[发明专利]一种棒状含钛HA纳米晶的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于生物医用材料制备技术领域，具体涉及一种棒状含钛HA纳米晶的制备方法。

背景技术

羟基磷灰石（HA）是人体骨骼和牙齿的重要组成部分，具有优良的生物相容性和化学稳定性，能与骨紧密结合。人体自然骨中磷灰石主要是以棒状HA纳米晶体的形式沿特定取向有序分布在胶原聚合物之中，它是一种长度为20～40nm，厚度为1.5～3nm的棒状晶体。

牙科瓷是规则有序排列的，它是由一捆捆相互平行的棒状HA纳米晶粒组成，这种结构决定了其独特的物理化学性能。因而人工合成的HA的晶体尺寸与形态越与其相似，则植入效果越好。

然而目前合成棒状HA纳米晶仍然处于一个降低的水平，粒子的几何形状不均一，尤其是晶相的热稳定性不好，一般在1000℃HA开始发生少量分解生成磷酸钙（β-TCP）和CaO，1100℃时HA的分解程度加剧，1200℃时HA发生大量分解。由于HA的分解导致该材料的生物性能大大降低。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种棒状含钛HA纳米晶的制备方法，以解决HA纳米晶粒子的几何形状不均一，热稳定性差的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

1）首先，配制浓度为0.3mol/L的硝酸钙溶液和浓度为0.18mol/L的磷酸二氢氨溶液；

2）根据摩尔比Ca/（Ti+P）=1.667，将硝酸钙溶液和磷酸二氢氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入0.2-1.6wt%的钛酸四丁酯；

3）将步骤2）制得的溶液置于电磁搅拌器上搅拌30-60min后，用NH₃·H₂O调节溶液的pH值为10后放入微波炉，对微波辐射后得到的沉淀进行陈化；

4）将步骤3）所得的沉淀用布氏漏斗抽滤，抽滤后的沉淀先后用蒸馏水和无水乙醇清洗两次，再次抽滤得沉淀；

5）将步骤4）所得沉淀置于台式烘箱中在80℃下干燥，研钵中充分研磨后置于500℃烧结后，再在800-1200℃烧结得到棒状含钛HA纳米晶。

所述步骤3）中微波炉为家用微波炉，加热功率为500W。

所述步骤3）中陈化时间为24-36h。

所述步骤5）中80℃下干燥时间为12-24h。

所述步骤5）中500℃保温时间为2h，800-1200℃烧结时间为2h。

由于钛酸四丁酯的加入使钛进入了HA的晶格，提高了HA的热稳定性，有效抑制了HA的高温分解。即使在1200℃的高温下，HA仍未分解。和相同条件下未加钛酸四丁酯合成的棒状HA纳米晶比较，晶粒明显得到了细化而且均匀，无团聚现象。

附图说明

图1是本发明加入0.6%的钛酸四丁酯在不同烧结温度的含钛HA的XRD图；

图2(a)为未加钛酸四丁酯合成纳米棒状HA形貌图；

图2(b)为加入0.6%的钛酸四丁酯合成的含钛纳米棒状HA形貌图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

1）首先，配制浓度为0.3mol/L的硝酸钙溶液和浓度为0.18mol/L的磷酸二氢氨溶液；

2）根据摩尔比Ca/（Ti+P）=1.667，将硝酸钙溶液和磷酸二氢氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入钛酸四丁酯，使钛酸四丁酯的质量百分比为0.6%；

3）将步骤2）制得的溶液置于电磁搅拌器上搅拌30min后，用NH₃·H₂O调节溶液的pH值为10后放入加热功率为500W的微波炉，对微波辐射后得到的沉淀进行24h陈化；

4）将步骤3）所得的沉淀用布氏漏斗抽滤，抽滤后的沉淀先后用蒸馏水和无水乙醇清洗两次，再次抽滤得沉淀；

5）将步骤4）所得沉淀置于台式烘箱中在80℃下干燥12-24h，研钵中充分研磨后置于500℃烧结2h，再在800℃烧结2h得到棒状含钛HA纳米晶。