[發明專利]具有磷灰石納米晶的介孔生物活性玻璃材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210501511.2
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102923946A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 劉濤;馮新星;陳建勇;賴冬志;朱海霖
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學;中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所
• 主分類號: C03C3/097
• 分類號: C03C3/097;C03C4/00;C03B8/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種生物材料，尤其是涉及一種具有磷灰石納米晶的有序介孔生物活性玻璃材料及其制備方法。

背景技術

1991年，Mobil?公司的?Kesge?和?Beck?等人成功合成出孔徑在?1.5-10納米范圍可調變的新型?M41S?系列氧化硅（鋁）基有序介孔分子篩材料。M41S?系列介孔硅基材料的出現正式拉開了介孔材料在分子篩科學發展史上的序幕。由于這類材料具有均一、可調的孔徑，較大的比表面積和孔容等優點，因此其在催化劑、吸附劑、化學傳感器、生物醫學以及環境保護等領域展現了廣闊的應用前景。尤其是在生物醫學領域，具有納米結構的介孔硅基材料作為新一代生物材料更是在骨組織材料、藥物釋放方面上性能突出。特別地，通過對其介孔孔徑的控制，可以有效地控制藥物裝載量，實現藥物的緩釋、控釋或者定點投藥。

另一方面，這類介孔硅基材料中尤以介孔生物活性玻璃因其兼備介孔特性以及生物玻璃自身良好的生物相容性、生物降解性等特點，故備受研究人員的注意。由此，一系列關于介孔生物活性玻璃的研究應運而生，如具有四氧化三鐵顆粒的磁性介孔生物活性玻璃，摻雜人體微量元素的介孔生物活性玻璃,?比如銅、鋅、鎂、鋯、鍶等微量元素。

最近，西班牙María?Vallet-Regí課題組以F127為結構導向劑制備具有磷灰石納米晶的介孔生物活性玻璃?(?M.?Cicuéndez,?M.T.?Portolés,?I.?Izquierdo-Barba,?M.?Vallet-Regí,?Chem?Mater,?2012?(24):?1100-1106)。研究表明磷灰石納米晶的存在提供了比介孔生物活性玻璃本身更為優越的生物活性、生物相容性以及生物降解性。但是這種以溶劑揮發自組裝法的合成方法耗時較長，一般需要12天左右，且合成的磷灰石納米晶不可控。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有磷灰石納米晶的有序介孔生物活性玻璃材料及其制備方法。

本發明采用的技術方案是：

1、一種具有磷灰石納米晶的介孔生物活性玻璃材料：

所述生物活性玻璃材料表面宏觀形貌為蠕蟲纖維狀結構，其磷灰石結構呈現為具有納米孔的簇狀晶體。

所述生物活性玻璃材料內部微觀形貌為有序、可控的介觀結構，其介孔孔徑分布均一可調為2～20納米，空間群結構為六方結構。

所述的磷灰石納米晶粒徑可調，其生物活性玻璃材料組成成分二氧化硅：氧化鈣：五氧化二磷的摩爾比為(60～90):(6～36):(4～5)，比表面積為300～600?平方米/克、孔容為0.4～0.8?立方厘米/克。

2、一種具有磷灰石納米晶的介孔生物活性玻璃材料的制備方法：

采用雙模板法以碳球為硬模板、以結構導向劑為介孔模板自組裝在溶膠-凝膠條件下制備獲得，具體步驟如下：

(1)碳球的制備：

1.1)以可溶性的單糖或二糖為原料，配成100?克/升～300?克/升的水溶液；

1.2)將分散均勻的上述溶液裝入密封加熱容器，于140～180℃條件保溫?5～36小時；

1.3)將反應后的1.2)溶液經過濾、去離子水洗滌后，80℃烘干即可獲得親水性碳球粉末；

(2)?具有磷灰石納米晶的介孔生物活性玻璃材料的制備：

2.1)前驅溶液的制備：將結構導向劑在30～45℃條件溶于去離子水攪拌至澄清液，用硝酸調節pH值在0.4～2，按生物玻璃組成成分的摩爾比加入硅源、鈣源、磷源進行水解反應6-24小時形成溶膠，所述結構導向劑：超純水的質量比為1:(10～50)；????????????????????????????????????????????????????

2.2)將上述所制備的碳球粉末按照與鈣源按質量比加入上述2.1)步驟的溶膠中，繼續攪拌24～48小時后形成棕色溶膠，在50～80℃下持續攪拌48～72小時，經抽濾、洗滌在80～110℃下陳化成干凝膠；

2.3)將干凝膠在馬氟爐中于600～700℃溫度下煅燒5～8小時，即得具有磷灰石納米晶的介孔生物活性玻璃材料。

所述的可溶性單糖或二糖，單糖為葡萄糖、果糖或木糖；二糖為蔗糖、麥芽糖或棉子糖。

所述的步驟(1)制備的碳球直徑為100?納米～1微米，根據0.2克～12克碳球對應1克鈣源的質量比例為調節生物玻璃材料中磷灰石納米晶的表面宏觀形態及其粒徑大小。