一种锶掺杂羟基磷灰石微米管及其制备方法技术

本发明专利技术属于无机生物医用材料领域，涉及一种锶掺杂羟基磷灰石微米管及其制备方法。所述锶掺杂羟基磷灰石微米管为锶元素掺杂、管状结构；所述锶掺杂羟基磷灰石微米管的外部直径为0.5～5μm，内部直径为0.1～4μm，长度为5～50μm。本发明专利技术中所述锶掺杂羟基磷灰石微米管具有单晶、无团聚、更高生物活性等特点，具有较广阔的应用前景。本发明专利技术制备方法工艺简单、易于操作，能耗低，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种锶掺杂羟基磷灰石微米管及其制备方法
本专利技术属于无机生物医用材料领域，具体涉及一种锶掺杂羟基磷灰石微米管及其制备方法。
技术介绍
羟基磷灰石(hydroxyapatite，简称HA或者HAP)作为脊椎动物骨骼和牙齿中的主要无机成分，因其具有优异的生物相容性、生物活性、骨诱导性、骨传导性和吸附性等众多优点，被广泛应用于骨修复、骨替代和载药/基因等生物医用领域。羟基磷灰石的特性与其化学组成、结晶性、尺寸、形貌等因素密切相关，而这些因素往往是由合成羟基磷灰石的方法决定的。到目前为止，已经有各种各样的结构的羟基磷灰石被合成出来，如一维的棒状、针状和纤维状，二维的板片状，三维的球状、蒲公英状、哑铃状等等，但是有关一维管状羟基磷灰石的报道却很少。研究表明一维管状羟基磷灰石相对棒状具有更好的力学性能，且具有更高的比表面、低密度等优点。锶元素(Strontium，简称Sr)作为人体中的微量元素之一，对骨细胞呈现出双重作用：一是能够刺激成骨细胞的活性，二是能够抑制破骨细胞的代谢，因而是一种治疗骨质疏松的理想方法。截至目前，已有大量的将锶元素掺入羟基磷灰石中以进一步增强羟基磷灰石生物活性的报道。虽然目前文献已有合成管状羟基磷灰石的报道，例如M.-G.Ma,Y.-J.Zhu,J.Chang,Solvothermalpreparationofhydroxyapatitemicrotubesinwater/N,N-dimethylformamidemixedsolvents；X.Guo,L.Yu,etal.,Organoamine-assistedbiomimeticsynthesisoffacetedhexagonalhydroxyapatitenanotubeswithprominentstimulationactivityforosteoblastproliferation；Y.-G.Zhang,Y.-J.Zhu,etal.,Ultralonghydroxyapatitemicrotubes:solvothermalsynthesisandapplicationindrugloadingandsustaineddrugrelease等，以及离子掺杂型管状羟基磷灰石的文献，例如J.Hui,G.Xiang,etal.,MonodisperseF-substitutedhydroxyapatitesingle-crystalnanotubeswithamphiphilicsurfaceproperties；C.Li,X.Ge,G.Li,etal.,Insituhydrothermalcrystallizationofhexagonalhydroxyapatitetubesfromyttriumion-dopedhydroxyapatitebytheKirkendalleffect等。但仍存在制备的管状羟基磷灰石结晶度不高、分散性差等问题。此外，目前尚无有关于锶掺杂的管状羟基磷灰石的报道。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术旨在提供一种具有单晶、无团聚、更高生物活性等特点的锶掺杂羟基磷灰石微米管及其制备方法。本专利技术方法以水溶性钙盐、水溶性锶盐和水溶性磷盐为原料，以水、乙醇、油酸作为溶剂，在油酸与锶元素的共同作用下制备得到锶掺杂羟基磷灰石微米管。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个方面，提供了一种锶掺杂羟基磷灰石微米管的制备方法，包括将油酸、乙醇和水混合均匀，形成三元溶剂；将水溶性钙盐水溶液、水溶性锶盐水溶液加入到所述三元溶剂中，再加入强碱，得到含油酸钙、油酸锶前驱体的反应液；向所述含油酸钙、油酸锶前驱体的反应液中加入水溶性磷源水溶液，混合均匀，溶剂热反应，得到锶掺杂羟基磷灰石微米管。本专利技术的反应原理为：本专利技术所采用的表面活性剂及锶盐在锶掺杂羟基磷灰石微米管形成过程中起到重要的作用。油酸一方面经与强碱反应后能够与钙离子和锶离子形成油酸钙和油酸锶，可作为前驱体与钙源和锶源；另一方面能附着在羟基磷灰石晶体上有效调控羟基磷灰石晶格沿着c轴择优生长。锶离子较之钙离子具有更大的半径，在油酸、乙醇和水组成的反应环境中进行溶剂热反应时，随着反应的进行，锶离子取代钙离子或进入钙缺陷的位置，导致羟基磷灰石晶体发生特殊的晶格畸变，最终生长成为锶掺杂羟基磷灰石微管。在相同的合成条件下，无锶元素的掺杂或低浓度的锶掺杂会导致直接生成纳米线，不能得到锶掺杂羟基磷灰石纳米管，且随着锶元素掺杂比的提高，微管形貌在产物中的占比越高。本专利技术的第二个方面，提供了任一上述的方法制备的锶掺杂羟基磷灰石微米管，所述锶掺杂羟基磷灰石微米管中空管状结构，管外部直径为0.5～5μm，内部直径为0.1～4μm，管长度为5～50μm。本专利技术制备的锶掺杂的管状羟基磷灰石能够将管状羟基磷灰石与锶元素的优势成功的结合在一起，进一步拓展了管状羟基磷灰石在生物医用等领域的应用潜力与前景。本专利技术的第三个方面，提供了上述的锶掺杂羟基磷灰石微米管在制备骨修复材料、骨替代材料、骨填充材料，或药物/基因缓释载体中的应用。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术锶掺杂羟基磷灰石微米管制备过程中不使用有毒试剂，绿色环保。制备方法工艺简单、易于操作，能耗低，所用原料价廉易得，成本较低。(2)本专利技术方法制备得到的锶掺杂羟基磷灰石微米管结晶度高，分散性好。(3)本专利技术方法制备的锶掺杂微管具有较之纯羟基磷灰石更高的生物活性，可用于预防和治疗骨质疏松；其微米级的中空结构有利于吸附药物、蛋白质等，利于其在生物医用领域中的应用，可作为药物缓释载体、骨填充材料等，具有较广阔的应用前景。附图说明构成本专利技术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。图1为实施例1制备的锶掺杂羟基磷灰石微米管的X射线衍射图谱；图2为实施例1制备的锶掺杂羟基磷灰石微米管的红外光谱图；图3为实施例1制备的锶掺杂羟基磷灰石微米管的元素分布图及相应的能谱图；图4为实施例1制备的锶掺杂羟基磷灰石微米管的场发射扫描电镜图；图5为实施例2制备的锶掺杂羟基磷灰石微米管的场发射扫描电镜图；图6为对比例1制备的锶掺杂羟基磷灰石微米管的场发射扫描电镜图；图7为对比例2制备的锶掺杂羟基磷灰石微米管的场发射扫描电镜图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锶掺杂羟基磷灰石微米管的制备方法，其特征在于，包括/n将油酸、乙醇和水混合均匀，形成三元溶剂；/n将水溶性钙盐水溶液、水溶性锶盐水溶液加入到所述三元溶剂中，再加入强碱，得到含油酸钙、油酸锶前驱体的反应液；/n向所述含油酸钙、油酸锶前驱体的反应液中加入水溶性磷源水溶液，混合均匀，溶剂热反应，得到锶掺杂羟基磷灰石微米管。/n

