本发明涉及一种镁/左旋聚乳酸复合骨支架的制备方法，特别涉及一种利用双亲性磷脂改善镁与左旋聚乳酸结合性能制备镁/左旋聚乳酸复合骨支架的方法，属于骨支架制备技术领域。
背景技术
左旋聚乳酸(plla)是临床应用生物降解聚合物的典型代表，由于其来源可再生，合成可控制，机械性能和生物相容性良好而成为骨植入材料研究的热点。镁(mg)由于其在人体内可自行降解和吸收，并与人体骨骼具有良好的生物力学相容性而引起越来越多的关注。因此，mg/plla复合材料可能兼具两种材料的优点，s.c.cifuentesetal.制备了pla/mg复合材料并评估了机械性能和热性能([1]cifuentessc,lieblichm,lópezfa,etal.effectofmgcontentonthethermalstabilityandmechanicalbehaviourofplla/mgcompositesprocessedbyhotextrusion.[j].materialsscience&engineeringc,2017,72:18.；[2]cifuentessc,frutose,benaventer,etal.assessmentofmechanicalbehaviorofplacompositesreinforcedwithmgmicro-particlesthroughdepth-sensingindentationsanalysis[j].journalofthemechanicalbehaviorofbiomedicalmaterials,2017,65:781-790.)。pengetal.引进mg到plla中制备可完全吸收的plla/mg复合材料([3]pengwan,chenyuan,lilitan,etal.fabricationandevaluationofbioresorbableplla/magnesiumandplla/magnesiumfluoridehybridcompositesfororthopedicimplants[j].compositesscienceandtechnology,2014,98:36-43.)。在可完全降解的基础上，还具有降解性能可调、降解微环境酸碱中和等特点。然而金属mg和聚合物plla理化性能相差很大，导致mg与plla之间很难形成较强的界面结合，从而降低了复合材料的力学性能。
技术实现要素：
针对现有技术中制备镁/左旋聚乳酸复合骨支架材料过程中，由于金属mg和聚合物plla理化性能相差很大，导致两者之间界面结合能力弱，从而降低了复合材料的力学性能，本发明的目的是在于提供一种利用双亲性分子磷脂同时包含极性亲水基团和非极性亲油基团，来改善聚醚醚酮和聚乙烯醇结合性能的方法，该方法利用双亲性分子磷脂与金属镁及左旋聚乳酸之间均存在较好结合能力，提高金属mg和聚合物plla之间的界面性能，从而获得生物性能和机械性能更好的镁/左旋聚乳酸复合骨支架。
为实现上述技术目的，本发明提供了一种镁/左旋聚乳酸复合骨支架的制备方法，该方法是将plla粉末、mg粉末和双亲性磷脂(pl)粉末通过液相混合后，固液分离，固体经过干燥和研磨，得到复合粉末；所述复合粉末通过选择性激光烧结技术制备复合骨支架。
本发明的技术方案关键在于利用pl来改善mg与plla基体之间的界面结合能力，pl同时包含亲水性基团和疏水性基团，其亲水性基团与mg之间存在较好结合能力，而其疏水性的碳链尾与plla之间存在较好的结合能力，pl起到增强mg与plla基体之间结合能力的作用，从而可以将金属mg颗粒很好地固定分散在plla基体中，大大地提高了复合骨支架的力学性能，充分发挥金属mg的生物活性，提高复合骨支架的生物性能。
