfr-peek的強(qiáng)度，降低植入物的可靠性。

3、另一種方式是在預(yù)浸帶熱壓成型過(guò)程中預(yù)埋金屬針或金屬絲，如專利cn201180038951所述，由于cfr-peek骨科植入物產(chǎn)品通常通過(guò)預(yù)浸帶熱壓成型工藝生產(chǎn)，這些金屬材料被預(yù)埋進(jìn)預(yù)浸帶之間、熱壓成型后為產(chǎn)品提供射線不透性。這種方法需要精確的將金屬材料預(yù)埋定位，后續(xù)機(jī)加余量較低，難以加工出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不規(guī)則的產(chǎn)品。也有人通過(guò)在peek中添加顯影劑如硫酸鋇，如美國(guó)專利us10124090b2所述，但該方案難以控制顯影范圍，在影像學(xué)檢查時(shí)會(huì)有一定干擾，造成手術(shù)的準(zhǔn)確定位性降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的cfr-peek骨科植入物影像學(xué)檢查顯影定位問(wèn)題，提供一種cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法，該方法易于加工，低成本的賦予cfr-peek骨科植入物射線不透性，所得到的特定cfr-peek骨科植入物，輪廓邊沿具有射線不透性，同時(shí)不影響整體影像學(xué)檢查的可視性。

2、具體方案如下：

3、一種cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法，包括：

4、s1獲得cfr-peek預(yù)浸帶，在所述cfr-peek預(yù)浸帶表面沉積金屬涂層，得到含涂層的預(yù)浸帶；

5、s2采用至少一片所述含涂層的預(yù)浸帶進(jìn)行堆疊，獲得預(yù)型體；

6、s3將所述預(yù)型體放入模具中合模，進(jìn)行熱壓成型，然后脫模，機(jī)加工得到具有顯影效果的骨科植入物。

7、進(jìn)一步地，步驟s1中表面沉積金屬涂層的方式為物理氣相沉積工藝，所述涂層的材料為鉭、鈦、鎢、鋯或合金中的至少一種，優(yōu)選為鉭、鈦中的至少一種；

8、優(yōu)選地，所述涂層的厚度λ為0.1～5μm，更優(yōu)選為1～3μm；

9、優(yōu)選地，所述涂層的形狀根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，更優(yōu)選地，所述涂層的形狀包括整體顯影涂層、局部顯影涂層、邊緣顯影涂層、虛線顯影涂層中至少一種。

10、進(jìn)一步地，s1中先將cfr-peek預(yù)浸帶按照需求尺寸、形狀、角度裁剪得到片狀物料，所述cfr-peek預(yù)浸帶由碳纖維和聚醚醚酮組成，碳纖維體積含量在10～80％，優(yōu)選為30～62％；

11、任選的，所述cfr-peek預(yù)浸帶的長(zhǎng)寬厚為(10-1000)*(10-100)*(0.1-1)mm，優(yōu)選為(20-200)*(10-50)*(0.1-0.2)mm；

12、任選的，所述cfr-peek預(yù)浸帶的碳纖維預(yù)浸角度為0°-180°，優(yōu)選為0°、45°、90°、135°中至少一種。

13、進(jìn)一步地，s2中所述堆疊一共需要n片預(yù)浸帶，所述含涂層的預(yù)浸帶的數(shù)量為m，m≤n；

14、優(yōu)選地，所述金屬涂層在預(yù)浸帶表面是整體涂層，則將所述含涂層的預(yù)浸帶和無(wú)涂層的預(yù)浸帶交替堆疊，使得所述含涂層的預(yù)浸帶之間至少有一層無(wú)涂層預(yù)浸帶；或者，所述金屬涂層在預(yù)浸帶表面是局部涂層，則堆疊時(shí)m片預(yù)浸帶的涂層的位置一致，朝向一致，堆疊時(shí)所述含涂層的預(yù)浸帶和無(wú)涂層的預(yù)浸帶交替堆疊，和/或所述含涂層的預(yù)浸帶連續(xù)堆疊。

