一種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，按軸向方向包括：聚乳酸纖維層和超細(xì)玻璃纖維紙層，聚乳酸纖維層包括聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物、聚乙醇酸纖維和TiNi反向記憶合金，聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物和聚乙醇酸纖維交錯(cuò)分布，形成多孔的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TiNi反向記憶合金填充于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中；超細(xì)玻璃纖維紙層由多層超細(xì)纖維紙疊加而成，其間隙和貼聚乳酸纖維層側(cè)表面均勻地散落有能夠隨著聚乳酸纖維層溫度的升高而固化的粘結(jié)劑，超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合。本發(fā)明利用了聚乳酸的生物可相容性，改善了聚乳酸玻纖復(fù)合材料的力學(xué)性能，可根據(jù)骨骼的形狀進(jìn)行變形，能夠使外固定件緊緊貼合在骨骼外表面皮膚，穩(wěn)固骨骼，同時(shí)本發(fā)明保溫性能好、厚度薄且成本低。
【專利說明】
一種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利涉及一種聚乳酸玻纖復(fù)合材料，特別是涉及一種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料。
技術(shù)背景
[0002]傳統(tǒng)的骨科手術(shù)通常采用金屬材料(鈦合金、不銹鋼等)內(nèi)固定物進(jìn)行接骨、復(fù)位固定、修復(fù)等。此類金屬材料器件力學(xué)性能穩(wěn)定，外形保持性良好，可以使骨折準(zhǔn)確復(fù)位，促進(jìn)骨骼愈合，是目前治療骨折的主要選用器件，但是這類金屬內(nèi)固定物在創(chuàng)傷愈合后繼續(xù)保留在患者體內(nèi)，強(qiáng)度沒有變化，容易在骨愈合過程中產(chǎn)生應(yīng)力遮擋，不利于新生骨的生長，導(dǎo)致骨折愈合后可能再次發(fā)生骨折的危險(xiǎn)。因此，絕大多數(shù)此類金屬內(nèi)固定物在創(chuàng)傷治愈后需要二次手術(shù)進(jìn)行拆除，這樣不但增加了患者的痛苦，而且增加了患者的治療費(fèi)用。另夕卜，該類金屬內(nèi)固定物植入人體后患者不宜進(jìn)行放射性和核磁共振檢查，從而影響對患者病情的深入觀察及治療。使用可生物降解高分子材料器件代替金屬材料器件是骨科內(nèi)固定器件的發(fā)展趨勢。
[0003]聚乳酸具有良好的生物相容性、無毒、無抗原性，可以完全降解，無需二次手術(shù)取出等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前醫(yī)用的主要生物降解高分子材料器件。但是，它的初始力學(xué)強(qiáng)度不高，只能用于非承重骨的內(nèi)固定，而不能用于四肢長管狀骨骼的內(nèi)固定。傳統(tǒng)的骨骼內(nèi)固定件使用聚乳酸作為載體，利用其生物相容性進(jìn)行骨骼的修復(fù)，但是此類骨骼內(nèi)固定材料也同時(shí)存在成本相對偏高、危險(xiǎn)系數(shù)較高的缺點(diǎn)而不能得到廣泛的應(yīng)用。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)對于骨骼的外固定多采用材質(zhì)較硬的固定板進(jìn)行固定，不能即時(shí)根據(jù)人體骨骼的形狀進(jìn)行調(diào)整，會(huì)出現(xiàn)固定不緊密的現(xiàn)象，因此急需一種新型的骨骼固定裝置來解決此問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可降解、保溫性能好、厚度薄且成本低的用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，該發(fā)明能夠改善聚乳酸玻纖復(fù)合材料的力學(xué)性能，且可根據(jù)骨骼的形狀進(jìn)行變形，能夠使外固定件緊緊貼合在骨骼外表面皮膚，穩(wěn)固骨骼。
[0006]—種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，按軸向方向包括:
[0007]聚乳酸纖維層，為貼皮膚層，由生物降解材料制成，包括60?80wt%的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物、15?30wt%的聚乙醇酸纖維和5?10被％的11附反向記憶合金;聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物和聚乙醇酸纖維交錯(cuò)分布，形成孔徑為1nm?20nm的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TiNi反向記憶合金填充于所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，所述聚乙醇酸纖維不僅保持聚乙醇酸的生物相容性和生物降解性，還具有優(yōu)異的力學(xué)性能；
[0008]超細(xì)玻璃纖維紙層，由多層超細(xì)纖維紙疊加而成，紙與紙之間的間隙和貼聚乳酸纖維層側(cè)表面均勻地散落有能夠隨著聚乳酸纖維層溫度的升高而固化的粘結(jié)劑，超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密結(jié)合。
[0009]所述的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物是采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸、利用熔融共混法制得，或者采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸聚合制得。
[0010]所述的粘結(jié)劑是超細(xì)玻璃纖維棉氈用粘結(jié)劑，其主要成分是硫酸銨、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基硅油、氨水、礦物油和自交聯(lián)苯乙烯丙烯酸酯類聚合物，在所述的超細(xì)玻璃纖維質(zhì)層中的體積含量為1 %?20 %。
[0011 ] 所述的聚乳酸纖維層的厚度為2mm?4mm。
[0012]所述的超細(xì)玻璃纖維紙的厚度為2μπι?ΙΟμπι，所述的超細(xì)玻璃纖維紙層的厚度為3mm ?6mm ο
