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生物可降解骨折内同定板摒弃了传统骨折内固定板的诸多弊端,能提供更有利于骨折恢复的优良性能,用其治疗骨折,骨骼能最大程度地恢复原先生理功能,且治疗创伤小,为新一代理想的骨折内同定器。本文制备了聚L-乳酸、聚D,L-乳酸、聚L-乳酸/聚D,L-乳酸、L和D,L-丙交酯共聚物及L和D,L-丙交酯共聚物/β-磷酸三钙复合材料生物可降解骨折内固定板,研究了各聚乳酸材料骨折内同定板的力学性能、降解性能和生物相容性。
采用开环聚合法合成了原料聚乳酸。其中不同催化剂合成丙交酯的结果显示辛酸亚锡和氧化铝复合催化剂具有对丙交酯的最佳催化效率,产率可达70.8%,用辛酸亚锡可将提纯后的丙交酯催化合成得到黏均分子量30万以上的聚乳酸。同时用酸碱中和法合成了β-磷酸三钙,用于对聚乳酸材料的增强和改性。
设计了骨折内固定板的取向模压模具,用模具加工出聚乳酸材料的内固定板,并用力学测试仪和扫描电子显微镜进行表征,获得具有最佳力学性能和取向结构的聚乳酸板材。其中,聚L-乳酸板材具有最佳的力学强度,黏均分子量为31.0万的聚L-乳酸板材弯曲强度可达172.80 MPa。L和D,L-丙交酯共聚物/β-磷酸三钙板材则具有最佳的综合力学性能,特性黏数为2.6744的共聚物与β-磷酸三钙复合板材弯曲强度为148.26 MPa,弯曲模量为4252.68 MPa。
聚乳酸板材的降解实验显示L和D,L-丙交酯共聚物/β-磷酸三钙体外和体内降解12 w后质量损失分别为2.5%和2.6%,力学强度损失分别为31.2%和40.3%。各聚乳酸板材降解时强度首先下降,质量损失和降解液pH值的变化很小,大大滞后于强度变化。聚乳酸板材在体内的降解规律与体外降解相似,但体内降解快于体外降解。
生物相容性实验表明L和D,L-丙交酯共聚物/β-磷酸三钙复合材料板材植入动物体内后,无任何毒性和炎性反应,具备良好的组织相容性。L和D,L-丙交酯共聚物/β-磷酸三钙复合材料骨折内同定板满足生物体内植入的要求。