碳纖維增強(qiáng)聚乳酸-羥基磷灰石三元復(fù)合材料制備及降解性能研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)由于具有良好的生物相容性,可降解性,其最終降解產(chǎn)物為乳酸,由機(jī)體正常的新陳代謝排出體外,因此被廣泛應(yīng)用于手術(shù)縫合線、骨折內(nèi)固定材料等.羥基磷灰石(HA)由于具有良好的生物活性和骨傳導(dǎo)性,能夠與骨直接形成鍵性結(jié)合,被大量地應(yīng)用于骨替換植入材料.但其機(jī)械性能不佳,易脆,對負(fù)荷承載性差,不能完全適宜于骨組織工程的要求.碳材料不會引起生物不良反應(yīng),以及碳與骨在剛度和強(qiáng)度方面類似等特點,碳基材料現(xiàn)已成為一類重要的無機(jī)生物醫(yī)用材料.

2、本論文設(shè)計的碳纖維(CF)增強(qiáng)PLA/HA三元復(fù)合材料,結(jié)合了CF的高強(qiáng)度、PLA的生物降解性和HA的生物活性于一體,有望成為既具有生物活性、又具有可吸收性和降解性的高強(qiáng)度骨折內(nèi)固定材料. 論文采用溶液共混法制備了碳纖維(CF)增強(qiáng)羥基磷灰石(HA)/聚乳酸(PLA)三元復(fù)合生物材料.研究了體外降解性能.結(jié)果表明:在磷酸鹽緩沖液(PBS)模擬體液中降解三個月,彎曲強(qiáng)度和彎曲模量分別下降到初始值的30﹪和36﹪,剪切強(qiáng)度保持在19

3、0MPa左右,有較好的機(jī)械強(qiáng)度保持性,微觀結(jié)構(gòu)研究表明降解是從復(fù)合材料的界面開始的,降解三個月后,界面結(jié)合處出現(xiàn)縫隙.吸水率增加到5﹪,質(zhì)量損失只有1.6﹪. 復(fù)合材料的界面是影響復(fù)合材料力學(xué)性能的重要因素.采用兩步法用聚乳酸對羥基磷灰石進(jìn)行表面修飾,先對羥基磷灰石與乳酸進(jìn)行脫水接枝,使乳酸上的羧基與羥基磷灰石表面的羥基進(jìn)行反應(yīng),羥基磷灰石表面接枝上部分齊聚物,再加入丙交酯進(jìn)行封管聚合接枝.接枝率達(dá)到17﹪,與有機(jī)物的相容性大大