[发明专利]海胆状羟基磷灰石微粒及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种羟基磷灰石微粒及其制备方法，特别是涉及一种海胆状的羟基磷灰石微粒及其用水热均相沉淀法的制备方法和在医用无机生物材料中的应用。

背景技术

羟基磷灰石是组成生物体硬组织的主要无机物，在人体骨骼中含量约为65%，牙釉质中的含量高达97%。自上世纪70年代以来，羟基磷灰石已成为医用无机生物材料研究的重点之一。在羟基磷灰石的应用研究中，不同形貌的羟基磷灰石晶体所具有的表面特性、结晶过程以及生物活性等性能是不同的。目前，人工合成的羟基磷灰石形貌大致有针状、棒状、片状、球状、多孔状等。其中，由于自然骨中的羟基磷灰石呈纳米针状，因而针状、棒状羟基磷灰石作为人骨替换材料和填充修复材料具有良好的前景。但针状羟基磷灰石粉末用作无机填料时（高速液相色谱管、建筑材料等的无机填料），会呈现出填充不致密等缺点，用作载体材料时（化妆品等），由于表面积小、承载能力不强，所制得的化妆品不光滑。片状羟基磷灰石解决了针状产品不光滑的缺点，已应用在一些生活用品中，如含有活性羟基磷灰石的保健牙膏。球状羟基磷灰石具有良好的离子交换性能，能吸附并回收利用地方饮用水中过量的氟离子和工业废水中的重金属离子，可以用作一种新型的环境功能矿物材料。多孔状羟基磷灰石植入物已经被证明适于纤维血管组织的生长，并且能够逐渐转化为板层骨。此外，一些纳米柱状、针状羟基磷灰石还可用于抗癌和某些药物的缓释载体。因此，不同形貌羟基磷灰石的制备是羟基磷灰石优异性能得以充分利用的关键，同时如果能控制羟基磷灰石的形貌，使其呈现出一定的特殊结晶形态，则能更好的扩大羟基磷灰石的应用领域。

目前羟基磷灰石的制备大多采用化学法，常有的有沉淀法、水热法、溶胶凝胶法和微乳液法等，采用不同的制备方法，可得到不同形貌和结构的羟基磷灰石。

沉淀法制备羟基磷灰石大多采用无机钙盐和磷酸盐反应，反应过程中需要控制溶液中沉淀剂浓度使之缓慢增加。沉淀法的影响因素主要有pH值、反应温度、反应原料浓度、反应物的混合步骤等。Choi等（Choi D,Kumta P N.An Alternative Chemical Route for the Synthesis and Thermal Stability of Chemically Enriched Hydroxyapatite[J].Journal of the American Ceramic Society,2006,89(2):444-449.）以CaCl₂和Na₃PO₄为原料，采用沉淀法制备了直径为10nm的羟基磷灰石纳米粒子的团聚体。

水热法是在特制的密闭反应容器中，以水为反应介质，在高温高压下使得通常难溶或不溶的物质溶解并重结晶的一种方法。水热法可用来制备尺寸可控、少团聚、纯度高、结晶良好的陶瓷粉体和纤维晶须。孟德营等（孟德营,刘金华,姜丽娜,等.羟基磷灰石晶须的水热制备[J].山东轻工业学院学报(自然科学版),2010(03):36-38.）采用氯化钙和磷酸氢二铵的混合物为前躯体，以水为溶剂，以乙酰胺为pH值调节剂，通过水热法制备了长4-10μm，直径0.2-2μm的羟基磷灰石晶须。

溶胶凝胶法制备无机材料一般是将金属醇盐或无机盐经水解反应生成活性单体，然后使溶质聚合胶化，再将凝胶干燥、焙烧。溶胶凝胶法制备出的粒子化学均匀性好、纯度高、颗粒小。Wang等（Feng W,Mu-sen L,Yu-peng L,et al.A simple sol-gel technique for preparing hydroxyapatite nanopowders[J].Materials Letters,2005,59(8-9):916-919.）以硝酸钙和五氧化二磷为原料，乙醇为溶剂通过溶胶凝胶法制备10-15nm的球状羟基磷灰石粉体。

微乳液法是在水/油/表面活性剂的体系中形成反相胶束，即微型反应器，物质反应在胶束中进行，用于控制产物的粒径。杨辉等（杨辉,黄菲菲.多孔球形羟基磷灰石生物材料的制备[J].硅酸盐学报,2012(02):306-307.）采用微乳液法制得多孔球形碳酸钙，并以此为模板与磷酸氢二钠在一定条件下反应制备出多孔球形羟基磷灰石。研究结果表明所制备的多孔球形羟基磷灰石直径约10μm，粒度均匀，分散良好，且对庆大霉素的载药率为18.0%，包封率为46.0%，持续释药时间达10天。