一种具有负泊松比结构的骨仿生复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有负泊松比结构的骨仿生复合材料，它是以矿化的纳米纤维为基本单元，沿轴向平行排列形成纳米纤维纱线结构，再进一步交织形成具有负泊松比结构的有机/无机的纳米纤维复合材料，有机的纳米纤维与无机的矿物质的质量比为1:1‑10，孔隙率为20%‑80%。本发明专利技术中所设计的纳米仿生骨具有负泊松比结构，相比常规结构的骨仿生材料，具有更加优秀的力学性能，具备足够的强度来承受机体自身的重量，以及自适应性以满足机体可能遭遇的压缩、剪切和撞击等多个外力作用场合。

Bone bionic composite material with negative Poisson's ratio structure and preparation method thereof

The invention discloses a bone biomimetic composite materials with negative Poisson's structure, which is based on the nano fiber mineralization as the basic unit, along the axial direction are arranged in parallel to form a yarn structure of nano fibers, further interwoven with negative Poisson's ratio of organic / inorganic nano fiber composite materials, nano fiber and inorganic organic the mineral quality ratio of 1:1 10, the porosity is 20% 80%. Nano bionic bone designed in the invention has a negative Poisson's ratio structure, compared to the conventional structure of biomimetic material, has more excellent mechanical properties, have sufficient strength to withstand the weight of the body, and the adaptability to meet the body may encounter compression, shear and impact force and many other occasions.

【技术实现步骤摘要】
一种具有负泊松比结构的骨仿生复合材料及其制备方法
本专利技术属于生物医用材料
，涉及一种具有负泊松比效应的纳米纤维骨替代材料及其制备方法，应用于骨修复或骨替代材料。
技术介绍
我国每年由于交通和工业事故、肿瘤、骨组织坏死和风湿等疾病引起的骨组织缺损、骨折病患人数达数百万人。随着人口老龄化的日益严重，年老引起的骨组织疏松使骨缺损的病患有增多的趋势，此外，每年需要进行颅颌面和肢体整形、美容的人数也达到千万人。因此，临床治疗对骨组织修复材料有着巨大的市场需求。目前应用于骨组织修复的金属、骨水泥、生物活性玻璃、磷酸钙类生物活性陶瓷以及可吸收性的高分子材料等难以满足临床对骨组织修复和重建的需求。制备能主动诱导和激发组织器官再生并具有良好力学性能的类人骨组织替代、修复材料对于解决临床日益扩大的骨修复需求具有重要意义。天然骨是一种由约30%的有机基质和70%的羟基磷灰石构成的有机/无机生物复合材料，有机基质主要包括非胶原蛋白、粘多糖等。无机成分的羟基磷灰石纳米晶体有序地嵌在胶原纤维基质中，有机和无机组元间的密切协同作用以及分子水平的独特组装，赋予了天然骨的多级结构和优异的力学性能。能否获得一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有负泊松比结构的骨仿生复合材料，其特征在于：它是以矿化的纳米纤维为基本单元，沿轴向平行排列形成纳米纤维纱线结构，再进一步交织形成具有负泊松比结构的有机/无机的纳米纤维复合材料，有机的纳米纤维与无机的矿物质的质量比为1:1‑10，孔隙率为20%‑80%。

【技术特征摘要】
1.一种具有负泊松比结构的骨仿生复合材料，其特征在于：它是以矿化的纳米纤维为基本单元，沿轴向平行排列形成纳米纤维纱线结构，再进一步交织形成具有负泊松比结构的有机/无机的纳米纤维复合材料，有机的纳米纤维与无机的矿物质的质量比为1:1-10，孔隙率为20%-80%。2.根据权利要求1所述的具有负泊松比结构的骨仿生复合材料，其特征在于：所述的纳米纤维复合材料是由纳米纤维经纱、纬纱以及结节纱按照设计的负泊松比结构编织而成，结节点的密度为10-40个/cm2，多层纳米纤维织物的经密为90-240根/5cm，纬密为140-280根/5cm层数至少为4层。3.根据权利要求1或2所述的具有负泊松比结构的骨仿生复合材料，其特征在于：所述的纳米纤维纱线是由矿化的纳米纤维沿纱线轴向平行排列形成的，纳米纤维纱线的直径为100-500μm，所述的矿化纳米纤维是无机矿物在纳米纤维上自组装得到的。4.根据权利要求1或3所述的由具有负泊松比结构的骨仿生复合材料，其特征在于：所述的纳米纤维是由聚己内酯和柞蚕丝素构成，纳米纤维的直径为200-1200nm，柞蚕丝素和聚己内酯的质量比为5:95-30:70，聚己内酯分子量大于200000，柞蚕丝素蛋白分子的特性粘度大于或等于0.50。5.根据权利要求1所述的具有负泊松比结构的骨仿生复合材料，其特征在于：所述无机的矿物质成分为羟基磷灰石，它是由针状晶粒组成的球状形貌，针状晶粒尺寸为0.5nm-1nm。6.如权利要求1所述的具有负泊松比结构的骨仿生复合材料的制备方法，其特征在于，其步骤如下：（1）将柞蚕丝素和聚己内酯按照质量比为1:1-10放入六氟异丙醇溶液中，在常温下进行磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵伟力，何建新，王利丹，楚艳艳，王倩，周玉嫚，齐琨，佑晓露，南楠，孙显强，胡宝继，卢凯，高艳菲，梅硕，崔世忠，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41