α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种α‑半水石膏/羟基磷灰石复合微球及其制备方法，制备方法包括：步骤1.在反应容器中加入蒸馏水、超枝化聚乙烯亚胺、钙盐和二水石膏，充分搅拌，调节pH值4.5～6.5，得到悬浊液；步骤2.加热悬浊液至90～97℃，反应3～5h，再加入磷酸氢二钠，调节pH值为10，然后在80～85℃恒温反应8～15h，复合微球浆液；步骤3.将复合微球浆液抽滤，固体用无水乙醇洗涤2～3次，干燥，即得α‑半水石膏/羟基磷灰石复合微球。本方法通过简单的工序就能制备出比表面积大、结构稳定的复合微球，并可以根据微球中羟基磷灰石的不同含量，来调节复合微球材料的降解性能。

Alpha hemihydrate gypsum / hydroxyapatite composite microsphere and its preparation method

The invention provides an alpha_hemihydrate gypsum/hydroxyapatite composite microsphere and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: 1. adding distilled water, hyperbranched polyethylenimide, calcium salt and dihydrate gypsum into the reaction container, fully stirring, adjusting pH value from 4.5 to 6.5, obtaining suspension; 2. heating the suspension to 90-97 C. The composite microsphere slurry was prepared by adding disodium hydrogen phosphate, adjusting pH value to 10, and then reacting at 80-85 C for 8-15 H. Step 3. The composite microsphere slurry was filtered and the solid was washed 2-3 times with absolute ethanol and dried. In this method, the composite microspheres with large specific surface area and stable structure can be prepared by a simple process, and the degradation performance of the composite microspheres can be adjusted according to the different content of hydroxyapatite in the microspheres.