[0013]所述的一種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料的使用方法是:所述聚乳酸纖維層制成后在30°C以下儲存，使用時(shí)，將所述超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合，貼于皮膚表面。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:(I)聚乳酸纖維層的生物可相容性好，應(yīng)用于骨骼外固定時(shí)，對皮膚表面的刺激性較小，長期使用對人體無任何副作用，另外聚乳酸纖維層的保溫性能較好，人體熱量不易散失，利于骨骼的自我恢復(fù)；(2)添加粘結(jié)劑之后的超細(xì)玻璃纖維紙層的力學(xué)性能能夠得到較大的改善，同時(shí)能緊緊貼合聚乳酸纖維層，起到保護(hù)內(nèi)層的作用；
(3)聚乳酸玻纖外固定件較傳統(tǒng)的材料厚度更薄、質(zhì)量更輕、保溫性能更好，且對人體不造成危害，成本也相對較低，另外可根據(jù)骨骼的形狀進(jìn)行變形，一旦貼合之后，聚乳酸纖維內(nèi)層失去變形能力，超細(xì)玻璃纖維紙外層開始固化，外固定件能緊緊貼合在骨骼外表面皮膚，不受外力的影響而變形，起到穩(wěn)固骨骼的作用。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0016]實(shí)施例1
[0017]—種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，按軸向方向包括:
[0018]聚乳酸纖維層，為貼皮膚層，厚度為4mm，由生物降解材料制成，包括80wt%的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物、30wt%的聚乙醇酸纖維和1wt %的11附反向記憶合金;聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物和聚乙醇酸纖維交錯(cuò)分布，形成孔徑為20nm的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TiNi反向記憶合金填充于所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，所述的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物是采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸、利用熔融共混法制得；
[0019]超細(xì)玻璃纖維紙層，厚度為6mm，由厚度為ΙΟμπι的超細(xì)纖維紙疊加而成，紙與紙之間的間隙和貼聚乳酸纖維層側(cè)表面均勻地散落有能夠隨著聚乳酸纖維層溫度的升高而固化的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑在超細(xì)玻璃纖維質(zhì)層中的體積含量為20%，超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合。
[0020]所述的粘結(jié)劑的主要成分是硫酸銨、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基硅油、氨水、礦物油和自交聯(lián)苯乙烯丙烯酸酯類聚合物。
[0021]實(shí)施例2
[0022]—種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，按軸向方向包括:
[0023]聚乳酸纖維層，為貼皮膚層，厚度為2mm，由生物降解材料制成，包括60wt%的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物、15wt%的聚乙醇酸纖維和5wt%的打附反向記憶合金;聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物和聚乙醇酸纖維交錯(cuò)分布，形成孔徑為1nm的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TiNi反向記憶合金填充于所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，所述的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物是采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸聚合制得；
[0024]超細(xì)玻璃纖維紙層，厚度為6_，由厚度為2μπι的超細(xì)纖維紙疊加而成，紙與紙之間的間隙和貼聚乳酸纖維層側(cè)表面均勻地散落有能夠隨著聚乳酸纖維層溫度的升高而固化的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑在超細(xì)玻璃纖維質(zhì)層中的體積含量為10%，超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合。
[0025]所述的粘結(jié)劑的主要成分是硫酸銨、γ_氨丙基三乙氧基硅烷、甲基硅油、氨水、礦物油和自交聯(lián)苯乙烯丙烯酸酯類聚合物。
[0026]實(shí)施例3
[0027]—種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，按軸向方向包括:
[0028]聚乳酸纖維層，為貼皮膚層，厚度為3mm，由生物降解材料制成，包括70wt%的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物、23wt%的聚乙醇酸纖維和8?丨％的11附反向記憶合金;聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物和聚乙醇酸纖維交錯(cuò)分布，形成孔徑為15nm的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TiNi反向記憶合金填充于所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，所述的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物是采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸聚合制得；
