[发明专利]一种聚乳酸改性镁合金医用复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚乳酸改性镁合金医用复合材料及其制备方法，该医用复合材料由以下方法制备：1)对镁合金基体表面进行微弧氧化处理，后再进行偶联处理得硅烷偶联基体；2)向壳聚糖溶液中加入表面活性剂混合均匀得壳聚糖混合液；取聚乳酸溶于三氯甲烷中制成聚乳酸溶液；搅拌条件下将聚乳酸溶液加入壳聚糖混合液中，高速乳化得铸膜液；3)将所得铸膜液涂覆在硅烷偶联基体的表面，除去溶剂和表面活性剂形成干膜层，后在80‑90℃条件下保温即得。该复合材料具有良好的生物相容性、表面活性和机械力学性能，可通过调节聚乳酸/壳聚糖膜层的厚度来控制降解速率，植入人体后降解产物可被人体吸收或随新陈代谢排出体外，无需二次手术取出。

技术领域

本发明属于医用复合材料技术领域，具体涉及一种聚乳酸改性镁合金医用复合材料，同时还涉及一种聚乳酸改性镁合金医用复合材料的制备方法。

背景技术

骨折是一种高发的骨外科疾病，有效的骨内固定可以防止骨断端的移位，并辅助其生长和愈合。目前临床应用的骨固定材料主要为金属材料，如不锈钢、钛基合金、钴基合金、形状记忆合金、贵金属及纯金属铌、锆等，这些金属植入材料具有优良的力学性能，但也存在较多不足，如在生理环境中会被腐蚀释放出有害金属离子，造成局部炎症和组织坏死；弹性模量明显高于人骨的弹性模量(10-30GPa)，在人体内会产生应力遮挡效应，抑制新骨的生长；在人体内均不可自发降解，需要二次手术取出，增加患者的痛苦和经济负担。

近年来，镁合金成为最有潜力的可降解生物医用金属材料。与传统的医用金属材料相比，镁及镁合金具有以下优点：1)良好的生物学特性：镁是人体必需的元素，通常以离子形式存在，促进骨细胞的形成，加速骨的愈合，并参与蛋白质合成，激活人体内多种酶，调节神经肌肉和中枢神经系统和活动，几乎参与人体内所有的新陈代谢过程。2)良好的力学相容性：镁合金与人骨的密度极为相近，弹性模量也较其他医用金属更接近人骨的弹性模量，能有效降低应力遮挡效应，促进骨折愈合。3)可降解性：镁是一种活泼金属，易发生氧化和电化学反应，在人体体液中易生成镁离子，被周围基体组织吸收，如过量也可以通过尿液排出体外，不会对人体产生不良反应；其作为植入材料存在于人体时，无需二次手术取出；4)储量丰富，价格低廉。

作为骨修复材料，为了使骨组织愈合，植入物需要保持至少12周的机械完整性。但是，镁及镁合金在人体生理环境中容易腐蚀降解，在较短的时间内生成氢气和Mg(OH)₂；在含有Cl^-的环境中，镁表面的Mg(OH)₂氧化膜更容易溶解形成MgCl₂。据报道，镁合金作为植入物进入人体后，仅8天就开始分解，降解速度大于骨组织的愈合速度，只能在体内存在3-5周，就会造成材料的性能失效，并引发次生危害。因此，对医用植入镁及镁合金的研究重点集中在如何降低其腐蚀速率、提高耐蚀性。

目前，通常从以下两个方面提高镁合金的耐蚀性：一是通过合金化调整镁合金的成分、相组成和围观结构，改善镁合金的耐腐蚀性能；但是添加元素往往会对人体产生影响，调控难度大，风险难以控制。二是对镁合金进行表面改性，形成具有耐蚀性的表面膜层结构，从而对基体起到保护作用，延缓镁合金的腐蚀速度；但是现有的表面改性方法不能兼顾耐蚀性和在人体内的生物相容性，效果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚乳酸改性镁合金医用复合材料。

本发明的第二个目的是提供一种上述的聚乳酸改性镁合金医用复合材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种聚乳酸改性镁合金医用复合材料，由包括以下步骤的方法制备而成：

1)取镁合金基体，采用磷酸盐和硅酸盐双电解液体系对镁合金基体表面进行微弧氧化处理，经水洗、干燥后再浸入硅烷偶联剂溶液中进行偶联处理，取出风干，得硅烷偶联基体；