一种纳米纤维增强可吸收骨内固定材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种纳米纤维增强可吸收骨内固定材料及其制备方法。所述纳米纤维增强骨内固定材料主要由生物可降解高分子材料、纳米纤维以及人工骨材料复合而成；其中所述纳米纤维表面经修饰或改性，所述纳米纤维的含量占所述材料总重量的10

【技术实现步骤摘要】
一种纳米纤维增强可吸收骨内固定材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及医用材料
，尤其是涉及一种纳米纤维增强可吸收骨内固定材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着医疗技术的迭代更新，传统的金属虽然具有较高的力学强度和耐疲劳性能，可满足临床手术对其性能的需求，但是金属材料植入人体后，金属材料在体内不能降解，因此治愈后需要进行二次手术将其取出，给患者造成二次伤害。近年来，可吸收固定移植物凭借其独特优势，受到了广泛关注，但是也存在一系列的问题，但是与其他非可吸收材料相比也有一定的局限性，抗裂能力差、韧性低、脆性明显、降解速率与骨长入速率不一致等缺点，一定程度上影响了可吸收固定材料的外观和使用寿命，最主要的是会严重威胁患者的生命安全。为了减少可吸收固定材料因自身的缺陷而引发的事故问题，需全面提升可吸收固定材料的品质。
[0003]鉴于此，提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种纳米纤维增强可吸收骨内固定材料及其制备方法。本专利技术纳米纤维增强可吸收骨内固定材料克服了普通骨内固定材料容易多尺度断裂的特性；纳米纤维具有比表面大、孔隙率高、修饰能力强以及高弹性模量的特点，极大提高了可吸收骨内固定材料的力学性能，同时也会进一步促进骨吸收及骨长入，加快术后恢复进程。
[0005]为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用以下技术方案：在一方面，提供了一种纳米纤维增强可吸收骨内固定材料，所述纳米纤维增强可吸收骨内固定材料主要由生物可降解高分子材料、纳米纤维以及人工骨材料复合而成；其中所述纳米纤维表面经修饰或改性；所述纳米纤维的含量占所述骨内固定材料总重量的10
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20%；所述生物可降解高分子材料的含量占所述骨内固定材料总重量的60
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80%；所述人工骨材料占所述材料总重量的10
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20%。
[0006]在一个实施方案中，通过等离子体表面处理方法对所述纳米纤维进行亲水改性，有利于改善纳米纤维的生物相容性以及与生物降解高分子材料及人工骨材料之间的相互作用，还能增强纤维的断裂伸长率和断裂强度；或者，引入促进骨长入的天然或合成物质，所述促进骨长入的天然或合成物质包括壳聚糖、胶原蛋白、透明质酸、生长因子中的一种或多种有利于骨长入及骨吸收的物质。
[0007]在一个实施方案中，所述纳米纤维包括聚乳酸、聚乙交酯纤维、胶原纤维、聚丙交酯纤维、聚乙交酯
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丙交酯共聚物纤维、聚己内酯纤维、聚羟基丁酸纤维、聚对二氧杂环己烷酮纤维、聚丙交酯
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己内酯共聚物纤维、丙交酯
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羟基丁酸共聚物纤维、丙交酯
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乙交酯
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己内酯共聚物纤维、壳聚糖纤维、纤维素纳米纤维等中的一种或多种。
[0008]纳米纤维的类别和理化性能也会对增强效果产生影响，作为纳米纤维的使用方
法，可以采用单一种类的纤维，也可以采用不同种类的纤维。
[0009]在一个实施方案中，所述纳米纤维的直径为50~1000 nm，优选50~500 nm；孔隙率为70~80%。
[0010]作为纳米纤维增强可吸收骨内固定材料性能的纤维组分，纳米纤维的性能会对增强效果产生影响，例如纳米纤维的直径为50~500 nm会有利于增强效果的优化，进一步，纳米纤维的孔隙率为70~80%，纳米纤维比表面积大、孔隙率高、抗拉强度高，有利于改善增强效果。
[0011]在一个实施方案中，所述生物降解高子分材料为传统的生物降解高分子材料，包括聚乳酸、聚乙交酯、聚丙交酯、聚乙交酯
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丙交酯共聚物、聚己内酯、聚羟基丁酸、聚对二氧杂环己烷酮、聚丙交酯
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己内酯共聚物、丙交酯
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羟基丁酸共聚物和丙交酯
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乙交酯
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己内酯共聚物中的一种或多种。
[0012]在一个实施方案中，所述人工骨材料包括羟基磷灰石、氟磷灰石、磷酸三钙、碳酸磷灰石、二水硫酸钙（CSD）、半水硫酸钙（CSH）以及无水硫酸钙（CSA）等中的一种或多种。
[0013]另一方面，提供了一种纳米纤维增强可吸收骨内固定材料的制备方法，所述方法包括：利用静电纺丝技术制备纳米纤维，对所述纳米纤维进行表面修饰或改性；将经修饰或改性的纳米纤维与生物可降解材料、人工骨材料混合均匀制备为共混粒子；将所述共混粒子通过注塑工艺制成型材。
[0014]在一个实施方案中，对所述纳米纤维进行表面修饰或改性的步骤包括：利用低温等离子体在静电纳米纤维表面引发丙烯酸表面接枝聚合；其中，改性条件为：真空度为50
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70Pa、气体流量为1
