专利名称：：一种壳聚糖增强棒材的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种生物复合材料的制备方法，尤其是以壳聚糖制备一种生物相容性好、可降解吸收的骨折内固定材料的方法。
背景技术：
：在传统的骨折用材市场上，金属材料如不锈钢、钴基合金、钛合金等作为骨折内固定材料在治疗骨折方面已经取得了巨大成功，金属内固定材料虽然具有一些显著的优点，但是这类材料与骨组织的生物相容性不好，会引起一系列的不良反应，且最大的缺点是不能降解，更不会被吸收，需要二次手术取出。目前用作可吸收骨折内固定材料的聚合物主要是聚乳酸类和聚乙醇酸类，但是这类合成高分子产品价格较贵，而且在使用中均暴露出存在后期非感染性炎症的问题，有报道国外一些外伤中心已不再使用这些器件。壳聚糖作为一种在自然界中唯一大量存在的碱性多糖，具有很好的生物可降解性，其降解产物为氨基葡萄糖，对人体组织无毒、无害，具有优异的生物相容性。壳聚糖在可吸收型植入材料方面的研究目前主要集中在一维的线材如自吸收手术缝线；二维的膜材如人造皮肤等方面，直接将壳聚糖三维成型，制成植入骨骼的内固定材料，目前国内外还研究较少。张建湘等报道了一种壳聚糖棒材的制备工艺，并对壳聚糖棒材进行了一系列体内外的生物学实验，结果表明，壳聚糖棒有良好的生物相容性和安全性，但其力学性能还有待于进一步的改善。
发明内容本发明的目的在于提供一种力学性能高，可生物降解，可吸收，可作为骨折内固定材料的壳聚糖增强棒材的制备方法。本发明包括以下步骤1)取壳聚糖粉末加入到预先分散有聚乳酸短纤维的体积百分数为0.5%5%的乙酸溶液中，搅拌分散均匀配制成浓度为(36)g/ml的壳聚糖/乙酸溶液，其中聚乳酸短纤维与壳聚糖粉末的质量比为(220):100;2)在模具内壁均匀涂抹上一层步骤1配制的壳聚糖/乙酸溶液，然后在氢氧化钠溶液中浸泡沉淀，形成壳聚糖膜作为原位沉析的模板；3)将步骤1配制的壳聚糖/乙酸溶液注满模具，在氢氧化钠溶液中脱去模具，浸泡至形成完全的壳聚糖凝胶棒；4)将步骤3形成的壳聚糖凝胶棒在蒸馏水中浸泡至中性，烘干，即得到透明、微黄的聚乳酸短纤维增强的壳聚糖增强棒材。聚乳酸短纤维的长度最好为223mm。氢氧化钠溶液的浓度最好为(310)g/ml。将步骤1配制的壳聚糖/乙酸溶液注满模具，在氢氧化钠溶液中脱去模具后最好浸泡820h。将步骤3形成的壳聚糖凝胶棒在蒸馏水中浸泡至中性，最好在3010(TC真空烘箱中烘干。聚乳酸纤维是以玉米、小麦等淀粉原料经发酵、聚合、抽丝而制成，其性能优越，力学强度较高，且具有很好的生物降解性，降解产物为无害的乳酸及二氧化碳和水，可以被人体吸收。本发明通过原位沉析法，以聚乳酸短纤维增强壳聚糖的力学性能，所制备的复合壳聚糖棒材的力学性能远远超过未经增强的壳聚糖棒材，其弯曲强度远超过松质骨，相当于密质骨的弯曲强度，能更好的满足作为骨折内固定材料的力学性能要求。而且材料为完全生物可降解材料，且与生物体具有优良的生物相容性和生物活性，能满足作为骨折内固定材料的医学性能要求。具体实施例方式以下实施例将对本发明作进一步的说明。实施例1称取0.06g聚乳酸短纤维(2mm)加入到100mL2%(v/v)乙酸溶液中搅拌使纤维分散，往溶液中加入3g壳聚糖粉末，搅拌均匀，静置脱泡。取少量壳聚糖溶液注入模具，在3%(w/v)氢氧化钠凝固液中先形成一层内膜，再将模具注满溶液，然后放入氢氧化钠凝固液中并取下模具。