一种具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯材料及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及医用高分子技术领域，具体涉及一种具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：(1)在超高分子量聚乙烯上溶胀预埋光引发剂二苯甲酮；(2)将经由步骤(1)处理的超高分子量聚乙烯使用等离子体表面活性处理；(3)将步骤(2)处理后的超高分子量聚乙烯与N‑乙烯基吡咯烷酮、光引发剂I‑2959于紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应，即得。本发明中通过溶胀预埋光引发剂的方式使N‑乙烯基吡咯烷酮在超高分子量聚乙烯表面聚合形成稳定的微米级涂层，对超高分子量聚乙烯表面破坏弱，碘具有高效的广谱抗菌性和良好的生物相容性，经该方法改性后具(56)对比文件路学成等.聚合物基纳米复合材料的制备与研究《.合成树脂及塑料》.2005,第22卷(第6期),第62-66页.Shenglei Xiao等.Mechanical andthermal behaviors of ultra-high molecularweight polyethylene triaxial braids: theinfluence of structural parameters.《Textile Research Journal》.2018,第89卷(第16期),第3362-3373页.

权利要求

1.一种具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在超高分子量聚乙烯上溶胀预埋光引发剂二苯甲酮；

(2)将经由步骤(1)处理的超高分子量聚乙烯使用等离子体表面活性处理5‑60min；

(3)将步骤(2)处理后的超高分子量聚乙烯与N‑乙烯基吡咯烷酮、光引发剂I‑2959于紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应，即得；

所述步骤(1)的具体制备方法包括：将超高分子量聚乙烯置于含有20‑50wt％二苯甲酮的N,N‑二甲基甲酰胺溶液中，在20‑50℃下加热溶胀0.5‑12h，清洗干燥后得到预埋光引发剂的超高分子量聚乙烯；

步骤(1)处理超高分子量聚乙烯之前，对超高分子量聚乙烯进行打磨抛光至表面粗糙度为Ra<0.2μm；

所述步骤(3)中，N‑乙烯基吡咯烷酮的含量为20‑60wt％，光引发剂含量为0.5‑2wt％；

紫外光照时间为10‑40min；

将步骤(3)聚合反应之后的超高分子量聚乙烯浸泡于含有碘化钾和碘的水溶液；所述碘化钾含量为4‑12wt％，碘的含量为0.2‑0.6wt％。

2.根据权利要求1所述具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯材料的制备方法，其特征在于，浸泡时间为5‑60min。

3.权利要求1或2所述方法制备得到的具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯材料。

4.权利要求3所述具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯材料在制备医用材料上的应用。

5.根据权利要求4所述应用，其特征在于，在制备骨科植入体中的应用。

说明书

一种具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯材料及其制

备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及医用高分子技术领域，具体涉及一种具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯材料及其制备方法和应用。技术背景

[0002] 目前，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作为骨科植入物主要应用于人工关节假体制造，是作为人工髋关节假体的轴承界面——髋臼杯衬垫的主要材料。然而，UHMWPE在体内环境中会出现磨损和氧化损伤，且因磨损产生的磨损颗粒具有细胞毒性，诱导骨溶解和假体松动，而无菌性松动是假体失效的主要原因(占48％)。另一方面髋关节假体植入术后感染同样是髋关节置换术后翻修的常见原因之一(占9％)，经常导致二次手术或植入物更换，甚至导致截肢或死亡。通过植入物表面改性能够提高材料摩擦性能和抗菌性能，从而减轻磨损、减少细菌黏附、抑制生物膜形成，能够有效提高植入物使用寿命。目前已知的聚乙烯对金属的摩擦系数在0.06‑0.08之间，远高于人体关节面的摩擦系数(0.008)，而人体关节软骨在滑动和磨损过程中能保持长时间润滑的机制包括了以下三点：①流体液压对负载的支撑；②关节面非流体边界层的磷脂酰胆碱脂质的水合润滑机制；③边界层通过细胞补充和自组装机制的修复。仿生人体关节软骨的润滑减摩机制对人工关节材料改性有重要指导价值，其中利用水凝胶对UHMWPE材料进行表面改性，将具有亲水结构的有机单体与UHMWPE通过生成C‑C、C‑O等化学键的形式结合，以提高润滑、抗菌等性能是较常见的方式。据文献报道，已有通过接枝MPC、甜菜碱、PDMAEMA、聚乙烯醇、聚乙烯醇/羟基磷灰石、聚乙二醇等单体水凝胶或混合水凝胶，在抗菌性能、润滑性能、抗黏附性能上取得一定的进展，但传统化学接枝的方式对UHMWPE材料表面的原有结构破坏性大，接枝涂层薄，容易损坏，一旦磨损，UHMWPE表面的暴露可能加剧材料的磨损和氧化损伤，反而影响UHMWPE的长期使用。因而实现在不破坏UHMWPE材料表面结构的前提下，接枝具有更高厚度的自润滑抗菌涂层对UHMWPE改性具有重要意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯材料及其制备方法和应用。

