[發明專利]具有納米孔道的單分散生物玻璃納米粒子及其制備方法

有效

• 申請號: 200710055714.2
• 申請日: 2007-06-05
• 公開（公告）號: CN101091807A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 陳學思;劉愛學;莊秀麗;魏俊超;李哲;景遐斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: A61L27/56
• 分類號: A61L27/56;A61L27/10;A61L27/12
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明屬于無機納米材料領域，具體涉及具有納米孔道的單分散生物玻璃納米粒子及其制備方法。

技術背景

從1992年Mobil公司首次制備出M41S系列介孔分子篩以來，科學工作者已經制備了各種形態和尺寸的介孔材料。由于這種材料具有規則的孔道排列，較高的比表面積，因而具有自身獨特的性質，在分離與吸附，催化，傳感器，生物芯片，納米有機復合材料等方面展現了廣闊的應用前景。

在目前的骨組織修復領域，具有一定的生物相容性和生物活性的材料如人造珊瑚，羥基磷灰石，生物玻璃，磷酸鈣等無機材料獲得了廣泛的研究。其中生物玻璃相比于其他的材料，具有很高的活性，相比于羥基磷灰石具有更高的成骨性能，而且與此同時，具有更高的生物相容性和降解性能，已經獲得了美國食品與藥物管理局(FDA)的認證。

很多人的研究表明，增加生物玻璃的比表面積，有利于提高生物玻璃的活性。這是由于隨著比表面積的提高，生物玻璃材料同體液的粒子交換更為迅速，有利于鈣在其表面的沉積。提高其比表面積，有兩種途徑，一方面是制備具有多孔結構的材料，另一方面，可以減小粒子的尺寸?，F階段得到的介孔生物玻璃，尺寸在微米以上，因而比表面積小，而且不利于作為無機材料制備納米有機復合材料，因此制備具有納米規則孔道的，而且粒子尺寸在納米范圍內的粒子對于骨組織修復具有很高的應用價值。

發明內容

本發明采用溶膠-凝膠法制備了具有納米孔道的單分散生物玻璃納米粒子，其利用模板劑進行自組裝。該具有納米孔道的單分散生物玻璃納米粒子的成分構成為：Si∶Ca∶P質量含量比為50-100∶1-50∶1-15，所述的納米孔道直徑為2-10nm，該生物玻璃納米粒子的的粒徑為40nm-60nm。

根據采用磷源的不同，具有納米孔道的單分散生物玻璃納米顆粒采用不同的制備方法。當無機磷源為磷酸鹽時，采用方法1所述的制備方法；當有機磷源為磷酸酯類時，采用方法2所描述的制備方法。

方法1

1)首先將表面活性劑加入到25-50℃的去離子水中，攪拌，使其完全溶解，得到表面活性劑的透明溶液；表面活性劑的質量與去離子水的體積比(g/ml)為4∶350-20∶350。所述的表面活性劑為離子型表面活性劑或者非離子表面活性劑；

所述的離子型表面活性劑為長鏈季銨鹽，優選十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨或十八烷基三甲基溴化銨；

所述的非離子表面活性劑為嵌段或三嵌段的非離子表面活性劑，用聚環氧乙烯(PEO)作為親水嵌段，聚環氧丙(PPO)烯或聚者環氧丁烯(PBO)作為疏水嵌段，三嵌段的非離子表面活性劑分子式為PEO_nPPO_mPEO_n，n＝10-140，m＝5-100，或者分子式為PEO_nPBO_mPEO_n，n＝10-200，m＝10-100，兩嵌段的非離子表面活性劑分子式為PEO_nPBO_m，n＝10-100，m＝5-60，如F127(PEO₉₉PPO₆₇PEO₉₉)，F108(PEO₁₂₈PPO₅₄PEO₁₂₈)，P85(PEO₂₆PPO₄₀PEO₂₆)，P123(PEO₂₀PPO₇₀PEO₂₀)；PEO為環氧乙烯單元，PPO為環氧丙烯單元。

2)在步驟1)得到的透明溶液中，分別加入正硅酸酯類和鈣源，使Si濃度為0.02-0.06mol/L，使Ca的濃度為0-0.06mol/L，用酸調節PH為1-4，水解2-8小時，得到溶膠溶液；

所述的正硅酸酯類為正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或正硅酸丙酯，所述的鈣源為硝酸鈣或醋酸鈣。

3)將步驟2)步得到的溶膠溶液加入無機磷源，使磷的濃度在0mol/1-0.02mol/l之間，無機磷源溶解后用氨水調節PH為9-11，進行縮聚反應12h，然后升溫到60-100℃保持2-72小時，得到白色凝膠懸浮液；所述的無機磷源為磷酸二氫銨或者磷酸氫二銨。

4)把步驟3)得到的白色凝膠懸浮液過濾，干燥，得到白色凝膠粉末。