本发明专利技术涉及一种介孔纳米羟基磷灰石薄膜及其制备方法，以可溶性钙盐和P2O5为原料，F127为模板剂，首先通过有效的结合模板法/溶胶凝胶法制备溶胶，然后采用浸渍提拉法直接在医用金属合金材料表面制备溶胶膜，进行凝胶化，干燥直至形成干凝胶薄膜，再在电热炉中进行热处理，从而获得介孔纳米羟基磷灰石薄膜。本发明专利技术的优点在于此方法制备的介孔纳米羟基磷灰石薄膜比表面积大且孔径可控，模板剂易于排出，生产周期短，可与医用金属合金材料复合从而获取生物性能和力学性能俱佳的新型生物材料，用于骨组织缺损、修复等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医学材料
，具体涉及一种。
技术介绍
羟基磷灰石(HA)，化学式为Caltl(PO4)6(OH)2,是人体硬组织的主要组成物质，具有优异的生物活性和生物相容性，能与人体骨骼相结合并诱导新骨生长和形成，是最适合的硬组织替代材料。而介孔纳米羟基磷灰石具有比表面积大、生物活性高、吸附性能好等优点，其表面在生理环境中更利于化学键合，适宜细胞的黏附和生长，促进其生物活性的发挥；同时，介孔纳米羟基磷灰石的弹性模量比致密羟基磷灰石低，与自然骨更加匹配，使其在骨修复领域具有重要应用前景。但是，介孔纳米羟基磷灰石具有较差的力学性能和机械 性能，断裂韧性远低于自然骨，限制了其作为承载材料的应用。目前，制备介孔材料主要采用模板法，所选用的模板剂包括表面活性剂和非离子型嵌段共聚物等，有关介孔轻基磷灰石制备方法的专利和文献较多，如Wu Xiaodong等(ffu X, Song X, Li D, et al. Preparation of Mesoporous Nano-Hydroxyapatite Using aSurfactant Template Method for Protein Delivery. J BIONIC ENG, 2012)米用 CTAB 作为模板剂制备介孔羟基磷灰石粉体，但是采用模板法制备的HA颗粒团聚现象严重，从而导致HA粉体生物活性低，同时模板剂难于排出或除净，残留物不仅对人体有害，而且影响介孔羟基磷灰石的性能和应用。关于羟基磷灰石薄膜制备的报道多为致密羟基磷灰石薄膜的制备，方法包括物理气相沉积法、化学气相沉积法和溶胶凝胶制膜法等，而对于介孔羟基磷灰石薄膜的制备却鲜有报道。公开号为US2011201127的美国专利报道了利用物理气相沉积法制备致密羟基磷灰石薄膜来提高生物相容性的技术，但是这些制备方法一般包括合成羟基磷灰石粉体和制备羟基磷灰石薄膜两个工艺过程，制备工艺复杂，费时费力，能耗大，难以推广取得广泛的应用效果；公开号为CN102051569的中国专利报道了采用复合溶胶凝胶法在医用金属基氧化钛表面制备羟基磷灰石纳米复合涂层，所制备的材料其机械力学性能和热膨胀性能得到明显改善，HA涂层与金属基体具有较高的结合强度，然而，这些方法制备的羟基磷灰石薄膜，表面相对致密，比表面积小，活性较低，从而不利于和周围组织发生良性反应；公开号为KR2003087664的韩国专利报道了采用水热法在金属钛植入材料表面制备羟基磷灰石薄膜的方法，材料的生物活性得到提高且具有工艺简单、生成率高和过程可控的优点，但是这些方法制备的介孔材料具有孔径难以控制和保证，稳定性差的缺点。因此，充分利用介孔羟基磷灰石植入人体后与其结合组织相容性好，利于营养物质的扩散且对细胞和组织无毒性与排斥作用等诸多优点，同时借鉴了薄膜材料厚度较小从而使模板剂容易排除干净的优势所在，制备介孔羟基磷灰石薄膜，对已有和正研究的医用金属合金材料进行表面改性，克服其在使用或研究过程中存在的问题，更好的将两者的长处结合起来，拓展介孔纳米羟基磷灰石的应用范围，以期获得生物性能和力学性能俱佳的新型生物材料已成为生物材料领域的研究热点。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种介孔羟基磷灰石薄膜及制备方法。本专利技术的技术方案如下一种介孔纳米羟基磷灰石薄膜，介孔孔径为2.7Γ4.04ηπι，比表面积为61. 5 212m2/g，羟基磷灰石晶体粒径为3(T60nm。