CN1357390A - 高分子量聚乳酸制备生物可降解骨折内固定物的方法 - Google Patents
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Abstract
高分子量聚乳酸制备生物可降解骨折内固定物的方法,解决金属骨折内固定物引起的接骨质生长缓慢,骨折疏松和再骨折,及愈后需进行二次手术。解决国外PLLA产品价格过高问题。本方法将L－丙交酯与D,L－丙交酯按一定比例均匀混合,真空干燥,熔化,加入引发剂,进行聚合,将P－(L－,DL)LA溶为5wt%氯仿溶液,用甲醇沉淀过滤真空干燥,加工成片材或棒材经拉伸自增强加工成型。本方法工艺简单成本低,使产品价格降低5～10倍。
Description
本发明属于医用生物材料特别是聚乳酸制备生物可降解骨折内固定物的方法。
传统的骨折内固定材料是金属材料，如金属骨接板，金属螺钉等。但金属材料与人骨的弹性模量相差太大，分别为E＝100-200GPa和E＝10-20GPa，这会引起应力保护效应，导致接骨质生长缓慢，骨折疏松和再骨折。而且，金属腐蚀所释放出的金属离子会引发局部组织炎症。再有，金属固定物在愈后需要取出，进行二次手术。
生物可降解材料可以克服上述缺点。它们的强度可以控制与骨的强度接近，手术后随着这些材料的缓慢降解，骨所受的应力逐渐增加，从而使骨组织在正常应力下生长。目前，用于骨折内固定材料的生物可降解材料以脂肪族聚酯为主，如聚乙交酯，聚丙交酯等。
聚乳酸(聚丙交酯)以其良好的生物相容性，优良的机械性能正被人们越来越多的用于生物可降解骨折内固定物材料。
目前，国外已将聚L-乳酸(PLLA)制成骨折内固定物螺钉作为商品使用，但这种产品制作工艺复杂，工艺条件苛刻，生产成本较高，商品价格昂贵，每枚螺钉1000元左右，国内普通患者无法接受。同时，高分子量聚L-乳酸在加工过程中，会出现加工热降解，如当温度在185℃下分子量为40多万的未经处理的聚L-乳酸，在40分钟内可降解到4万左右，因此，使聚L-乳酸的强度大大降低。
本发明的目的是提供一种加工工艺简单，加工成型温度和制作成本相对较低的高分子量聚乳酸制备生物可降解骨折内固定物的方法。
本发明方法按以下步骤进行：
1、将重结晶后的L-丙交酯与D，L-丙交酯按重量比为95∶5至70∶30的配比均匀混合；
2、将1中的均匀混合物真空干燥，在90℃至100℃熔化；
3、在2中加入聚合反应引发剂辛酸亚锡，加入量为丙交酯的1/10000～1/30000(摩尔比)，聚合温度为100℃～150℃，聚合时间为60～200小时；
4、将3中聚合物P-(L-，DL)LA溶为5wt％氯仿溶液，用过量甲醇沉淀，过滤，在70～90℃真空干燥；
5、用塑料挤出机把材料加工成片材或棒材经拉伸自增强加工成型，其中：—片材厚度为0.20～0.40mm，挤出温度为155℃～190℃，在75～100℃热水中拉伸，伸长比为λ＝5～10；—棒材直径为3.0～6.0mm，挤出温度为160℃～190℃，将棒材在75～100℃热水中拉伸，伸长比为λ＝5～10；
6、成品。
本发明具体加工方法结合实施例说明如下：
实施例1
第一、L或(D，L)-丙交酯的合成
1、在2000ml三口瓶中加入1000ml的L-乳酸或(D，L)乳酸，
剧烈搅拌，半小时内加入约24g(2％，w/w)氧化锌，继续搅拌
半小时至氧化锌均匀分散，停止搅拌，此时溶液为白色粘稠悬
浊液；
2、将溶液转移至1000ml烧瓶中，安装减压蒸馏装置；
3、将体系降压至70mmHg，再升温至约140℃，反应约6-10h
后，蒸出约90％理论量的水(理论出水量＝乳酸所含水+反应生
成水)，此时体系为白色粘稠液；
4、去掉冷凝管，并在尾管上方安装一电吹风，然后将体系压力降
至1-2mmHg，油浴温度升至180-210℃，收集110-120℃馏
分，得淡黄色的产物，粗产率为80％；
5、将粗产品分别以无水乙醇，无水乙醚洗涤，抽滤，所得白色晶
体经甲苯重结晶三次，得L-丙交酯或(D，L)丙交酯，产物
在45℃下真空烘干，精产率为45％，保存于装有P2O5的真空
