[发明专利]钻石烯接骨钉及制作方法

说明书

本发明属于骨折固定材料技术领域，具体公开了一种钻石烯接骨钉，由层片状单晶结构的纳米钻石烯和可吸收材料制备而成；纳米钻石烯中同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接；纳米钻石烯的晶格间距为0.21nm；纳米钻石烯的平均粒径为R，20≤R≤500nm；纳米钻石烯的C含量为99～100%。本发明结构简单、强度大且安全性高。

技术领域

本发明属于骨折固定材料技术领域，具体涉及一种钻石烯接骨钉及制作方法。

背景技术

人体关节发生内骨折后，需要进行解剖定位并采用内固定物进行固定，传统的骨折内固定材料一般采用不锈钢、钛或者合金材质，在长期植入后会引发蚀损、过敏、因应力遮挡作用而导致骨质疏松，容易导致术后再次骨折；同时在骨折愈合后需要再次进行手术将内固定物取出，给患者增加了负担和痛苦。可吸收骨折内固定材料的出现能够减少手术的次数，不需要再次进行手术将内固定物取出，有效减轻了患者的痛苦。可吸收骨折内固定材料通常是由单体在一定条件下发生聚合反应，脱去一部分小分子化合物而形成。目前常用的聚合物有聚乙交酯和聚丙交酯。采用可吸收骨折内固定材料虽然具有避免二次手术的优越性，但其自身强度欠佳，对应力较大的骨折端使用时会出现内固定物松动、变形或断裂等现象；同时其抗扭转强度较弱，在手术中植入人体时用力不当即会扭断螺帽或者导致螺钉变形。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、强度大且安全性高的钻石烯接骨钉及制作方法。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：钻石烯接骨钉，由层片状单晶结构的纳米钻石烯和可吸收材料制备而成；纳米钻石烯中同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接；纳米钻石烯的晶格间距为0.21nm；纳米钻石烯的平均粒径为R，20≤R≤500nm；纳米钻石烯的C含量为99～100%。

纳米钻石烯与可吸收材料的体积比为3:7-1:1。

钻石烯接骨钉的制作方法，包括以下步骤：1）选取纳米钻石烯和可吸收材料，加入粘结剂，在环境温度为50℃-100℃条件下连续搅拌直至混合均匀；2）将步骤1）得到的混合材料放入模具中制成胚体；3）将步骤2）中得到的胚体冷却后得到成品。

步骤1）中粘结剂采用改性环氧树脂。

纳米钻石烯的制备工艺，包括以下步骤：

酸洗提纯：将金刚石原料粉碎成8000目以上的细粉，依次采用浓硫酸与浓硝酸混合液、稀盐酸、氢氟酸对该细粉酸洗，然后使用去离子水清洗至清洗液pH接近于7；分选：将清洗后的物料进行离心分离，取上层液体进行1-5天沉淀分选，去除上层清液，将下层沉淀物干燥后即得成品纳米钻石烯。

酸洗步骤前进行球磨整形和气流破碎，先将金刚石原料球磨整形并筛分出800目以上的细料；再将该细料输送至气流破碎机内粉碎并筛分出8000目以上的细粉。

在球磨整形步骤，金刚石经球磨整形桶的筛网筛出70目以上的颗粒，破碎时间为1-5h；该颗粒经多级振筛机筛分出800目以上的细料，振筛时间为30min-2h；在球磨整形步骤，筛分出的800目以上的细料重复过筛一次以上；在球磨整形步骤，70目以下的粗料返回球磨整形桶进行重新破碎；筛余物返回气流破碎机进行重新破碎；分选步骤中，离心时间为30min-2h，转速为8000rpm-15000rpm；浓硫酸与浓硝酸混合液由质量分数为98%浓硫酸和质量分数为10%浓硝酸按照质量比为5:1混合而成；采用上述方法制备的纳米钻石烯，为层片状单晶结构，同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接；粒度为20-500nm，C含量为99～100%，晶格间距为0.21nm。