骨科增强材料.ppt

骨折内固定增强材料,以温敏性壳聚糖凝胶为基质材料，引入负载骨形成蛋白（BMP-2）的壳聚糖仿生纳米纤维及壳聚糖接枝的纳米羟基磷灰石复合增强，制备出具有良好生物相容性、生物可降解性及骨诱导性的可注射型骨填充材料作为骨质疏松性骨折内固定的增强材料，以期达到改进高龄骨质疏松骨折内固定的治疗效果的目的。,骨折内固定增强材料的制备和表征,1.引言,羟基磷灰石(HA)具有优良的生物相容性和骨传导性,但是HA脆性大、韧性不足、力学性能差。纳米羟基磷灰石/聚合物复合材料有效地结合了HA的骨传导性和聚合物的韧性，羟基磷灰石/聚合物复合材料的力学性能在很大程度上取决于无机粒子与聚合物的界面结合力,单纯的HA纳米粒子易团聚、与聚合物界面粘附力差,降低了复合材料的力学性能。因此对羟基磷灰石表面进行化学修饰,引入有机分子具有重要意义。,2.改性方法,HA表面的羟基具有一定的反应活性,可以直接与具有某些反应官能团的高分子反应、也可以直接引发某些单体进行聚合反应,获得表面接枝聚合物的改性HA。,直接反应,2.1开环聚合,最近,华东理工大学郎美东等采用纳米HA引发E-己内酯开环聚合来制备表面接枝PCL的改性HA，由于这种表面改性HA表面被PCL包裹,可以提高纳米粒子与聚合物的界面相容性,从而提高材料的力学性能。同时也有文献报道了聚乳酸（PLA）和聚丙交酯-己交酯（PLGA）改性的羟基磷灰石，与高分子基进行复合以后，与高分子基体之间的相容性明显的增强。,2.2缩合反应,HA表面的羟基具有反应性,能够与羧基发生缩合反应。因此,利用含有羧基的有机高分子与HA反应,可以实现在HA表面接枝有机高分子。利用低分子量聚乳酸与纳米HA反应，获得了表面含有聚乳酸的改性纳米HA，改性HA与聚乳酸复合,可以实现HA在聚乳酸基体中在纳米尺度上的均匀分散,从而极大地提高了复合材料的力学性能。通过缩合反应将高分子偶联在HA表面的优点是可以预先制备特定分子量的高聚物,从而实现对纳米HA表面接枝聚合物分子量的有效控制。,2.3自由基聚合,HA表面的羟基在一定条件下产生含氧自由基,然后引发含烯类官能团的单体进行自由基聚合。但是,这种利用自由基聚合的方法制备表面接枝聚合物的改性羟基磷灰石,其弊端在于,该方法适用于烯类单体,不可降解,限制了改性羟基磷灰石在体内的应用。,3.间接反应,HA表面羟基活性低,通过有机小分子与表面羟基反应,可以在HA表面引入新的活性反应基团,再进行聚合反应,得到表面接枝高聚物的改性HA。,3.1开环聚合,利用氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）处理纳米HA,在其表面引入活性氨基,然后引发苄基-L-谷氨酸NCA开环聚合,得到了表面接枝聚多肽的改性HA。这种改性HA具有良好的生物相容性,表面呈现疏水性,能够有效地改善无机纳米HA与聚合物的相容性。,3.2自由基聚合,在HA表面引入含双键的小分子,然后再与含双键的小分子进行自由基聚合反应可以将多种聚合物接枝在HA表面。如Gao J等首先利用丙烯酸与HA表面的羟基反应,将不饱和的双键引入到纳米羟基磷灰石表面,然后利用紫外光照射,引发自由基聚合反应,在HA表面接枝聚丙烯酸高分子链。,Thank You!,