三維殼聚糖骨折內(nèi)固定材料增強(qiáng)改性的研究.pdf

1、可生物降解的三維殼聚糖骨折內(nèi)固定材料可避免其他種類(lèi)骨折內(nèi)固定裝置的二次手術(shù)、應(yīng)力遮擋、非菌性炎癥反應(yīng)等缺點(diǎn)。為了滿足三維殼聚糖棒材在骨折臨床使用中的要求，本論文采用多種方法增強(qiáng)改性殼聚糖棒材并研究了增強(qiáng)改性的機(jī)理。高強(qiáng)度的殼聚糖接骨棒、接骨釘將是一種新型的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物醫(yī)用材料，對(duì)減輕骨折病人痛苦、節(jié)省醫(yī)療費(fèi)用具有重要意義。 （1）利用甲殼素和殼聚糖脫乙酰度的差異導(dǎo)致兩者在稀酸水溶液中溶解性能的不同，制備了具有層狀疊加

2、結(jié)構(gòu)的甲殼素纖維/殼聚糖三維復(fù)合棒材，當(dāng)復(fù)合棒材受載荷作用時(shí)，應(yīng)力由殼聚糖基體傳遞給纖維增強(qiáng)體，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)改性的目的。濾紙纖維表面粗糙，增強(qiáng)了纖維與殼聚糖基體之間的機(jī)械鉚合力，并且兩者發(fā)生了界面化學(xué)反應(yīng)，生成了希夫堿，有效地增加了復(fù)合材料的界面結(jié)合力，從而提高了復(fù)合棒材的力學(xué)性能。采用聚對(duì)胺苯乙炔包覆多壁碳納米管，使多壁碳納米管均勻分散在殼聚糖基體中，可有效承擔(dān)載荷.另外，給多壁碳納米管穿上一層水溶性、磁性“外套”，在磁場(chǎng)的誘導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)

3、了多壁碳納米管在殼聚糖基體中均勻分散、平行有序排列。 （2）以海藻酸鈉、羧化殼聚糖聚陰離子電解質(zhì)改性三維殼聚糖棒材，殼聚糖分子鏈上的氨基、乙酰胺基與聚陰離子電解質(zhì)的羧酸鹽官能團(tuán)之間存在很強(qiáng)的靜電相互作用，使材料變得更加緊密，從而改善了復(fù)合棒材的力學(xué)性能。 （3）通過(guò)仿生設(shè)計(jì)制得了高強(qiáng)度的多聚磷酸鈉/殼聚糖三維復(fù)合棒材，棒材的仿木年輪層狀疊加結(jié)構(gòu)屬于LiesegangRing現(xiàn)象；棒材的仿竹空心結(jié)構(gòu)可以通過(guò)控制殼聚糖溶液在

4、堿液中的凝固時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)；多聚磷酸鈉與殼聚糖之間存在強(qiáng)的靜電相互作用以及氫鍵作用，使得殼聚糖基體變得更加緊密。層狀疊加結(jié)構(gòu)、仿竹中空結(jié)構(gòu)以及復(fù)合棒材中的靜電相互作用三者共同作用，大幅度提高了棒材的力學(xué)性能。 （4）Co60—γ—rays輻射引起了殼聚糖分子的斷鏈反應(yīng)，降低了殼聚糖的分子量，使得殼聚糖分子鏈間的纏結(jié)作用減弱，鏈段運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，有利于殼聚糖分子的結(jié)晶重排，提高殼聚糖的結(jié)晶度，從而提高殼聚糖棒材的強(qiáng)度。微波輻射產(chǎn)生熱效應(yīng)

5、，使殼聚糖棒材發(fā)生熱交聯(lián)反應(yīng)，形成體型網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，提高了殼聚糖棒材的力學(xué)強(qiáng)度。 （5）戊二醛交聯(lián)改性殼聚糖棒材及羥基磷灰石/殼聚糖三維復(fù)合板材，使殼聚糖基體形成體型網(wǎng)絡(luò)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，棒材的層狀疊加結(jié)構(gòu)變得更加緊密，納米羥基磷灰石顆粒尺寸減小。殼聚糖棒材受應(yīng)力作用后產(chǎn)生的裂紋在一層內(nèi)擴(kuò)展，當(dāng)遇到另外一層時(shí)發(fā)生鈍化，或發(fā)生偏轉(zhuǎn)，改變擴(kuò)展方向，沿著層與層之間撕裂，吸收能量。交聯(lián)殼聚糖棒材的層狀疊加結(jié)構(gòu)變得更加緊密，因而應(yīng)力沿層間撕裂需要