一种高纯β-TCP粉末及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高纯β

【技术实现步骤摘要】
一种高纯
β
‑
TCP粉末及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医用材料制备
，具体涉及一种高纯β
‑
TCP粉末及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物陶瓷在19世纪初就被当作生物医用材料被使用，并且在1871年首次实现生物陶瓷羟基磷灰石的人工合成。与羟基磷灰石相比，β
‑
TCP的最大优点是易于在生物体内降解和吸收。β
‑
TCP是一种被广泛应用的生物吸收性陶瓷材料，它可以在体内部分或者完全吸收，促进骨再生，同时具有很好的生物相容性、生物降解性和骨传导作用，降解产物为Ca
2+
和P
5+
有利于骨基质矿化和骨愈合，因此被广泛用作骨移植和骨填充材料等。
[0003]可降解材料的骨修复效果关键在于骨形成速率应该和材料降解速率相匹配。降解过慢会阻碍新骨的形成，降解过快会导致骨形成支架消失。羟基磷灰石的降解速度过慢使得骨形成发育不良，但是已经有大量动物实验和临床证据表明β
‑
TCP能够匹配骨形成速率，β
‑
TCP生物陶瓷支架植入体在2年左右可以完全降解吸收，实现骨修复作用。
[0004]目前，β
‑
TCP在临床应用中也面临着一些问题，主要是β
‑
TCP原料纯度不高(含有杂质相)，容易对细胞产生损害，引发局部炎症反应。因此合成高纯的β
‑
TCP对于临床应用非常重要。
[0005]目前，有多家生物材料公司已经生产出了β
‑
TCP生物植入体，比如上海贝奥路生产的β
‑
TCP生物陶瓷支架(申请公布号为CN110180030B)，用骨缺损部位填补修复等；生物陶瓷微球颗粒(申请公布号为CN110154201B)，用于肿瘤性骨腔切除后填充修复等；和生物陶瓷棒，可用于股骨头断裂后的连接。现如今有许多方法用于制备β
‑
TCP，具体如下：
[0006]1、沉淀法(无机材料学报，2006(03)：645
‑
650.)：包括可溶性钙盐，磷酸盐配制反应工艺，碱性环境调节工艺和高温煅烧工艺。
[0007]可溶性钙盐，磷酸盐配制反应工艺一般用硝酸钙和磷酸氢二铵配制成溶液，把磷酸氢二铵溶液缓慢滴加到硝酸钙溶液中，同时不断搅拌。使用氨水调节pH值，然后经过干燥和高温煅烧后获得β
‑
TCP粉末。
[0008]反应原理为：3Ca(NO3)3+2(NH4)2HPO4→
Ca3(PO4)2+4NH4NO3↓
+HNO3[0009]以Ca(NO3)3和(NH4)2HPO4配制成溶液，把(NH4)2HPO4缓慢滴加到Ca(NO3)3溶液中，同时不停搅拌，并且在反应过程中不断用氨水调节pH保持在6～7，得到絮凝状的非晶态TCP沉淀物，经过干燥和高温煅烧后，便可以得到较高纯净的β
‑
TCP。该反应过程中的反应物最佳浓度不能太大，滴加速度不能太快，否则生成物容易聚集，并且反应不完全。
[0010]非晶态TCP直接干燥时，非常容易形成难以分散的硬块，可以在沉淀物中加入适量的多元醇型表面活性剂，干燥之后可以获得松散易分散的粉末。非晶态TCP经过700～800℃煅烧，保温3～5h，便可以获得β
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TCP粉末，粒径根据控制情况分布在0.2～2μm。
[0011]2、反加料法(航天医学与医学工程，2004(04)：266
‑
269.)：将高纯磷酸配制成一定浓度的溶液，按照Ca/P＝1∶1.2配制碳酸钙浆料，室温下搅拌磷酸溶液并加超声波震荡，快
速将碳酸钙浆料加入含磷溶液，搅拌10min后停止反应。得到化学组成为Ca3(PO4)2·
nH2O的非晶态TCP前驱体，经过热处理后能得到结晶度良好的β
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TCP粉末。获得的粉末颗粒分散性好粒径在0.8～1μm。
[0012]3、溶胶
‑
凝胶法(生物医学工程研究，2015，34(02)：98
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101.)：以磷酸三甲酯或者磷酸三乙酯为磷源，以硝酸钙、二乙醇钙或者醋酸钙为钙的前驱体，首先加入磷源到去离子水/乙醇中，充分搅拌使磷源溶解并且形成溶胶，按照Ca/P摩尔比为1.5加入钙的前驱体，然后充分搅拌，老化一段时间后经过干燥和煅烧后得到β
‑
TCP粉末。
[0013]4、固相反应法(南京理工大学学报(自然科学版)，2005(02)：231
‑
235.)：把二水合磷酸氢钙和碳酸钙或者氢氧化钙以一定比例混合均匀，然后升温到900℃以上保温2h，随炉冷却以后可以得到较为高纯净的β
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TCP粉末，该方法得到的β
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TCP晶粒结晶度高，晶格完整，但是晶粒粗大，相成分不均匀。