[0004] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

[0005] 一种具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

[0006] (1)在超高分子量聚乙烯上溶胀预埋光引发剂二苯甲酮；

[0007] (2)将经由步骤(1)处理的超高分子量聚乙烯使用等离子体表面活性处理5‑60min；

[0008] (3)将步骤(2)处理后的超高分子量聚乙烯与N‑乙烯基吡咯烷酮、光引发剂I‑2959于紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应，即得。

[0009] 优选地，将步骤(3)聚合反应之后的超高分子量聚乙烯浸泡于含有碘化钾和碘的水溶液。

[0010] 优选地，所述碘化钾含量为4‑12wt％，碘的含量为0.2‑0.6wt％；浸泡时间为5‑60min。

[0011] 将亲水性聚合物渗透到不同聚合物表面，形成自然整合的水凝胶层。所形成的水凝胶层呈组织样柔软性，厚度在5‑25μm范围内均匀可调，可承受长时间的剪切力，无明显损伤。该方法通过对高分子材料的溶胀将引发剂预埋入材料基体，处理后的基体在含有C＝C双键的单体水溶液中，在光引发作用下产生自由基促使单体聚合，可在不同材料基体上实现多种单体的接枝。利用这种溶胀预埋引发剂结合等离子体表面活化的方法，在UHMWPE表面获得具有微米级厚度的聚乙烯吡咯烷酮水凝胶涂层，且水凝胶厚度可调，同时由于溶胀属于物理过程，对材料基体的结构破坏弱。聚乙烯基吡咯烷酮是一种非离子型的水溶性聚合物，有优良的生理惰性，不参与人体新陈代谢，又具有优良的生物相容性，作为涂层的聚乙烯基吡咯烷酮具有良好的润滑性。碘为非抗生素类抗菌剂，可通过氧化细胞原浆蛋白的活性基团，并且与氨基结合，从而达到使病原体氨基酸和酶变性，实现杀菌目的，具有广谱抗菌、活性强、生物安全性好及成本低廉等特性。因此，本发明通过溶胀预埋引发剂结合等离子体表面活化的方式实现在不破坏UHMWPE材料表面结构的前提下，接枝具有更高厚度的聚乙烯吡咯烷酮‑碘涂层，具有良好自润滑及抗菌性能。

[0012] 二苯甲酮为油溶性光引发剂，光引发剂I‑2959为水溶性。二者的结合有利于形成均匀牢固的涂层。

[0013] 优选地，步骤(1)处理超高分子量聚乙烯之前，对超高分子量聚乙烯进行打磨抛光至表面粗糙度为Ra<0.2μm。

[0014] 优选地，所述步骤(1)的具体制备方法包括：将超高分子量聚乙烯置于含有20‑50wt％二苯甲酮的N,N‑二甲基甲酰胺溶液中，在20‑50℃下加热溶胀0.5‑12h，清洗干燥后得到预埋光引发剂的超高分子量聚乙烯。

