一种中空碳酸根型羟基磷灰石的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中空碳酸根型羟基磷灰石的制备方法，首先以碳酸钙作为牺牲模板，置于水溶性磷酸盐溶液中，采用水热法在碳酸钙表面原位沉积一层碳酸根型羟基磷灰石，然后将核壳结构的碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石（以碳酸钙为核，碳酸根型羟基磷灰石为壳）置于弱酸性溶液中，通过化学腐蚀去除碳酸钙，所得到中空碳酸根型羟基磷灰石具有优良的药物负载和缓释性能、生物相容性和生物活性，是一种新型生物陶瓷材料，在药物载体和骨修复材料等生物医药领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无机非金属材料和医用材料
，具体为ー种中空碳酸根型羟基磷灰石的制备方法。
技术介绍
碳酸根型羟基磷灰石是人体中骨、牙齿等硬组织的主要无机成分，具有优良的生物相容性、生物活性、骨传导性、无毒性和非炎性等优点，植入体内后可以促进新骨的生长，已经被广泛的应用于骨填充材料和替代材料。然而，针对骨髄炎、骨肿瘤等手术切除引起的骨缺损要求生物材料不仅能够有效地修复骨缺损，而且还应该同时具备治疗骨髄炎、骨肿瘤等疾病的功能。因此，构建具有较大比表面积的中空碳酸根型羟基磷灰石具有十分重要的意义。中空碳酸根型羟基磷灰石不仅能够有效修复骨缺损，而且还可以作为药物载体为治疗治疗骨髄炎、骨肿瘤等疾病奠定基础。蒋锡华等(物理化学学报，2007，23(8) : 1281)通过以Li2O-CaO-B2O3玻璃系统为前驱物，采用火焰漂浮法制备得到稳定的中空磷灰石微球。该方法是通过加入作为K2S2O8为引发剂添加到含P123、甲基丙烯酸的混合溶液中而引发甲基丙烯酸聚合，再通过添加表面活性剂作为模板剂，以及CaCl2和Na2CO3制备得到CaCO3空心球，在此基础上完成HA的后续反应制备得到层状结构的中空HA。Feng YeCActa Biomaterialia, 2010, 6(6) :2212)等通过加入ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0嵌段共聚物作为诱导剂，用Ca(NO3)2 ·4Η20作为钙源制备得到羟基磷灰石，再通过添加柠檬酸去除模板剂，最終得到中空的羟基磷灰石结构，呈棒状结构，直径约60nm，中孔直径约为36nm，该文献中的图1-9清楚的表述了其制备机理。通过该方法制备得到的中空羟基磷灰石具有良好的药物装载性能，在药物缓释材料的研究中有很大的突破性。最近，虽然利用有机模板法制备了中空羟基磷灰石，但是采用高温烧结或者化学腐蚀去除有机模板剂过程中会残留部分表面活性剤，从而削弱材料的生物相容性和生物活性。基于此，本专利技术采用碳酸钙作为牺牲模板，首先通过水热反应表面形成一层碳酸根型羟基磷灰石，然而利用EDTA、柠檬酸等溶解未反应的碳酸钙，最終得到中空碳酸根型羟基磷灰石。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种中空碳酸根型羟基磷灰石的制备方法，以便得到ー种具有优良生物活性、生物相容性、药物负载和释放性能的新型生物陶瓷材料。本专利技术公开了ー种中空碳酸根型羟基磷灰石的制备方法，首先以碳酸钙作为牺牲模板，置于水溶性磷酸盐溶液中，采用水热法在碳酸钙表面原位沉积ー层碳酸根型羟基磷灰石，然后将核壳结构的碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石(以碳酸钙为核，碳酸根型羟基磷灰石为壳)置于弱酸性溶液中，通过化学腐蚀去除碳酸钙，最終得到中空碳酸根型羟基磷灰、石。其制备过程主要包括以下步骤(I)将碳酸钙置于可溶性磷酸盐溶液中，在100 300°C下水热反应O. I 20小时，取沉淀洗涤干燥，得到具有核壳结构的碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石，其中碳酸钙为核，碳酸根型羟基磷灰石为壳；可溶性磷酸盐为磷酸氢ニ钠、磷酸ニ氢钠、磷酸钠、磷酸氢ニ钾、磷酸ニ氢钾、磷酸钾、磷酸氢ニ铵、磷酸ニ氢铵等中的至少ー种，浓度为O. OlM 饱和；碳酸钙的形貌为球形或六方等各种形貌；碳酸钙与可溶性磷酸盐溶液的用量比为O. 0001 500g/L ;优选为O. I 50g/L ；(2)将核壳结构的碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石置于过量的pH值为3. O 7. O的 弱酸性溶液中，O 100°C的下静置l(Tl00h，取沉淀洗涤干燥，得到中空碳酸根型羟基磷灰石；弱酸性溶液为醋酸、こニ胺四こ酸(EDTA)或者柠檬酸溶液中的至少ー种，浓度为O. OOlM 饱和,用浓度为O. OOlM 饱和的氨水、氢氧化钠或者氢氧化钾将弱酸性溶液pH值调节为3. O 7. O ;弱酸溶液中的H+离子与碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石中碳酸钙的摩尔比大于2，以确保碳酸钙完全溶解；碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石与弱酸性溶液的用量比为O.0001 500g/L，优选为 O. I 50g/L。