可定制降解速率与力学性能的聚左旋乳酸单丝在植入医疗器械中的应用研究

本文通过取向成型工艺(OFP)制备了三种高性能聚左旋乳酸(PLLA)单丝，利用原位温度广角X射线散射(WAXS)分析确定100°C为最佳成型温度，揭示了纤维化形态(fibrillated morphology)是调控降解行为的关键因素。研究建立了机械性能与降解速率(Mnt/Mn0)的定量关系，为可降解植入器械的安全服役周期评估提供了新方法。

　　

Highlight

材料

PLLA颗粒购自Evonik Industries公司，数均分子量(M_n)为367 kg·mol^-1，多分散指数(PDI)为1.46。降解实验用磷酸盐缓冲液(PBS)购自Sigma-Aldrich。

样品制备

PLLA颗粒在190-240°C熔融挤出制备直径0.60±0.01 mm和0.80±0.01 mm的原始单丝(PLLA-0)。采用自制设备进行取向成型工艺(OFP)，通过热拉伸获得高性能单丝。

取向PLLA单丝的原始性能

通过熔融挤出和OFP制备了具有不同力学性能的PLLA单丝。与熔纺PLLA-0相比，PLLA-1/2/3单丝力学性能显著提升(图2a)。如图2b所示，PLLA-0和PLLA-3的弹性模量分别为1.85±0.24 GPa和6.80±0.25 GPa。

结论

深入理解取向PLLA单丝的降解机制对协调其力学性能与降解行为至关重要。本研究采用OFP制备高取向PLLA单丝，通过原位WAXS确定100°C为最佳成型温度，揭示了纤维化形态在调控降解行为中的核心作用。