一种生物骨钉材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供的生物骨钉材料及其制备方法，涉及高分子材料技术领域，该材料为以聚乳酸和聚己内酯共混物为基底，通过物理注塑发泡成型方式制得的具有开孔结构的材料；制备时，先采用双螺杆挤出机熔融塑化并挤出造粒制得基底产品，然后基底产品在专用发泡注塑机机筒内经物理注塑发泡成型，制得生物骨钉材料。本发明专利技术的生物骨钉材料具有良好的生物相容性、完全能生物降解，尤其是其具有的开孔结构在应用时能致使组织液循环流动；并且，微发泡获得的开孔结构的材料具有一定轻量化效果，整体减重达20％以上，大大减轻人体的负荷，具有环保和减轻能源负担的优点。轻能源负担的优点。轻能源负担的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种生物骨钉材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种生物骨钉材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]骨钉是一种骨科手术中常用的医疗器械，在稳定新的骨折、翻修手术和关节融合等临床手术中有着不可替代的作用。金属基材料作为研究最早的生物材料，其良好的抗张强度和韧性使其特别适合用作骨钉材料。常用的金属基材料包括不锈钢、钴铬合金、钛合金以及镁合金等，但由于金属基材料与生物组织存在相容性差等问题，在使用中可能引起炎症和抑制骨细胞的粘附生长。因此，可降解高分子基生物材料的开发刻不容缓。
[0003]聚乳酸(PLA)，又名聚丙交酯，是以乳酸为主要原料经由缩聚或者扩链聚合得到的聚酯类高分子。聚乳酸有着良好的热稳定性、抗溶剂性、优异的机械物理性能以及高的生物相容性和生物吸收性，可用注塑和挤出成型等多种方式进行加工生产。其良好的机械及物理化学性能使得其能满足生物骨钉在骨修复临床治疗的使用。同时，PLA的降解产物乳酸是人体正常代谢产物之一，可以经由血液运输在肝脏中代谢生成丙酮酸。
[0004]聚乳酸用于生物材料仍有着不足，例如刘姿辰在文章“生物可降解聚乳酸用于骨修复的发展前景和研究价值”、编号2095
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4344(2021)34
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05552
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09一文中，详细论述了现阶段聚乳酸用作骨钉材料的优势与不足；其主要的不足是聚乳酸生产成本高昂，如何有效的降低聚乳酸的生产成本和用量是制约其在骨钉材料应用中的关键因素。利用PLA微发泡技术在减轻材料用量的同时可以有效的保留其力学性能，以达到降低生产成本的作用。此外，韩志忠在文章“不同熔体强度对聚乳酸微发泡行为的影响”、编号1001
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9456(2016)05
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0049
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04一文中研究了聚乳酸微发泡的泡孔的控制，其制得了泡孔尺寸均一的PLA微发泡材料，但泡孔为闭孔结构。当聚乳酸用作骨钉材料时，闭孔结构显然不利于人体组织液的扩散传输，而如何有效的将这种闭孔结构转变为开孔结构是现有论文中没有提及的。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种生物骨钉材料及其制备方法，该材料采用可生物降解的聚乳酸材料经物理注塑发泡制成，材料具有开孔结构，应用时生物相容性好、开孔结构致使组织液能循环流动，避免使用闭孔材料存在的二次手术的风险和成本；并且，开孔结构实现在损失很低的基本力学性能下达成一定的减重效果，因此有效的降低能源损耗效益和成本。
[0006]为达成上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种生物骨钉材料，为以聚乳酸和聚己内酯共混物为基底，通过物理注塑发泡成型方式制得的具有开孔结构的材料。
[0007]进一步的，所述生物骨钉材料包括如下重量份数计的原料：聚乳酸75
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95份、聚己内酯5
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20份和助剂0.1
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3份。
[0008]进一步的，所述聚乳酸为PLA、PLLA、PDLA或PDLLA。
[0009]进一步的，所述助剂为润滑剂、脱模剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧剂、发泡剂、成核