20h后将壳聚糖凝胶棒放入蒸馏水中浸洗至中性，放入3(TC真空烘箱内烘干，即得到透明、微黄的聚乳酸短纤维增强的壳聚糖棒材。测试壳聚糖棒材的弯曲强度及弯曲模量，结果见表l。实施例2称取1.20g聚乳酸短纤维(23mm)加入到100mL2%(v/v)乙酸溶液中搅拌使纤维分散，往溶液中6g壳聚糖粉末，搅拌均匀，静置脱泡。取少量壳聚糖溶液注入模具，在10%(w/v)氢氧化钠凝固液中先形成一层内膜，再将模具注满溶液，然后放入氢氧化钠凝固液中并取下模具。8h后将壳聚糖凝胶棒放入蒸馏水中浸洗至中性，放入8(TC真空烘箱内烘干，即得到聚乳酸短纤维增强的壳聚糖棒材。其弯曲强度及弯曲模量见表1。实施例3称取0.12g聚乳酸短纤维(2mm)加入到100mL2%(v/v)乙酸溶液中搅拌使纤维分散，往溶液中6g壳聚糖粉末，搅拌均匀，静置脱泡。取少量壳聚糖溶液注入模具，在10%(w/v)氢氧化钠凝固液中先形成一层内膜，再将模具注满溶液，然后放入氢氧化钠凝固液中并取下模具。8h后将壳聚糖凝胶棒放入蒸馏水中浸洗至中性，放入6(TC真空烘箱内烘干，即得到聚乳酸短纤维增强的壳聚糖棒材。其弯曲强度及弯曲模量见表1。实施例4称取0.60g聚乳酸短纤维(23mm)加入到100mL2%(v/v)乙酸溶液中搅拌使纤维分散，往溶液中6g壳聚糖粉末，搅拌均匀，静置脱泡。取少量壳聚糖溶液注入模具，在3%(w/v)氢氧化钠凝固液中先形成一层内膜，再将模具注满溶液，然后放入氢氧化钠凝固液中并取下模具。20h后将壳聚糖凝胶棒放入蒸馏水中浸洗至中性，放入6(TC真空烘箱内烘干，即得到聚乳酸短纤维增强的壳聚糖棒材。其弯曲强度及弯曲模量见表1。实施例5称取0.50g聚乳酸短纤维(14mm)加入到100mL2%(v/v)乙酸溶液中搅拌使纤维分散，往溶液中5g壳聚糖粉末，搅拌均匀，静置脱泡。取少量壳聚糖溶液注入模具，在5%(w/v)氢氧化钠凝固液中先形成一层内膜，再将模具注满溶液，然后放入氢氧化钠凝固液中并取下模具。12h后将壳聚糖凝胶棒放入蒸馏水中浸洗至中性，放入6(TC真空烘箱内烘干，即得到聚乳酸短纤维增强的壳聚糖棒材。其弯曲强度及弯曲模量见表1。实施例6称取0.30g聚乳酸短纤维(14mm)加入到100mL2%(v/v)乙酸溶液中搅拌使纤维分散，往溶液中3g壳聚糖粉末，搅拌均匀，静置脱泡。取少量壳聚糖溶液注入模具，在3%(w/v)氢氧化钠凝固液中先形成一层内膜，再将模具注满溶液，然后放入氢氧化钠凝固液中并取下模具。20h后将壳聚糖凝胶棒放入蒸馏水中浸洗至中性，放入6(TC真空烘箱内烘干，即得到聚乳酸短纤维增强的壳聚糖棒材。其弯曲强度及弯曲模量见表1。实施例7称取0.60g聚乳酸短纤维(14mm)加入到100mL2%(v/v)乙酸溶液中搅拌使纤维分散，往溶液中6g壳聚糖粉末，搅拌均匀，静置脱泡。取少量壳聚糖溶液注入模具，在10%(w/v)氢氧化钠凝固液中先形成一层内膜，再将模具注满溶液，然后放入氢氧化钠凝固液中并取下模具。lOh后将壳聚糖凝胶棒放入蒸馏水中浸洗至中性，放入6(TC真空烘箱内烘干，即得到聚乳酸短纤维增强的壳聚糖棒材。其弯曲强度及弯曲模量见表1。实施例8称取1.00g聚乳酸短纤维(23mm)加入到100mL2%(v/v)乙酸溶液中搅拌使纤维分散，往溶液中5g壳聚糖粉末，搅拌均匀，静置脱泡。