[0015] 优选地，所述步骤(3)中，N‑乙烯基吡咯烷酮的含量为20‑60wt％，光引发剂含量为0.5‑2wt％；紫外光照时间为10‑40min。

[0016] 优选地，所述步骤(3)中，还可以加入N,N‑亚甲基双丙烯酰胺，所述N,N‑亚甲基双丙烯酰胺的含量为0.1～3wt％。所述方法制备得到的具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯。

[0017] 所述具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯在制备医用材料上的应用。

[0018] 所述具有自润滑和抗菌性能的超高分子量聚乙烯在制备骨科植入体中的应用。

[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

[0020] (1)本发明提供的一种具有自润滑、抗菌性能的超高分子量聚乙烯制备方法，通过溶胀预埋引发剂结合等离子表面活化的方式实现在不破坏超高分子量聚乙烯材料表面结构的前提下，接枝具有更高厚度的聚乙烯吡咯烷酮‑碘涂层，具有良好自润滑及抗菌性能。

[0021] (2)本发明通过聚乙烯吡咯烷酮‑碘涂层，实现超高分子量聚乙烯对于金黄色葡萄球菌的抗菌改性。

[0022] (3)本发明通过在超高分子量聚乙烯接枝聚乙烯吡咯烷酮‑碘涂层，具有良好的抗菌性和润滑性，以期在骨植入过程中及术后有效预防植入物感染的发生并提高植入物使用寿命。

附图说明

[0023] 图1：UHMWPE及不同等离子体处理时长的UHMWPE‑PVP表面湿润性检测。图示为使用光学接触角分析仪检测UHMWPE及不同等离子体处理时长的UHMWPE‑PVP的表面湿润性。ns表示经统计学分析后无明显差异；*表示经统计学分析后两组数据间p<0.05。

[0024] 图2：UHMWPE及不同N‑乙烯基吡咯烷酮浓度处理的UHMWPE‑PVP表面湿润性检测。图示为使用光学接触角分析仪检测UHMWPE及不同N‑乙烯基吡咯烷酮浓度处理的UHMWPE‑PVP的表面湿润性。ns表示经统计学分析后无明显差异；*表示经统计学分析后两组数据间p<0.05。

[0025] 图3：UHMWPE及添加交联剂N,N‑亚甲基双丙烯酰胺(MBA)处理的UHMWPE‑PVP表面湿润性检测。图示为使用光学接触角分析仪检测UHMWPE及添加交联剂MBA处理的UHMWPE‑PVP的表面湿润性。ns表示经统计学分析后无明显差异；*表示经统计学分析后两组数据间p<0.05。

[0026] 图4：UHMWPE及不同浓度的含碘溶液处理的UHMWPE‑PVP‑I表面湿润性检测。图示为使用光学接触角分析仪检测UHMWPE及不同浓度的含碘溶液处理的UHMWPE‑PVP‑I的表面湿润性。ns表示经统计学分析后无明显差异；*表示经统计学分析后两组数据间p<0.05。

[0027] 图5：UHMWPE及含碘溶液处理不同时长的UHMWPE‑PVP‑I表面湿润性检测。图示为使用光学接触角分析仪检测UHMWPE及含碘溶液处理不同时长的UHMWPE‑PVP‑I的表面湿润性。ns表示经统计学分析后无明显差异；*表示经统计学分析后两组数据间p<0.05。

[0028] 图6：UHMWPE及含碘溶液处理不同时长的UHMWPE‑PVP‑I体外抗菌效果检测。柱状图显示UHMWPE及含碘溶液处理不同时长的UHMWPE‑PVP‑I的抗菌率。ns表示经统计学分析后无明显差异；*表示经统计学分析后两组数据间p<0.05。