本专利技术的介孔纳米羟基磷灰石薄膜的制备方法，按以下步骤进行I)含F127的钙磷体系溶胶的制备 按照羟基磷灰石中的钙磷化学计量比Ca/P=l. 67称取可溶性钙盐和五氧化二磷；将可溶性钙盐溶于去离子水中，得到透明钙盐水溶液Jfp2O5加入到无水乙醇溶剂中，加入过程中控制温度不超过40°C，搅拌直至溶液变为透明的磷基前驱体醇溶液，浓度为O. 03(T0. 035g/ml ;其中，钙盐水溶液和磷基醇溶液的体积比为I :1 ;根据模板剂F127的临界胶束浓度值，称取F127，加入到无水乙醇中，在30°C 40°C下搅拌l(T30min，得到透明的模板剂溶液，浓度为O. Γ0. 2g/ml ;将上述钙盐溶液和磷基前驱体溶液依次以1(Γ20滴/分钟的速度滴加到模板剂溶液中，搅拌混合2(T40min，然后滴加氨水至混合溶液，调节pH值至5 6，再在5(T70°C下搅拌3(T40min，得到均匀稳定的溶胶；2)介孔纳米羟基磷灰石薄膜的制备将步骤I)制备的溶胶在室温下静置陈化4飞小时，然后将表面经砂纸研磨和丙酮超声清洗后的基体材料完全浸入到上述溶胶中，进行浸溃提拉制膜，提拉速度为2 8mm/分钟，拉膜一次或多次，获得不同厚度的溶胶膜；将制得的溶胶膜包覆基体材料于室温下凝胶化6 10h，置于6(T80°C的烘箱中干燥f 2h，在基体材料表面得到干凝胶薄膜，将其放入电热炉中进行热处理升温速率控制在f2°C /min，热处理温度控制在40(T6(KrC，并在最终热处理温度处保温9(T270min，然后随炉冷却至室温，在基体材料表面得到介孔纳米羟基磷灰石薄膜。所述可溶性钙盐为Ca (NO3) 2 · 4H20或CaCl2 · 2H20中的一种。所述的模板剂为F127。所述的基体材料为载玻片或包括医用钛、医用钛合金、医用不锈钢、医用镁和医用镁合金在内的医用金属合金材料中的一种。所述的制膜方法为浸溃提拉。所述的拉膜次数优选为Γ8次。综上所述，本专利技术的核心在于配制具有模板剂的含Ca和P的溶胶，再将溶胶通过浸溃提拉法直接涂覆到基体材料的表面形成溶胶膜，并进行凝胶化，最后通过热处理获得介孔纳米羟基磷灰石薄膜。与现有技术相比，本专利技术的特点在于(I)本专利技术应用范围广。介孔羟基磷灰石薄膜可以与不同类型的医用金属材料结合在一起，从而提高金属材料表面的生物活性，还可以通过调整薄膜的厚度控制可降解医用金属材料的降解速度，同时也可以作为药物载体，具有重要的使用价值。(2)本专利技术生产周期短。与制备介孔羟基磷灰石粉体相比，介孔羟基磷灰石薄膜能够使凝胶化过程以及溶剂挥发诱导的模板剂自组装过程时间大大缩短，从而提高生产效率。( 3 )本专利技术生物活性好。与制备的致密羟基磷灰石薄膜相比，此方法制备的介孔羟基憐灰石为纳米尺寸，具有较闻的比表面积和孔容，利于细胞在其表面黏附和生长，具有闻的生物活性。 ( 4 )本专利技术的可靠性高。由于采用模板法/溶胶凝胶法得到的薄膜厚度较小，所以能够有效的避免颗粒团聚现象，且模板剂容易排出，得到的介孔材料结构规整性较好，孔径可控。(5)本专利技术工艺过程简单。通过溶胶凝胶法/浸溃提拉法制备薄膜与传统的先合成羟基磷灰石粉体再制备薄膜的方法相比，简化了生产工艺，且能耗小，降低生产成本。附图说明 图I为介孔纳米羟基磷灰石薄膜的扫描电镜照片；图2为介孔纳米羟基磷灰石薄膜的透射电镜照片；图3为介孔纳米羟基磷灰石薄膜所得粉体的X射线衍射图谱；图4为介孔纳米羟基磷灰石薄膜所得粉体的BET测试曲线图；图5为致密纳米羟基磷灰石薄膜的细胞粘附图；图6为介孔纳米羟基磷灰石薄膜的细胞粘附图。具体实施例方式实施例I :步骤一含F127的钙磷体系溶胶的制备以CaCl2 · 2H20和P2O5为原料，F127为模板剂，配制含本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种介孔纳米羟基磷灰石薄膜，其特征是介孔孔径为2.74~4.04nm，比表面积为61.5~212m2/g，羟基磷灰石晶体粒径为30~60nm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡舒，黄凯，叶新羽，窦瑛，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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