[發明專利]一種制備碳酸鈣/磷酸鈣復合納米球的方法

有效

• 申請號: 201310714584.4
• 申請日: 2013-12-21
• 公開（公告）號: CN103708519A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 朱英杰;漆超;陳峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;C01B25/32;B82Y30/00
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

技術領域

本發明涉及一種制備碳酸鈣/磷酸鈣復合納米球的方法，具體說，是涉及一種采用含磷生物分子作為穩定劑和磷源，并在微波加熱條件下制備碳酸鈣/磷酸鈣復合納米球的方法，屬于生物材料制備技術領域。

背景技術

碳酸鈣和磷酸鈣均是生物界中最主要的礦物種類，它們在生物體中起著重要的作用。其中碳酸鈣是甲殼類動物的外骨骼、海洋生物的外殼以及鳥類的蛋殼之中的主要無機成分，而磷酸鈣則是人體骨骼和牙齒的主要無機成分，所含鈣和磷元素是細胞生長所必需的營養元素，其良好的生物活性、生物相容性以及生物可降解性使其常應用于骨骼替代材料、牙齒填充材料、藥物輸運載體以及基因轉染等生物醫學領域。

碳酸鈣和磷酸鈣由于合成方法的不同，具有不同的結晶性、尺寸、形貌以及物理化學性質，因而具有不同的用途。無定形碳酸鈣和無定形磷酸鈣作為水溶液中沉積碳酸鈣和磷酸鈣礦物的最初物相，其與晶態碳酸鈣和磷酸鈣（如結晶性良好的方解石相和羥基磷灰石相）相比，具有更好的生物活性和生物可降解性（例如生物降解性），因而廣泛地應用于藥物輸運、蛋白吸附、基因轉染等生物醫學領域。但是無定形相作為一種介穩相，其在水溶液中很不穩定，將通過溶解、成核和結晶等過程轉變為相對應的結晶礦物相。

一直以來，研究者在制備無定形碳酸鈣和磷酸鈣方面作了大量的研究，比較常見的方法是模擬生物礦化過程，在制備碳酸鈣和磷酸鈣的水溶液中添加穩定劑。現有文獻報道的穩定劑包括鎂離子、聚天冬氨酸、樹枝狀高分子、聚丙烯酸、聚乳酸-聚乙二醇以及磷酸酯等有機物。例如中國專利CN100428963公開一種無定形磷酸鈣粉末的制備方法，其采用聚乙二醇、均丙烯酸等聚合物作為穩定劑，但聚合物添加量較大、造成成本增加，而且其制備溫度限制較嚴。又如中國專利CN100445201公開一種納米非晶態磷酸鈣粉末的制備方法，其采用環糊精等有機物作為穩定劑，但該方法操作時間較長。

雖然目前人工合成碳酸鈣或磷酸鈣的方法很多，但直接利用生物體內的有機生物分子作為穩定劑，研究其在生物礦化過程中所起到的作用還少有報道。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的是提供一種制備碳酸鈣/磷酸鈣復合納米球的方法。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種制備碳酸鈣/磷酸鈣復合納米球的方法，包括如下步驟：

a)將水溶性鈣鹽溶于去離子水中，然后加入穩定劑，并調節溶液的pH值為7～11，形成A溶液；

b)將水溶性碳酸鹽溶于去離子水中，形成B溶液；

c)將B溶液逐滴加入A溶液中，并控制溶液體系的pH為7～11；

d)滴畢，在室溫下攪拌一定時間，然后轉入微波反應器中，在100～200℃下保溫反應1～60分鐘；自然冷卻至室溫，進行離心分離、洗滌和干燥，即得碳酸鈣/磷酸鈣復合納米球。

作為優選方案，所述的水溶性鈣鹽為氯化鈣和/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。

作為優選方案，所述的穩定劑為含磷生物分子。

作為進一步優選方案，所述的含磷生物分子為磷酸腺苷或磷酸腺苷鹽。

作為更進一步優選方案，所述的磷酸腺苷鹽為三磷酸腺苷二鈉鹽和/或其水合物。

作為優選方案，所述的水溶性碳酸鹽為碳酸鈉和/或其水合物、碳酸氫鈉和/或其水合物、碳酸鉀和/或其水合物、碳酸氫鉀和/或其水合物、碳酸銨和/或其水合物、和/或碳酸氫銨和/或其水合物。

作為優選方案，所述水溶性鈣鹽與穩定劑的摩爾比為1:1～25:1，進一步優選為5:1～15:1。

作為優選方案，所述水溶性鈣鹽與水溶性碳酸鹽的摩爾比為1:10～10:1，進一步優選為1:4～4:1。

作為優選方案，A溶液中水溶性鈣鹽的摩爾濃度為0.001～1摩爾/升，進一步優選為0.005～0.1摩爾/升。

與現有技術相比，本發明方法具有工藝簡單、操作方便、不需要復雜昂貴設備、易于實現工業化生產等優點。通過本發明方法制備的碳酸鈣/磷酸鈣復合納米球可作為生物醫用材料用于藥物輸運、基因轉染、硬組織修復等領域，具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1為實施例1～6樣品的X射線粉末衍射(XRD)圖譜；

圖2為實施例1樣品的掃描電子顯微鏡（SEM）照片；

圖3為實施例1樣品在不同濃度下對細胞存活率的影響；

圖4為實施例1樣品在不同初始濃度下對牛血紅蛋白的吸附量的影響；