專利名稱：生物可吸收骨折內(nèi)固定材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物材料及其制備方法，特別是一種甲殼素纖維增強聚己內(nèi)酯生物可吸收骨折內(nèi)固定材料及其制備方法，屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前骨折內(nèi)固定材料主要有金屬內(nèi)固定材料、形狀記憶合金材料、生物自吸收復(fù)合材料。目前在臨床應(yīng)用的骨折內(nèi)固定裝置主要是不銹鋼、鈦及其合金等金屬材料，這些材料盡管無論從剛度、強度還是生物相容性方面已比較完美，但應(yīng)力遮擋作用、金屬的侵蝕和常需再次手術(shù)取出等問題仍未解決。生物可吸收材料主要是由生物可降解高分子材料組成的，這種材料植入體內(nèi)后對骨折部位起到暫時固定的作用，當(dāng)骨折逐步愈合后又可在體內(nèi)逐漸分解并排出體外，無需二次手術(shù)。同時，這種材料的模量較低，沒有應(yīng)力遮擋現(xiàn)象，并且復(fù)合材料的可設(shè)計性可使材料設(shè)計成接近人體骨的模量，更有利于骨折的愈合。對于骨科植入物來說，研究最多的是聚乳酸(PLA)及PGA和PGA/PLLA等自增強生物降解性復(fù)合材料，有的可降解聚乳酸骨科材料已在臨床得以應(yīng)用。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利名稱可吸收的骨折內(nèi)固定材料及制備方法，申請?zhí)?2113025.6，公開號CN 1381278A，該專利申請技術(shù)將聚乳酸、磷酸三鈣、羥基磷灰石混合、熱模壓或熱擠出成型制備生物可吸收骨折內(nèi)固定材料；申請?zhí)?0223287.1公開號CN 2430119Y，名稱為“可吸收骨折內(nèi)固定釘板裝置”，該專利申請技術(shù)將外消旋聚乳酸制成了接骨板和用于插入釘孔內(nèi)起固定作用的螺釘。文獻(xiàn)報道的實驗結(jié)果表明，對于目前研究最多的PGA、PLA骨科植入物而言，降解速率快；降解產(chǎn)物容易引起并發(fā)癥；熔點較高，加工困難；來源較少，價格較為昂貴；這些都成為聚乳酸作為骨折內(nèi)固定材料使用的限制因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)在使用過程中的不足與缺陷，提供一種生物可吸收骨折內(nèi)固定材料及其制備方法，使用比聚乳酸降解更慢的、來源比較方便的一種生物可降解聚酯-聚己內(nèi)酯(PCL)為基體、甲殼素纖維為增強劑、?；男约讱に貫樵鋈輨┲苽湫滦蜕锟晌招詮?fù)合材料，同時通過輻照處理技術(shù)改善復(fù)合材料的使用性能。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明生物可吸收骨折內(nèi)固定材料包含的組成成分及其重量百分比為聚己內(nèi)酯30-80％，甲殼素纖維15-65％，改性甲殼素0-10％。
所述的改性甲殼素為?；男约讱に?，即在高氯酸或甲磺酸體系中制備得到的甲殼素的脂肪族?；苌铮缂柞；?、乙酰化、甲酰/乙酰化、丙?；⒍□；?、己酰化、十二烷酰化等，及苯甲?；Ρ郊柞；苌镏械囊环N，在復(fù)合材料中作為增容劑使用。
本發(fā)明生物可吸收骨折內(nèi)固定材料的制備方法為將甲殼素纖維、?；男约讱に睾途奂簝?nèi)酯按配比稱量，攪拌10-20min使混合均勻，而后于130-160℃下混煉、破碎、成型，或者于130-160℃下混煉、擠出、造粒、成型。
本發(fā)明方法可通過在電子束加速器中采用不同輻照劑量進(jìn)行電子束輻照處理，改善改性甲殼素纖維增強聚乳酸復(fù)合材料的耐熱性、提高力學(xué)性能，并可將復(fù)合材料通過在具體模具中模壓成型成為生物接骨板、螺釘?shù)裙钦蹆?nèi)固定材料。本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步，本發(fā)明具備以下優(yōu)點和積極作用1.?；男约讱に乜擅黠@改善甲殼素纖維與PCL的相容性。2.熔融共混方法可制得良好流動性能的甲殼素/PCL共混物，流動性能來自PCL，復(fù)合材料可在150℃或更低溫度下塑化成型加工。3.復(fù)合材料降解速率更慢，強度保持性更好，且原料來源方便。4.輻照處理可明顯提高復(fù)合材料的強度、模量，進(jìn)一步減慢復(fù)合材料的降解速率。5.復(fù)合材料具有良好的生物相容性，可明顯地誘導(dǎo)新骨生長的作用，還可減少并發(fā)癥的發(fā)生率。
具體實施例方式
結(jié)合本發(fā)明的具體內(nèi)容，提供以下實施例實施例1將150g甲殼素纖維、50g丁酰化甲殼素、800g PCL在高速混合機中攪拌15min使混合均勻，而后在密煉機中于140℃下高溫混煉、破碎、模壓成型。將模壓成型的復(fù)合材料板在電子束加速器中進(jìn)行電子束輻照處理，輻照劑量為200kGy。
實施例2
將340g甲殼素纖維、60g丁酰化甲殼素、600g PCL在高速混合機中攪拌10min使混合均勻，而后在密煉機中于150℃下高溫混煉、破碎、模壓成型。將模壓成型的復(fù)合材料板在電子束加速器中進(jìn)行電子束輻照處理，輻照劑量為200kGy。
實施例3將450g甲殼素纖維、50g丁?；讱に?、500g PCL在高速混合機中攪拌20min使混合均勻，而后在密煉機中于160℃下高溫混煉、破碎、模壓成型。將模壓成型的復(fù)合材料板在電子束加速器中進(jìn)行電子束輻照處理，輻照劑量為200kGy。
實施例4將560g甲殼素纖維、40g丁?；讱に?、400g PCL在高速混合機中攪拌15min使混合均勻，而后在密煉機中于140℃下高溫混煉、破碎、模壓成型。將模壓成型的復(fù)合材料板在電子束加速器中進(jìn)行電子束輻照處理，輻照劑量為200kGy。
實施例5將650g甲殼素纖維、50g丁?；讱に?、300g PCL在高速混合機中攪拌15min使混合均勻，而后在密煉機中于150℃下高溫混煉、破碎、模壓成型。將模壓成型的復(fù)合材料板在電子束加速器中進(jìn)行電子束輻照處理，輻照劑量為200kGy。
效果如下各表所示表1 甲殼素纖維增強PCL復(fù)合材料的性能