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3 L/min，放电功率50～200 W，放电时间为10~60s。
[0015]在一个实施方案中，利用静电纺丝制备纳米纤维的具体步骤包括：将高分子聚合物加入溶剂，磁力搅拌，得到静电纺丝溶液；将静电纺丝溶液加入喷头，进行静电纺丝，得到纳米纤维；优选地，所述高分子聚合物选自聚乳酸、聚乙交酯纤维、胶原纤维、聚丙交酯纤维、聚乙交酯
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丙交酯共聚物纤维、聚己内酯纤维、聚羟基丁酸纤维、聚对二氧杂环己烷酮纤维、聚丙交酯
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己内酯共聚物纤维、丙交酯
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羟基丁酸共聚物纤维、丙交酯
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乙交酯
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己内酯共聚物纤维、壳聚糖纤维、纤维素纳米纤维等中的一种或多种；优选地，所述溶剂选自氯仿、丙酮、甲醇、四氢呋喃、苯、N,N
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二甲基甲酰胺以及六氟异丙醇中的一种或多种。
[0016]在一个具体实施方案中，静电纺丝溶液的浓度为10~30%，磁力搅拌的时间为不小于为6小时，静电纺丝的电压为10~30 kV，纺丝液的推进速度为0.3~5 mL/h，喷丝头到滚筒的接收距离为15~30 cm，纺丝环境温度为20~45℃，周围环境相对湿度为30~80%。
[0017]在一个实施方案中，所述共混粒子通过注塑工艺制成型材，所述注塑工艺包括如下步骤：将共混粒子与分散于有机溶剂的成核剂混合均匀，除去有机溶剂，进行低度结晶，然后在模具中进行注塑成型。其中，注塑温度优选为140
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280℃，模具温度优选为25
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100℃。
[0018]有益效果：本专利技术提供的纳米纤维增强可吸收骨内固定材料，其中，纳米纤维通过填充复合
产物之间的孔结构将粗大孔细化，改善了复合材料内部的孔结构，使微观结构更加致密，有效地限制了有害孔的形成。纳米纤维增强可吸收骨内固定材料克服了普通骨内固定多尺度断裂的特性，表面具有的高弹性模量的纳米纤维一方面极大提高了可吸收固定材料的力学性能，同时纳米纤维具有孔隙率高、可修饰能力强等优势可进一步促进骨长入骨吸收，缩短愈合时间，提高治疗效果。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米纤维增强可吸收骨内固定材料，其特征在于，所述纳米纤维增强可吸收骨内固定材料主要由生物可降解高分子材料、纳米纤维以及人工骨材料复合而成；其中所述纳米纤维的表面经修饰或改性；所述纳米纤维的含量占所述骨内固定材料总重量的10
‑
20%；所述生物可降解高分子材料的含量占所述骨内固定材料总重量的60
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80%；所述人工骨材料占所述骨内固定材料总重量的10
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20%。2.根据权利要求1所述的骨内固定材料，其特征在于，通过等离子体表面处理方法对所述纳米纤维表面进行亲水改性；或者，引入促进骨长入的天然或合成物质，所述促进骨长入的天然或合成物质包括壳聚糖、胶原蛋白、透明质酸、生长因子中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的骨内固定材料，其特征在于，所述纳米纤维包括聚乳酸纤维、聚乙交酯纤维、胶原纤维、聚丙交酯纤维、聚乙交酯
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丙交酯共聚物纤维、聚己内酯纤维、聚羟基丁酸纤维、聚对二氧杂环己烷酮纤维、聚丙交酯
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己内酯共聚物纤维、丙交酯
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羟基丁酸共聚物纤维、丙交酯
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乙交酯
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己内酯共聚物纤维、壳聚糖纤维、纤维素纳米纤维中的一种或多种。4.根据权利要求1或3所述的骨内固定材料，其特征在于，所述纳米纤维的直径为50~1000 nm；所述纳米纤维的孔隙率为70~80%。5.根据权利要求1所述的骨内固定材料，其特征在于，所述生物可降解高分子材料包括聚乳酸、聚乙交酯、聚丙交酯、聚乙交酯
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丙交酯共聚物、聚己内酯、聚羟基丁酸、聚对二氧杂环己烷酮、聚丙交酯
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己内酯共聚物、丙交酯
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羟基丁酸共聚物和丙交酯
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乙交酯
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己内酯共聚物中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的骨内固定材料，其特征在于，所述人工骨材料包括羟基磷灰石、氟磷灰石、磷酸三钙、碳酸磷灰石、二水硫酸钙、半水硫酸钙以及无水硫酸钙中的一种或多种。7.权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文兴，赵树宇，杨腾飞，
申请(专利权)人：北京天星博迈迪医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：