CN102247624A - 一种可吸收骨螺钉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可吸收骨螺钉及其制备方法，该骨螺钉含有质量百分比为5～40％的纳米碳酸钙，95～60％的聚乳酸。将纳米碳酸钙粉末与聚乳酸采用溶液混合，并用流延快速干燥法将纳米碳酸钙粉末均匀分散于聚合物基体中，在注塑机中成型。本发明的骨螺钉具有良好的生物活性和可降解性，强度高。

Description

一种可吸收骨螺钉及其制备方法

技术领域

本发明属于骨与肌腱修复用的复合材料及其制备方法，特别是涉及一种可吸收的纳米碳酸钙增强骨螺钉及其制备方法。

背景技术

骨螺钉用于骨折及移植材料的固定，传统上采用金属材料制做。近年来采用可降解聚合物材料制做的螺钉逐渐增多，其最大的特点是植入人体后可以发生降解，随着组织的愈合，植入体缓慢降解，组织愈合后，植入体完全被吸怍，因而不要二次手术。但是这种螺钉随着降解时间的增加，力学性能下降太快；在降解过程中产生的酸性物质会导致组织产生无菌性炎症反应，影响组织修复。在其中引入无机型填料可以有效改进这些问题。由于磷酸钙具有与骨骼中无机相相似的化学组成，因而成为最常用的填料选择之一。中国专利(CN1403167)和美国专利(US5981619)曾公开将磷酸钙加入了聚合物中获得了力学性能较好的复合材料，但这些复合材料中的磷酸钙的颗粒尺寸比较大(约1～100μm)，以经过表面改性的、更小尺寸的颗粒加入复合材料可望获得更均匀的分散度，从而获得更好的性能。事实上，碳酸钙作为部分动物体内的硬组织成份，也具有很好的生物相容性和可降解性的。以纳米碳酸钙作为填料也能够获得高强度和可吸收的骨螺钉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度的可吸收骨螺钉及其制备方法。

本发明的可吸收骨螺钉，它含有质量百分比为：5～40％的纳米碳酸钙，95～60％的聚乳酸。

上述的纳米碳酸钙的大小为平均粒径20～200nm。聚乳酸为平均分子量在10万～120万的左旋聚乳酸(PLLA)或右旋聚乳酸(PDLA)或消旋聚乳酸(PDLLA)。

可吸收骨螺钉的制备方法，包括以下步骤：

1)在20℃～80℃下将聚乳酸溶解在有机溶剂二氧六环中，形成浓度为5％～10％克/毫升的溶液A；

2)将纳米碳酸钙加入到浓度为10％～30％克/毫升的硬脂酸乙醇溶液中，纳米碳酸钙在硬脂酸乙醇溶液中的浓度为1％～15％克/毫升，在20℃～75℃下处理10～600分钟，滤出粉末，干燥，形成表面改性的纳米碳酸钙；

3)将表面改性的纳米碳酸钙加入到步骤1)制得的溶液A中，经搅拌和超声分散形成悬浊液B；

4)用流延法将步骤3)的悬浊液B制备成厚度为1～5mm的薄片，在40℃～130℃下干燥，然后粉碎成粒状料，添加到注塑机中并注入具有所需螺钉形状的模具中成型，成型温度为100℃～190℃。

本发明的有益效果在于：

这种螺钉采有纳米碳酸钙粉末与聚乳酸复合，以溶液混合及流延快速干燥法将纳米碳酸钙粉末均匀分散于聚合物基体中，纳米级的碳酸钙在具有良好的生物活性和可降解性的同时还具有非常大的比表面积，不但能够强化骨螺钉的可降解性，还能够增加骨螺钉的强度。

具体实施方式

实施例1

1)在50℃下将2.0g平均分子量在20万的左旋聚乳酸溶于20毫升二氧六环中，形成浓度为10％克/毫升的溶液A；

2)将0.5g平均粒径为20纳米的碳酸钙加入到浓度为20％克/毫升的10毫升硬脂酸乙醇溶液中，纳米碳酸钙在硬脂酸乙醇溶液中的浓度为5％克/毫升，在50℃下处理50分钟，滤出粉末，干燥，形成表面改性的纳米碳酸钙；

3)将表面改性的纳米碳酸钙加入到步骤1)制得的溶液A中，经搅拌和超声分散形成悬浊液B；

4)用流延法将步骤3)的悬浊液B制备成厚度为1mm的薄片，在40℃干燥，然后粉碎成粒状料，添加到注塑机中并注入具有所需螺钉形状的模具中成型，成型温度为100℃。即得含质量百分比20％的纳米碳酸钙的骨螺钉，其抗弯强度为160MPa。