技术实现思路

[0014]专利技术目的
[0015]本专利技术提供了一种简单的β
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TCP制备方法，通过钙磷离子化学沉淀制备β
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TCP前驱体，然后通过煅烧固相反应的方式成功制备了纯度很高的β
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TCP粉末。
[0016]技术方案
[0017]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
[0018]一种高纯β
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TCP粉末及其制备方法，包括如下步骤：
[0019](1)加入三乙胺到去离子水/乙醇溶剂中，磁力搅拌均匀；
[0020](2)取二水氯化钙溶解在步骤1)中，室温下磁力搅拌直到完全溶解，得到含钙溶液；
[0021](3)加入磷酸到去离子水/乙醇溶剂中，磁力搅拌均匀，得到含磷溶液；
[0022](4)磁力缓慢搅拌含钙溶液，将含磷溶液使用数字注射泵滴加到含钙溶液中；
[0023](5)搅拌完成后静置一段时间后离心，使用去离子水/乙醇或者乙醇洗涤后放在干燥箱中干燥；
[0024](6)将干燥至恒重的粉末研磨后煅烧，煅烧完成后得到β
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TCP。
[0025]进一步地，步骤(1)中，所述的三乙胺加入去离子水/乙醇溶剂后的摩尔浓度为0.1
‑
0.5M。
[0026]进一步地，步骤(1)中，所述的去离子水/乙醇溶剂中乙醇的体积占比为40％
‑
60％。
[0027]进一步地，步骤(2)中，所述的含钙溶液，钙的摩尔浓度为0.01
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0.05M。
[0028]进一步地，步骤(3)中，所述的含磷溶液，磷酸的摩尔浓度为0.01
‑
0.05M。
[0029]进一步地，步骤(4)中，所述的恒定速度为通过数字注射泵以8
‑
12mL/min速度将含磷溶液加入到含钙溶液中。
[0030]进一步地，步骤(4)中，所述的当含磷溶液滴加完成后，继续搅拌的时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯β
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TCP粉末及其制备方法，包括如下步骤：(1)加入三乙胺到去离子水/乙醇溶剂中，再称取二水合氯化钙加入其中，磁力搅拌至完全溶解，得到含钙溶液；(2)将磷酸加入到去离子水/乙醇溶剂中，磁力搅拌均匀，得到含磷溶液；(3)磁力搅拌含钙溶液，使用数字注射泵将含磷溶液以恒定速度滴加到含钙溶液中，含磷溶液滴加完成后，继续搅拌；(4)沉淀离心干燥：将步骤3)溶液静置，收集沉淀并离心洗涤并干燥至恒重，所得粉末煅烧后即得到β
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TCP。2.根据权利要求1所述的一种高纯β
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TCP粉末及其制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的含钙溶液中，三乙胺的摩尔浓度为0.1
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0.5M，钙的摩尔浓度为0.01
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0.05M。3.根据权利要求1所述的一种高纯β
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TCP粉末及其制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的含磷溶液中，磷酸的摩尔浓度为0.01
‑
0.05M。4.根据权利要求1所述的一种高纯β
‑
TCP粉末及其制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的恒定速度为通过数字注射泵以8
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12mL/min速度将含磷溶液加入到含钙溶液中。5.根据权利要求1所述的一种高纯β
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TCP粉末及其制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的当含磷溶液滴加完全后，继续搅拌的时间为0
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【专利技术属性】
技术研发人员：翁杰，杨安春，李思雨，黄浩，常栋彪，段国文，谭欢，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：