取少量壳聚糖溶液注入模具，在5%(w/v)氢氧化钠凝固液中先形成一层内膜，再将模具注满溶液，然后放入氢氧化钠凝固液中并取下模具。20h后将壳聚糖凝胶棒放入蒸馏水中浸洗至中性，放入6(TC真空烘箱内烘干，即得到聚乳酸短纤维增强的壳聚糖棒材。其弯曲强度及弯曲模量见表1。对比例称取5g壳聚糖粉末，加入到100mL2。/。(v/v)乙酸溶液，搅拌均匀，静置脱泡。取少量壳聚糖溶液注入模具，在5%(w/v)氢氧化钠凝固液中先形成一层内膜，再将模具注满溶液，然后放入氢氧化钠凝固液中并取下模具。20h后将壳聚糖凝胶棒放入蒸馏水中浸洗至中性，放入60'C真空烘箱内烘干，即得到壳聚糖棒材。其弯曲强度及弯曲模量见表l。如表1所示，本发明得到的壳聚糖棒材复合材料与未增强的壳聚糖棒材相比，材料的力学性能有了较大提高，力学强度远远高于松质骨，接近或超过密质骨。这种复合材料与人体组织生物相容性好，可完全降解吸收，又能较好的满足作为骨折内固定材料的力学性能要求，必将具有较大的应用前景。表l聚乳酸短纤维增强壳聚糖棒材弯曲强度及弯曲模量<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1.一种壳聚糖增强棒材的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)取壳聚糖粉末加入到预先分散有聚乳酸短纤维的体积百分数为0.5％～5％的乙酸溶液中，搅拌分散均匀配制成浓度为3～6g/ml的壳聚糖/乙酸溶液，其中聚乳酸短纤维与壳聚糖粉末的质量比为2～20∶100；2)在模具内壁均匀涂抹上一层步骤1配制的壳聚糖/乙酸溶液，然后在氢氧化钠溶液中浸泡沉淀，形成壳聚糖膜作为原位沉析的模板；3)将步骤1配制的壳聚糖/乙酸溶液注满模具，在氢氧化钠溶液中脱去模具，浸泡至形成完全的壳聚糖凝胶棒；4)将步骤3形成的壳聚糖凝胶棒在蒸馏水中浸泡至中性，烘干，即得到透明、微黄的聚乳酸短纤维增强的壳聚糖增强棒材。2.如权利要求1所述的一种壳聚糖增强棒材的制备方法，其特征在于聚乳酸短纤维的长度为223mm。3.如权利要求1所述的一种壳聚糖增强棒材的制备方法，其特征在于氢氧化钠溶液的浓度为310g/ml。4.如权利要求1所述的一种壳聚糖增强棒材的制备方法，其特征在于将步骤1配制的壳聚糖/乙酸溶液注满模具，在氢氧化钠溶液中脱去模具后浸泡820h。5.如权利要求1所述的一种壳聚糖增强棒材的制备方法，其特征在于将步骤3形成的壳聚糖凝胶棒在蒸馏水中浸泡至中性，在3010(TC真空烘箱中烘干。全文摘要一种壳聚糖增强棒材的制备方法，涉及一种生物复合材料的制备方法。提供一种力学性能高，可生物降解，可吸收，可作为骨折内固定材料的壳聚糖增强棒材的制备方法。壳聚糖粉末加到预先分散有聚乳酸短纤维的乙酸溶液中，搅拌配成壳聚糖/乙酸溶液；在模具内壁涂抹一层壳聚糖/乙酸溶液，然后在氢氧化钠溶液中浸泡沉淀，形成壳聚糖膜作为原位沉析的模板；将壳聚糖/乙酸溶液注满模具，在氢氧化钠溶液中脱去模具，浸泡至形成完全的壳聚糖凝胶棒；将壳聚糖凝胶棒在蒸馏水中浸泡至中性，烘干，即得到透明、微黄的聚乳酸短纤维增强的壳聚糖增强棒材。文档编号C08L5/00GK101225192SQ20081007060公开日2008年7月23日申请日期2008年2月2日优先权日2008年2月2日发明者申丙星,胡晓兰,董炎明申请人:厦门大学