聚乳酸(Poly lactide,PLA)是一类重要的生物降解聚合物,羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)是人体骨骼的基本成分。以HA为增强材料、PLA高聚物为基体的HA/PLA复合材料是复合生物材料中无机/有机复合材料的典型代表,其具有良好的生物相容性,在骨修复领域有重要的应用。 目前制备致密型HA/PLA复合材料主要有熔融共混法、溶剂挥发法、原位聚合法等。这些方法有着各自的优点,但容易混入其它化学杂质,复合不均匀,复合后PLA的分子量不高,无法批量生产等,限制了HA/PLA的应用。为了克服以上方法的缺点,本文研究了全新的复合材料制备工艺——液相吸附复合法制备HA/PLA复合材料。此方法有许多优点,并且制备的复合材料有良好的力学性能,当HA为10%时,拉伸强度达到43.4MPa,弯曲强度提高到128.0MPa,弯曲模量为2.4GPa,HA在基体中分散均匀,满足临床使用要求。 对于复合材料来说,增强材料表面与基体材料表面相互形成的界面层对其性能有很大的影响。本文采用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯醇、聚丙烯酸等分别对羟基磷灰石微粒表面进行改性处理以加强两相间的界面结合。通过接触角、FT-IR、SEM、力学性能等测试方法表征改性效果。结果显示,γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷通过水解的硅醇键与HA表面的羟基反应,生成Si-O-P键联结,改性后的HA颗粒有着较好的疏水性;聚乙烯醇通过大量的氢键与羟基磷灰石作用,形成化学吸附;聚丙烯酸与羟基磷灰石凭借螯合作用相结合。改性后制备的复合材料的界面结合紧密,羟基磷灰石颗粒被聚乳酸牢牢包裹,同时拉伸强度和弯曲强度都有了很大的提高。 本文也对HA/PLA复合材料的体外降解性进行了研究。使用模拟体液于37℃进行降解实验。结果表明,与纯PLA相比,HA/PLA复合材料的HA颗粒中和了降解介质中的酸性代谢产物,降低了材料自催化效应及产生速度,提高了pH值,减慢了材料重量损失速度,可以减小或避免无菌性炎症的发生。