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理想的骨修复材料,应具有良好的生物相容性和生物活性,以及与自然骨相匹配的力学性能。自然骨主要是羟基磷灰石晶体(HA)与胶原在纳米尺度上构筑的生物复合材料,单纯的有机或无机材料很难满足临床上对骨修复材料的综合要求。本文在壳聚糖(CS)和聚乳酸(PLLA)基体中,分别以Ca(OH)2和H3PO4为钙、磷前驱体,采用原位生成法制备了HA/CS、HA/PLLA以及HA/CS/PLLA纳米复合生物材料。
在HA/CS纳米复合生物材料中原位生成的HA为纤维状纳米晶体,均匀分布于CS基体中,两相间相容性较好。HA纤维有效地增强了复合材料的力学性能,当HA含量为70wt％时,其抗压强度可达170MPa左右。复合材料在模拟体液(SBF)中浸泡后表面有类骨磷灰石层沉积,同时材料出现降解失重,说明HA/CS纳米复合材料具有较高的生物活性和可降解性,但材料出现严重的溶胀开裂。
在HA/PLLA纳米复合材料中纳米HA均匀分散于基体中,对复合材料的力学性能有增强作用,同时也改善了PLLA基体的疏水表面性能。在SBF中的浸泡实验表明HA缓冲了PLLA降解所引起的酸性,复合材料表面发生降解形成蜂巢状多孔,并有类骨磷灰石晶体生成。
结合原位生成法和溶液共混法制备的HA/CS/PLLA三元纳米复合生物材料,在综合性能方面具有明显的优势。HA含量分别为60wt%～67wt%的三元复合材料既具有较高的抗压强度又具有一定的韧性。三元复合材料在SBF中浸泡时,pH值基本平稳,同时材料表面有类骨磷灰石颗粒生成。实验表明三元复合材料具有良好的生物活性和可降解性,是一类具有开发前景的新型骨组织修复材料。