《骨科增强材料》PPT课件.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