实施例2

1)在60℃下将2.0g平均分子量在10万的右旋聚乳酸溶于20毫升二氧六环中，形成浓度为10％克/毫升的溶液A；

2)将0.11g平均粒径为100纳米的碳酸钙加入到浓度为10％克/毫升的10毫升硬脂酸乙醇溶液中，纳米碳酸钙在硬脂酸乙醇溶液中的浓度为1.1％克/毫升，在75℃下处理10分钟，滤出粉末，干燥，形成表面改性的纳米碳酸钙；

3)将表面改性的纳米碳酸钙加入到步骤1)制得的溶液A中，经搅拌和超声分散形成悬浊液B；

4)用流延法将步骤3)的悬浊液B制备成厚度为2mm的薄片，在100℃干燥，然后粉碎成粒状料，添加到注塑机中并注入具有所需螺钉形状的模具中成型，成型温度为190℃。即得含质量百分比5％的纳米碳酸钙的骨螺钉，其抗弯强度为138MPa。

实施例3

1)在20℃下将2.0g平均分子量在120万的消旋聚乳酸溶于40毫升二氧六环中，形成浓度为5％克/毫升的溶液A；

2)将1.33g平均粒径为200纳米的纳米碳酸钙加入到浓度为15％克/毫升的10毫升硬脂酸乙醇溶液中，纳米碳酸钙在硬脂酸乙醇溶液中的浓度为13.3％克/毫升，在20℃下处理600分钟，滤出粉末，干燥，形成表面改性的纳米碳酸钙；

3)将表面改性的纳米碳酸钙加入到步骤1)制得的溶液A中，经搅拌和超声分散形成悬浊液B；

4)用流延法将步骤3)的悬浊液B制备成厚度为5mm的薄片，在130℃干燥，然后粉碎成粒状料，添加到注塑机中并注入具有所需螺钉形状的模具中成型，成型温度为150℃。即得含质量百分比40％的纳米碳酸钙的骨螺钉，其抗弯强度为195MPa。

实施例4

1)在80℃下将2.0g平均分子量在60万的左旋聚乳酸溶于25毫升二氧六环中，形成浓度为8％克/毫升的溶液A；

2)将0.5g平均粒径为150纳米的碳酸钙加入到浓度为20％克/毫升的10毫升硬脂酸乙醇溶液中，纳米碳酸钙在硬脂酸乙醇溶液中的浓度为5％克/毫升，在50℃下处理120分钟，滤出粉末，干燥，形成表面改性的纳米碳酸钙；

3)将表面改性的纳米碳酸钙加入到步骤1)制得的溶液A中，经搅拌和超声分散形成悬浊液B；

4)用流延法将步骤3)的悬浊液B制备成厚度为3mm的薄片，在80℃干燥，然后粉碎成粒状料，添加到注塑机中并注入具有所需螺钉形状的模具中成型，成型温度为160℃。即得含质量百分比20％的纳米碳酸钙的骨螺钉，其抗弯强度为179MPa。

Claims (4)

1.一种可吸收骨螺钉，其特征在于它含有质量百分比为：5～40％的纳米碳酸钙，95～60％的聚乳酸。

2.根据权利要求1所述的可吸收骨螺钉，其特征在于纳米碳酸钙的大小为平均粒径20～200nm。

3.根据权利要求1所述的可吸收骨螺钉，其特征在于所说的聚乳酸为平均分子量在10万～120万的左旋聚乳酸或右旋聚乳酸或消旋聚乳酸。

4.根据权利要求1所述的可吸收骨螺钉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在20℃～80℃下将聚乳酸溶解在有机溶剂二氧六环中，形成浓度为5％～10％克/毫升的溶液A；

2)将纳米碳酸钙加入到浓度为10％～30％克/毫升的硬脂酸乙醇溶液中，纳米碳酸钙在硬脂酸乙醇溶液中的浓度为1％～15％克/毫升，在20℃～75℃下处理10～600分钟，滤出粉末，干燥，形成表面改性的纳米碳酸钙；

3)将表面改性的纳米碳酸钙加入到步骤1)制得的溶液A中，经搅拌和超声分散形成悬浊液B；

4)用流延法将步骤3)的悬浊液B制备成厚度为1～5mm的薄片，在40℃～130℃下干燥，然后粉碎成粒状料，添加到注塑机中并注入具有所需螺钉形状的模具中成型，成型温度为100℃～190℃。