【技术实现步骤摘要】
α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球及其制备方法
本专利技术属于生物医用材料制备领域，具体涉及一种α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球及其制备方法。技术背景当今，因创伤、感染或其他的骨疾病造成的骨缺损病例越来越多，自骨体和异骨体的数量远远不能满足临床对骨移植的需要，因此，临床对人工的骨替代材料需求越来越大。为了满足不同的应用需求，研究者们制备出了多种形态的替代材料。在这些材料中，微球材料具有良好的流动性和注射性能、强度高、不易团聚等优点而受到越来越多的关注。α-半水石膏是一种已被广泛认可的骨缺损填充修复材料，拥有良好的生物相容性和骨传导性。但是α-半水石膏由于在体内降解速度过快，降解吸收时间偏短(通常为6～8周)，降解速度明显大于新骨生长速度。因此，α-半水石膏直接应用于临床将受到一定限制。羟基磷灰石是人体骨骼和牙齿中一种重要的无机组成部分，具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导作用，在临床上已广泛用于生物硬组织的修复和替换，是良好的骨缺损修复材料。然而，羟基磷灰石的主要缺点之一是体内降解速度偏慢，吸收效果较差，植入体内影响了新骨的长入。α-半水石膏降解速度过快，而羟基磷灰石降解速度偏慢，这两种物质如果直接使用均不利于骨组织的修复和替代。为了制备出生物性能优良的复合材料，中国专利技术专利(专利号：ZL200710063903.4)公开了一种新型植骨材料，由α-半水石膏和β-磷酸三钙按一定配比组成；中国专利技术专利(申请号201110416270.7)公开了一种具有核壳结构的羟基磷灰石包裹α-半水石膏复合颗粒，该颗粒材料在骨修复方面具有一定应用前景；中国专利技术专利(申请号201010185090.8)公开了一种α-半水石膏和羟基磷灰石共混形成的复合骨修复材料，值得指出的是，该专利中α-半水石膏和羟基磷灰石只是简单的混合，其修复材料的综合性能并未得到有效的调控。另外，该专利的制备条件为高温，能耗高，不利于工业生产。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球及其制备方法，通过简单的工序就能制备出比表面积大、结构稳定的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球，并可以根据微球中羟基磷灰石的不同含量，来调节复合微球材料的降解性能。本专利技术为了实现上述目的，采用了以下方案：<制备方法>本专利技术提供一种α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.在装有搅拌装置的反应容器中加入蒸馏水、超枝化聚乙烯亚胺、钙盐和二水石膏，充分搅拌，调节pH值为4.5～6.5，得到悬浊液；步骤2.加热悬浊液至90～97℃，反应3～5h后，再加入磷酸氢二钠Na2HPO4·12H2O，调节pH值为10，然后在80～85℃恒温反应8～15h，得α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球浆液；步骤3.将α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球浆液抽滤，固体用无水乙醇洗涤2～3次，干燥，即得α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球。进一步地，本专利技术提供的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法还可以具有以下特征：在步骤1中，超枝化聚乙烯亚胺在悬浊液中的质量浓度优选为0.5～2.0％。进一步地，本专利技术提供的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法还可以具有以下特征：在步骤1中，钙盐为Ca(Cl)2和Ca(NO3)2中的任一种或两种的混合物，并且其在悬浊液中的质量浓度优选为5～25％。进一步地，本专利技术提供的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法还可以具有以下特征：在步骤1中，在悬浊液中，二水石膏的质量浓度优选为20～40％。进一步地，本专利技术提供的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法还可以具有以下特征：在步骤1中，优选采用稀硫酸调节pH值。进一步地，本专利技术提供的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法还可以具有以下特征：在步骤2中，加入的磷酸氢二钠与钙盐的摩尔比优选为1:0.6～5.5。进一步地，本专利技术提供的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法还可以具有以下特征：在步骤2中，优选采用浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值。进一步地，本专利技术提供的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法还可以具有以下特征：在步骤2中，搅拌速度优选为150～180r/min。进一步地，本专利技术提供的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法还可以具有以下特征：在步骤3中，干燥条件优选为：在45～60℃条件下干燥2～4h。<复合微球>本专利技术还提供一种α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球，其特征在于：采用上述<制备方法>中所描述的方法制备得到。专利技术的作用与效果本方法以超枝化聚乙烯亚胺为调控模板，以二水石膏、磷酸氢二钠和无机钙盐为主要原料，通过共沉淀，制备比表面积大，具有良好注射性能及高填充度，结构稳定的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球。在复合微球的制备过程中，二水石膏首先在无机钙盐溶液中转化形成α-半水石膏微晶前驱体。随后，无机钙盐与加入的磷酸氢二钠生成羟基磷灰石，α-半水石膏微晶前驱体在反应过程中逐渐长大，并与生成的羟基磷灰石形成了共沉淀，在超枝化聚乙烯亚胺模板分子作用下形成微球。复合微球中羟基磷灰石的含量，主要是通过磷酸氢二钠、无机钙盐与二水石膏的比例进行调控。随着比例的增大，羟基磷灰石在复合微球中的含量也逐渐加大，复合微球材料的降解速度也会随之变慢。另外，本方法工艺简单，操作方便，非常适合产业化。附图说明图1为实施例一中制备的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的扫描电镜图；图2为实施例一中制备的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球内部的扫描电镜局部放大图；图3为实施例一中制备的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的XRD图；图4为实施例一中制备的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的能谱图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术涉及的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球及其制备方法的具体实施方案进行详细地说明。以下实施例中所采用的超枝化聚乙烯亚胺均为Aldrich公司生产的产品，Mn＝20000g/mol，枝化度DB＝60，分散性指数PDI＝2.1。<实施例一>制备方法：在装有搅拌装置的反应容器中加入500ml蒸馏水，8g超枝化聚乙烯亚胺，50gCaCl2和300g二水石膏，充分搅拌，用质量浓度为25％的稀盐酸调节pH值5.0得悬浊液，加热悬浊液至95℃，恒温反应3.5h后。在搅拌状态下，再加入35g磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)，并缓慢滴加浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，直至pH值达到10。继续恒温在85℃反应10h，反应结束后，将反应后的产物抽滤，固体用无水乙醇洗涤2次，干燥箱恒温50℃条件下干燥3h，即得α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球。样品表征：如图1所示，本实施例一中制备的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球平均粒径约为200μm。主要由六方短柱状α-半水石膏晶体整齐有序排列堆积而成，羟基磷灰石颗粒分散在α-半水石膏晶体之间。如图2所示，从破损的微球可以看出，微球具有中空结构，羟基磷灰石颗粒镶嵌在α-半水石膏晶体上，形成了共沉淀。图3b和图4b分别为复合微球的XRD和能谱表征结果，在XRD谱图和能谱图中均有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种α‑半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.在反应容器中加入蒸馏水、超枝化聚乙烯亚胺、钙盐和二水石膏，充分搅拌，调节pH值为4.5～6.5，得到悬浊液；步骤2.加热悬浊液至90～97℃，反应3～5h后，再加入磷酸氢二钠Na2HPO4·12H2O，调节pH值为10，然后在80～85℃恒温反应8～15h，得α‑半水石膏/羟基磷灰石复合微球浆液；步骤3.将α‑半水石膏/羟基磷灰石复合微球浆液抽滤，固体用无水乙醇洗涤，干燥，即得α‑半水石膏/羟基磷灰石复合微球。

【技术特征摘要】
1.一种α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.在反应容器中加入蒸馏水、超枝化聚乙烯亚胺、钙盐和二水石膏，充分搅拌，调节pH值为4.5～6.5，得到悬浊液；步骤2.加热悬浊液至90～97℃，反应3～5h后，再加入磷酸氢二钠Na2HPO4·12H2O，调节pH值为10，然后在80～85℃恒温反应8～15h，得α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球浆液；步骤3.将α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球浆液抽滤，固体用无水乙醇洗涤，干燥，即得α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球。2.根据权利要求1所述的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法，其特征在于：其中，在步骤1中，超枝化聚乙烯亚胺在悬浊液中的质量浓度为0.5～2.0％。3.根据权利要求1所述的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制备方法，其特征在于：其中，在步骤1中，钙盐为Ca(Cl)2和Ca(NO3)2中的任一种或两种的混合物，并且其在悬浊液中的质量浓度为5～25％。4.根据权利要求2所述的α-半水石膏/羟基磷灰石复合微球的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯驸，胡颖，胡卫兵，胡盛，余爱农，陈栋栋，薛凡凡，
申请(专利权)人：湖北民族学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42