[发明专利]一种具有仿钢筋-混凝土结构的高强度氧化石墨烯/壳聚糖复合接骨钉材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有仿钢筋‑混凝土结构的高强度氧化石墨烯/壳聚糖复合接骨钉材料及其制备方法。该方法先使用酸溶壳聚糖纺丝原液进行湿法纺丝制备得到壳聚糖纤维，对纤维进行编织得到壳聚糖纤维束；再将纤维束按照特定的空间序列排布在模具中待用。然后将壳聚糖粉末在一水合氢氧化锂、尿素和氧化石墨烯的混合水溶液中充分溶胀，经多次冷冻‑解冻过程制备得到氧化石墨烯/碱溶壳聚糖溶液，离心脱泡后浇铸到上述模具中；待凝胶化后获得具有仿钢筋‑混凝土结构的氧化石墨烯/壳聚糖复合凝胶材料，经洗涤、干燥、套螺纹加工后，即得具有仿钢筋‑混凝土结构的高强度氧化石墨烯/壳聚糖复合接骨钉材料。

技术领域

本发明属于生物医用材料制备领域，涉及一种壳聚糖接骨钉的制备方法，具体涉及一种具有仿钢筋-混凝土结构的高强度氧化石墨烯/壳聚糖复合接骨钉材料及其制备方法。

背景技术

接骨钉作为骨修复过程中常用的骨固定器械，可以用于治疗骨折、骨骼变形等病症。传统的金属接骨钉在使用时存在无法降解，二次手术，应力遮蔽，以及炎症等问题。因此，具有生物相容性、生物体内可降解性的接骨钉材料逐渐得以发展。

壳聚糖作为自然界中唯一一种带有正电荷的天然高分子材料，具有良好的生物可降解性、生物相容性，可以促进细胞生长和骨传导，且无毒副作用。因此，壳聚糖可被广泛应用于骨修复领域。但是现有的壳聚糖接骨钉材料在力学性能方面仍存在一定的缺陷，限制了其在该领域的发展。

同样作为承重材料，钢筋-混凝土预制板的承重载荷可以达到4kN/m²，其中的钢筋-混凝土结构起到了决定性的作用。受此启发，本发明将该钢筋-混凝土结构引入到壳聚糖接骨钉材料中以起到增强的作用，为制备壳聚糖三维骨科材料提供了一种新途径。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有仿钢筋-混凝土结构的高强度氧化石墨烯/壳聚糖复合接骨钉材料及其制备方法。

该方法通过对酸溶壳聚糖溶液湿法纺丝，并对一定量的壳聚糖长纤维进行编织得到壳聚糖纤维束，将其按照特定的空间序列排布在模具中；配制一定浓度的氧化石墨烯/碱溶壳聚糖溶液，离心脱泡后在上述模具中进行浇铸、凝胶化，再经透析、干燥、套螺纹工艺制得具有仿钢筋-混凝土结构的氧化石墨烯/壳聚糖复合接骨钉。该接骨钉通过壳聚糖纤维束的有序空间排布，以及氧化石墨烯在基体中的均匀分散得到仿钢筋-混凝土结构，实现了对接骨钉弯曲强度的增强。

本发明提供以下技术方案：

一种具有仿钢筋-混凝土结构的高强度氧化石墨烯/壳聚糖复合接骨钉材料，是以凝胶化的氧化石墨烯/碱溶壳聚糖溶液为接骨钉主体，壳聚糖纤维束沿接骨钉轴向贯穿分布于接骨钉主体内。

所述的壳聚糖纤维束以一点式、两点式、四点式或多点直线式分布于接骨钉主体内。

在接骨钉主体中，等量的壳聚糖纤维可以以多种形式分布，如下：

一点式是指壳聚糖纤维形成一条纤维束，沿接骨钉的中轴线分布；

两点式是指壳聚糖纤维形成同样的两条纤维束，相对于接骨钉的中轴线对称分布，且纤维束方向是沿接骨钉轴线方向；

四点式是指壳聚糖纤维形成同样的四条纤维束，相对于接骨钉的中轴线对称分布，且纤维束方向是沿接骨钉轴线方向；

多点直线式是指壳聚糖纤维形成同样的多条纤维束，各纤维束方向是沿接骨钉轴线方向，且所有纤维束在过接骨钉的中轴线的同一平面内平行等距分布。

其制备方法是：