[發(fā)明專利]水熱法制備羥基磷灰石納米棒和納米線的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310307609.9
• 申請(qǐng)日: 2013-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN103407979A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱英杰;趙新宇;陳峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號(hào): C01B25/32
• 分類號(hào): C01B25/32;B82Y30/00
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水熱法制備羥基磷灰石納米棒和納米線的方法。具體涉及一種采用有機(jī)生物分子核黃素磷酸鈉作為磷源、采用無機(jī)鈣鹽作為鈣源通過水熱法制備羥基磷灰石納米棒和納米線的方法，屬于生物材料制備及藥物緩釋領(lǐng)域。

背景技術(shù)

羥基磷灰石作為脊椎動(dòng)物體內(nèi)硬組織的主要無機(jī)組分具有優(yōu)良的生物相容性和生物降解性，以及天然無毒性和不易被免疫細(xì)胞吞噬等優(yōu)點(diǎn)，因此，羥基磷灰石材料是理想的無機(jī)生物材料。納米結(jié)構(gòu)的羥基磷灰石材料具有高比表面積，因此具有高的藥物裝載量。羥基磷灰石材料表面的鈣離子對(duì)多種生物分子具有很好的絡(luò)合作用，因此可以吸附多種生物活性物質(zhì)，如DNA和蛋白質(zhì)。因此，羥基磷灰石材料被廣泛應(yīng)用于多種生物醫(yī)藥領(lǐng)域，包括骨缺損修復(fù)、組織工程、藥物輸運(yùn)、基因轉(zhuǎn)染和血液凈化等領(lǐng)域。

納米結(jié)構(gòu)羥基磷灰石材料具有比表面積大、藥物裝載量高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究。發(fā)展新的簡單綠色的羥基磷灰石納米結(jié)構(gòu)的制備方法具有重要的研究和商業(yè)價(jià)值。采用不同的合成方法得到的羥基磷灰石材料，具有不同的結(jié)晶性、尺寸、形貌以及物理化學(xué)性質(zhì)，因而具有不同的用途。到目前為止，多種合成方法被用來合成羥基磷灰石納米結(jié)構(gòu)材料，包括水熱法、溶劑熱法、微波輔助加熱法、共沉淀法和超聲輔助法等。然而大多數(shù)制備羥基磷灰石材料的方法是采用無機(jī)磷源和鈣源直接反應(yīng)，并采用表面活性劑等來進(jìn)行形貌調(diào)控或采用有機(jī)或無機(jī)模板輔助合成。例如CN100398433C公開一種羥基磷灰石空心微球的制備方法，其先制備羥基磷灰石料漿，加入碳酸氫銨作為添加劑，然后通過噴霧干燥結(jié)合熱處理得到納米晶粒組成的羥基磷灰石空心微球。CN100584389C則采用十六烷基三甲基溴化銨（CATB）為模板劑來制備空心球狀納米羥基磷灰石。CN101759169A則通過微波加熱水熱處理制備磷酸鈣/羥基磷灰石納米結(jié)構(gòu)空心微球。此類方法中加入的表面活性劑以及有機(jī)或無機(jī)模板需要在后續(xù)處理中去除，因此增加了工藝的復(fù)雜性以及生產(chǎn)成本，并造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

面對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明人的在先申請(qǐng)CN102897735A和CN103110952A分別公開了以磷酸肌酸和磷酸吡哆醛作為有機(jī)磷源通過微波輔助反應(yīng)制備羥基磷灰石納米空心球和羥基磷灰石納米結(jié)構(gòu)多孔微球。在此基礎(chǔ)上本發(fā)明的目的則是尋找另一種有機(jī)生物分子作為磷源，并探索反應(yīng)條件以提供了一種簡單綠色的水熱法制備羥基磷灰石納米棒和納米線的方法。

在此，本發(fā)明一方面提供一種水熱法制備羥基磷灰石納米棒的方法，將水溶性鈣鹽水溶液以3～50毫升/分鐘的速率滴加至核黃素磷酸鈉水溶液中，調(diào)節(jié)所得混合液的pH至8～12（優(yōu)選9～10）后于100～200℃下水熱反應(yīng)1～48小時(shí)，分離、洗滌并干燥所得沉淀制得所述羥基磷灰石納米棒。

在此，另一方面，本發(fā)明還提供一種水熱法制備羥基磷灰石納米線的方法，將水溶性鈣鹽水溶液以3～50毫升/分鐘的速率滴加至核黃素磷酸鈉水溶液中，調(diào)節(jié)所得混合液的pH至4～6后于100～200℃下水熱反應(yīng)1～48小時(shí)，分離、洗滌并干燥所得沉淀制得所述羥基磷灰石納米線。

本發(fā)明采用有機(jī)生物分子核黃素磷酸鈉作為磷源，采用無機(jī)水溶性鈣鹽作為鈣源，在水熱條件下使核黃素磷酸鈉逐步水解釋放出磷酸根離子，與體系中存在的鈣離子反應(yīng)，制備羥基磷灰石納米棒和納米線。核黃素磷酸鈉本身生物降解性能好，環(huán)境友好，而且通過普通的水熱反應(yīng)即可使核黃素磷酸鈉逐步水解釋放出磷酸根離子而無需像本發(fā)明人在線的申請(qǐng)那樣采用微波輔助的方法。本發(fā)明具有工藝簡單、快速、成本低、環(huán)境友好、形貌可控等優(yōu)點(diǎn)，是一種適合規(guī)模化生產(chǎn)的制備方法。例如，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH、水熱反應(yīng)時(shí)間和溫度制備了一維納米結(jié)構(gòu)羥基磷灰石，包括羥基磷灰石納米棒和納米線。本發(fā)明的方法制得的羥基磷灰石納米棒和納米線或經(jīng)過修飾或改性后的羥基磷灰石納米棒和納米線具有優(yōu)異的蛋白質(zhì)吸附和釋放性能，可望在藥物傳輸、組織工程、骨缺損修復(fù)和蛋白質(zhì)吸附領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

較佳地，將水溶性鈣鹽水溶液以10～20毫升/分鐘的速率滴加至核黃素磷酸鈉水溶液。

較佳地，所述水熱反應(yīng)的溫度為140～180℃，時(shí)間為6～24小時(shí)。

較佳地，水溶性鈣鹽與核黃素磷酸鈉的摩爾比可為1：2～2：1。

較佳地，所述水溶性鈣鹽水溶液的摩爾濃度可為0.001～0.1摩爾/升。

較佳地，所述核黃素磷酸鈉水溶液的摩爾濃度可為0.001～0.1摩爾/升。

在本發(fā)明中，所述水溶性鈣鹽可采用氯化鈣和/或其水合物、硝酸鈣和/或其水合物、和/或乙酸鈣和/或其水合物。

附圖說明