一种纳米级球形生物活性玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种纳米级球形生物活性玻璃及其制备方法,包括以下步骤：(1)将表面活性剂溶于混合溶剂中，得到混合溶液，加入碱性催化剂调节混合溶液的PH值，得到碱性混合液；(2)在步骤(1)中得到的碱性混合液中依次加入硅源、钙源和磷源，每次加入后均进行持续高速搅拌，得到生物活性玻璃溶胶状液体；(3)将步骤(2)中得到的生物活性玻璃溶胶状液体洗涤，得到湿态凝胶沉淀，然后放入烘箱中干燥，得到生物活性玻璃粉末；(4)经过洗涤和烘干后，将得到的生物活性玻璃粉末放置于高温炉中热处理，得到纳米级球形生物活性玻璃。本发明专利技术制备的纳米级球形生物活性玻璃具有较小的粒径并具备完整球形，可用于药物负载和骨修复材料。

A nanometer spherical bioactive glass and its preparation method

The invention provides a nanometer spherical bioactive glass and its preparation method, which comprises the following steps: (1) dissolving surfactant in mixed solvents, obtaining mixed solution, adding alkaline catalyst to adjust the PH value of mixed solution, and obtaining alkaline mixed solution; (2) adding silicon source, calcium source and phosphorus source successively in the alkaline mixed solution obtained in step (1), and continuing after each addition. Bioactive glass solution was obtained by stirring at high speed. (3) washing the bioactive glass gel solution obtained from step 2 (2) to get wet gel precipitation and then drying it in oven to obtain bioactive glass powder. (4) after washing and drying, the bioactive glass powder was placed in a high temperature furnace to heat up to obtain nano spherical bioactivity. Glass. The nanometer spherical bioactive glass prepared by the invention has smaller particle size and complete spherical shape, and can be used for drug loading and bone repair materials.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米级球形生物活性玻璃及其制备方法
本专利技术属于生物活性玻璃
，具体涉及一种纳米级球形生物活性玻璃及其制备方法。
技术介绍
1971年Hench等利用熔融法制备了具有良好生物相容性的生物活性玻璃，经过四十多年的发展，目前生物活性玻璃的制备主要有熔融法、溶胶凝胶法和改良的法，其中溶胶凝胶法和改良的法可以制备出具有球形的生物活性玻璃；改良的法属于软模板法中的一种，其制备的球形生物活性玻璃主要用于骨修复和药物的负载及缓释。由于纳米级颗粒可以进入并留置于细胞溶酶体，可以作为需持续释放药物的载体，而生物活性玻璃具有良好的生物活性，分解产物均为细胞所需成分，对细胞损害较小，且降解速率适中，具有作为持续释放药物载体的潜力。现有技术中，纳米级球形生物活性玻璃的合成主要使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等表面活性剂为模板，制备出的生物活性玻璃粒径普遍大于100nm，而利用3-氨基丙基三甲氧基硅烷可制备粒径约20nm的颗粒，但其球形不完整且团聚明显。由于纳米级球形生物活性玻璃表面能较大，在制备过程中极易团聚，形成较大的生物活性玻璃基团，同时当粒径较小时，合成的生物活性玻璃球形常不完整，现有技术中还没有能够制备出粒径为几十纳米、分散性好、球形颗粒形貌完整的球形生物活性玻璃的工艺。因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米级球形生物活性玻璃及其制备方法，以制备出具有较小粒径的纳米级球形生物活性玻璃，以简单的工艺技术获得具备介孔结构的球形生物活性玻璃，分散性好、球形颗粒形貌完整，应用于药物的装载和缓释具有广泛的应用前景。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，所述活性玻璃的制备方法包括以下步骤：(1)将表面活性剂溶于混合溶剂中，得到混合溶液，然后加入碱性催化剂调节混合溶液的PH值至9～10，得到碱性混合液；(2)在步骤(1)中得到的碱性混合液中依次加入硅源、钙源和磷源，每次加入后均进行持续高速搅拌，得到生物活性玻璃溶胶状液体；(3)将步骤(2)中得到的生物活性玻璃溶胶状液体进行洗涤，得到湿态凝胶沉淀，然后将湿态凝胶沉淀放入烘箱中干燥，得到白色生物活性玻璃粉末；(4)经过洗涤和烘干后，将得到的白色生物活性玻璃粉末放置于高温炉中热处理，去除表面活性剂和杂质有机成分，得到纳米级球形生物活性玻璃。在如上所述的纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，优选，步骤(1)中的表面活性剂为非离子表面活性剂三嵌段聚合物和阳离子表面活性剂的复配体系。在如上所述的纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，优选，所述非离子表面活性剂三嵌段聚合物为P123，分子式为PEO20PPO70PEO20，PEO为聚环氧乙烯单元，PPO为聚环氧丙烯单元；所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。在如上所述的纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，优选，P123和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为(25～150):1。在如上所述的纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，优选，步骤(2)中的硅源为正硅酸乙酯；步骤(2)中的钙源为四水合硝酸钙；步骤(2)中的磷源为正磷酸。在如上所述的纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，优选，所述硅源、钙源和磷源的摩尔比为(65～80)：(20～30)：(2～7)；所述表面活性剂和硅源的质量比为(0.755～0.78):2。在如上所述的纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，优选，步骤(2)中加入硅源后高速搅拌的转速为700～1000rpm，时间为0.5～2h。在如上所述的纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，优选，步骤(1)中的碱性催化剂为氨水；优选地，氨水加入比例为硅源与氨水体积比(2～9):1。优选地，氨水的浓度为28％。在如上所述的纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，优选，步骤(4)中在高温炉中热处理的温度为500～600℃，保温时间2～5h。一种纳米级球形生物活性玻璃制备方法制备的纳米级球形生物活性玻璃。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下优异效果：本专利技术的纳米级球形生物活性玻璃制备方法，操作简单，反应条件温和，原料廉价易得；通过非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的复配体系得到粒径30～90nm的具有介孔结构的纳米级球形生物活性玻璃，粒径减小的同时保持了球型颗粒完整的形貌，可广泛应用于药物的装载和控释。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：图1为本专利技术实施例1的纳米级球形生物活性玻璃的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例2的纳米级球形生物活性玻璃的扫描电镜图；图3为本专利技术实施例3的纳米级球形生物活性玻璃的扫描电镜图；图4为本专利技术实施例4的纳米级球形生物活性玻璃的扫描电镜图；图5为本专利技术实施例5的纳米级球形生物活性玻璃的扫描电镜图；图6为本专利技术实施例6的纳米级球形生物活性玻璃的扫描电镜图；图7为本专利技术对照例1的纳米级球形生物活性玻璃的扫描电镜图；图8为本专利技术对照例2的纳米级球形生物活性玻璃的扫描电镜图；图9为本专利技术对照例4的纳米级球形生物活性玻璃的扫描电镜图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术提供的一种纳米级球形生物活性玻璃及其制备方法，制备的纳米级球形生物活性玻璃粒径小，球形颗粒形貌完整，具备良好的生物活性，主要是使用非离子表面活性剂三嵌段聚合物和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的复配体系作模板，采用软模板剂法合成纳米级球形生物活性玻璃。制备方法主要分为两大步骤：首先将三嵌段聚合物P123和CTAB溶于水和乙醇的混合溶剂中并搅拌均匀，然后加入28％氨水调节混合溶液的pH值后，再分别加入硅源、钙源和磷源，搅拌得到溶胶状液体；最后将溶胶状液体洗涤后烘干，在高温炉中高温处理一段时间，得到小粒径、高比表面积和孔隙率的纳米级球形生物活性玻璃。本专利技术制备球形生物玻璃的原理主要是：硅源在碱性条件下水解形成球形硅氧网络，钙和磷于硅氧网络上大量的Si-OH结合，实现钙和磷的掺入；通过高温处理去除其中的有机物，获得纳米级球形生物活性玻璃。本专利技术的制备方法得到的球粒具有较小的粒径，较高比表面积和孔隙率，同时兼有良好的生物活性，在药物的负载方面具有极大的应用前景。本专利技术提供的一种纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，包括以下步骤：(1)将表面活性剂溶于混合溶剂中，得到混合溶液，然后加入碱性催化剂调节混合溶液的PH值至9～10，得到碱性混合液，利用软模板法制备球形生物活性玻璃；在本专利技术的具体实施例中，步骤(1)中的表面活性剂为非离子表面活性剂三嵌段聚合物和阳离子表面活性剂复配体系。在本专利技术的具体实施例中，非离子表面活性剂为P123，分子式为PEO20PPO70PEO20，PEO为聚环氧乙烯单元，PPO为聚环氧丙烯单元；阳离子表面活性剂为十六烷基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，其特征在于，所述活性玻璃的制备方法包括以下步骤：(1)将表面活性剂溶于混合溶剂中，得到混合溶液，然后加入碱性催化剂调节混合溶液的PH值至9～10，得到碱性混合液；(2)在步骤(1)中得到的碱性混合液中依次加入硅源、钙源和磷源，每次加入后均进行持续高速搅拌，得到生物活性玻璃溶胶状液体；(3)将步骤(2)中得到的生物活性玻璃溶胶状液体进行洗涤，得到湿态凝胶沉淀，然后将湿态凝胶沉淀放入烘箱中干燥，得到白色生物活性玻璃粉末；(4)经过洗涤和烘干后，将得到的白色生物活性玻璃粉末放置于高温炉中热处理，去除表面活性剂和杂质有机成分，得到纳米级球形生物活性玻璃。

