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聚醚醚酮(Polyether ether ketone,PEEK)具有优异的耐腐蚀性、与自然骨匹配的力学性能、良好的射线透射性等一系列优良的生物特性,使得PEEK成为骨移植假体的首选材料。然而,PEEK的生物惰性和高度疏水性使得材料植入后不能与周围机体产生有机键合,影响植入体与组织间的固定。提高PEEK生物相容性的方法之一是将材料多孔化,使邻近组织长入孔洞达到固定的目的。PEEK完全多孔化势必对力学性能产生较大削减,无法满足关节、脊柱等高承重部位的力学要求。因此,本文对PEEK进行结构改性得到表面多孔PEEK(Surface porous-PEEK,SP-PEEK),既能达到生物固定的要求,又能应用于高承重的植入场合。常用的烧结法和盐萃取法无法得到孔隙率和孔隙连通率精确可控的多孔结构,本文采用压铸和腐蚀方法制备孔径、孔隙率可控,开孔率达100%的SP-PEEK,其中钛丝作为造孔剂,将钛丝预制成钛片,填充熔融PEEK,在室温下腐蚀钛丝得到SP-PEEK。采用单一变量法,探究孔隙率、孔径和多孔层占比对SP-PEEK宏微观形貌、单轴压缩性能的影响,在模拟体液环境下对比PEEK与纯钛的耐磨性,并对SP-PEEK进行体外生物学评价。SP-PEEK多孔层形貌与钛片形貌一致,随着孔隙率的增加、孔径的减小,孔隙分布越密集,与多孔层占比无关。孔隙呈点状、棒状和弧状,在横截面多呈弧状,在纵截面多呈点状。随孔隙率的增加、孔径的减小,多孔层横纵截面的平均壁厚均减小。由于SP-PEEK具有各向异性,分别在横向力和轴向力作用下探讨孔隙率、孔径及多孔层占比对SP-PEEK的单轴压缩性能的影响。不同工艺参数下,SP-PEEK的应力-应变曲线具有相似走向,均呈现三阶段特征:线弹性阶段、平台阶段和致密化阶段。横向力作用下曲线的屈服点和平台阶段较明显,轴向压缩曲线没有明显的屈服点和屈服平台。当多孔层孔隙率为30-50%时,SP-PEEK在横向力作用下的屈服强度,弹性模量分别为54.9-57 MPa,5.9-9.2 GPa;在轴向力作用下分别为40.5-49.8 MPa,5.2-5.4 GPa,均随孔隙率的增加而减小。孔径为270μm和400μm时,SP-PEEK在横向力作用下的屈服强度,弹性模量分别为46.7 MPa和55.8 MPa,6.47 GPa和7.9 GPa;在轴向力作用下分别为为47.7 MPa和48.3 MPa,4 GPa和5.3 GPa。多孔层占比为10-20%时,SP-PEEK在横向力作用下的屈服强度,弹性模量分别为38.5-60.4 MPa,6.3-9.3 GPa;在轴向力作用下分别为37-56.1MPa,4.6-6.5 GPa,均随多孔层占比的增加而减小。与自然骨模量相比(0.01-28 GPa),在承力及非承力的应用场合均适用。在模拟体液环境下的摩擦试验表明PEEK的耐磨性良好,明显优于纯钛。细胞试验显示:在SP-PEEK浸出液培养基与高糖培养基中的MG63细胞的存活率,细胞增殖和分化均无明显差异,可知试验材料及试验工艺不会对细胞致毒致畸。粘附性试验证明MG63细胞铺展良好,紧密贴附在孔隙表面,意味着细胞能够长入多孔层孔洞,多孔层有助于植体与邻近组织的固定。