剂中的一种或几种。
[0010]进一步的，所述物理注塑发泡成型方式采用的物理发泡剂为氮气、戊烷、丁烷、二氧化碳或庚烷。
[0011]进一步的，所述助剂为抗氧剂和润滑剂的混合物，所述抗氧剂为巴斯夫b225，所述润滑剂为硬脂酸。
[0012]进一步的，上述生物骨钉材料的制备方法包括以下步骤：
[0013](1)按照生物骨钉材料配方称取重量份数计的各原料均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中经熔融塑化、捏合混炼、挤出、冷却、切粒、干燥，得到基底产品；
[0014](2)将基底产品置于专用发泡注塑机机筒内，经物理注塑发泡成型制得生物骨钉材料。
[0015]进一步的，所述步骤(1)中双螺杆挤出机1区到12区温度依次设置为150℃、180℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃、205℃、205℃、205℃、210℃、210℃，机头温度设置为210℃。
[0016]进一步的，所述专用发泡注塑机的机筒尾部设置有进气系统，且其螺杆实现剪切混料效果。
[0017]进一步的，所述步骤(2)物理注塑发泡成型的具体过程为：向注塑机的机筒内冲气体的物理发泡剂，在一定的温度下，基底产品熔融并通过螺杆搅拌，致使气体溶解到基底产品的熔体内，然后射到模具中，通过降压形成发泡后的具有开孔结构的材料。
[0018]由以上技术方案可知，本专利技术的技术方案获得了如下有益效果：
[0019]本专利技术公开的生物骨钉材料及其制备方法，该材料为以聚乳酸和聚己内酯共混物为基底，通过物理注塑发泡成型方式制得的具有开孔结构的材料；制备时，先采用双螺杆挤出机熔融塑化并挤出造粒制得基底产品，然后基底产品在专用发泡注塑机机筒内经物理注塑发泡成型，制得生物骨钉材料。具体的，本专利技术公开的生物骨钉材料的优点包括：
[0020](1)本专利技术的生物质骨钉材料是开孔结构，保证了组织液能够循环流通；
[0021](2)本专利技术的制备过程采用二氧化碳作为物理发泡剂，环保无污染；
[0022](3)本专利技术生物骨钉材料具有良好的生物相容性；
[0023](4)本专利技术生物骨钉材料具有可降解性，而且降解产物只是二氧化碳和水，对人体没有副作用；
[0024](5)本专利技术生物骨钉材料制备时采用专用发泡注塑机，能够有效的保证生物骨钉材料形成泡孔尺寸相对均一、泡孔密度大、开孔率高。
[0025]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。
[0026]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0027]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。
现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：
[0028]图1为本专利技术实施例1生物骨钉材料的电镜图；
[0029]图2为本专利技术实施例2生物骨钉材料的电镜图；
[0030]图3为本专利技术实施例3生物骨钉材料的电镜图；
[0031]图4为本专利技术对比例1生物骨钉材料的电镜图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物骨钉材料，其特征在于，为以聚乳酸和聚己内酯共混物为基底，通过物理注塑发泡成型方式制得的具有开孔结构的材料。2.根据权利要求1所述的生物骨钉材料，其特征在于，包括如下重量份数计的原料：聚乳酸75
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95份、聚己内酯5
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20份和助剂0.1
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3份。3.根据权利要求2所述的生物骨钉材料，其特征在于，所述聚乳酸为PLA、PLLA、PDLA或PDLLA。4.根据权利要求2所述的生物骨钉材料，其特征在于，所述助剂为润滑剂、脱模剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧剂、发泡剂、成核剂中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的生物骨钉材料，其特征在于，所述物理注塑发泡成型方式采用的物理发泡剂为氮气、戊烷、丁烷、二氧化碳或庚烷。6.根据权利要求4所述的生物骨钉材料，其特征在于，所述助剂为抗氧剂和润滑剂的混合物，所述抗氧剂为巴斯夫b225，所述润滑剂为硬脂酸。7.一种如权利要求1
‑
6任一项所述的生物骨钉材料的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明，刘曙阳，陆体超，周小梅，周军，
申请(专利权)人：南京东聚碳纤维复合材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：