本文在实验室原有工作的基础上,将三维壳聚糖棒材作为骨折内固定材料为应用目标,同时创新成型和后处理方法,制备三维壳聚糖板材,扩展壳聚糖材料的应用领域;针对壳聚糖分子结构上有许多亲水基团,其结构和性能容易受到水分子影响的问题,研究三维壳聚糖棒材中水存在的状态和分布,以及其对材料结构和性能的影响;利用再生纤维素增强进一步提高材料的力学性能用以满足骨折内固定的要求,期望三维壳聚糖材料在生物医用领域的应用可以尽快实现。 1.利用原位沉析法制备出了三维壳聚糖材料。利用壳聚糖膜的弹性,在凝胶棒凝固之前二次塑性,为制备复杂形状壳聚糖材料提供了很好的思路。制备得到壳聚糖板材,拓展了三维壳聚糖在医学应用不同用途和不同部位的内固定需要。创新三维壳聚糖材料的成型和后处理工艺。 2.水在壳聚糖棒材中的扩散是一种Fickian扩散,当壳聚糖吸水达到饱和之后,其饱和含水量为57%,水在壳聚糖中以三种不同的状态存在,分别是:结合水、中间态水和自由水。通过不同温度下含水壳聚糖棒材的挥发测试,用Arrinus方程计算到出三种状态水的活化能分别是:9kcalmol^-1,6kcalmol^-1和2kcalmol^-1。其中结合水存在于制备得到的壳聚糖棒材中,由于和壳聚糖之间存在紧密的氢键作用,有较好的热稳定性,对材料的力学性能有增强效果,其含量约为7.8%;壳聚糖棒材在水中吸附的中间态水相当于一种增塑剂,随着含水量的增加,材料力学性能的下降过程符合Fermi经验公式的描述;当壳聚糖中含水量达到31.5%,自由水出现,这种状态的水对壳聚糖材料的力学性能影响很小,由于和壳聚糖之间的作用力较弱,在温度低于0℃时自由水会冷冻结晶成冰。 3.为进一步改进材料的力学性能,利用再生纤维素复合对壳聚糖棒材增强。纤维素利用三氟乙酸溶解后,在壳聚糖乙酸溶液中析出并均匀分散,得到纤维素增强的壳聚糖棒材。成型后纤维和壳聚糖基体之间有很好的相容性,制备