本发明的目的是提供一种纤维增强的聚乳酸复合物,此材料可
以加工成各种骨科手术用的可吸收器件,即保持了聚乳酸的良好的
生物相容性和可吸收性,其材料强度有显著的提高。
本发明的纤维增强的聚乳酸复合物包括:以重量百分比计
聚乳酸 60%~95%
可降解的纤维 5%~40%
其中,可降解的纤维选自甲壳素纤维、明胶蛋白纤维、改性人
发角蛋白纤维、改性纤维素或聚酰亚胺纤维。
本发明的聚乳酸材料可以是聚DL-乳酸或L乳酸的均聚物,分
子量为3~100万,也可以是聚DL-乳酸或L乳酸的共聚物,如:
DL-乳酸与聚醚乙二醇的共聚物,分子量为3万~60万。
本发明的复合物的优选范围为:
聚DL-乳酸 70%~85%
可降解的纤维 15%~30%
本发明中采用的增强纤维一定是可降解的纤维,并且与聚乳酸
材料是相容,也可以将纤维表面经过化学处理而成,这类材料如甲
壳素纤维、明胶蛋白纤维、改性人发角蛋白纤维、改性纤维素或聚
酰亚胺纤维,,纤维长度1~80mm,直径0.2~3mm可以在市面上购
得,也可以利用书刊上介绍的方法自行加工制备。
本发明聚乳酸复合物的生产方法没有特殊的限制,一般采用混
炼机混炼,温度在聚乳酸的熔触温度以上,最好在155~210℃。也
可采用溶剂法制备。
利用纤维增强的聚乳酸复合物,可以加工成各种骨科手术用的
可吸收器件,如板、螺钉、内固定棒等。特别说明对于高强度板的
加工时,先将纤维按一定方向平行排列,再将聚乳酸熔融后浇注,
压制成板材。
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但是本发明不仅限于
这些例子。
实施例1
将95%的聚DL-乳酸和5%人发角蛋白纤维在混炼机上高剪切
速率下混炼均匀,加工温度165℃,然后,在平板硫化机上热压成
型,制成复合物。
实施例2
将70%的聚DL-乳酸和30%甲壳素纤维,纤维长度1~80mm,
直径0.2~3mm在混炼机上高剪切速率下混炼均匀,加工温度170℃,
然后,在平板硫化机上热压成型,制成复合物。
实施例3
将60%的聚DL-乳酸用有机溶剂如:丙酮溶解,形成胶状溶液,
加入40%人发角蛋白纤维,长度5~8mm强力搅拌均匀,加入沉淀
剂甲醇,沉淀后研磨,烘干。
实施例4
将80%的聚DL-乳酸和20%聚酰亚胺纤维在混炼机上高剪切速
率下混炼均匀,加工温度185℃,在平板硫化机上热压成型,制成
复合物。
实施例5
将85%的聚DL-乳酸和改性纤维素15%纤维在混炼机上高剪切
速率下混炼均匀,加工温度172℃,制成复合物。
实施例6
将90%的聚L-乳酸和10%明胶蛋白纤维在混炼机上高剪切速率
下混炼均匀,加工温度165℃,制成复合物。
实施例7
将90%的聚L-乳酸和10%甲壳素纤维在混炼机上高剪切速率
下混炼均匀,加工温度195℃制成复合物。
实施例8
将20%人发角蛋白纤维按一定方向呈束状排列,浇入熔融的80%
聚DL-乳酸,压制成板。
实施例9
将70%的聚DL-乳酸和30%人发角蛋白纤维在混炼机上高剪切
速率下混炼均匀,加工温度170℃,制成复合物,通过注塑机,在185
℃下注射成螺钉。
实施例10
将80%的聚DL-乳酸和20%人发角蛋白纤维在混炼机上高剪切
速率下混炼均匀,制成复合物,通过注塑机,在185℃下注射成棒。
有关纤维增强的聚乳酸材料性能测定如表1所示,并与普通聚
乳酸对照。
拉伸强度测定:测试样品通过热压成型,样品形状为哑玲状,
测试温度23℃,湿度60%,拉伸速率为2mm/min.
弯曲强度测定:测试样品通过热压成型,其长度>55mm,直径为
4.5mm,测试温度23℃,湿度60%,加荷压头半径为5.0mm。
表1纤维增强的聚乳酸材料力学性能
实施例1
实施例2
实施例4
实施例7
聚DL乳酸
拉伸强度
79.8MPa
73.4MPa
58.6MPa
62.1MPa
40MPa
弯曲强度
170.5MPa
161.0MPa
159.4MPa
161.3MPa
110MPa
由上述结果表明,本发明的纤维增强聚乳酸材料与普通乳酸材
料相比,其机械强度有显著的提高,扩展了材料的用途,有望用于
管状皮质骨折内固定,如内固定钉板系统等。
本发明的复合物加工成骨折内固定器件,与人体组织具有良好
的生物相容性,能被人体完全吸收,无毒、无副作用。临床结果表
明:植入人体后,强度保持12~30周,18个月左右完全吸收。