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1、新产品与新技术*聚乳酸骨科内固定材料李洪权全大萍廖凯荣卢泽俭(中山大学高分子所广州510275)摘要聚乳酸是制作可降解骨科内固定器材领域最重要的材料。本文对其研究现状进行了概述,详细介绍了聚乳酸材料在合成方法、加工工艺、力学性能、降解吸收性、生物相容性等各个方面的研究进展。关键词聚乳酸生物可降解骨科内固定RESEARCHANDDEVELOPMENTOFPOLYLACTICACIDMATERIALSINUSEFORINTESNALFRACTUREFIXATIONLiHongquanQuanDapingLia
2、oKairongLuZejian(MaterialsScienceInstituteofZhongshanUniversity,Guangzhou510275)AbstractPolylacticacidisconsideredasthemostimportantmaterialforinternalfracturefixation.Theadvancesinpreparation,machiningtechnics,mechanicalproperties,biodegradation,biocompa
3、tibilityofpolylacticacidwereintroduced.Keywordspolylacticacidbiodegradableinternalfracturefixation生物可降解高聚物用作医用材料主要在药物缓1PLA的合成与纯化释、缝合线、手术抗粘连膜、神经保护和连接、骨折内固定几个方面。骨折内固定材料(用于制作骨钉、骨研究表明:随分子量提高,PLA材料的力学强度[2]棒、骨板)的研究难度最大,它不仅需要满足生物相增大,亲水的端羟基浓度降低,降解速度变慢。作容性、生物可降解性、
4、可吸收性,还要求有足够的初为材料使用时要求分子量至少为10万。由于PLA始力学强度和适当的强度衰减,作为支撑骨架,降解在加工成型过程中分子量下降幅度大,文献中材料后期的力学强度要维持到骨折愈合。现有降解高聚加工前的初始分子量一般都大于40万,所以合成高物大量研究表明,由于初始力学强度限制,适于骨折分子量聚乳酸是制备高强度材料的基础。内固定的仅有聚乙醇酸(PGA)和聚乳酸(PLA),另有高分子量PLA要通过乳酸二聚体)内交酯聚二氧六环酮(PDS)仅限于少量小的颌面外科应(LA)的开环聚合。最常用的催化剂是辛
5、酸亚锡,产6用。自增强PGA材料强度最高,初始弯曲强度一般物分子量可达10数量级。工艺是采用本体聚合,可达300MPa以上,但降解太快,8~14周即失去力先重结晶纯化单体,加入催化剂后抽真空封管聚合。[1]催化剂纯度、单体重结晶次数、真空封管时的真空度学强度,仅可用于松质骨骨折内固定,不能用于皮质骨或承重骨。PLA分子比PGA多一个疏水的甲等对聚合产物的分子量有很大影响,微量的含羟基基,文献报道的降解速度一般至少比PGA慢3~10杂质就会使分子量低于10万。催化剂与单体比例、[3]倍。经增强加工后,初始弯
6、曲强度可达200MPa以反应时间、温度也会影响聚合反应。聚合伴随分上,综合性能较好。近期骨科可降解吸收固定器材子内、分子间酯基转移和羟基链转移等副反应。所的研究绝大多数集中于PLA或PLA复合材料。以聚合重现性差。高分子量PLA的制备的另一个难点,是不能实现分子量的调节。*广东省自然科学基金资助项目聚合得到的PLA中仍含有约5%的未聚合单第9期化工新型材料11[12,13]体、部分低聚物和残留的催化剂。这些物质会降低挤出成型、热拉伸工艺的加工过程较SR[14]材料的初始力学性能,并大大加快降解速度。通常技
7、术简单。Matsusue把挤出、热拉伸两种方法结要用溶解沉淀分级的方法进行纯化,这也是获得较合使用制得了高强度棒材。在200e挤出成型制成窄分子量分布和较高分子量PLA的有效途径。棒材,弯曲、剪切强度分别达到170MPa和1018GPa;再在100e下进行冷拉,强度与拉伸比成正比关系,2PLA的性质与材料性能拉伸比215时,弯曲、剪切强度分别提高到240MPa乳酸有两种旋光异构体即左施(L-)和右旋(D和13GPa。[15]-)乳酸,聚合物有三种立体构型:聚右旋乳酸(PD-卢泽俭、廖凯荣等发明的成纤模压增
8、强工LA)、聚左旋乳酸(PLLA)、聚消旋乳酸(PDLLA)。艺,较其它方法简单,且能通过调整加工条件在一定PDLA和PLLA是两种具有光学活性的有规立构聚范围内控制材料性能。制备的U312mmPLLA接骨用合物,25e比旋光度分别为+157e、-157e。Tg、棒材的弯曲强度达240~280MPa,剪切强度170~Tm为58e和215e,熔融或溶液中均可结晶,结晶190MPa,达到国外报道的最高值。度可达60%左右。PDLL
