聚乳酸-羥基磷灰石復(fù)合纖維及其熱壓制品的制備及降解行為.pdf

1、在生物材料中，聚乳酸(PDLLA)有良好的相容性，但其強度低，降解產(chǎn)物呈酸性，易引起局部無菌性炎癥。羥基磷灰石(HAp)能與骨直接結(jié)合，是生物相容性良好的骨修復(fù)材料，但是其力學(xué)強度低，脆性大，抗折及抗沖擊性能不能滿足高負(fù)荷人工骨要求。電紡纖維制得的無紡布，具有孔隙率高、比表面積大、纖維精細(xì)程度與均一性高、長徑比大等優(yōu)點。因此，用PDLLA和HAp制備復(fù)合纖維支架及其熱壓制件可作為組織再生和修復(fù)材料，在生物醫(yī)用領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力。本論

2、文研究主要分三部分，包括改性PDLLA纖維、誘導(dǎo)礦化纖維、礦化纖維熱壓復(fù)合材料。生物降解性能是在組織再生支架和組織修復(fù)材料中需要考慮的關(guān)鍵問題之一，本論文采用體外模擬降解實驗詳細(xì)考察了上述三類材料的降解行為，分析了降解機制和主要影響因素。
　　 為解決PDLLA纖維膜表面親水性不足的缺點，通過兩條途徑獲得功能化PDLLA纖維，一是通過在PDLLA大分子上引入功能基團，再電紡成纖維：另一條途徑是先制備PDLLA電紡纖維，再接枝明膠

3、等生物大分子。用傅立葉變換紅外光譜和核磁磁共振譜驗證上述改性過程，定量表征了PDLLA分子上的胺基、羥基、羧基和明膠含量。結(jié)果表明電紡纖維直徑在2μm左右，功能基化PDLLA中平均每100個乳酸單體中所含各基團個數(shù)為5.6左右，纖維表面明膠接枝量為0.21μg/cm2。功能化PDLLA纖維體外降解結(jié)果表明，改性PDLLA纖維的親水性影響水分子進入聚合物基質(zhì)速度，而疏水性纖維內(nèi)部酸性降解產(chǎn)物的蓄積加快了基質(zhì)聚合物的降解，上述過程都影響到纖

4、維的降解行為。將改性PDLLA纖維降解16周后，基團改性纖維降解較快，其中羧基改性PDLLA纖維(C-PLA-F)降解速度最快，而明膠改性PDLLA纖維(Gel-PLA-F)被水浸潤的較高，故其降解速度稍快于PDLLA纖維(PLA-F)。
　　 為改善復(fù)合纖維中羥基磷灰石的分散問題，采用改性纖維中的功能基團和接枝大分子誘導(dǎo)礦化得到復(fù)合纖維膜，掃描電子顯微鏡(SEM)觀察表明在纖維表面誘導(dǎo)形成無機HAp，含量在15％左右，紅外光譜

5、證明誘導(dǎo)礦化過程中羧基與鈣離子作用誘導(dǎo)成核，礦化復(fù)合纖維呈現(xiàn)超親水性。體外降解結(jié)果表明，基團改性纖維誘導(dǎo)礦化中羧基參誘導(dǎo)礦化過程，抵消了改性基團對聚合物降解的促進作用，羧基改性PDLLA礦化纖維膜(C-PLA-M)中聚合物的降解速度、吸水率和無機物的重量剩余率率要低于羥基羧基改性PDLLA礦化纖維膜(HC-PLA-M)和胺基羥基羧基改性PDLLA礦化纖維膜(AHC-PLA-M)；而明膠改性礦化纖維膜(Gel-PLA-M)中，纖維表面的H

6、Ap對聚合物降解和纖維膜的吸水的促進作用明顯降低。Gel-PLA-M降解速度較為緩慢，而無機物HAp在降解中的溶釋加快。
　　 為獲得滿足臨床應(yīng)用要求的骨修復(fù)材料，將礦化纖維在優(yōu)化的熱壓條件下獲得復(fù)合材料，SEM觀察表明熱壓材料中保持了纖維的形貌特征，力學(xué)性能測試表明，與共混紡纖維熱壓材料相比，改性纖維誘導(dǎo)礦化熱壓復(fù)合材料強度增大，但韌性減弱。體外降解結(jié)果表明，在13周后材料內(nèi)部仍保持良好的纖維形貌與結(jié)構(gòu)。復(fù)合纖維熱壓材料的降解