本發(fā)明涉及一種制造可吸收醫(yī)療器件的生物材料，更具體的說，本發(fā)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(yè)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：文獻報道(Int.J.Oral Maxillofac.Surg.1993.22：51～57)采用聚乙二醇酸(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復合物，包括：以重量份數(shù)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(fā)角蛋白纖維、改性纖維素或改性纖維素纖維。然而，由于自身材料強度低，增強的效果不高。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種纖維增強的聚乳酸復合物及其制備方法，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。
一種纖維增強的聚乳酸復合物，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
聚DL-乳酸共聚物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；
竹纖維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；
改性纖維素纖維1-5份，如2份、3份、4份或4.5份等。
本發(fā)明采用竹纖維、甲殼素纖維和改性纖維素纖維增強聚DL-乳酸共聚物和聚L-乳酸的復合物，得到的復合物的拉伸強度可達90MPa，彎曲強度可達190MPa。
作為優(yōu)選的技術方案，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
作為優(yōu)選的技術方案，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
作為優(yōu)選的技術方案，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
所述聚DL-乳酸共聚物的重均分子量為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。
所述改性纖維素纖維的強度4～5cN/dtex，如4.5cN/dtex等，伸長率5％～7％，如6％，模量10～12GPa，如11GPa等。
所述竹纖維的長度為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(fā)明的目的之一還在于提供一種如上所述的復合物的制備方法，所述制備方法為：
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，然后，在平板硫化機上熱壓成型，制成所述的復合物。
本發(fā)明中采用的增強纖維一定是可降解的纖維，并且與聚乳酸材料是相容。
本發(fā)明采用竹纖維、改性纖維素纖維、甲殼素纖維增強聚DL-乳酸共聚物和聚L-乳酸的復合物，得到的復合物的拉伸強度可達90MPa，彎曲強度可達190MPa。
利用纖維增強的聚乳酸復合物，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。特別說明對于高強度板的加工時，先將纖維按一定方向平行排列，再將聚乳酸熔融后澆注，壓制成板材。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
實施例1
一種纖維增強的聚乳酸復合物，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
所述聚DL-乳酸共聚物的重均分子量為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。
所述改性纖維素纖維的強度4cN/dtex，伸長率5％，模量10GPa。
所述竹纖維的長度為10-12mm，直徑為0.1-0.3mm。
其制備方法為：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℃，然后，在平板硫化機上熱壓成型，制成復合物。
實施例2
一種纖維增強的聚乳酸復合物，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
所述聚DL-乳酸共聚物的重均分子量為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。
所述改性纖維素纖維的強度4cN/dtex，伸長率7％，模量12GPa。
所述竹纖維的長度為12-20mm，直徑為0.3-0.5mm。
其制備方法為：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℃，然后，在平板硫化機上熱壓成型，制成復合物。
實施例3
一種纖維增強的聚乳酸復合物，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
所述聚DL-乳酸共聚物的重均分子量為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。
所述改性纖維素纖維的強度4.5cN/dtex，伸長率6％，模量11GPa。
所述竹纖維的長度為15-20mm，直徑為0.1-0.3mm。
其制備方法為：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℃，然后，在平板硫化機上熱壓成型，制成復合物。
實施例4
一種纖維增強的聚乳酸復合物，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
所述聚DL-乳酸共聚物的重均分子量為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。
所述改性纖維素纖維的強度4.5cN/dtex，伸長率6％，模量11GPa。
所述竹纖維的長度為15-20mm，直徑為0.1-0.3mm。
其制備方法為：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，制成復合物。
實施例5
一種纖維增強的聚乳酸復合物，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
所述聚DL-乳酸共聚物的重均分子量為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。
所述改性纖維素纖維的強度4.5cN/dtex，伸長率6％，模量11GPa。
所述竹纖維的長度為15-20mm，直徑為0.1-0.3mm。
其制備方法為：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℃，制成復合物。
實施例6
一種纖維增強的聚乳酸復合物，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
所述聚DL-乳酸共聚物的重均分子量為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。
所述改性纖維素纖維的強度4.5cN/dtex，伸長率6％，模量11GPa。
所述竹纖維的長度為15-20mm，直徑為0.1-0.3mm。
其制備方法為：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℃，制成復合物。
對比例1
一種纖維增強的聚乳酸復合物，其原料組成除將聚DL-乳酸共聚物替換為聚L-乳酸外，其余與實施例6相同。
對比例2
一種纖維增強的聚乳酸復合物，其原料組成除將聚L-乳酸替換為聚DL-乳酸共聚物外，其余與實施例6相同。
對比例3
一種纖維增強的聚乳酸復合物，其原料組成除不含有竹纖維外，其余與實施例6相同。
對比例4
一種纖維增強的聚乳酸復合物，其原料組成除不含有甲殼素纖維外，其余與實施例6相同。
對比例5
一種纖維增強的聚乳酸復合物，其原料組成除不含有改性纖維素纖維外，其余與實施例6相同。
對比例6
一種纖維增強的聚乳酸復合物，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
所述纖維增強聚乳酸復合物的制備方法與實施例6所述的制備方法相同。
對比例7
一種纖維增強的聚乳酸復合物，所述復合物按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
所述纖維增強聚乳酸復合物的制備方法與實施例6所述的制備方法相同。
有關實施例1-6及對比例1-7所述的纖維增強的聚乳酸材料性能測定如表1所示，并與普通聚乳酸對照。
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℃，濕度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℃，濕度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
由上述結果表明，本發(fā)明的纖維增強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，有望用于管狀皮質骨折內固定，如內固定釘板系統(tǒng)等。
本發(fā)明的復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：植入人體后，強度保持12～30周，18個月左右完全吸收。
申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細方法，即不意味著本發(fā)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(fā)明的任何改進，對本發(fā)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(fā)明的保護范圍和公開范圍之內。