本发明专利技术公开了一种纳米羟基磷灰石及其制备方法，其通过向反应体系中引入水解胶原蛋白而实现仿生矿化，在低温条件下制得粒径为纳米级羟基磷灰石粉体。具体地，在水解胶原蛋白的存在下，通过化学沉淀法获得羟基磷灰石；水解胶原蛋白的重均分子量为500～20000Da。本发明专利技术制备方法的反应条件温和、成本低廉，在生物医学等领域具有广阔的前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，尤其是通过仿生制备羟基磷灰石的方法以及由该制备方法获得的羟基磷灰石。
技术介绍
羟基磷灰石是动物骨骼和牙齿的主要成分，其化学式为Caltl (PO4) 6 (OH) 2 (简称HA或HAP)，约占骨质成分的60wt%，在牙齿表面的牙釉质中所占的比例高达95wt%以上。由于羟基磷灰石无毒，无致癌作用并具有良好的生物相容性，因此，羟基磷灰石是目前国际上公认的最具有生物活性的硬组织植入材料之一。作为一种骨缺损修复材料，在体液的作用下羟基磷灰石所含的钙和磷会游离出材料表面被机体组织吸收从而诱导新骨形成。对于采用常规制备方法所得到的羟基磷灰石，由于受气孔、缺陷的影响，其低温性能较差。对于纳米羟基磷灰石而言，由于其内在气孔或缺陷尺寸大大减小，有利于提高材料的断裂韧性。其 次，纳米材料固有的表面效应使其表面原子存在许多不饱和的悬空键，因而使纳米羟基磷灰石具有很高的化学活性，这有利于增加材料的生物活性和成骨诱导能力，实现植入材料在体内尽快固定的目的。再次，纳米羟基磷灰石还是一种优良的湿敏材料，用纳米羟基磷灰石制备的湿敏元件具有很好的抗老化性能。单纯的羟基磷灰在自然界中并不存在。目前，用于制备医用羟基磷灰石陶瓷和复合支架等材料的羟基磷灰石粉体主要通过人工合成得到。纳米羟基磷灰石粉体的制备方法主要包括干法和湿法两类。干法即为固相反应法，而湿法则包括化学沉淀法、水热合成法以及溶胶-凝胶法等。固相反应法是指将固态磷酸钙盐与其它化合物混合均匀，在高温条件(1000°C 1300°C)下通入水蒸气。该方法制得的纳米羟基磷灰石粉末无晶格收缩，结晶性能好。但是，根据文献报道，由于固相反应法(如研磨法)所得粒子尺寸的大小很大程度上取决于机械设备的性能，常规研磨法往往难以得到纳米级超细颗粒，而且研磨时易粘污且粉末的烧结性差，使其在应用方面受到了一定的限制。化学沉淀法是目前广泛采用制备医用纳米羟基磷灰石粉体的方法，通常是在溶液状态下将Ca(NO3)JP (NH4)2HPO4 (或者Ca (OH) 2和H3PO4)在一定温度条件下搅拌反应生成沉淀，反应过程用氨水调节体系PH获得沉淀物。将沉淀物高温煅烧从而得到纳米级的球状粉体。例如，CN1035869C公开了一种采用均相沉淀制备球形纳米羟基磷灰石的方法，该方法工艺简单，但产物团聚较明显。水热法是在高温高压下在水(水溶液)或蒸汽等流体中进行有关化学反应的总称。水热法的特点是特质的密闭高温高压反应器环境可以使原来难溶或不溶的物质溶解并重新结品。CN102167300A报道了采用粉碎法和水热合成法结合制备纳米羟基磷灰石的方法，该法获得的产物具有力学性能较好的六角柱状结构，但此方法条件相对苛刻且对设备要求较高、成本高，不适合工业推广。溶胶-凝胶法是60年代发展起来的一种制备无机材料的方法。将金属醇盐或无机盐水经水解、聚合胶化生成溶胶，再将钙溶胶缓慢滴加到磷溶胶中，经干燥、煅烧制备得到纳米无机材料。通过该方法制备纳米羟基磷灰石具有煅烧温度较低的优点，但是该方法存在以下问题凝胶颗粒之间烧结性差，干燥时收缩，合成过程中所得胶体的重复性差，成本较高，有机溶剂毒性及高温热处理时颗粒容易快速团聚。例如，CN101297978公开了一种采用相转移法制备纳米羟基磷灰石纳米杆的方法，采用油酸-乙醇-水相转移体系进行制备，条件温和，但有机溶剂的使用会带来很多的不利因素，如环境保护等。综上，通过科研工作者的努力，纳米羟基磷灰石及其制备方法取得了很大的进步，但是这些制备方法均需要较高的温度。这些制备方法都有待进一步的提高和完善，例如，对反应条件控制要求高；或原材料价格昂贵；或者引入有毒试剂等。生物材料的研究结果表明与天然组织的相似程度越高，其生物相容性及生物学功能越好。