干燥器中备用。
第二、高分子量聚L-；D，L-乳酸的制备：
1、将重结晶后的L-丙交酯与D，L-丙交酯按重量比为85∶15的配比均匀混合；
2、将a中的均匀混合物真空干燥，在90℃熔化；
3、在b中加入聚合反应引发剂辛酸亚锡，加入量为丙交酯的1/10000(摩尔比)，聚合温度为105℃，聚合时间为65小时；
4、将c中聚合物P-(L-，DL)LA溶为5wt％氯仿溶液，用过量甲醇沉淀，过滤，在70℃真空干燥；
第三、生物可降解骨折内固定物的加工成型：
1、用塑料挤出机把材料加工成片材或棒材经拉伸自增强加工成型，其中：—片材厚度为0.20～0.40mm，挤出温度155℃，在75℃热水中拉伸，伸长比为λ＝5：—棒材直径为3.0～6.0mm，挤出温度155℃，将棒材在75℃热水中拉伸，伸长比为λ＝5；
2、成品。
实施例2
第一、L或(D，L)-丙交酯的合成：
具体操作同实施例一，故省略；
第二、高分子量聚L-；D，L-乳酸的制备：
1、将重结晶后的L-丙交酯与D，L-丙交酯按重量比为90∶10的配比均匀混合；
2、将a中的均匀混合物真空干燥，在95℃熔化；
3、在b中加入聚合反应引发剂辛酸亚锡，加入量为丙交酯的1/20000(摩尔比)，聚合温度为125℃，聚合时间为140小时；
4、将c中聚合物P-(L-，DL)LA溶为5wt％氯仿溶液，用过量甲醇沉淀，过滤，在80℃真空干燥；
第三、生物可降解骨折内固定物的加工成型：
1、用塑料挤出机把材料加工成片材或棒材经拉伸自增强加工成型，其中：—片材厚度为0.20～0.40mm，挤出温度175℃，在85℃热水中拉伸，伸长比为λ＝7；—棒材直径为3.0～6.0mm，挤出温度175℃，将棒材在85℃热水中拉伸，伸长比为λ＝7；
2、成品。
实施例3
第一、L或(D，L)-丙交酯的合成：
具体操作同实施例一，故省略；
第二、高分子量聚L-；D，L-乳酸的制备：
1、将重结晶后的L-丙交酯与D，L-丙交酯按重量比为75∶25的配比均匀混合；
2、将a中的均匀混合物真空干燥，在100℃熔化；
3、在b中加入聚合反应引发剂辛酸亚锡，加入量为丙交酯的1/30000(摩尔比)，聚合温度为145℃，聚合时间为190小时；
4、将c中聚合物P-(L-，DL)LA溶为5wt％氯仿溶液，用过量甲醇沉淀，过滤，在90℃真空干燥；
第三、生物可降解骨折内固定物的加工成型：
1、用塑料挤出机把材料加工成片材或棒材经拉伸自增强加工成型，其中：—片材厚度为0.20～0.40mm，挤出温度在190℃，在95℃热水中拉伸，伸长比为λ＝9；—棒材直径为3.0～6.0mm，挤出温度190℃，将棒材在95℃热水中拉伸，伸长比为λ＝9；
2、成品。性能测试(强度值)
机械强度(包括拉伸强度，弯曲强度和剪切强度)是在TestometricUniversal Tester M500-25kN(Testometric Co.Ltd.，England)上进行测量的。
片状材料的拉伸测试按照GB1040-79执行。
1、屈服强度(屈服应力)
未取向片材的屈服强度为74.3MPa；λ＝5时，屈服强度为208MPa；λ＝7时，屈服强度为290MPa；
2、抗拉强度(拉伸强度，断裂强度)
未取向片材的抗拉强度为74.3MPa；λ＝5时，抗拉强度为278MPa；λ＝7时，抗拉强度为359MPa；
棒状材料的机械性能
棒状材料是在155℃下挤出的，直径3.2mm，在90℃下拉伸取向，拉伸前抗拉强度为59.9MPa，弯曲强度为147MPa，弯曲模量为2.8GPa；λ＝5时，抗拉强度为233MPa，弯曲强度为165MPa，弯曲模量为4.7GPa；λ＝7时，抗拉强度为329MPa，弯曲强度为237MPa，弯曲模量为8.8GPa；
本发明骨折内固定物的强度均大于人体骨骼强度极限值，是理想的骨折内固定材料。