【技术特征摘要】
1.一种锶掺杂羟基磷灰石微米管的制备方法，其特征在于，包括
将油酸、乙醇和水混合均匀，形成三元溶剂；
将水溶性钙盐水溶液、水溶性锶盐水溶液加入到所述三元溶剂中，再加入强碱，得到含油酸钙、油酸锶前驱体的反应液；
向所述含油酸钙、油酸锶前驱体的反应液中加入水溶性磷源水溶液，混合均匀，溶剂热反应，得到锶掺杂羟基磷灰石微米管。


2.如权利要求1所述的锶掺杂羟基磷灰石微米管的制备方法，其特征在于，所述水溶性钙盐和锶盐、水溶性磷源和油酸的摩尔比为1～3:1.5～2:20～23。


3.如权利要求1所述的锶掺杂羟基磷灰石微米管的制备方法，其特征在于，所述三元溶剂中，油酸、乙醇和水的质量比为1～1.5:1～1.5:0.8～1.3。


4.如权利要求1所述的锶掺杂羟基磷灰石微米管的制备方法，其特征在于，所述水溶性钙盐包括：氯化钙或硝酸钙。


5.如权利要求1所述的锶掺杂羟基磷灰石微米管的制备方法，其特征在于，所述水溶性锶盐包括：氯化锶或硝酸锶。


6.如权利要求1所述的锶掺杂羟基磷灰石微米管的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖桂勇，王银川，吕宇鹏，黄圣运，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37