[發明專利]一種生物活性納米粒子及其制備方法

有效

• 申請號: 201410072292.X
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103845756A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 邱東;王晨
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: A61L27/10
• 分類號: A61L27/10;A61L27/54;A61L27/50
• 代理公司: 北京慶峰財智知識產權代理事務所(普通合伙) 11417
• 代理人: 劉元霞;謝蓉

技術領域

本發明涉及一種生物活性納米粒子，特別涉及包括由膠體二氧化硅納米粒子表面改性的一種生物活性納米粒子及其制備方法。

背景技術

硅基生物活性玻璃陶瓷由于具有良好的生物活性而在骨組織移植和修復材料中具有很高的應用價值，如其在生物體內能夠誘導新生骨的生長。在實際應用中，作為硅基生物活性玻璃陶瓷的一種存在形式，硅基生物活性粒子，因其尺寸小，可以更容易地填充進入骨受損部位而備受外科手術大夫的青睞。另外，硅基生物活性粒子還可以作為一種填充材料加入聚合物基體中，從而增強其力學性能和生物活性。近幾年研究發現，納米尺寸的生物活性粒子在聚合物力學性能以及生物活性增強方面都較傳統的微米或更大尺寸的生物活性粒子具有更為顯著的效果。而且，生物活性納米粒子和動物體中的無機組分——羥基磷灰石（直徑小于100納米）尺寸更為接近。

溶膠-凝膠法是目前制備硅基生物活性納米粒子最為普遍的一種方法，但是如何使鈣較為容易地進入到體系中是這種方法目前還難以跨越的一個壁壘。硝酸鈣是制備生物活性玻璃陶瓷最常用的鈣的前驅體，但是由于硝酸根離子的毒性，必須將材料在500度或者更高的高溫下燒結。雖然目前甲氧乙醇鈣可以代替硝酸鈣作為鈣的前驅體使用，但是由于體系中存在水解后的有機成分仍然需要200度以上的高溫處理，而高溫會使得納米粒子的分散性變差，從而影響其生物和力學性能的表達。另外，通過此種溶膠-凝膠法制備生物活性納米粒子時，由于鈣的加入往往會影響所得粒子的形貌和粒徑分布，較難獲得單分散的形貌可控的納米粒子。

前人研究中發現，無論是在生物體內還是在模擬體液中，生物活性玻璃陶瓷能夠形成羥基磷灰石最重要的步驟是硅羥基（Si-OH）的形成和鈣離子（Ca²⁺）的釋放。生物活性玻璃陶瓷釋放Ca²⁺使得體系中Ca²⁺處于過飽和狀態，過飽和的Ca²⁺會在Si-OH處成核，促進羥基磷灰石的生成，從而表現出良好的生物活性。通過溶膠-凝膠法可以制備表面帶有大量Si-OH的膠體二氧化硅納米粒子，但是由于缺少鈣元素，膠體二氧化硅納米粒子并無生物活性。所以，本發明通過將鈣引入到這種膠體二氧化硅納米粒子中，從而尋找到一種可以在常溫下制備硅基生物活性納米粒子的方法。

發明內容

本發明提供了一種生物活性納米粒子以及制備方法。

本發明通過如下技術方案實現：

一種生物活性納米粒子，其特征在于，所述生物活性納米粒子為經鈣離子（例如含鈣離子的化合物）表面改性的膠體二氧化硅納米粒子。

在一個實施方案中，所述生物活性納米粒子為經含鈣離子的化合物表面改性的膠體二氧化硅納米粒子。

優選地，所述含鈣離子的化合物可以為堿類、鹽類化合物或配合物。例如，所述含鈣離子的化合物中的陰離子可以為OH^-、Cl^-、Br^-、I^-、CO₃^2-、HCO₃^-、SO₄^2-、HSO₄^-、SO₃^2-、HSO₃^-、NO₃^-、CH₃COO^-、CH₃O^-、C₂H₅O^-等或其混合物。

在一個實施方案中，所述生物活性納米粒子的大小可以通過改變原料膠體二氧化硅納米粒子的大小進行調節。

所述生物活性納米粒子可以為任何形狀的，例如無規粒子或球形粒子。

對于本發明的生物活性納米粒子的粒徑沒有特別限定，例如可以為1納米至900納米，或10納米至800納米，例如12、25、40、50、100、300或600納米。優選地，所述生物活性納米粒子的粒徑是均勻的，優選地，其粒徑多分散指數（polydispersity?index,PDI）小于0.2。

本發明還提供一種生物活性納米粒子的制備方法，其特征在于，所述方法包括使用鈣離子（例如含鈣離子的化合物）將膠體二氧化硅納米粒子表面改性。