15、進(jìn)一步地，所述金屬涂層是雙面涂層時(shí)，單面涂層厚度λ和所述含涂層的預(yù)浸帶的數(shù)量m之間需滿足2λ*m≥10；或者，

16、所述金屬涂層是單面涂層時(shí)，涂層厚度λ和所述含涂層的預(yù)浸帶的數(shù)量m之間需滿足λ*m≥5。

17、進(jìn)一步地，s2中所述堆疊包括將預(yù)浸帶按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)順序鋪疊整理，然后用超聲波點(diǎn)焊機(jī)或者局部熱壓方式，將片料固定，形成所述預(yù)型體。

18、進(jìn)一步地，s3中所述熱壓成型的溫度為360～440℃，采用階段式加壓、保溫、抽真空方式進(jìn)行模壓成型；優(yōu)選地，先對(duì)所述預(yù)型體進(jìn)行預(yù)壓，設(shè)置壓力在0.1～0.5mpa，時(shí)間10～30min，并在預(yù)壓狀態(tài)下開始抽真空，使熱壓機(jī)內(nèi)的絕對(duì)真空度達(dá)到10kpa以下；然后再進(jìn)行多階段加壓，優(yōu)選二階段加壓，第一階段加壓至0.5～1.5mpa，保溫時(shí)間5～20min；第二階段加壓至1.5～15mpa，保溫時(shí)間5～30min；

19、優(yōu)選地，所述脫模是以2～20℃/min的冷卻速率降溫至80℃以下，熱壓機(jī)破真空后，移出模具。

20、進(jìn)一步地，還包括s4，對(duì)所述骨科植入物進(jìn)行機(jī)加工，所述機(jī)加工是采用數(shù)控機(jī)床按照產(chǎn)品形狀編程，銑出需要的形狀尺寸；

21、優(yōu)選地，為了減少對(duì)碳纖維層的破壞及機(jī)加邊緣的毛刺，在切銑過(guò)程中先在粗胚的一面切銑出所需形狀的輪廓深度0.3～0.8mm，之后再翻面進(jìn)行機(jī)加，切銑到需求的尺寸，得到機(jī)加工產(chǎn)品。

22、本發(fā)明還保護(hù)所述cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法制備得到的骨科植入物，所述骨科植入物在x射線下具有整體或者局部不透性。

23、進(jìn)一步地，所述骨科植入物的輪廓邊沿在x射線下具有整體或者局部地不透性，和/或在所述產(chǎn)品的內(nèi)部形成規(guī)則的鏤空影像圖案，使得所述骨科植入物方便定位，且不干擾通過(guò)影像學(xué)檢測(cè)創(chuàng)傷愈合情況。

24、有益效果：本發(fā)明提供給的方法中，利用物理氣相沉積工藝在cfr-peek預(yù)浸帶表面整體或局部沉積金屬涂層，預(yù)浸帶經(jīng)熱壓成型、機(jī)加后的骨科植入物，在影像學(xué)檢查中，具備射線不透性，且射線不透性范圍調(diào)整方式簡(jiǎn)單。

25、進(jìn)一步地，上述方法中預(yù)浸帶沉積的金屬涂層并不與所植入人體組織接觸，避免了植入過(guò)程引入金屬離子或顆粒而導(dǎo)致的組織炎癥風(fēng)險(xiǎn)。

26、再則，通過(guò)在射線下形成的產(chǎn)品輪廓，可以快速對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行人體定位，同時(shí)，部分射線透過(guò)區(qū)域或者射線透過(guò)含量較低的區(qū)域，可以進(jìn)行影像學(xué)分析，用于檢測(cè)病灶或者識(shí)別康復(fù)情況。