本发明的pl在液相混合过程中还起到促进mg颗粒在液相中分散的作用，其极性基团吸附在mg颗粒表面，而非极性基团分散在有机溶剂中，可以提高mg颗粒在有机液相中的分散性，防止mg颗粒在液相混合过程中沉降，同时可以获得mg粉末与plla粉末混合均匀的混合粉末。
优选的方案，所述复合粉末由以下质量百分比组分组成：pl1％～7％；mg2％～14％；plla79～97％。pl相对mg含量过低时，对mg起不到修饰作用，pl相对mg含量过高时，多余的pl在液相混合过程中形成悬浮颗粒，无法作用于mg颗粒。
优选的方案，所述plla粉末的粒径为1～3μm，熔点为178～180℃。
优选的方案，所述mg粉末粒径为400～600nm，纯度>99.9％。
优选的方案，所述pl粉末粒径为3～15nm，熔点为234～238℃。
优选的方案，所述液相混合过程中采用搅拌和超声分散方式，磁力搅拌的时间为40～60min，速度为200～400r/min；超声分散的时间为10～30min，温度为40～60℃。
优选的方案，选择性激光烧结工艺参数为：激光功率为2.3～2.7w、扫描速度为100～120mm/min、扫描间距为0.8～1.2mm、光斑直径为0.3～0.7mm。
本发明的mg/plla复合骨支架的方法，包括以下主要步骤：
(1)按比例分别称量plla、mg和pl粉末，并将三者混合到烧杯中，置于无水乙醇中超声搅拌得到plla/mg/pl悬浮液，然后经过磁力搅拌、过滤和恒温干燥处理得到均匀分散的plla/mg/pl混合粉末；所述混合粉末中双亲性pl和mg的含量分别为5wt.％和10wt.％；所述的超声分散时间为20min，温度为50℃，磁力搅拌时间为50min，磁力搅拌速度为300r/min；
(2)采用预置铺粉工艺，将混合粉末置于选择性激光烧结系统上，按照所设计的结构要求，在激光功率2.5w、扫描速度110mm/min、扫描间距1mm、光斑直径0.5mm的条件下，利用激光有选择地扫描复合粉末。
相对现有技术，本发明技术方案带来的积极效果：
1)本发明采用pl来改善金属mg与plla之间的结合能力，pl包含疏水的碳链尾及亲水的分子头，亲水的分子头与mg之间存在较好的结合作用，而疏水的碳链尾与plla相容性较好，从而通过pl提高mg与plla之间的界面结合能力，实现金属mg在plla基体中的弥散分布，能更好地发挥mg的作用，不但可以作为增强相提高骨支架的力学性能，同时金属mg可以产生的mg离子能提高成骨细胞的粘附、增殖和分化，改善复合骨支架的力学性能。
2)本发明利用选择性激光烧结技术来制备复合骨支架，可实现定制化外型，且能控制孔的大小、分布及连通性。
3)mg降解形成的碱性产物会中和plla降解的酸性产物，减轻炎症反应。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，但本发明之内容并不局限于此。
对比实施例1
利用三维设计软件对复合骨支架进行个性化外形和内部多孔结构设计，将设计好的三维数据模型导入计算机进行分层切片处理，得到每一层的截面轮廓信息。分别称取4.25克plla粉末，0.75克mg粉末，将二者依次加入装有30ml无水乙醇的烧杯中，经超声分散和磁力搅拌混合均匀。利用滤纸将混合悬浮液过滤，在电热鼓风干燥箱中干燥，随后对干燥后的混合粉末进行研磨，将研磨后的混合粉末置于选择性激光烧结系统中进行烧结实验，按照预先设计好的结构要求，在激光功率2.5w、扫描速度110mm/min、扫描间距1mm、光斑直径0.5mm的条件下，利用激光有选择地烧结混合粉末并制备plla/mg复合骨支架。此时测得复合骨支架材料的拉伸强度为3.84mpa，压缩强度为21.31mpa。说明在没有添加pl粉末时，金属mg与plla之间结合较差，压缩强度较低。
实施例1
