本發明涉及神經外科手術用修復材料技術領域，特別涉及一種用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜及其制備方法。

背景技術：

顱骨不僅有助于維持頭面部外形，而且還是顱腦與外界的一種屏障。顱骨缺損是臨床上一種常見的繼發性疾病。主要見于各種外傷和術后，如電擊傷、車禍傷、槍彈傷、顱骨惡性腫瘤切除、先天性畸形、去顱骨瓣減壓術后等。理想的顱骨缺損修復材料需要具備獲取方便、生物相容度高、重建顱骨輪廓以及具有誘導成骨潛能等，然而，目前所用的顱骨修補材料存在生物活性差、骨誘導性能不足及容易發生硬腦膜組織黏連等缺陷，導致臨床長期效果差。

近年來電活性材料成為再生醫學材料的研究熱點和趨勢，也是組織修復材料設計的新思路，已有大量研究證實電刺激或電場對骨修復的有效性。

鐵電聚合物如聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride,pvdf)、聚偏氟-三氟乙烯(p(vdf-trfe))等因具有內在的自發極化性能和生物相容性，目前廣泛用于生物醫用研究領域，同時具有良好的柔韌性和可加工性，使其具備良好的臨床可操作性，成為當前帶電生物醫用材料研究的主流方向。

但是，現有材料的力學性能和電學性能有待進一步的提升。

技術實現要素：

本發明就是為了解決現有材料力學性能和電學性能有待進一步的提升的技術問題，提供一種材料力學性能和電學性能都有較大提升的用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜及其制備方法。

為此，本發明提供一種用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜，其由高分子聚合物和壓電陶瓷顆粒組成，高分子聚合物為鐵電高分子聚偏氟乙烯或聚偏氟-三氟乙烯的一種或其復合物。

優選的，壓電陶瓷為鈦酸鋇、鈮酸鋰、鈮酸鉀鈉壓電陶瓷顆粒。

優選的，帶電防粘連組織修復膜為薄膜材料，厚度為10μm～500μm。

本發明同時提供一種用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜的制備方法，其通過有機溶劑分散、溶解以及流延法完成。

優選的，用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜的制備方法，其包括如下步驟：(1)取陶瓷顆粒超聲振蕩分散在有機溶劑中，采用超聲振蕩結合攪拌，得到陶瓷顆粒分散液；(2)稱取聚合物，加入有機溶劑，攪拌，得到聚合物溶液；(3)將所述步驟(1)中所得分散液加入所述步驟(2)所得聚合物溶液中，攪拌，使得陶瓷顆粒填料均勻分散在聚合物基體中，得到混合液；(4)取所述步驟(3)所得混合液于流延機中流延，將所得流延膜置于40℃～100℃溫度下烘干，使溶劑完全揮發，得到一種復合膜材料，膜厚為10μm～500μm；(5)將所述步驟(4)所得膜材料經過極化處理，得到一種用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜。

優選的，步驟(5)中，極化參數為極化電壓為1kv～30kv，極化距離為0mm～50mm，極化溫度為25℃～150℃，極化時間為1min～60min。

本發明的有益效果為：

(1)本發明采用鐵電聚合物和壓電陶瓷顆粒為主要成分，形成的膜材料結構均一、性能穩定，具有良好柔性和一定的剛性，臨床可操作性強。

(2)本發明所制得的膜材料由于材料內在的自發極化特性，經過極化處理后可使膜材料表面帶有一定的極化電荷，并可保持良好電學穩定性。

(3)本發明所制得的帶電復合膜材料植入顱骨缺損后具有良好的誘導顱骨修復性能。

(4)本發明所制得的帶電復合膜材料植入顱骨缺損進行修復后不會與硬腦膜等組織發生粘連，容易取出，極大地避免了材料殘留引發的副作用。

(5)本發明所采用的制備工藝簡單，可操作性強，能用于工業化生產。

綜上所述，本發明所提供的用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜在宏觀性能和微觀結構上均具有良好的性能，在顱骨修復過程中，不僅可為顱骨缺損處維持一定空間，而且可提供適宜的電學微環境，促進新骨生成，同時不會發生組織粘連，避免材料殘留，在臨床適應性和骨誘導活性兩方面得到雙重改善。

附圖說明

圖1為本發明實施例1所述用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜的數碼照片；

圖2為本發明實施例1所述用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜的斷面掃描電鏡照片；

圖3為本發明實施例1所述用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜的應力-應變曲線；

圖4為本發明實施例1所述用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜的壓電常數d33；

圖5為本發明實施例1所述用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜的體內修復顱骨缺損12周大體觀察照片(修復膜與硬腦膜組織未發生粘連，可完整取出)。

具體實施方式

本發明提供了一種用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜及其制備方法，下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。