技術(shù)特征：

1.一種cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法，其特征在于：步驟s1中表面沉積金屬涂層的方式為物理氣相沉積工藝，所述涂層的材料為鉭、鈦、鎢、鋯或合金中的至少一種，優(yōu)選為鉭、鈦中的至少一種；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法，其特征在于：s1中先將cfr-peek預(yù)浸帶按照需求尺寸、形狀、角度裁剪得到片狀物料，所述cfr-peek預(yù)浸帶由碳纖維和聚醚醚酮組成，碳纖維體積含量在10～80％，優(yōu)選為30～62％；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法，其特征在于：s2中所述堆疊一共需要n片預(yù)浸帶，所述含涂層的預(yù)浸帶的數(shù)量為m，m≤n；優(yōu)選地，所述金屬涂層在預(yù)浸帶表面是整體涂層，則將所述含涂層的預(yù)浸帶和無(wú)涂層的預(yù)浸帶交替堆疊，使得所述含涂層的預(yù)浸帶之間至少有一層無(wú)涂層預(yù)浸帶；或者，所述金屬涂層在預(yù)浸帶表面是局部涂層，則堆疊時(shí)m片預(yù)浸帶的涂層的位置一致，朝向一致，堆疊時(shí)所述含涂層的預(yù)浸帶和無(wú)涂層的預(yù)浸帶交替堆疊，和/或所述含涂層的預(yù)浸帶連續(xù)堆疊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法，其特征在于：所述金屬涂層是雙面涂層時(shí)，單面涂層厚度λ和所述含涂層的預(yù)浸帶的數(shù)量m之間需滿足2λ*m≥10；或者，

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法，其特征在于：s2中所述堆疊包括將預(yù)浸帶按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)順序鋪疊整理，然后用超聲波點(diǎn)焊機(jī)或者局部熱壓方式，將片料固定，形成所述預(yù)型體。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法，其特征在于：s3中所述熱壓成型的溫度為360～440℃，采用階段式加壓、保溫、抽真空方式進(jìn)行模壓成型；優(yōu)選地，先對(duì)所述預(yù)型體進(jìn)行預(yù)壓，設(shè)置壓力在0.1～0.5mpa，時(shí)間10～30min，并在預(yù)壓狀態(tài)下開始抽真空，使熱壓機(jī)內(nèi)的絕對(duì)真空度達(dá)到10kpa以下；然后再進(jìn)行多階段加壓，優(yōu)選二階段加壓，第一階段加壓至0.5～1.5mpa，保溫時(shí)間5～20min；第二階段加壓至1.5～15mpa，保溫時(shí)間5～30min；

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法，其特征在于：還包括s4，對(duì)所述骨科植入物進(jìn)行機(jī)加工，所述機(jī)加工是采用數(shù)控機(jī)床按照產(chǎn)品形狀編程，銑出需要的形狀尺寸；

9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述cfr-peek復(fù)合材料骨科植入物的制備方法制備得到的骨科植入物，其特征在于：所述骨科植入物在x射線下具有整體或者局部不透性。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述骨科植入物，其特征在于：所述骨科植入物的輪廓邊沿在x射線下具有整體或者局部地不透性，和/或在所述產(chǎn)品的內(nèi)部形成規(guī)則的鏤空影像圖案，使得所述骨科植入物方便定位，且不干擾通過(guò)影像學(xué)檢測(cè)創(chuàng)傷愈合情況。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種CFR?PEEK復(fù)合材料骨科植入物及其制備方法，包括S1獲得CFR?PEEK預(yù)浸帶，在所述CFR?PEEK預(yù)浸帶表面沉積金屬涂層，得到含涂層的預(yù)浸帶；S2采用至少一片所述含涂層的預(yù)浸帶進(jìn)行堆疊，獲得預(yù)型體；S3將所述預(yù)型體放入模具中合模，進(jìn)行熱壓成型，然后脫模，得到骨科植入物。該方法得到的骨科植入物在X光透視檢查、CT、DEXA等基于X射線的檢查中擁有整體或局部射線不透性，利于骨科植入物植入人體后的定位、檢查。

技術(shù)研發(fā)人員：胡征宇,曾達(dá),吳生煜,陳艷文,林意華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大博醫(yī)療科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21