[0029] 图7：UHMWPE‑PVP‑I释放性抗菌及接触性抗菌性能检测。图A表示UHMWPE‑PVP‑I接触性抗菌能力检测结果，金黄色葡萄球菌分别与UHMWPE及UHMWPE‑PVP‑I共培养的菌落形成单位情况及抗菌率统计表。图B表示UHMWPE释放性抗菌能力检测结果，金黄色葡萄球菌分别与UHMWPE及UHMWPE‑PVP‑I共培养后，材料表面的菌落形成情况及抗菌率统计表。*表示经统计学分析后两组数据间p<0.05。

[0030] 图8：UHMWPE及UHMWPE‑PVP‑I的细胞毒性检测。图示为使用CCK‑8试剂检测PEEK、UHMWPE‑PVP‑I表面hBM‑MSC的细胞活性情况。ns表示经统计学分析后无明显差异；*表示经统计学分析后两组数据间p<0.05。

[0031] 图9：UHMWPE‑PVP及UHMWPE‑PVP‑I摩擦系数检测。图示为使用UMT‑3微摩擦磨损测试仪对UHMWPE‑PVP及UHMWPE‑PVP‑I进行摩擦测试的30min内的不同时间点样品的摩擦系数。

具体实施方式

[0032] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例和对比例将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

[0033] 除特殊说明，本实施例中所用的设备均为常规实验设备，所用的材料、试剂若无特殊说明均为市售得到，无特殊说明的实验方法也为常规实验方法。

[0034] 实施例1

[0035] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的制备方法具体包括以下步骤：

[0036] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0037] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间5min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0038] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0039] 实施例2

[0040] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0041] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗10min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0042] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间10min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0043] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0044] 实施例3

[0045] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0046] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0047] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0048] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0049] 实施例4

[0050] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0051] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0052] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间20min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0053] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0054] 实施例5

[0055] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0056] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0057] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间30min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0058] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0059] 实施例6

[0060] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0061] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0062] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间60min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0063] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0064] 实施例7

[0065] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0066] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0067] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0068] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含20wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0069] 实施例8

[0070] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0071] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0072] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0073] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含30wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0074] 实施例9

[0075] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0076] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0077] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0078] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含40wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0079] 实施例10

[0080] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0081] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0082] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0083] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含60wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0084] 实施例11

[0085] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0086] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0087] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0088] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt‰N,N‑亚甲基双丙烯酰胺(MBA)交联剂、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0089] 实施例12

[0090] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0091] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0092] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0093] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、3wt‰MBA交联剂、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0094] 实施例13

[0095] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0096] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0097] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0098] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、5wt‰MBA交联剂、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0099] 实施例14

[0100] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0101] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0102] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0103] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％MBA交联剂、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0104] 实施例15

[0105] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0106] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0107] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0108] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、2wt％MBA交联剂、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0109] 实施例16

[0110] 具有聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0111] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0112] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0113] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、3wt％MBA交联剂、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0114] 实施例17

[0115] 具有聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0116] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0117] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0118] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0119] 步骤(4)将步骤(3)处理后的UHMWPE加入到含有4wt％碘化钾/0.2wt％碘的去离子水溶液中浸泡15min，用水洗涤后烘干。

[0120] 实施例18

[0121] 具有聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0122] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0123] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0124] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0125] 步骤(4)将步骤(3)处理后的UHMWPE加入到含有8wt％碘化钾/0.4wt％碘的去离子水溶液中浸泡15min，用水洗涤后烘干。

[0126] 实施例19

[0127] 具有聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0128] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0129] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0130] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0131] 步骤(4)将步骤(3)处理后的UHMWPE加入到含有12wt％碘化钾/0.6wt％碘的去离子水溶液中浸泡15min，用水洗涤后烘干。

[0132] 实施例20

[0133] 具有聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0134] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0135] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0136] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0137] 步骤(4)将步骤(3)处理后的UHMWPE加入到含有8wt％碘化钾/0.4wt％碘的去离子水溶液中浸泡5min，用水洗涤后烘干。

[0138] 实施例21

[0139] 具有聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0140] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0141] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0142] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0143] 步骤(4)将步骤(3)处理后的UHMWPE加入到含有8wt％碘化钾/0.4wt％碘的去离子水溶液中浸泡10min，用水洗涤后烘干。