實施例1

(1)取適量batio3陶瓷顆粒超聲振蕩分散在5ml有機溶劑dmf中，采用超聲振蕩結合攪拌3h，得到陶瓷顆粒分散液；

(2)稱取1gp(vdf-trfe)，加入5ml有機溶劑dmf，攪拌6h使其完全溶解，得到聚合物p(vdf-trfe)溶液；

(3)將步驟(1)中所得分散液加入步驟(2)所得聚合物溶液中，攪拌10h使得陶瓷顆粒填料均勻分散在聚合物p(vdf-trfe)基體中，得到混合液；

(4)取步驟(3)所得混合液于流延機中流延，將所得流延膜置于55℃溫度下烘干，使溶劑完全揮發，得到一種復合膜材料，膜厚為100μm；

(5)將步驟(4)所得膜材料經過極化處理，極化參數包括：極化電壓為25kv，極化距離為20mm，極化溫度為25℃，極化時間為30min，得到一種用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜。

通過以上步驟所得的用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜主要成分為聚合物p(vdf-trfe)和鈦酸鋇，其為薄膜狀材料，膜厚為100μm，納米陶瓷顆粒在防粘連帶電復合膜中的體積含量為5vol％。

實施例2

(1)取適量鈮酸鉀鈉陶瓷顆粒超聲振蕩分散在5ml有機溶劑dmf中，采用超聲振蕩結合攪拌2h，得到陶瓷顆粒分散液；

(2)稱取1gpvdf，加入5ml有機溶劑dmf，攪拌4h使其完全溶解，得到聚合物pvdf溶液；

(3)將步驟(1)中所得分散液加入步驟(2)所得聚合物溶液中，攪拌8h使得陶瓷顆粒填料均勻分散在聚合物pvdf基體中，得到混合液；

(4)取步驟(3)所得混合液于流延機中流延，將所得流延膜置于60℃溫度下烘干，使溶劑完全揮發，得到一種復合膜材料，膜厚為80μm；

(5)將步驟(4)所得膜材料經過極化處理，極化參數包括：極化電壓為20kv，極化距離為15mm，極化溫度為80℃，極化時間為40min，得到一種用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜。

通過以上步驟所得的用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜主要成分為聚合物pvdf和鈮酸鉀鈉，其為薄膜狀材料，膜厚為80μm，納米陶瓷顆粒在防粘連帶電復合膜中的體積含量為8vol％。

實施例3

(1)取適量鈮酸鋰陶瓷顆粒超聲振蕩分散在5ml有機溶劑dmf中，采用超聲振蕩結合攪拌2h，得到陶瓷顆粒分散液；

(2)稱取1gp(vdf-trfe)，加入5ml有機溶劑dmf，攪拌5h使其完全溶解，得到聚合物p(vdf-trfe)溶液；

(3)將步驟(1)中所得分散液加入步驟(2)所得聚合物溶液中，攪拌8h使得陶瓷顆粒填料均勻分散在聚合物p(vdf-trfe)基體中，得到混合液；

(4)取步驟(3)所得混合液于流延機中流延，將所得流延膜置于45℃溫度下烘干，使溶劑完全揮發，得到一種復合膜材料，膜厚為60μm；

(5)將步驟(4)所得膜材料經過極化處理，極化參數包括：極化電壓為18kv，極化距離為20mm，極化溫度為120℃，極化時間為20min，得到一種用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜。

通過以上步驟所得的用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜主要成分為聚合物p(vdf-trfe)和鈮酸鋰，其為薄膜狀材料，膜厚為50μm，納米陶瓷顆粒在防粘連帶電復合膜中的體積含量為10vol％。

實施例4

(1)取適量batio3陶瓷顆粒超聲振蕩分散在5ml有機溶劑dmf中，采用超聲振蕩結合攪拌2h，得到陶瓷顆粒分散液；

(2)稱取1gpvdf，加入5ml有機溶劑dmf，攪拌3h使其完全溶解，得到聚合物pvdf溶液；

(3)將步驟(1)中所得分散液加入步驟(2)所得聚合物溶液中，攪拌9h使得陶瓷顆粒填料均勻分散在聚合物pvdf基體中，得到混合液；

(4)取步驟(3)所得混合液于流延機中流延，將所得流延膜置于45℃溫度下烘干，使溶劑完全揮發，得到一種復合膜材料，膜厚為70μm；

(5)將步驟(4)所得膜材料經過極化處理，極化參數包括：極化電壓為18kv，極化距離為15mm，極化溫度為100℃，極化時間為60min，得到一種用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜。

通過以上步驟所得的用于顱骨修補的防粘連帶電復合膜主要成分為聚合物pvdf和鈦酸鋇，其為薄膜狀材料，膜厚為70μm，納米陶瓷顆粒在壓電活性骨修復復合材料中的體積含量為10vol％。