[發明專利]近紅外發光鈦酸鈣多孔納米纖維的制備方法

在審

• 申請號: 201510457951.6
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN105063806A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 李翔;張秋紅;韓高榮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: D01F9/08
• 分類號: D01F9/08;D01F1/10;C09K11/67;A61K47/02;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

本發明涉及一種近紅外發光鈦酸鈣多孔納米纖維的制備方法，屬于無機非金屬材料領域。

背景技術

生物相容性好且可降解的聚合物纖維應用于組織工程由來已久，其制備技術主要是靜電紡絲法。靜電紡絲法制備工藝簡單、成本低，并且合成的纖維具有尺寸可控，比表面積大等優點。而近幾十年來，靜電紡絲法制備的無機功能陶瓷，比如生物玻璃、氧化硅等，在生物醫學工程的應用受到了廣泛關注。

鈦酸鈣是一種具有良好生物相容性的無機非金屬材料，主要用于骨移植體的表面涂層，用于提高羥基磷灰石與基體的粘附強度以及抑制羥基磷灰石溶解在骨吸收產生的酸性環境中。釹摻雜鈦酸鈣可實現近紅外光激發產生近紅外光發射，激發光和發射光都位于生物組織光學窗口(700nm-1100nm)，而靜電紡絲法制備的纖維具有粗糙多孔的結構，因此，近紅外發光鈦酸鈣多孔納米纖維有望應用于光示蹤藥物釋放體系。

發明內容

本發明的目的在于提供一種近紅外發光鈦酸鈣多孔納米纖維的制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種近紅外發光鈦酸鈣多孔納米纖維的制備方法，包括以下步驟：

（1）將鈦酸丁酯溶于乙醇中，鈦的摩爾濃度為0.2M；

（2）攪拌溶解后，向步驟（1）所得的混合溶液中滴加冰乙酸，乙醇和冰乙酸的體積比為3:1；

（3）攪拌狀態下，向步驟（2）所得的混合溶液中滴加乙酰丙酮，乙醇和乙酰丙酮的體積比為12:1；

（4）攪拌溶解后，向步驟（3）所得的混合溶液中加入硝酸鈣，使鈦酸丁酯和硝酸鈣的摩爾比為1:0.99，得到鈦酸丁酯和硝酸鈣的混合溶液；

（5）將0.2104g硝酸釹溶于20mL二甲基甲酰胺中，得到硝酸釹的二甲基甲酰胺溶液；

（6）攪拌狀態下，向步驟（4）制得的鈦酸丁酯和硝酸鈣的混合溶液中滴加步驟（5）制得的硝酸釹的二甲基甲酰胺溶液1mL，使鈦酸丁酯、硝酸鈣和硝酸釹的摩爾比為1:0.99：0.01；

（7）攪拌溶解后，向步驟（6）制得的混合溶液中滴加二甲基甲酰胺2mL，同時加入分子量為1300000聚乙烯吡咯烷酮，使聚乙烯吡咯烷酮的摩爾濃度為0.025mM，攪拌4小時，得到穩定的透明溶膠；

（8）將步驟（7）配制的溶膠裝入靜電紡絲裝置的注射器中，在靜電作用下紡絲；

（9）將步驟（8）中收集到的鈦酸鈣納米纖維置于80℃烘箱內干燥12h，然后放入管式爐中以2℃/min的速率升溫到700℃保溫2h后自然冷卻至室溫取出，得到近紅外發光鈦酸鈣多孔納米纖維。

靜電紡絲的條件設置為：流速為0.5mL/h，外加靜電壓為9.8-10.8kV，收集距離為15cm，溫度為25℃，濕度為40%。

本發明采用溶膠凝膠結合靜電紡絲法，以鈦酸丁酯和硝酸鈣分別作為鈦源和鈣源，乙醇、冰乙酸和二甲基甲酰胺作為溶劑，聚乙烯吡咯烷酮用于調節粘度，通過摻雜稀土元素釹，經后期熱處理后，成功實現近紅外發光鈦酸鈣納米纖維的合成。具有以下有益效果：

1.本發明工藝過程簡單，成本低；

2.制備的釹摻雜鈦酸鈣納米纖維為正交鈦酸鈣純相，在氙燈800nm激發下產生1072nm發射，激發光和發射光都位于生物組織光學窗口；

3.制備的釹摻雜鈦酸鈣納米纖維MTT實驗表明其生物相容性良好，將鈦酸鈣納米纖維通過植入方式應用于局部藥物釋放過程中，多孔結構有利于藥物裝載，釋放過程中的發光信號的衰減可用于監測藥物釋放行為。

附圖說明

圖1是近紅外發光鈦酸鈣納米纖維的XRD圖譜；

圖2是近紅外發光鈦酸鈣納米纖維的PL圖；

圖3是近紅外發光鈦酸鈣納米纖維的MTT測試結果圖；

圖4是近紅外發光鈦酸鈣納米纖維的TEM圖。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明方法作進一步詳細說明。

（1）將0.8169g鈦酸丁酯溶于6mL乙醇中，鈦的摩爾濃度為0.2M；

（2）攪拌溶解后，向步驟（1）中滴加冰乙酸，乙醇和冰乙酸的體積比為3:1；

（3）攪拌狀態下，向步驟（2）中滴加乙酰丙酮0.5mL；

（4）攪拌溶解后，向步驟（3）制得的鈦酸丁酯溶液中加入0.5611g硝酸鈣，得到溶液A；

（5）將0.2104g硝酸釹溶于20mL二甲基甲酰胺中，得到溶液B；

（6）攪拌狀態下，向步驟（4）得到溶液A中滴加1mL溶液B，得到混合溶液C；