[0144] 实施例22

[0145] 具有聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0146] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0147] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0148] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0149] 步骤(4)将步骤(3)处理后的UHMWPE加入到含有8wt％碘化钾/0.4wt％碘的去离子水溶液中浸泡30min，用水洗涤后烘干。

[0150] 实施例23

[0151] 具有聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0152] 步骤(1)取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。将清洗后的UHMWPE置于含有20wt％二苯甲酮的DMF溶液中50℃加热溶胀3h，后用丙酮清洗10min，反复三次，然后60℃烘干得到溶胀预埋引发剂二苯甲酮的UHMWPE。

[0153] 步骤(2)将步骤(1)处理后的UHMWPE置于等离子体处理装置的真空室内，能量选择300W，工作气体为大气，工作时间15min，处理一面后翻转至另一面进行同样处理。

[0154] 步骤(3)将步骤(2)处理后的UHMWPE加入到含50wt％N‑乙烯基吡咯烷酮、1wt％光引发剂I‑2959的去离子水溶液中浸没，在30W紫外光照射下进行光引发自由基聚合反应30min，反应结束后用水洗涤清除表面多余水凝胶并烘干。

[0155] 步骤(4)将步骤(3)处理后的UHMWPE加入到含有8wt％碘化钾/0.4wt％碘的去离子水溶液中浸泡60min，用水洗涤后烘干。

[0156] 对比例1

[0157] 一种未经抗菌改性处理的UHMWPE的制备方法具体包括以下步骤：

[0158] 取直径为15mm、厚为2mm的圆片状UHMWPE，使用180#‑7000#的水磨SiC砂纸对UHMWPE片进行表面打磨，打磨过程中不断使用去离子水冲洗样品和砂纸表面，防止砂纸表面所产生磨屑受压黏附在样品表面，打磨直至得到表面粗糙度Ra<0.2μm的UHMWPE圆片。将打磨完毕后的UHMWPE放置于丙酮中65℃加热回流3h，后用去离子水超声清洗20min，60℃烘干。

[0159] 表征分析：

[0160] 1、材料表面湿润性评价

[0161] (1)不同等离子体处理时长的UHMWPE‑PVP表面湿润性评价

[0162] 本试验例检测不同等离子体处理时长的UHMWPE‑PVP的表面湿润性评估。

[0163] 使用光学接触角仪对实施例1‑6及对比例1进行湿润性评估，对比例1UHMWPE和实施例1‑6UHMWPE‑PVP分别作为对照组及实验组，从微量移液器中挤出5μL去离子水，将其滴加样品表面。水滴在样品表面保持40秒后冻结图像，并测量此时接触角。结果如图1所示。

[0164] 根据图1结果可知，对比例1UHMWPE和实施例1‑6UHMWPE‑PVP的接触角分别为95.4°及21.7°、16.7°、3.9°、12.7°、15.1°、19.2°，说明接枝聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE具有较好的表面湿润性能，对UHMWPE等离子体处理15min活化表面的即可，延长等离子体处理时长可能增加对材料表面破坏程度，对材料表面湿润性无明显提升，为缩短材料制备时间，优选地，我们选用实施例3方案为优选方案，进行下一步试验。

[0165] (2)不同N‑乙烯基吡咯烷酮浓度处理的UHMWPE‑PVP表面湿润性评价[0166] 本试验例检测不同N‑乙烯基吡咯烷酮浓度处理的UHMWPE‑PVP的表面湿润性评估。

[0167] 使用光学接触角仪对实施例7‑10、实施例3及对比例1进行湿润性评估，对比例1UHMWPE和实施例7‑10、实施例3UHMWPE‑PVP分别作为对照组及实验组，从微量移液器中挤出5μL去离子水，将其滴加样品表面。水滴在样品表面保持40秒后冻结图像，并测量此时接触角。结果如图2所示。