本发明的优点及积极效果：1、由于在聚L-乳酸中加入了适当的聚D，L-乳酸，使其加工成型温度降低，减轻了热降解的程度，保证产品有足够高的分子量和强度；2、100％光学纯的L-丙交酯价格昂贵，制作条件苛刻，而本发明在聚合中加入一定量的D，L-丙交酯，使其加工工艺简化，制备条件降低，成本大大下降；3、本发明材料与国外同类产品强度性能接近，特别是与人体骨骼的强度极为相符，特别适于用做人体骨折内固定物；4、本发明骨折内固定物相对国外每一个螺钉的销售价格大大降低，比国外同类产品价格大约降低5～10倍，使国内普通患者能够接受。因此，本发明具有广阔的推广前景。
Claims (1)
1、一种高分子量聚乳酸制备生物可降解骨折内固定物的方法，其特征是该方法按以下步骤进行：
a、将重结晶后的L-丙交酯与D，L-丙交酯按重量比为95∶5至70∶30的配比均匀混合；
b、将a中的均匀混合物真空干燥，在90℃至100℃熔化；
c、在b中加入聚合反应引发剂辛酸亚锡，加入量为丙交酯的1/10000～1/30000(摩尔比)，聚合温度为100℃～150℃，聚合时间为60～200小时；d、将c中聚合物P-(L-，DL)L溶为5wt％氯仿溶液，用过量甲醇沉淀，过滤，在70～90℃真空干燥；
e、用塑料挤出机把材料加工成片材或棒材经拉伸自增强加工成型，其中：—片材厚度为0.20～0.40mm，挤出温度为155℃～190℃，在75～100℃热水中拉伸，伸长比为λ＝5～10；—棒材直径为3.0～6.0mm，挤出温度为155℃～190℃，将棒材在75～100℃热水中拉伸，伸长比为λ＝5～10；
f、成品。
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| CN 00134147 CN1357390A (zh) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 高分子量聚乳酸制备生物可降解骨折内固定物的方法 |
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Publications (1)
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| CN1357390A true CN1357390A (zh) | 2002-07-10 |
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| CN 00134147 Pending CN1357390A (zh) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 高分子量聚乳酸制备生物可降解骨折内固定物的方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN1357390A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100410322C (zh) * | 2006-07-17 | 2008-08-13 | 南京大学 | 聚乳酸在10℃至60℃的范围内加工方法 |
| CN101637625B (zh) * | 2009-07-24 | 2013-03-20 | 上海绿色盛世生态材料有限公司 | 可吸收骨折内固定材料 |
| CN104783878A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-07-22 | 浙江博硕倍生物科技有限公司 | 可吸收自锁固定棒及其制备方法 |
| CN108814766A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-11-16 | 东莞市奥慧捷医疗器械有限公司 | 一种疝气补片固定钉及其制备方法 |
-
2000
- 2000-12-07 CN CN 00134147 patent/CN1357390A/zh active Pending
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
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