自增强改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的制备与骨折内固定应用研究

研究在无催化剂条件下，将低聚乳酸接枝到纳米羟基磷灰石（HAP）表面，以此改善HAP的分散性以及与聚乳酸（PLA）材料的界面相容性，使纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料具有良好的生物活性和较高的力学性能，同时还有助于提高复合材料的耐热稳定性便于机械加工。研究HAP／PLA复合材料在不添加任何增强剂的情况下，通过物理改性方法，使复合材料实现自增强，并解决了刚性材料增强与增韧性之间的矛盾，研究自增强复合材料的结构形态变化规律以及形成高性能复合材料的机制。利用这种复合材料研究在人体内可完全降解的骨修复和骨固定材料，由此解决钢钉在临床应用中需二次手术取出，而给患者带来的痛苦，这类股骨钉材料还有助于提高治疗效果，促进骨组织生长。HAP可降低PLA在体内无菌性炎症的发生率；自增强加工技术能大幅度提高HAP/PLA复合材料的弯曲强度、弹性模量和冲击强度，满足骨固定材料使用。

首先，在不添加催化剂的条件下，研究将低聚乳酸接枝到纳米羟基磷灰石（HA）表面的工艺路线；结果表明，在接枝改性的纳米羟基磷灰石/聚乳酸（p-HA/PLA）复合材料中，HA颗粒表面包覆有PLA树脂，与PLA的界面亲和力大大提高，在PLA基体中的分散性也得以提高；而且，p-HA/PLA复合材料具有更好的力学性能。. 其次，在不添加任何增强剂的情况下，通过调整HA含量、加工温度、剪切速率等物理改性方法，实现HA/PLA复合材料的自增强，并研究自增强HA/PLA复合材料的结构形态变化规律和形成高性能复合材料的机制，以及该复合材料在生物环境下的降解行为与力学性能保持性之间的关系。. 再次，用这种自增强HA/PLA复合材料，研制可在人体内完全降解的骨折内固定件，由此解决了钢钉在临床应用中需二次手术取出，而给患者带来的痛苦，这类骨固定材料还有助于提高治疗效果，促进骨组织生长。. 最后，对p-HA/PLA复合材料进行了细胞毒性、细胞粘附性、细胞增殖实验的研究，实验表明，该复合材料是一种具有良好的生物相容性的骨折内固定材料，其成骨能力也比纯PLA材料增强；体内植入实验表明，p-HA/PLA和HA/PLA复合材料比PLA材料的体内稳定性要好，矿化能力也有所提高。