[0168] 根据图2结果可知，对比例1UHMWPE和实施例7‑10、实施例3UHMWPE‑PVP的接触角分别为95.4°及34.2°、20.3°、16.1°、6.9°、3.9°这说明接枝聚乙烯基吡咯烷酮涂层的UHMWPE具有较好的表面湿润性能，在N‑乙烯基吡咯烷酮浓度为50wt％的溶液中对UHMWPE进行表面聚合反应可获得较好的表面湿润性，优选的，我们选用实施例3为优选方案，进行下一步试验。

[0169] (3)添加交联剂MBA的UHMWPE‑PVP表面湿润性评价

[0170] 本试验例检测添加交联剂MBA的UHMWPE‑PVP的表面湿润性评估。

[0171] 使用光学接触角仪对实施例11‑16、实施例3及对比例1进行湿润性评估，对比例1UHMWPE和实例11‑16、实施例3UHMWPE‑PVP分别作为对照组及实验组，从微量移液器中挤出
5μL去离子水，将其滴加样品表面。水滴在样品表面保持40秒后冻结图像，并测量此时接触角。结果如图3所示。

[0172] 根据图3结果可知，将对比例1UHMWPE和实施例11‑16、实施例3UHMWPE‑PVP的接触角分别为95.4°及7.5°、6.0°、7.5°、10.6°、10.3°、9.0°、3.9°这说明尽管添加交联剂MBA对UHMWPE‑PVP表面湿润性具有一定提升作用，但提升幅度并不明显，为节约试剂用量，优选的，我们选择实施例3为优选方案，进行下一步试验。

[0173] (4)不同浓度的含碘溶液处理的UHMWPE‑PVP‑I表面湿润性的评价

[0174] 本试验例检测不同浓度的含碘溶液处理的UHMWPE‑PVP‑I的表面湿润性评估。

[0175] 使用光学接触角仪对实施例17‑19及对比例1进行湿润性评估，对比例1UHMWPE和实施例17‑19UHMWPE‑PVP‑I分别作为对照组及实验组，从微量移液器中挤出5μL去离子水，将其滴加样品表面。水滴在样品表面保持40秒后冻结图像，并测量此时接触角。结果如图4所示。

[0176] 根据图4结果可知，对比例1及实施例17‑19的接触角分别为95.4°及14.9°、25.9°、41.9°这说明接枝聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的UHMWPE具有较好的表面湿润性能，高浓度的含碘溶液处理后UHMWPE‑PVP‑I表面湿润性有所下降，但为兼顾抗菌性能，优选的，我们选择实施例18为优选方案，进行下一步试验。

[0177] (5)含碘溶液处理不同时长的UHMWPE‑PVP‑I表面湿润性的评价

[0178] 本试验例检测含碘溶液处理不同时长的UHMWPE‑PVP‑I的表面湿润性评估。

[0179] 使用光学接触角仪对实施例20、18、21、22、23及对比例1进行湿润性评估，对比例1UHMWPE和实施例20、18、21、22、23UHMWPE‑PVP‑I分别作为对照组及实验组，从微量移液器中挤出5μL去离子水，将其滴加样品表面。水滴在样品表面保持40秒后冻结图像，并测量此时接触角。结果如图5所示。

[0180] 根据图5结果可知，对比例1及实施例20、21、18、22、23的接触角分别为95.4°及13.8°、16.4°、25.9°、24.5°、25.5°这说明接枝聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的UHMWPE具有较好的表面湿润性能，延长含碘溶液处理后UHMWPE‑PVP‑I表面湿润性有所下降，在15‑60min区间延长含碘溶液处理时长对UHMWPE‑PVP‑I的表面湿润性影响较小，为兼顾抗菌性能和缩短制作时间，优选的，我们选择实施例18为优选方案，进行下一步试验。