利用三维设计软件对复合骨支架进行个性化外形和内部多孔结构设计，将设计好的三维数据模型导入计算机进行分层切片处理，得到每一层的截面轮廓信息。分别称取4.25克plla粉末，0.50克mg粉末和0.25克pl粉末，将三者依次加入装有30ml无水乙醇的烧杯中，经超声分散和磁力搅拌混合均匀。利用滤纸将混合悬浮液过滤，在电热鼓风干燥箱中干燥，随后对干燥后的混合粉末进行研磨，将研磨后的混合粉末置于选择性激光烧结系统中进行烧结实验，按照预先设计好的结构要求，在激光功率2.5w、扫描速度110mm/min、扫描间距1mm、光斑直径0.5mm的条件下，利用激光有选择地烧结混合粉末并制备plla/mg复合骨支架。此时测得复合骨支架材料的拉伸强度为3.05mpa，压缩强度为101.24mpa。
实施例2
利用三维设计软件对复合骨支架进行个性化外形和内部多孔结构设计，将设计好的三维数据模型导入计算机进行分层切片处理，得到每一层的截面轮廓信息。分别称取4.25克plla粉末，0.63克mg粉末和0.12克pl粉末，将三者依次加入装有30ml无水乙醇的烧杯中，经超声分散和磁力搅拌混合均匀。利用滤纸将混合悬浮液过滤，在电热鼓风干燥箱中干燥，随后对干燥后的混合粉末进行研磨，将研磨后的混合粉末置于选择性激光烧结系统中进行烧结实验，按照预先设计好的结构要求，在激光功率2.5w、扫描速度110mm/min、扫描间距1mm、光斑直径0.5mm的条件下，利用激光有选择地烧结混合粉末并制备plla/mg复合骨支架。此时测得复合骨支架材料的拉伸强度为3.44mpa，压缩强度为54.49mpa。
实施例3
利用三维设计软件对复合骨支架进行个性化外形和内部多孔结构设计，将设计好的三维数据模型导入计算机进行分层切片处理，得到每一层的截面轮廓信息。分别称取4.25克plla粉末，0.12克mg粉末和0.63克pl粉末，将三者依次加入装有30ml无水乙醇的烧杯中，经超声分散和磁力搅拌混合均匀。利用滤纸将混合悬浮液过滤，在电热鼓风干燥箱中干燥，随后对干燥后的混合粉末进行研磨，将研磨后的混合粉末置于选择性激光烧结系统中进行烧结实验，按照预先设计好的结构要求，在激光功率2.5w、扫描速度110mm/min、扫描间距1mm、光斑直径0.5mm的条件下，利用激光有选择地烧结混合粉末并制备plla/mg复合骨支架。此时测得复合骨支架材料的拉伸强度为2.60mpa，压缩强度为63.51mpa。
实施例5
利用三维设计软件对复合骨支架进行个性化外形和内部多孔结构设计，将设计好的三维数据模型导入计算机进行分层切片处理，得到每一层的截面轮廓信息。分别称取4.25克plla粉末，0.50克mg粉末和0.25克pl粉末，将三者依次加入装有30ml无水乙醇的烧杯中，经超声分散和磁力搅拌混合均匀。利用滤纸将混合悬浮液过滤，在电热鼓风干燥箱中干燥，随后对干燥后的混合粉末进行研磨，将研磨后的混合粉末置于选择性激光烧结系统中进行烧结实验，按照预先设计好的结构要求，在激光功率2.3w、扫描速度120mm/min、扫描间距1mm、光斑直径0.5mm的条件下，利用激光有选择地烧结混合粉末并制备plla/mg复合骨支架。此时测得复合骨支架材料的拉伸强度为2.87mpa，压缩强度为80.73mpa。
实施例6
利用三维设计软件对复合骨支架进行个性化外形和内部多孔结构设计，将设计好的三维数据模型导入计算机进行分层切片处理，得到每一层的截面轮廓信息。分别称取4.25克plla粉末，0.50克mg粉末和0.25克pl粉末，将三者依次加入装有30ml无水乙醇的烧杯中，经超声分散和磁力搅拌混合均匀。利用滤纸将混合悬浮液过滤，在电热鼓风干燥箱中干燥，随后对干燥后的混合粉末进行研磨，将研磨后的混合粉末置于选择性激光烧结系统中进行烧结实验，按照预先设计好的结构要求，在激光功率2.7w、扫描速度100mm/min、扫描间距1mm、光斑直径0.5mm的条件下，利用激光有选择地烧结混合粉末并制备plla/mg复合骨支架。此时测得复合骨支架材料的拉伸强度为2.76mpa，压缩强度为76.54mpa。