骨固定用聚乳酸/无机纳米粒子复合材料

本论文针对目前用于骨固定和骨修复的聚乳酸／无机纳米粒子复合材料的界面强度低、粒子分散不均匀以及所采用生物活性无机填料粒径较大等缺点，对轻基磷灰石及生物活性玻璃无机纳米粒子的制备、界面改性、粒子的分散、以及复合材料的制备进行了较详细的论述。另外，对材料的力学性能、结晶性能和生物相容性进行了较细统的测试和研究。（1）以磷酸和氢氧化钙为原料在40-80℃的反应条件下制备出了米粒状和棒状的HAP粒子，然后在-50℃的冷冻干燥机中干燥48h，得到白色的HAP粉末。用TEM、SEM、WAXD、FTIR等对所得产物进行了表征。研究结果表明，提高反应温度有利于生成高结晶度的长棒状HAP颗粒。此外，锻烧温度对粒子的形貌和结晶度也有很大的影响，锻烧温度越高，粒子的结晶度就越高，并且，当锻烧温度提高到900℃以上时，HAP粒子的形貌会由长棒形逐渐变成球形。（2）在高纯氢气气氛中，以辛酸亚锡为催化剂的反应条件下使左旋丙交酷开环聚合，直接接枝到HAP的表面，使HAP的粒子表面覆盖一层聚乳酸分子，使HAP的亲油性能得到提高。对表面接枝的轻基磷灰石（g-HAP）用31PMAS-NMR、FTIR、TGA、TEM、SEM和GPC进行了表征。结果表明，用此方法可在HAP表面接枝6％的PLLA。（3）用溶剂法制备了PLLA/g-HAP复合材料，并对其机械性能、结晶性能和生物相容性进行了表征。试验结果表明：与纯HAP相比，g-HAP粒子更容易均匀分散到PLLA基体中，当填料含量达到4％时，PLLAg-HAP复合材料的力学性能达到最好。由Dsc和PoM的实验结果表明，g-HAP粒子在聚合物基体中可以起到异相成核剂的作用。细胞实验结果表明，PLL刀g-HAP复合材料的细胞相容性明显优于纯的PLLA和PLLA/HAP复合材料。（4）以正硅酸乙酷（TEOS）、硝酸钙（Ca(NO3）2）和磷酸氢二按（（NH4）ZHPO4）为原料，利用在酸性溶液中水解，碱性溶液中缩聚沉淀，然后将反应液离心分离，冷冻干燥，最后在马弗炉中锻烧的方法，得到白色的5102-coo-PZos三元生物活性玻璃粉末。SEM和TEM分析结果表明，所得到生物活性玻璃是粒径在40nln左右的球形颗粒，且粒径分布非常均匀。（5）以正硅酸乙酷（TEoS）和硝酸钙（Ca（NO3）2）为原料，利用在酸性溶液中水解，碱性溶液中缩聚沉淀，然后将反应液离心分离，冷冻干燥，最后在马弗炉中锻烧的方法，得到粒径为200nm左右的球形SiO2-CaO二元生物活性玻璃粉末。