[發明專利]磁性納米片狀羥基磷灰石及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200910245024.2
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101759170A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 萬怡灶;左桂福;何芳;孟憲光;羅紅林
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32;B82B3/00;A61K47/02;A61K48/00
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域

本發明屬于生物醫學材料領域，具體涉及一種磁性納米片狀羥基磷灰石及其制備方法和應用。

背景技術

隨著人們對健康水平要求的逐漸提高，基因藥物載體在生物醫藥領域發揮著越來越重要的作用。病毒載體的潛在誘發突變和致癌的危險限制了其在基因治療中的應用。因此非病毒載體具有很大的應用前景。一種基因載體能否順利完成基因的存儲保護和釋放與材料的種類有很大關系。不同的載體材料對于轉染效果及給機體帶來的副作用都有所不同。很多非病毒基因載體材料都存在轉染效率不高的缺陷，提高非病毒基因載體的生物安全性能和基因轉染效率是目前急需解決的重要科學技術問題。目前在納米藥物載體和基因轉移技術中應用的材料主要包括高分子納米載體，納米脂質體和磁性納米顆粒等。高分子材料在體內降解慢，連續給藥可產生積累，且單體產物均有一定毒性，納米脂質體作為基因載體則存在不穩定性的缺陷。磁性四氧化三鐵納米顆粒可通過體外磁場作用實現基因的靶向釋放，在一定程度上提高了轉染效率。但是單純的四氧化三鐵顆粒不能有效地吸附DNA并對其進行保護和可控釋放。羥基磷灰石納米顆粒因其優良的生物相容性和DNA吸附性能在基因載體中有很大應用前景，但是目前使用的納米羥基磷灰石顆粒很難實現對基因的可控釋放。相比于顆粒結構，具有二維有序層狀結構的蒙脫土和雙羥基金屬氧化物等無機材料可實現對基因有效的保護和釋放。但是蒙脫土和雙羥基金屬氧化物不具有生物活性且分解產物中會含有鋁離子和鎂離子等金屬元素，對細胞具有一定毒性，因此而限制了在生物醫學領域的應用。基于以上技術難題，本發明在劉超等采用模板法進行層狀有序結構羥基磷灰石制備基礎上(公開號CN?101058416A)，首次采用模板原位復合方法將四氧化三鐵納米磁性顆粒引入到層狀羥基磷灰石制備中。制備了具有良好磁性和生物相容性能的磁性片狀羥基磷灰石。這種結構的羥基磷灰石在改善載體生物相容性和提高基因轉染效率方面都有很高的潛在應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種磁性納米片狀羥基磷灰石及其制備方法和應用。本發明首次采用模板原位復合方法制備了磁性四氧化三鐵顆粒與片狀羥基磷灰石的復合材料。實現了四氧化三鐵粒子在片狀羥基磷灰石表面的均勻分散。本發明提供的磁性片狀羥基磷灰石具有良好的磁性能，在未來的磁療與基因復合治療中將具有良好的應用前景。

本發明提供的磁性納米片狀羥基磷灰石是具有超順磁性，磁性能大小可控，飽和磁化強度為13.21emu/g，并具有層狀有序結構，層間距為3.1nm。

本發明提供的磁性納米片狀羥基磷灰石的制備方法包括如下步驟：

(1)配制0.393克/毫升的硝酸鈣水溶液和0.033克/毫升的十二烷基磺酸鈉乙醇溶液。將二者分別預熱至60℃，按體積比1∶1加入到帶有回流裝置的圓底燒瓶中，在60攝氏度下混合均勻。

(2)配制0.066克/毫升的磷酸氫二銨乙醇/水的混合溶液。水和乙醇的體積比為1∶1。

(3)配制0.050克/毫升的氫氧化鈉乙醇/水混合溶液，水和乙醇的體積比為1∶1。

(4)將步驟(2)和步驟(3)中的溶液依次加入到步驟(1)中的燒瓶中，60℃混合均勻。

(5)配制0.311克/毫升的氯化鐵水溶液和0.119克/毫升的氯化亞鐵乙醇溶液，在70攝氏度按體積比1∶1混合。

(6)配制0.060克/毫升的氫氧化鈉乙醇/水混合溶液，水和乙醇的體積比為1∶1。在70℃混合均勻后加入到步驟(5)的溶液中。

(7)將步驟(6)中獲得的懸濁液與步驟(4)燒瓶中的溶液中，按體積比1～6∶8混合，將燒瓶加熱到83～92℃，反應4～14小時。

(8)將步驟(7)所得反應物在室溫下靜置7～21天，離心水洗，40～60℃干燥。即得磁性納米片層結構的羥基磷灰石晶體。

本發明的顯著性特點：

1)所制得的磁性納米片狀羥基磷灰石具有二維有序結構。該有序結構的重復周期為3.1納米。如圖1所示，1-10°角度范圍X射線衍射出現非常尖銳的五條衍射峰，說明形成了這種有序結構。10-60°分別出現尖銳的羥基磷灰石和四氧化三鐵的衍射峰，說明生成的這兩種物質具有良好的結晶度。

2)復合材料成分純凈，如圖1所示的X射線衍射可知除羥基磷灰石和四氧化三鐵外沒有其他雜質相。

3)磁性納米片狀羥基磷灰石是采用原為合成的方法實現四氧化三鐵和羥基磷灰石的復合的。由圖2可知，制備的復合物中納米顆粒結構的四氧化三鐵均勻的分布在羥基磷灰石片層表面，避免了傳統復合材料制備方法中納米粒子的團聚現象。