[0029]超細(xì)玻璃纖維紙層，厚度為5_，由厚度為6μπι的超細(xì)纖維紙疊加而成，紙與紙之間的間隙和貼聚乳酸纖維層側(cè)表面均勻地散落有能夠隨著聚乳酸纖維層溫度的升高而固化的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑在超細(xì)玻璃纖維質(zhì)層中的體積含量為15%，超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合。
[0030]所述的粘結(jié)劑的其主要成分是硫酸銨、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基硅油、氨水、礦物油和自交聯(lián)苯乙烯丙烯酸酯類聚合物。
[0031 ] 實(shí)施例4
[0032]—種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，按軸向方向包括:
[0033]聚乳酸纖維層，為貼皮膚層，厚度為3mm，由生物降解材料制成，包括80wt%的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物、23wt%的聚乙醇酸纖維和5?丨％的11附反向記憶合金;聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物和聚乙醇酸纖維交錯(cuò)分布，形成孔徑為15nm的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TiNi反向記憶合金填充于所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，所述的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物是采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸聚合制得；
[0034]超細(xì)玻璃纖維紙層，厚度為4_，由厚度為6μπι的超細(xì)纖維紙疊加而成，紙與紙之間的間隙和貼聚乳酸纖維層側(cè)表面均勻地散落有能夠隨著聚乳酸纖維層溫度的升高而固化的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑在超細(xì)玻璃纖維質(zhì)層中的體積含量為15%，超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合。
[0035]所述的粘結(jié)劑的主要成分是硫酸銨、γ_氨丙基三乙氧基硅烷、甲基硅油、氨水、礦物油和自交聯(lián)苯乙烯丙烯酸酯類聚合物。
[0036]實(shí)施例5
[0037]—種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，按軸向方向包括:
[0038]聚乳酸纖維層，為貼皮膚層，厚度為3mm，由生物降解材料制成，包括60wt%的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物、23wt%的聚乙醇酸纖維和1wt %的11附反向記憶合金;聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物和聚乙醇酸纖維交錯(cuò)分布，形成孔徑為17nm的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TiNi反向記憶合金填充于所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，所述的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物是采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸聚合制得；
[0039]超細(xì)玻璃纖維紙層，厚度為4_，由厚度為8μπι的超細(xì)纖維紙疊加而成，紙與紙之間的間隙和貼聚乳酸纖維層側(cè)表面均勻地散落有能夠隨著聚乳酸纖維層溫度的升高而固化的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑在超細(xì)玻璃纖維質(zhì)層中的體積含量為18%，超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合。
[0040]所述的粘結(jié)劑的主要成分是硫酸銨、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基硅油、氨水、礦物油和自交聯(lián)苯乙烯丙烯酸酯類聚合物。
[0041 ] 實(shí)施例6
[0042]—種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，按軸向方向包括:
[0043]聚乳酸纖維層，為貼皮膚層，厚度為3mm，由生物降解材料制成，包括70wt%的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物、30wt%的聚乙醇酸纖維和5?丨％的11附反向記憶合金;聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物和聚乙醇酸纖維交錯(cuò)分布，形成孔徑為12nm的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TiNi反向記憶合金填充于所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，所述的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物是采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸、利用熔融共混法制得；
[0044]超細(xì)玻璃纖維紙層，厚度為4_，由厚度為4μπι的超細(xì)纖維紙疊加而成，紙與紙之間的間隙和貼聚乳酸纖維層側(cè)表面均勻地散落有能夠隨著聚乳酸纖維層溫度的升高而固化的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑在超細(xì)玻璃纖維質(zhì)層中的體積含量為12%，超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合。
[0045]所述的粘結(jié)劑的主要成分是硫酸銨、γ_氨丙基三乙氧基硅烷、甲基硅油、氨水、礦物油和自交聯(lián)苯乙烯丙烯酸酯類聚合物。
[0046]實(shí)施例7
[0047]—種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，按軸向方向包括:
[0048]聚乳酸纖維層，為貼皮膚層，厚度為3mm，由生物降解材料制成，包括70wt%的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物、15wt%的聚乙醇酸纖維和1wt %的11附反向記憶合金;聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物和聚乙醇酸纖維交錯(cuò)分布，形成孔徑為15nm的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TiNi反向記憶合金填充于所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，所述的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物是采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸、利用熔融共混法制得；
[0049]超細(xì)玻璃纖維紙層，厚度為4_，由厚度為4μπι的超細(xì)纖維紙疊加而成，紙與紙之間的間隙和貼聚乳酸纖維層側(cè)表面均勻地散落有能夠隨著聚乳酸纖維層溫度的升高而固化的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑在超細(xì)玻璃纖維質(zhì)層中的體積含量為15%，超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合。
[0050]所述的粘結(jié)劑的主要成分是硫酸銨、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基硅油、氨水、礦物油和自交聯(lián)苯乙烯丙烯酸酯類聚合物。
[0051]實(shí)施例1?7所述的一種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料的使用方法是:所述聚乳酸纖維層制成后在30°C以下儲存，使用時(shí)，將所述超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合，貼于皮膚表面時(shí)。
[0052]本發(fā)明的工作原理是:貼于皮膚表面時(shí)，所述聚乳酸纖維層表面溫度低于30°C，所述聚乳酸纖維層根據(jù)骨骼外表面皮膚進(jìn)行變形，隨著熱量的傳遞，所述TiNi反向記憶合金失去變形能力，緊緊貼敷在皮膚外表面，所述多孔的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大大增加了整個(gè)聚乳酸玻纖外固定件的保溫性能，利于骨骼的恢復(fù)；同時(shí)，隨著聚乳酸纖維層的溫度的慢慢升高，超細(xì)玻璃纖維紙層的粘結(jié)劑開始固化，使超細(xì)玻璃纖維質(zhì)層的力學(xué)性能大大增強(qiáng)，整個(gè)聚乳酸玻纖外固定件的機(jī)械性能得到加強(qiáng)，從而起到了穩(wěn)固骨骼的作用，同時(shí)也保護(hù)外固定件因外力而破裂。
[0053]總之，本發(fā)明提供的一種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料利用了聚乳酸的生物可相容性，能夠改善聚乳酸玻纖復(fù)合材料的力學(xué)性能，且可根據(jù)骨骼的形狀進(jìn)行變形，能夠使外固定件緊緊貼合在骨骼外表面皮膚，穩(wěn)固骨骼，同時(shí)本發(fā)明保溫性能好、厚度薄且成本低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，其特征在于:按軸向方向包括: 聚乳酸纖維層，為貼皮膚層，包括60?80￥丨％的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物、15?30wt%的聚乙醇酸纖維和5?10的％的1^附反向記憶合金;聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物和聚乙醇酸纖維交錯(cuò)分布，形成多孔的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，TiNi反向記憶合金填充于所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中； 超細(xì)玻璃纖維紙層，由多層超細(xì)纖維紙疊加而成，紙與紙之間的間隙和貼聚乳酸纖維層側(cè)表面均勻地散落有能夠隨著聚乳酸纖維層溫度的升高而固化的粘結(jié)劑，超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，其特征在于:所述的聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物是采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸、利用熔融共混法制得，或者采用等摩爾比的D-聚乳酸和L-聚乳酸聚合制得。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，其特征在于:所述的粘結(jié)劑的主要成分是硫酸銨、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基硅油、氨水、礦物油和自交聯(lián)苯乙烯丙烯酸酯類聚合物，所述的粘結(jié)劑在所述的超細(xì)玻璃纖維質(zhì)層中的體積含量為10?20%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，其特征在于:所述的聚乳酸纖維層的厚度為2mm?4mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，其特征在于:所述的多孔的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的孔徑為1nm?20nmo6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，其特征在于:所述的超細(xì)玻璃纖維紙的厚度為2mi?ΙΟμπι，所述的超細(xì)玻璃纖維紙層的厚度為3mm?6mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的用于骨骼固定的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料，其特征在于:所述的新型聚乳酸玻纖復(fù)合材料的使用方法是，所述聚乳酸纖維層制成后在30°C以下儲存，使用時(shí)，將所述超細(xì)玻璃纖維紙層與聚乳酸纖維層緊密貼合，貼于皮膚表面。
【文檔編號】C08K3/08GK106039424SQ201610353835
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】陳照峰, 葉信立
【申請人】南京鳳源新材料科技有限公司