專利名稱：聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域。具體是一種分子量較小的聚乳酸修飾羥基磷灰石與相對(duì)分子量較高的聚乳酸的復(fù)合材料及制備方法。
背景技術(shù)：
羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合內(nèi)固定材料將羥基磷灰石優(yōu)異的骨結(jié)合能力與聚乳酸的可吸收性和易加工性能結(jié)合在一起，使其既具有骨結(jié)合能力，又具有可生物降解性，因而倍受關(guān)注。但是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料暴露于生理環(huán)境中，未等缺損部位完全修復(fù)就過(guò)早地失去其有效強(qiáng)度，且失效主要發(fā)生于羥基磷灰石和聚乳酸兩相界面。進(jìn)一步研究表明，這是由于在羥基磷灰石和聚乳酸兩相界面缺乏有效粘接所致。已有一些方法用于改善羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料的界面性能，包括使用鋯鹽、多酸、異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑等。這些方法可以解決某一方面的問(wèn)題，但工藝復(fù)雜，而且引入的無(wú)機(jī)或有機(jī)新偶聯(lián)劑或多或少地存在毒性，因而需進(jìn)一步研究改善這類復(fù)合材料性能的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的改性羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料及制備方法。該復(fù)合材料應(yīng)不引入其它毒性無(wú)機(jī)或有機(jī)小分子，生物相容性好，有效強(qiáng)度高，應(yīng)具有制備工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
本發(fā)明目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種改性羥基磷灰石與聚乳酸復(fù)合材料，它是聚乳酸修飾羥基磷灰石與聚乳酸的復(fù)合材料。
所述的復(fù)合材料，它是聚乳酸基體與質(zhì)量為聚乳酸基體質(zhì)量20％～45％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石的復(fù)合材料所述的復(fù)合材料的制備方法是首先采用與復(fù)合材料基體結(jié)構(gòu)單元相同而分子量較小的聚乳酸對(duì)羥基磷灰石進(jìn)行改性，然后將經(jīng)過(guò)改性的羥基磷灰石與分子量相對(duì)較高的聚乳酸基體進(jìn)行復(fù)合，通過(guò)吸附、干燥、輥煉、模壓成型，最終獲得聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。
該復(fù)合材料制備工藝過(guò)程包括(以下如無(wú)注明均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))1.在室溫下將100份干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌，得到羥基磷灰石的懸浮液；2.攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含1～5份聚乳酸(Mv＝3.0×104～Mv＝7.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)；3.靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得聚乳酸修飾羥基磷灰石；4.稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量20％～45％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，即得聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度可達(dá)114～210.2MPa。
本發(fā)明采用分子量較小的聚乳酸修飾羥基磷灰石，然后用該羥基磷灰石與相對(duì)分子量較高的聚乳酸復(fù)合制成復(fù)合材料，該復(fù)合材料所用修飾分子是與聚乳酸基體結(jié)單元相同而分子量較小的聚乳酸，因未引入其它毒性無(wú)機(jī)或有機(jī)小分子，故具有生物相容性更好、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含1份聚乳酸(Mv＝3.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝3.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量20％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度125.6MPa。
實(shí)施例2.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含1份聚乳酸(Mv＝7.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝7.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量30％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度134.1MPa。
實(shí)施例3.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含3份聚乳酸(Mv＝3.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝3.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量45％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度114.6MPa。
實(shí)施例4.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含3份聚乳酸(Mv＝3.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝3.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量30％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度123.3MPa。
實(shí)施例5.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含3份聚乳酸(Mv＝7.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝7.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量30％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度178.0MPa。
實(shí)施例6.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含5份聚乳酸(Mv＝7.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝7.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量30％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度147.1MPa。
實(shí)施例7.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含5份聚乳酸(Mv＝7.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝7.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量20％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度127.6MPa。
實(shí)施例8.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含5份聚乳酸(Mv＝7.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝7.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量45％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度137.0MPa。
實(shí)施例9.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含5份聚乳酸(Mv＝3.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝3.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量20％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度119.1MPa。
實(shí)施例10.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含5份聚乳酸(Mv＝3.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝3.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量45％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度120.9MPa。
實(shí)施例11.在室溫下將100份平均粒徑為15μm的干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含3份聚乳酸(Mv＝7.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得粘均分子量為Mv＝7.0×104的聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量45％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度144.0MPa。
實(shí)施例12.在室溫下將100份平均粒徑為15μm干燥羥基磷灰石粉體加入到2000份丙酮中，攪拌0.5小時(shí)(800rpm)，得到羥基磷灰石的懸浮液。攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含3份聚乳酸(Mv＝7.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得聚乳酸修飾羥基磷灰石。
稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量33％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，得到聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。該復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度210.2MPa。
權(quán)利要求
1.一種改性羥基磷灰石與聚乳酸復(fù)合材料，其特征是聚乳酸修飾羥基磷灰石與聚乳酸的復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征是聚乳酸基體與質(zhì)量為聚乳酸基體質(zhì)量20％～45％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石的復(fù)合材料
3.權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料的制備方法，其特征是首先采用與復(fù)合材料基體結(jié)構(gòu)單元相同而分子量較小的聚乳酸對(duì)羥基磷灰石進(jìn)行改性，然后將經(jīng)過(guò)改性的羥基磷灰石與分子量相對(duì)較高的聚乳酸基體進(jìn)行復(fù)合，通過(guò)吸附、干燥、輥煉、模壓成型，即獲得聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征工藝過(guò)程包括(以下如無(wú)注明均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))1)在室溫下將100份干燥羥基磷灰石粉加入到2000份丙酮中，攪拌，得到羥基磷灰石的懸浮液；2)攪拌下向羥基磷灰石懸浮液中加入400份含1～5份聚乳酸(Mv＝3.0×104～Mv＝7.0×104)的丙酮溶液，隨后滴加2500份去離子水，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)；3)靜置，抽濾，真空干燥48小時(shí)，得聚乳酸修飾羥基磷灰石；4)稱取質(zhì)量為基體聚乳酸(Mv＝4.5×105)質(zhì)量20％～45％的干燥聚乳酸修飾羥基磷灰石，將其分散于適量的無(wú)水乙醇中，超聲2分鐘，然后將聚乳酸基體分批投放其中，浸漬吸附，取出涼干，經(jīng)輥煉、模壓成型，即得聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚乳酸自修飾羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料及制備方法，該方法首先采用與復(fù)合材料基體結(jié)構(gòu)單元相同而分子量較小的聚乳酸修飾羥基磷灰石，然后將經(jīng)過(guò)修飾的羥基磷石與相對(duì)分子量較高的聚乳酸基體進(jìn)行復(fù)合，通過(guò)吸附、干燥、輥煉、模壓成型制得復(fù)合材料。本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單、不引入其它毒性無(wú)機(jī)或有機(jī)小分子，所制得的復(fù)合材料初始抗彎強(qiáng)度高達(dá)114～210.2MPa，生物相容性好。
文檔編號(hào)C08L67/00GK1451691SQ03119058
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月13日
發(fā)明者張勝民, 李世普, 朱智勇, 賀建華, 江昕, 李建華 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)