因此，通过仿生人体骨中纳米羟基磷灰石晶体生长过程，有望解决当前人工合成制 备纳米羟基磷灰石的问题，扩大其应用领域，从而制备出性能优异的纳米羟基磷灰石材料。作为一种重要的生物大分子，胶原蛋白产品已经广泛应用于生物材料制备领域，但是目前的方法通常是将胶原蛋白与羟基磷灰石组合以形成复合材料，例如CN101401961A、CN101401960A所公开的研究结果。目前，尚未见有用水解胶原蛋白促进羟基磷灰石合成制备的相关报道及产品。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本申请的专利技术人进行了系统深入的研究。本专利技术的目是提供一种羟基磷灰石的制备方法。该方法反应条件温和，制备工艺易行。该方法可以克服现有技术中工序繁琐，生产周期长，制备条件苛刻等缺陷。本专利技术的目的同时也在于提供一种羟基磷灰石，其具有良好的物理化学性能。本专利技术提供一种羟基磷灰石的制备方法，在水解胶原蛋白的存在下，通过化学沉淀法获得羟基磷灰石；其中，水解胶原蛋白的重均分子量为500 20000Da。根据本专利技术的羟基磷灰石的制备方法，优选水解胶原蛋白的重均分子量为1000 5000Da。根据本专利技术的羟基磷灰石的制备方法，优选羟基磷灰石的平均粒径为10 500nmo根据本专利技术的羟基磷灰石的制备方法，优选地，具体包括以下步骤(I)将水解胶原蛋白溶液与钙源溶液反应，同时维持反应体系的pH在6 12 ;(2)在搅拌条件下，向步骤(I)的反应体系中滴加磷源溶液，使反应体系中的Ca/P摩尔比为10 6，同时使反应体系的pH保持在6 12 ;(3)将步骤(2)的反应体系搅拌10 24小时；(4)将步骤(3)的反应体系在室温静置12 24小时；(5)将步骤(4)得到的产物依次进行分离、洗涤、干燥，得到羟基磷灰石。根据本专利技术的羟基磷灰石的制备方法，优选其满足以下条件的一个、两个或者三个条件A :在步骤(I)中，水解胶原蛋白溶液为水解胶原蛋白的水溶液，水解胶原蛋白的质量百分数为O. lwt% 30. 0wt% ；条件B :在步骤(I)中，钙源溶液为水溶性钙盐的无水乙醇溶液或水溶液，钙离子浓度为 O. 05mol/L I. 00mol/L ；条件C :在步骤(2)中，磷源溶液为水溶性磷酸盐的水溶液，磷原子浓度为O. 05mol/L I. 00mol/L。根据本专利技术的羟基磷灰石的制备方法，优选地，在条件B中，水溶性钙盐为Ca (NO3) 2 · 4H20 ；在条件C中，水溶性磷酸盐为(NH4) 2ΗΡ04。 根据本专利技术的羟基磷灰石的制备方法，优选地，其满足以下条件的一个、两个或三个条件D :在步骤(2)中，搅拌速度为100 800r/min，磷源溶液的滴加速度为0. 5 2. OmT ,/mi η ；条件E :在步骤(3)中，搅拌过程的温度为O 70°C。条件F :在步骤(5)中，洗涤步骤采用无水乙醇和水进行洗涤。根据本专利技术的羟基磷灰石的制备方法，优选地，在步骤(I)中，钙源与水解胶原蛋白的质量比例为I : 20 20 I。根据本专利技术的羟基磷灰石的制备方法，优选地，步骤(I)和(2)的反应体系的pH值相同。本专利技术还提供一种羟基磷灰石，其通过本专利技术的上述制备方法获得，所述的羟基磷灰石为针状晶体，其中，至少90wt%的轻基磷灰石的粒径在20 50nm。本专利技术的制备方法反应条件温和，制备工艺简单易行，可以克服现有技术中工序繁琐，生产周期长，制备条件苛刻等缺陷。此外，本专利技术的制备方法可以实现低温制备，设备投资少本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种羟基磷灰石的制备方法，其特征在于：在水解胶原蛋白的存在下，通过化学沉淀法获得羟基磷灰石；其中，水解胶原蛋白的重均分子量为500～20000Da。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄雅钦，张帅，张筱琳，李承明，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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