壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶及其制备方法和用途与流程

本发明属于生物摩擦学领域，具体涉及壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶及其制备方法和用途。

背景技术：

人工关节置换手术是一种有效的治疗关节炎的手段，随着我国人口老龄化社会形势加剧及各种创伤导致的不可恢复骨折病例逐渐增多的趋势，越来越多的人进行人工关节置换手术。因疗效确切、术后康复时间短，技术成熟，关节置换手术在全世界范围内得到广泛的应用。由于在关节置换手术后，分泌滑液的关节囊被切去，人工关节以体液作为润滑剂，而体液的润滑效果较差，严重影响了人工关节的寿命。防止人工关节磨损、延长人工关节寿命的需求已日益迫切。

超高分子量聚乙烯分子链长而且侧链少，相邻两个链之间只存在微弱的范德华力，分子之间容易滑动。由于超高分子量聚乙烯具有优异的生理惰性和生理适应性，成为理想的医用高分子材料。CoCrMo合金不但具有良好的抗腐蚀性能、抗磨损性能和抗热疲劳性能，并且传热性好、热膨胀系数低，其杨氏模量为220-234MPa，远高于不锈钢等材料。超高分子量聚乙烯和CoCrMo合金人工关节虽然性能优异，但是还没有比较有效的润滑胶能够有效的延长其工作寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶及其制备方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶的制备方法，包括以下步骤：将冰乙酸、壳聚糖和聚乙二醇溶于水中，充分溶解搅拌均匀，获得壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶；壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶中各组分的质量分数为：冰乙酸1-2wt％、壳聚糖1-2.5wt％和聚乙二醇5-50wt％。

进一步的，聚乙二醇选取分子量为600-4000中的一种或者几种聚乙二醇。

进一步的，壳聚糖选取分子量为60万-90万中的一种或者几种壳聚糖进，壳聚糖的脱乙酰化≥90.0％。

进一步的，壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶中各组分的质量分数为：冰乙酸1wt％、70万分子量的壳聚糖2.2wt％和2000分子量的聚乙二醇30wt％。

进一步的，壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶中各组分的质量分数为：冰乙酸1wt％、80万分子量的壳聚糖2wt％和2000分子量的聚乙二醇30wt％。

聚糖/聚乙二醇润滑溶胶的制备方法所制备的壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶。

进一步的，所述壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶在比压1.4-7.0MPa，滑动速度24mm/s条件下，平均摩擦系数小于0.01。

壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶用于人工关节润滑的用途。

现对于现有技术，本发明的优点如下：

1.制备的壳聚糖/聚乙二醇润滑溶胶具有良好的生物相容性和生物降解性。

2.制备过程绿色无污染物排放，可进行大规模制备。

3.制备的壳聚糖/聚乙二醇溶胶在比压1.4-7.0MPa，滑动速度24mm/s条件下，平均摩擦系数小于0.01，具有良好的润滑性能。

附图说明

图1为实施案例1的样品在不同比压下的平均摩擦系数，超高分子量聚乙烯为销，CoCrMo合金为配副，滑动速度为24mm/s。

图2为实施案例5的样品以及其他物质的平均摩擦系数，超高分子量聚乙烯为销，CoCrMo合金为配副，滑动速度为24mm/s，比压为4.2MPa。

具体实施方式

实施例1

将冰乙酸、壳聚糖和聚乙二醇溶于水中，充分溶解搅拌均匀。质量分数为：冰乙酸1wt％、70万分子量的壳聚糖2.2wt％和2000分子量的聚乙二醇30wt％。

实施例2

将冰乙酸、壳聚糖和聚乙二醇溶于水中，充分溶解搅拌均匀。质量分数为：冰乙酸1.5wt％、80万分子量的壳聚糖2.5wt％、2500分子量的聚乙二醇2.5wt％和1500分子量的聚乙二醇2.5wt％。

实施例3

将冰乙酸、壳聚糖和聚乙二醇溶于水中，充分溶解搅拌均匀。质量分数为：冰乙酸1wt％、60万分子量的壳聚糖1wt％和4000分子量的聚乙二醇25wt％。

实施例4

将冰乙酸、壳聚糖和聚乙二醇溶于水中，充分溶解搅拌均匀。质量分数为：冰乙酸2wt％、90万分子量的壳聚糖2.5wt％和600分子量的聚乙二醇50wt％。

实施例5

将冰乙酸、壳聚糖和聚乙二醇溶于水中，充分溶解搅拌均匀。质量分数为：冰乙酸1wt％、80万分子量的壳聚糖2wt％和2000分子量的聚乙二醇30wt％。

实验使用超高分子聚乙烯销和CoCrMo合金配副进行销盘摩擦实验，在比压4.2MPa，滑动速度24mm/s条件下，2wt％的80万分子量壳聚糖溶液的平均摩擦系数为0.0683，30wt％的2000分子量聚乙二醇的平均摩擦系数为0.0453，本发明所制备的壳聚糖/聚乙二醇溶胶的平均摩擦系数最低可达0.0081，实验结果表明，在乙酸中溶解的壳聚糖与溶液中的聚乙二醇由于氢键作用，形成的三维网络结构使溶胶具有良好的摩擦学性能。在天然的动物软骨关节中，软骨之间的摩擦系数为0.001-0.03，软骨表面的比压为3-18MPa。本发明制备的壳聚糖/聚乙二醇溶胶在比压1.4-7.0MPa，滑动速度24mm/s条件下，平均摩擦系数小于0.01，具有良好的润滑性能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。