构，并同时引入 锌元素有利于实现骨整合性和抗菌性的兼具。
[0035]等离子体浸没离子注入技术（Plasma immersion ion implantation, Pill)是一 种具有全方位及高反应活性特点的新型表面改性技术，具有全方位和高反应活性的特点， 对于处理体积小且异型的植入体材料具有独特的优势。使用PIII技术对绝缘体材料进行 改性时，由于绝缘体导电性差而易导致表面电荷积累，影响材料改性效果，甚至毁坏材料 (Surface&Coatings Technology, 2005, 196:162-166.)。如何应用 PIII 技术对高分子材料 表面实现有效的表面成分以及表面结构调控成为一个难题，尤其是在对材料表面结构制备 方面，仍未有相关理论和实验研究。
[0036] 图1是经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮与未改性碳纤 维增强聚醚醚酮表面的扫描电镜形貌对照图，图中=CFRPEEk为未改性碳纤维增强聚醚醚 酮，Zn-180为经实施例1改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施例2改性处 理得到的碳纤维增强聚醚醚酮； 图2是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面的XPS 全谱谱图、以及经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面锌元素的 XPS高分辨谱图，图中：(A)，（B)和（C)分别为未改性，经实施例1和实施例2改性处理得到 的碳纤维增强聚醚醚酮表面XPS全谱谱图，（D)和（E)分别为经实施例1和实施例2改性 处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面锌元素的XPS高分辨谱图；横坐标表示结合能，纵坐 标表示峰强； 图3是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面的水 接触角，图中=CFRPEEk为未改性碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-180为经实施例1改性处理得到 的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮； 图4是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮材料样品 表面的zeta电位随pH变化曲线，图中：CFRPEEK为未改性碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-180为 经实施例1改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施例2改性处理得到的碳纤 维增强聚醚醚酮； 图5是经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮材料表面锌元素的 释放量，图中：Zn-180为经实施例1改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施例 2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮； 图6是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面金黄 色葡萄球菌菌落数结果，图中：CFRPEEK为未改性碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-180为经实施例 1改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚 醚醚酮； 图7是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面金黄 色葡萄球菌菌落数统计结果，图中：CFRPEEK为未改性碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-180为经实 施例1改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施例2改性处理得到的碳纤维增 强聚醚醚酮，纵坐标为抗菌率； 图8是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面大肠 杆菌菌落数结果，图中=CFRPEEk为未改性碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-180为经实施例1改性 处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚 酮； 图9是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面大肠 杆菌菌落数统计结果，图中=CFRPEEk为未改性碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-180为经实施例1 改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚 醚酮，纵坐标为抗菌率； 图10是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面培养 MC3T3-E1成骨细胞1，3,6和24小时粘附形貌扫描电镜图，图中：CFRPEEK为未改性碳纤维 增强聚醚醚酮，Zn-180为经实施例1改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施 例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮； 图11是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面培养 MC3T3-E1成骨细胞1，4和7天的增殖结果，图中：CFRPEEK为未改性碳纤维增强聚醚醚酮， Zn-180为经实施例1改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施例2改性处理得 到的碳纤维增强聚醚醚酮，纵坐标为被还原AlamarBlue?百分比。
[0037] 例如，经过本发明锌注入表面改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面分布有 IOOnm左右孔结构。又例如，经过本发明锌/氧二元注入表面改性处理得到的碳纤维增强聚 醚醚酮表面分布有300nm左右锯齿结构，锯齿结构表面分布有IOnm左右的纳米颗粒。锌元 素和纳米结构的引入显著地改善了碳纤维增强聚醚醚酮的生物相容性和抗菌性。图1示出 经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮与未改性碳纤维增强聚醚醚酮 表面的扫描电镜形貌对照图，图1中，CFRPEEK为未改性碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-180为经 实施例1改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮，Zn-O为经实施例2改性处理得到的碳纤维 增强聚醚醚酮。由图1可见：经实施例1改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面具有明 显的纳米多孔结构，纳米孔的直径约为IOOnm左右，且分布比较均匀；经实施例2改性处理 得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面具有明显的纳米颗粒和纳米锯齿共存的多级纳米结构，锯 齿结构尺寸约为300nm左右，纳米颗粒尺寸IOnm左右，两种结构在材料表面分布都较为均 匀。图2是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面的XPS 全谱谱图、以及经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面锌元素的 XPS高分辨谱图，由图2可知：使用锌等离子体浸没离子注入法可以将锌元素引入至聚醚醚 酮表面，表面锌元素以单质锌和氧化锌形式共存；使用锌/氧二元等离子体浸没离子注入 法可以亦可将锌元素引入至聚醚醚酮表面，表面锌元素以氧化锌形式存在。图6和图7分别 是金黄色葡萄球菌在未改性样、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚 酮培养的菌落数实验及相应统计学结果。由图6和图7可知：改性样品表面菌落数较少，抗 菌率分别达到90%和100%，表明经实施例1和实施例2改性的材料对金黄色葡萄球菌均具 有一定抗菌性。图8和图9分别是大肠杆菌在未改性样、经实施例1和实施例2改性处理 得到的碳纤维增强聚醚醚酮培养的菌落数实验及相应统计学结果。由图8和图9可知：改 性样品表面抗菌性迥异,经实施例1改性的材料表面细菌数反而增加,而经实施例2改性的 材料则具有约25%左右的抗菌率，可见改性后材料对大肠杆菌抗菌效果不如金黄色葡萄球 菌。图10是未改性、经实施例1和实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面培养 MC3T3-E1成骨细胞1，3,6和24小时粘附形貌扫描电镜图。从图10可知：MC3T3-E1在改性 样品表面粘附速度更快，Ih时即有大量细胞粘附于样品表面。并且改性样品细胞伪足伸展 更多，形态更为铺展，显示出改性样品具有更好的细胞相容性。图11是经实施例1和实施 例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮与未改性碳纤维增强聚醚醚酮表面MC3T3-E1细 胞1，4和7天增殖实验统计结果。由图11可见：MC3T3-E1细胞在经上述实施例1改性处 理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面增殖情况与未改性样无明显区别，而MC3T3-E1细胞在 经上述实施例2改性处理得到的碳纤维增强聚醚醚酮表面增殖情况则明显优于未改性样， 显示出改性样品无明显细胞毒性，且可以促进成骨细胞增殖。
[0038] 以下进一步列举出一些示例性的实施例以更好地说明本发明。应理解，本发明详 述的上述实施方式，及以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，本领域 的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护 范围。另外，下述工艺参数中的具体配比、时间、温度等也仅是示例性，本领域技术人员可以 在上述限定的范围内选择合适的值。
[0039] 实施例1 10_X 10_X Imm的碳纤维增强聚醚醚酮经过抛光处理后，依次用丙酮和去离子水超 声清洗干净