表2 輻照處理后(200kGy)甲殼素纖維增強PCL復(fù)合材料的性能


表3 甲殼素纖維增強PCL復(fù)合材料接骨板植入新西蘭白兔不同時間后取樣的病理照片結(jié)果

表4 甲殼素纖維增強PCL復(fù)合材料接骨板包埋與兔脛骨術(shù)后生物吸收率隨時間的變化[λ±S，百分率(％)]

權(quán)利要求
1.一種生物可吸收骨折內(nèi)固定材料，其特征在于，該復(fù)合材料包含的組成成分及其重量百分比為聚己內(nèi)酯30-80％，甲殼素纖維15-65％，改性甲殼素0-10％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可吸收骨折內(nèi)固定材料，其特征是，所述的改性甲殼素為?；男约讱に?，即在高氯酸或甲磺酸體系中制備得到的甲殼素的脂肪族?；苌?，及苯甲?；?、對苯甲酰化衍生物中的一種，在復(fù)合材料中作為增容劑使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可吸收骨折內(nèi)固定材料，其特征是，通過在模具中模壓成型成為骨折內(nèi)固定材料，如生物接骨板、螺釘。
4.一種生物可吸收骨折內(nèi)固定材料的制備方法，其特征在于，將甲殼素纖維、?；男约讱に睾途奂簝?nèi)酯按配比稱量，攪拌10-20min使混合均勻，而后于130-160℃下混煉、破碎、成型，或者于130-160℃下混煉、擠出、造粒、成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物可吸收骨折內(nèi)固定材料的制備方法，其特征是，改善復(fù)合材料的使用性能采用以下方法實現(xiàn)在電子束加速器中進(jìn)行電子束輻照處理。
全文摘要
一種生物可吸收骨折內(nèi)固定材料及其制備方法，屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。該復(fù)合材料包含的組成成分及其重量百分比為聚己內(nèi)酯30－80％，甲殼素纖維15－65％，改性甲殼素0－10％。本發(fā)明將甲殼素纖維、?；男约讱に睾途奂簝?nèi)酯按配比稱量，攪拌10－20min使混合均勻，而后于130－160℃下混煉、破碎、成型，或者于130－160℃下混煉、擠出、造粒、成型。本發(fā)明復(fù)合材料降解速率更慢，強度保持性更好，且原料來源方便，輻照處理可明顯提高復(fù)合材料的強度、模量，進(jìn)一步減慢復(fù)合材料的降解速率，復(fù)合材料具有良好的生物相容性，可明顯地誘導(dǎo)新骨生長的作用，還可減少并發(fā)癥的發(fā)生率。
文檔編號A61L31/12GK1488408SQ0315048
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月21日
發(fā)明者孫康, 吳人潔, 陳長春, 楊安樂, 喬秀穎, 孫 康 申請人:上海交通大學(xué)