聚乳酸複合物及其製備方法與流程
2023-09-20 07:40:10
本發明涉及一種製造可吸收醫療器件的生物材料，更具體的說，本發明涉及對聚乳酸材料的改性，利用纖維增強聚乳酸材料，使其機械強度增高。
背景技術：
：聚乳酸材料具有良好的生物相容性，能被人體完全吸收，無毒、無副作用，目前，利用聚乳酸材料加工成骨科中用的板、螺釘、內固定棒等器件，逐漸代替金屬器件，使患者無需二次手術，減輕患者的痛苦和負擔。但是，這類材料的強度還不夠高，不能作為特殊的高強度材料的需要。纖維增強能明顯地提高高分子材料的強度，已得到工業上廣泛的應用，在生物材料領域，也已開始利用纖維增強技術來增強材料的強度，如：文獻報導(Int.J.OralMaxillofac.Surg.1993.22：51～57)採用聚乙二醇酸(PGA)纖維和偏磷酸鈣絲纖維增強材料的強度。CN1362447A公開了一種纖維增強的聚乳酸複合物，包括：以重量份數計：聚乳酸60份～95份、可降解的纖維5份～40份；其中，可降解的纖維選自甲殼素纖維、明膠蛋白纖維、改性人發角蛋白纖維、改性纖維素或聚醯亞胺纖維。然而，由於自身材料強度低，增強的效果不高。技術實現要素：本發明的目的是提供一種聚乳酸複合物及其製備方法，此材料可以加工成各種骨科手術用的可吸收器件，即保持了聚乳酸的良好地生物相容性和可吸收性，其材料強度有顯著的提高。一種聚乳酸複合物，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：聚DL-乳酸20-45份，如22份、25份、28份、30份、32份、35份、38份、40份或42份等；聚L-乳酸30-65份，如32份、35份、38份、40份、45份、50份、55份、58份或62份等；海藻酸纖維10-30份，如12份、15份、18份或19份等。甲殼素纖維2-8份，如3份、4、5份、6份、7份或7.5份等；聚醯亞胺纖維1-5份，如2份、3份、4份或4.5份等。本發明採用海藻酸纖維、甲殼素纖維和聚醯亞胺纖維增強聚DL-乳酸和聚L-乳酸的複合物，得到的複合物的拉伸強度可達90MPa，彎曲強度可達190MPa。作為優選的技術方案，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：作為優選的技術方案，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：作為優選的技術方案，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：所述聚DL-乳酸的重均分子量為50萬-80萬，如52-62萬、58-78萬、60-79萬或65-75萬等。所述聚L-乳酸的重均分子量為3萬-10萬，如3.1-9.2萬、3.5-8萬、4-7萬、3-6萬、5-9萬或6-9.5萬等。所述甲殼素纖維的長度為20-50mm，如22mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、40mm、45mm或48mm等，直徑為0.5-1mm，如0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm等。所述聚醯亞胺纖維的強度4～5cN/dtex，如4.5cN/dtex等，伸長率5％～7％，如6％，模量10～12GPa，如11GPa等。所述海藻酸纖維的長度為10-20mm，如12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm或19mm等，直徑為0.1-0.5mm，如0.2mm、0.3mm、0.4mm等。本發明的目的之一還在於提供一種如上所述的複合物的製備方法，所述製備方法為：將配方量的各原料在混煉機上混煉均勻，加工溫度160-185℃，如162℃、165℃、168℃、170℃、172℃、175℃或180℃等，然後，在平板硫化機上熱壓成型，製成所述的複合物。本發明中採用的增強纖維一定是可降解的纖維，並且與聚乳酸材料是相容。本發明採用海藻酸纖維、聚醯亞胺纖維、甲殼素纖維增強聚DL-乳酸和聚L-乳酸的複合物，得到的複合物的拉伸強度可達90MPa，彎曲強度可達190MPa。利用所述聚乳酸複合物，可以加工成各種骨科手術用的可吸收器件，如板、螺釘、內固定棒等。特別說明對於高強度板的加工時，先將纖維按一定方向平行排列，再將聚乳酸熔融後澆注，壓製成板材。具體實施方式下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。實施例1一種聚乳酸複合物，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：所述聚DL-乳酸的重均分子量為50萬-60萬。所述聚L-乳酸的重均分子量為3萬-5萬。所述甲殼素纖維的長度為20-30mm，直徑為0.5-0.6mm。所述聚醯亞胺纖維的強度4cN/dtex，伸長率5％，模量10GPa。所述海藻酸纖維的長度為10-12mm，直徑為0.1-0.3mm。其製備方法為：將配方量的各原料在混煉機上高剪切速率下混煉均勻，加工溫度165℃，然後，在平板硫化機上熱壓成型，製成複合物。實施例2一種聚乳酸複合物，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：所述聚DL-乳酸的重均分子量為70萬-80萬。所述聚L-乳酸的重均分子量為6萬-10萬。所述甲殼素纖維的長度為30-50mm，直徑為0.8-1mm。