【技术特征摘要】
1.一种纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，其特征在于，所述活性玻璃的制备方法包括以下步骤：(1)将表面活性剂溶于混合溶剂中，得到混合溶液，然后加入碱性催化剂调节混合溶液的PH值至9～10，得到碱性混合液；(2)在步骤(1)中得到的碱性混合液中依次加入硅源、钙源和磷源，每次加入后均进行持续高速搅拌，得到生物活性玻璃溶胶状液体；(3)将步骤(2)中得到的生物活性玻璃溶胶状液体进行洗涤，得到湿态凝胶沉淀，然后将湿态凝胶沉淀放入烘箱中干燥，得到白色生物活性玻璃粉末；(4)经过洗涤和烘干后，将得到的白色生物活性玻璃粉末放置于高温炉中热处理，去除表面活性剂和杂质有机成分，得到纳米级球形生物活性玻璃。2.如权利要求1所述的纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的表面活性剂为非离子表面活性剂三嵌段聚合物和阳离子表面活性剂的复配体系。3.如权利要求2所述的纳米级球形生物活性玻璃的制备方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂三嵌段聚合物为P123，分子式为PEO20PPO70PEO20，PEO为聚环氧乙烯单元，PPO为聚环氧丙烯单元；所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。4.如权利要求3所述的纳米级球形生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖建国，英启炜，吴民行，文静，翟智皓，刘欣茹，毛艳瑞，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41