壳聚糖作为自然界仅次于纤维素的第二大类天然多糖,在生物材料方面具有很高的研究和应用价值。使用壳聚糖三维棒材作为骨折内固定材料,较之传统的内固定材料,具有生物相容性更好,可降解、生物活性及无毒抗菌,无应力遮挡,无需二次手术等。壳聚糖分子中含有大量的氨基,通常采用稀酸溶液溶解,但壳聚糖在酸中会快速降解,对产品造成力学缺陷。本论文采用碱性溶剂体系,建立了碱溶沉析法制备壳聚糖三维棒材,改善了以往酸溶剂体系制中难以克服的力学性能差等问题,为了提高壳聚糖三维棒材的生物活性,采用纳米羟基磷灰石和金属离子进行了复合改性,该方法制备的壳聚糖三维棒材应用于骨折内固定材料的研究和制备方面,对于人体健康尤其是骨折修复治疗具有重要社会意义。1.建立了碱溶沉析法制备高强度壳聚糖三维棒材的方法和工艺,制备的壳聚糖三维棒材其弯曲强度高达450.2MPa,与相同质量浓度的酸溶剂体系的壳聚糖三维棒材的92.4MPa相比提高了387%。同时对制备高强度壳聚糖三维棒材的影响因素如质量浓度、脱乙酰度、脱泡方式、含水率,干燥温度条件等进行了详细探索。SEM结果显示随着壳聚糖的浓度增加,碱溶剂体系中出现未完全溶解的壳聚糖溶胶粒,由于离心取向才使壳聚糖三维棒材呈现出越来越明显的条束状结构。通过FTIR发现壳聚糖三维棒材中壳聚糖的分子结构和化学键没有变化,仅仅是结晶度、分子链结构排列方式以及分子间作用力的差别。XRD数据表明碱溶沉析法的工艺改变了壳聚糖结晶结构的晶胞参数。经TGA和DTG热稳定分析发现,碱溶剂体系溶解再烘干成型的工艺降低了壳聚糖原料的热稳定性,而且表现出脱乙酰度越高,经过碱溶沉析法制备的三维棒材表现出其热稳定性均趋于升高。2.制备了壳聚糖／纳米羟基磷灰石复合三维棒材,并且发现随着纳米羟基磷灰石的含量增加,其复合三维棒材的弯曲强度呈现下降趋势,但当纳米羟基磷灰石(g)：壳聚糖(g)为20：100时,依然保持了195.1MPa的力学强度,符合医疗上骨折内固定材料的力学性能要求。壳聚糖／纳米羟基磷灰石复合三维棒材的SEM图像呈现出条束状结构,壳聚糖基质是连续相,纳米羟基磷灰石在壳聚糖基质中是以分散相存在,随着羟基磷灰石含量的增加,其分布趋于均匀。通过XRD和R证明了碱溶剂体系溶解再烘干成型的过程中,纳米羟基磷灰石没有改变壳聚糖的分子结构和化学键,仅仅是结晶度、晶态变化,分子链结构排列方式以及分子间作用力的差别。通过TGA和DTG进行热稳定性分析发现纳米羟基磷灰石的含量越高,其复合三维棒材的热稳定性趋于升高,说明羟基磷灰石的引入对复合三维材料热稳定性的提高有利。3.制备了壳聚糖/硫酸镁复合三维棒材以及壳聚糖/硫酸锌复合三维棒材,并且发现随着金属离子的含量增加,其复合三维棒材的弯曲强度均呈现增大趋势。当Mg2+/-NH2(mol/mol)=20:100时,其弯曲强度达到428.7MPa,相对于纯壳聚糖三维棒材增加了22.6%。当Zn2+/-NH2(mol/mol)=20:100时,其弯曲强度达到467.5MPa,相对于纯壳聚糖三维棒材增加了32.5%。碱溶剂体系制备的壳聚糖/金属离子复合三维棒材的SEM图像呈现了更为明显的条束状结构,三维棒材结构匀称,质地紧密,既没有镁盐或者锌盐的无机粒子的存在,也没有发生相分离,是一种结构均一致密,性能稳定的材料。通过XRD发现200对应的结晶衍射峰变得更为小而尖锐,并且壳聚糖的结晶峰均随镁离子和锌离子含量的增加而减弱。通过IR发现由于壳聚糖分子链上的自由氨基与镁离子和锌离子发生了配位反应使得酰胺Ⅰ谱带和酰胺Ⅲ谱带处的特征峰减弱,并使酰胺Ⅱ谱带特征吸收峰消失了。通过TGA和DTG进行热稳定性分析,发现锌离子和镁离子的加入,生成配合物降低了材料中自由水的含量,壳聚糖/金属离子复合三维棒材较之纯壳聚糖更疏水。碱溶剂体系壳聚糖CS65/MgSO4复合三维棒材表现出镁离子的含量越高,其复合三维棒材的热稳定性趋于升高。而碱溶剂体系壳聚糖CS65/ZnSO4复合三维棒材却表现出锌离子的含量越高,其复合三维棒材的热稳定性趋于下降。