所述聚醯亞胺纖維的強度4cN/dtex，伸長率7％，模量12GPa。所述海藻酸纖維的長度為12-20mm，直徑為0.3-0.5mm。其製備方法為：將配方量的各原料在混煉機上高剪切速率下混煉均勻，加工溫度170℃，然後，在平板硫化機上熱壓成型，製成複合物。實施例3一種聚乳酸複合物，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：所述聚DL-乳酸的重均分子量為70萬-80萬。所述聚L-乳酸的重均分子量為8萬-10萬。所述甲殼素纖維的長度為20-30mm，直徑為0.5-0.7mm。所述聚醯亞胺纖維的強度4.5cN/dtex，伸長率6％，模量11GPa。所述海藻酸纖維的長度為15-20mm，直徑為0.1-0.3mm。其製備方法為：將配方量的各原料在混煉機上高剪切速率下混煉均勻，加工溫度170℃，然後，在平板硫化機上熱壓成型，製成複合物。實施例4一種聚乳酸複合物，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：所述聚DL-乳酸的重均分子量為70萬-80萬。所述聚L-乳酸的重均分子量為8萬-10萬。所述甲殼素纖維的長度為20-30mm，直徑為0.5-0.7mm。所述聚醯亞胺纖維的強度4.5cN/dtex，伸長率6％，模量11GPa。所述海藻酸纖維的長度為15-20mm，直徑為0.1-0.3mm。其製備方法為：將配方量的各原料在混煉機上高剪切速率下混煉均勻，加工溫度185℃，在平板硫化機上熱壓成型，製成複合物。實施例5一種聚乳酸複合物，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：所述聚DL-乳酸的重均分子量為70萬-80萬。所述聚L-乳酸的重均分子量為8萬-10萬。所述甲殼素纖維的長度為20-30mm，直徑為0.5-0.7mm。所述聚醯亞胺纖維的強度4.5cN/dtex，伸長率6％，模量11GPa。所述海藻酸纖維的長度為15-20mm，直徑為0.1-0.3mm。其製備方法為：將配方量的各原料在混煉機上高剪切速率下混煉均勻，加工溫度172℃，製成複合物。實施例6一種聚乳酸複合物，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：所述聚DL-乳酸的重均分子量為70萬-80萬。所述聚L-乳酸的重均分子量為8萬-10萬。所述甲殼素纖維的長度為20-30mm，直徑為0.5-0.7mm。所述聚醯亞胺纖維的強度4.5cN/dtex，伸長率6％，模量11GPa。所述海藻酸纖維的長度為15-20mm，直徑為0.1-0.3mm。其製備方法為：將配方量的各原料在混煉機上高剪切速率下混煉均勻，加工溫度165℃，製成複合物。對比例1一種聚乳酸複合物，其原料組成除將聚DL-乳酸替換為聚L-乳酸外，其餘與實施例6相同。對比例2一種聚乳酸複合物，其原料組成除將聚L-乳酸替換為聚DL-乳酸外，其餘與實施例6相同。對比例3一種聚乳酸複合物，其原料組成除不含有海藻酸纖維外，其餘與實施例6相同。對比例4一種聚乳酸複合物，其原料組成除不含有甲殼素纖維外，其餘與實施例6相同。對比例5一種聚乳酸複合物，其原料組成除不含有聚醯亞胺纖維外，其餘與實施例6相同。對比例6一種聚乳酸複合物，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：所述聚乳酸複合物的製備方法與實施例6所述的製備方法相同。對比例7一種聚乳酸複合物，所述複合物按重量份數由如下原料製備得到：所述聚乳酸複合物的製備方法與實施例6所述的製備方法相同。有關實施例1-6及對比例1-7所述的聚乳酸材料性能測定如表1所示，並與普通聚乳酸對照。拉伸強度測定：測試樣品通過熱壓成型，樣品形狀為啞玲狀，測試溫度23℃，溼度60％，拉伸速率為2mm/min.彎曲強度測定：測試樣品通過熱壓成型，其長度＞55mm，直徑為4.5mm，測試溫度23℃，溼度60％，加荷壓頭半徑為5.0mm。表1纖維增強的聚乳酸材料力學性能實施例1實施例2實施例3實施例4聚DL乳酸拉伸強度85MPa82MPa86MPa88MPa40MPa彎曲強度182MPa185MPa188MPa183MPa110MPa實施例5實施例6對比例1對比例2對比例3拉伸強度89MPa90MPa55MPa62MPa63MPa彎曲強度188MPa190MPa160MPa163MPa165MPa對比例4對比例5對比例6對比例7拉伸強度60MPa63MPa64MPa60MPa彎曲強度163MPa165MPa159MPa164MPa由上述結果表明，本發明的聚乳酸材料與普通乳酸材料相比，其機械強度有顯著的提高，擴展了材料的用途，有望用於管狀皮質骨折內固定，如內固定釘板系統等。本發明的複合物加工成骨折內固定器件，與人體組織具有良好的生物相容性，能被人體完全吸收，無毒、無副作用。臨床結果表明：植入人體後，強度保持12～30周，18個月左右完全吸收。申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細方法，但本發明並不局限於上述詳細方法，即不意味著本發明必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬
技術領域：
的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護範圍和公開範圍之內。當前第1頁1 2 3