[发明专利]有序多孔羟基磷灰石材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种有序多孔羟基磷灰石的制备方法。

背景技术

多孔材料的孔结构对于材料的性能有着很大的影响，尤其是有序多孔材料，由于具有较高的比表面积、均一可调的孔径和规整的孔道结构，在光学、化工以及生物医学等领域中显示出重要的作用，相关的制备工艺和性能研究也成为材料领域的研究热点。根据目前国内外的研究成果可知，模板法是制备有序多孔材料的最常用方法之一。而根据模板剂的不同，又可细分为嵌段共聚物模板法、表面活性剂模板法、胶晶模板法等几类。嵌段共聚物模板法利用嵌段共聚物的结构特点来制备有序多孔材料，表面活性剂模板法则利用表面活性剂来制备有序多孔材料，两种模板所得材料都具有高度有序的孔道结构。中国专利(2004，公开号：CN 1539733A)报道了以表面活性剂为模板制备有序介孔二氧化硅材料的技术，所得材料的孔径为2～8nm。中国专利(2006，公开号：CN 1785862A)报道了以嵌段共聚物为模板制备有序多孔生物玻璃材料的技术，并对其载药能力作了初步的评价，研究发现该材料的载药能力比普通生物玻璃有了较大程度的提高。但是由于该材料的孔道较小(2～50nm)，且互不相通，因而药物的渗透性和载药能力有待于进一步提高。可见，表面活性剂模板法和嵌段共聚物模板法由于模板剂本身结构的限制，所得材料的孔径较小、可调范围小，而且孔与孔之间并不连通，这些特点大大限制了材料的应用。例如在药物缓释领域，需要增大有序多孔材料的孔径，同时实现孔与孔之间的连通，才有利于药物的渗透，有利于提高材料的载药能力。除了作为药物释放的包埋材料之外，相互连通的孔道结构还可以实现有限空间内的物质传输和吸附；有序且可控的孔结构也可以吸附不同大小的生物大分子，实现生物标记；亦可作为生物大分子的固定材料，在酶和蛋白的运送过程中起到保护层的作用。

与前两种模板法相比，胶晶模板法以单分散凝胶微球为模板，其孔径大小由凝胶微球的大小来决定，因而具有很大的可控性，且有序模板中微球的密堆积结构使微球在去除后，在孔壁上留下微孔，实现孔与孔之间的连通。这些特性能够使材料满足更多领域，特别是生物医用领域的使用要求。

目前有关有序多孔材料在生物领域的研究并不多见，仅有的一些研究也主要集中于有序多孔生物玻璃材料的研究。中国专利(2004，公开号：CN 1554607A)报道了以表面活性剂为模板，结合溶胶-凝胶工艺制备纳米介孔以及介孔-大孔生物玻璃材料的技术。其中，有序纳米介孔的生物玻璃孔径很小，而介孔-大孔生物玻璃中，大孔的存在会影响介孔的排列，导致材料孔结构有序性的下降。物质在多孔材料中的渗透与孔道结构很有关系，对于均匀的孔洞，物质在渗透流动时没有特定的方向性，可在多孔材料中比较均匀地渗透和存在；而不均匀的孔洞，物质在渗透时会有一定的选择性，这样得到的材料整体均匀性不佳，且局部孔隙得不到充分利用，因此在很多应用领域，均匀的孔径结构比不均匀的孔径结构更有优势。此外，生物玻璃材料本身几乎没有吸附能力，这在一定程度上也限制了材料的使用范围。因此，在提高有序孔孔径的同时，提高材料本身的吸附性能，可以大大拓宽材料的应用领域，增大其使用价值。

众所周知，羟基磷灰石(Hydroxyapatite)是一类应用广泛的生物活性陶瓷材料，与人体骨骼组织具有相似的矿物组成，并具有良好的生物相容性、安全、无毒副作用，植入体内后可引导新骨的生长，是一种理想的植入型载体材料。此外，羟基磷灰石还具有优异的吸附性能，这种性能已使它在血液纯化、酶和蛋白分离等生物领域得到了广泛的应用。

基于此，我们提出以单分散SiO₂凝胶微球为模板剂，采用胶晶模板法制备一种具有大孔径的有序多孔羟基磷灰石材料的技术思路。该材料具有良好的生物相容性、生物活性和优异的吸附性能，可调的孔径可以满足不同的需要，而大孔径且相互连通的有序孔洞则能大大提高药物以及生物大分子的渗透，因而可用于药物载体、生物标记和固定化酶等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有均一孔径、孔径可调、孔与孔之间相互连通的有序多孔羟基磷灰石材料的制备方法。

本发明提出的有序多孔羟基磷灰石材料的制备方法，包括采用硅源得到单分散SiO2微球并组装形成有序模板、羟基磷灰石前驱液在有序模板中的渗透以及有序模板去除，具体包步骤如下：

(1)有序模板的制备