[0181] 2、体外抗菌能力检测：

[0182] (1)体外抗金黄色葡萄球菌能力检测

[0183] 首先，将24孔板上21孔均分为2组，每组3个样品孔。然后再将实施例17‑19制备的样品及对比例1分别放置在各对应的实验组中，其中，以对比例1所在实验组为对照组。调整7
金黄色葡萄球菌菌液浓度至10CFU/mL，向每个孔中加入500μL的金黄色葡萄球菌菌液，然后将UHMWPE与菌液共培养12h后，吸取上清液用涂板计数法测量细菌数量，检测改性后UHMWPE的抗菌性能。

[0184] 结果如图6显示，相比于对照组样品，实施例17‑19样品平均抗金黄色葡萄球菌率分别为13.4％、99.4％、98.5％，实施例18、19与实施例17、对比例1间存在显著的统计学差异(p<0.001)，实施例18、19改性UHMWPE对金黄色葡萄球菌表现出了优异的抗菌活性，为兼顾抗菌性能和缩短制作时间，优选的，我们选择实施例18为优选方案。

[0185] 为进一步明确实施例18(UHMWPE‑PVP‑I)的溶解抗菌性能及接触性抗菌性能，我们对UHMWPE‑PVP‑I实施释放性抗菌及接触性抗菌性能评估，结果如图7所示。释放性抗菌检测的结果显示UHMWPE‑PVP‑I平均抗金黄色葡萄球菌率分别为95.2％，同时，接触性抗菌检测结果表明，在UHMWPE‑PVP‑I平均抗金黄色葡萄球菌率分别为95.9％，UHMWPE与UHMWPE‑PVP‑I间存在显著的统计学差异(p<0.001)。以上结果说明本发明所制备的聚乙烯基吡咯烷酮‑碘改性后的UHMWPE能有效的抑制共培养溶液中的细菌的增殖。

[0186] 3、细胞相容性评价

[0187] 将实施例18UHMWPE‑PVP‑I与对比例1UHMWPE分别作为实验组、对照组，每组材料各取3片放入24孔板中，用含有10％胎牛血清的DMEM培养基培养hBM‑MSC；细胞贴壁生长后，更4
换新鲜的培养基，当细胞达到80％的聚集程度时，将细胞以5*10 /孔的密度接种在24孔板中的材料表面培养1、3、7d。此外设立一个空白组，只加与实验组、对照组的相同的培养基。

[0188] 细胞毒性使用CCK‑8试剂盒进行检测，在450nm波长下通过酶标仪测定各组吸光度。

[0189] 相对细胞存活率(％)＝(实验组的吸光度值‑空白组的吸光度值)/(对照组的吸光度值‑空白组的吸光度值)*100％。

[0190] 实验结果如图8所示，共培养1、3、7d时UHMWPE‑PVP‑I的相对细胞存活率均高于未改性的UHMWPE。试验结果表明，UHMWPE‑PVP‑I对于细胞生长活力的影响较小。

[0191] 4.材料表面摩擦性能评价

[0192] 材料表面摩擦系数检测

[0193] 使用UMT‑3微摩擦磨损试验机对UHMWPE‑PVP及UHMWPE‑PVP‑I进行表面摩擦系数评估，实施例3UHMWPE‑PVP、实施例18UHMWPE‑PVP‑I分别进行表面摩擦系数评估，将样品固定于UMT‑3微摩擦磨损试验机样品台，采用往复运动模式，单个滑动循环位移2.5mm，接触方式为球‑盘式接触，摩擦配副为直径为6.5mm的302不锈钢球，添加去离子水为润滑液，垂直荷载设定为2N，滑动速度为2.5mm/s，测试时长为30min，等效摩擦路经为2.5mm，取30min内平均摩擦系数。为进一步研究聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的耐磨性能，测试过程中连续采集摩擦系数，数据采集时间间隔为30s。观察样品摩擦系数的稳定性。

[0194] 根据图9结果可知，UHMWPE‑PVP及UHMWPE‑PVP‑I的30min内摩擦系数分别为0.0392及0.0421，且在30min内保持摩擦系数相对稳定，这说明接枝聚乙烯基吡咯烷酮‑碘涂层的UHMWPE具有较好的摩擦耐磨性能。

[0195] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。