聚乳酸材料具有优良的生物相容性、可降解等性能,但是在作为骨折内固定材料使用过程中,因为弯曲强度低影响了应用的实际效果。解决聚乳酸材料弯曲强度低的一种有效手段是纤维增强。纤维增强是纤维分散于基体之中,使单一材料变成重新组合的复合材料,充分发挥纤维与基体组合后在复合材料中的优异性能。课题采用CPP玻璃纤维增强聚乳酸基体材料。CPP玻璃纤维是高温熔融磷酸二氢钙使其玻璃化,利用自制纺丝机对冷却玻璃液制备的一种新型玻璃纤维材料。这种新的纤维材料具有较好的力学性能和生物降解性能,以它增强的复合材料力学性能得到较大提高。研究中得到以下结论:(1)在开放环境中对磷酸二氢钙进行高温熔融玻璃化,在1300℃高温熔融使其玻璃液澄清,以此制得的纤维表面质量较好。通过XRD分析高温熔融冷却物,确定其为无定形的玻璃态。(2)利用自制纺丝机对磷酸二氢钙的高温熔融冷却液纺丝制备CPP玻璃纤维,最佳纺丝速度是12m/s。在纺丝温度区间为500~550℃之间,制得的CPP玻璃纤维直径分布范围为10~30μm。(3)CPP玻璃纤维拉伸强度随着直径的减小而增大,直径为13μm时最高拉伸强度可达1GPa以上。(4)模拟生物体降解:37℃恒温,PBS缓冲液,pH值为7.2~7.5之间。CPP玻璃纤维直径在降解一开始的48h内无变化,之后开始减小,并有加速减小的趋势。确定了CPP玻璃纤维在模拟生物体中的降解机制为溶胀与溶解相互递进的过程。(5)随着阻降剂加入量的提高,CPP玻璃纤维的力学性能随之降低,而CPP玻璃纤维的降解进程随之减慢。(6)本实验复合材料所用CPP玻璃纤维为含有6%阻降剂的原料制备,既有合适的拉伸强度,又有合适降解性能。CPP/PLLA骨折内固定复合材料的制备工艺为:通过热压工艺成型,热压成型温度为205℃,复合材料中CPP质量分数为50%。以此工艺制得的复合材料弯曲强度最高可达170MPa。