所制备的中空碳酸根型羟基磷灰石，其颗粒大小和形貌主要取决于步骤(I)所采用的碳酸钙的大小和形貌。其中空结构的孔径大小主要取决于第一歩反应过程中残留的碳酸钙含量，残留量越大则中空结构的孔径越大，反之则越小。采用本专利技术制备的中空碳酸根型羟基磷灰石，经扫描电镜检测，粒径分布均匀，颗粒由薄片状或者棒状晶体相互交联在一起，并具有中空结构。本专利技术所得到的中空碳酸根型羟基磷灰石具有中空结构，具有优良的药物负载和缓释性能、生物相容性和生物活性，是ー种新型生物陶瓷材料，在药物载体和骨修复材料等生物医药领域具有广阔的应用前景。本专利技术的优点如下⑴本专利技术使用的碳酸钙为原料，价廉、取材广泛；⑵中空碳酸根型羟基磷灰石具有良好的药物负载和释放性能、生物相容性和生物活性，可以用做药物载体和骨修复材料；(3)中空碳酸根型羟基磷灰石形貌规则，粒径分布均匀，中空结构中的孔径匀一；(4)中空碳酸根型羟基磷灰石制备过程没有使用任何表面活性剤，因此不会削弱材料的生物学性能；(5)生产エ艺简单，设备投资少，环境友好。附图说明图I实施例I制备的中空碳酸根型羟基磷灰石微球的XRD2实施例I制备的中空碳酸根型羟基磷灰石微球的SEM照片图3实施例4制备的中空碳酸根型羟基磷灰石六方颗粒的SEM照片图4实施例6制备的中空碳酸根型羟基磷灰石的药物释放曲线具体实施例方式实施例I将5. Og磷酸氢ニ钠(Na2HPO4 ·12Η20)溶于15mL去离子水中，配成磷酸盐溶液。称取O. 60g碳酸钙微球(I 50 μ m)，置于含磷酸氢ニ钠溶液的水热釜中，在140°C下水热反应3h。反应结束后，反复过滤、用去离子水洗涤，除去吸附在表面的杂质离子。最后，将滤饼在80°C的烘箱中干燥，得到核壳结构的碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石复合微球。配制O. lmol/L柠檬酸溶液，用O. 01mol/L NaOH溶液调节柠檬酸溶液pH值为6. O。称取O. 2g碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石复合微球，置于IOOml上述柠檬酸溶液中，置于250C的恒温箱中反应48h。反应结束后，反复过滤、用去离子水洗涤，除去吸附在表面的杂质离子，在80°C的烘箱中干燥，得到中空碳酸根型羟基磷灰石微球。所制备的中空碳酸根型羟基磷灰石，其颗粒大小和形貌主要取决于碳酸钙的大小和形貌。所制备的中空碳酸根型羟基磷灰石，其中空结构的孔径大小主要取决于第一歩反应过程中残留的碳酸钙含量，残留量越大则中空结构的孔径越大，反之则越小。 采用本专利技术制备的中空碳酸根型羟基磷灰石，经扫描电镜检测，粒径分布均匀，颗粒由薄片状或者棒状晶体相互交联在一起，并具有中空结构。实施例2将4. Og磷酸ニ氢钠(NaH2PO4 · H2O)溶于15mL去离子水中，配成磷酸盐溶液。称取O. 60g碳酸I丐微球(I 50 μ m),置于含磷酸ニ氢钠溶液的水热爸中，在160°C下水热反应3h。反应结束后，反复过滤、用去离子水洗涤，除去吸附在表面的杂质离子。最后，将滤饼在80°C的烘箱中干燥，得到核壳结构的碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石复合微球。配制O. lmol/L醋酸溶液，用O. lmol/L氨水调节醋酸溶液pH值为6. O。称取0. 2g碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石复合微球，置于IOOml上述醋酸溶液中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备中空碳酸根型羟基磷灰石的方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)将碳酸钙置于可溶性磷酸盐溶液中，在100 300°C下水热反应O.I 20小时，取沉淀洗涤干燥，得到具有核壳结构的碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石，其中碳酸钙为核，碳酸根型羟基磷灰石为壳；碳酸钙与可溶性磷酸盐溶液的用量比为O. 0001 500g/L ； (2)将核壳结构的碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石置于过量的pH值为3.O 7. O的弱酸性溶液中，在O 100°C下静置10 100h，取沉淀洗涤干燥，得到中空碳酸根型羟基磷灰石；碳酸钙/碳酸根型羟基磷灰石与弱酸性溶液的用量比为O. 0001 500g/L。2.权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(I)中可溶性磷酸盐为磷酸氢ニ钠、磷酸ニ氢钠、磷酸钠、磷酸氢ニ钾、磷酸ニ氢钾、磷酸钾、磷酸氢ニ铵、磷酸ニ氢铵等中的至少一种，浓度为O. 01mol/L 饱和。3.权利要求I所述制备中空碳酸根型羟基磷灰石的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亚平，郭亚军，王莹莹，褚联峰，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：