[發(fā)明專(zhuān)利]一種制備納米棒狀晶羥基磷灰石水溶膠的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610243392.3
• 申請(qǐng)日: 2016-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105905877B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉斌;姚義俊;周凱;饒偉鋒;陳卓;趙俊杰;陳順江;張?jiān)娪?/a>;張旭良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01B25/32
• 分類(lèi)號(hào): C01B25/32;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京鐘山專(zhuān)利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備納米棒狀晶羥基磷灰石水溶膠的方法，屬于納米生物陶瓷合成領(lǐng)域。

背景技術(shù)

羥基磷灰石是生物體內(nèi)最穩(wěn)定的一種磷酸鈣相。該化合物通常用來(lái)表示骨和牙齒等硬組織礦物成分，因?yàn)樗哂袃?yōu)良的生物相容性和生物活性，以及較強(qiáng)的離子交換能力。人工合成的羥基磷灰石(HA，Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)，特別是納米顆粒，具有與自然骨有相似的性能，因而它在諸如骨組織工程、重金屬離子吸附、蛋白質(zhì)吸附和藥物釋放等領(lǐng)域有著非常廣泛地應(yīng)用。但是由于納米顆粒本身超高的比表面積使得它們非常容易團(tuán)聚，從而極大地限制了羥基磷灰石在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)。因此具有單分散性的納米羥基磷灰石水溶膠被認(rèn)為是生物相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域重要的材料。

目前，很多的研究都提出了制備納米羥基磷灰石穩(wěn)定水溶膠的方法。中國(guó)專(zhuān)利CN101185771A公開(kāi)了一種在溶液中制備高分散性納米羥基磷灰石溶膠的方法。該方法利用檸檬酸鈉和六偏磷酸鈉為分散劑，采用兩步法工序，得到高分散性的納米棒狀羥基磷灰石溶膠。該方法所使用的分散劑和穩(wěn)定劑雖然對(duì)環(huán)境和生物體基本無(wú)害,但在水溶膠中大量殘留，影響羥基磷灰石使用。中國(guó)專(zhuān)利CN1847193A公開(kāi)了一種水熱法制備納米羥基磷灰石溶膠的方法，其具體做法是：將檸檬酸鹽和鈣鹽混合溶于水配成溶液，與磷酸鹽溶液混合，在60-100℃條件下反應(yīng)2-6h，然后采用超濾方法除掉膠體溶液中的鹽，得到純化的納米羥基磷灰石的膠體溶液。該方法得到的溶膠體系中雖然沒(méi)有殘留的添加劑，但是60-100℃的常壓反應(yīng)條件容易引起顆粒的局部團(tuán)聚和長(zhǎng)大，從而破壞納米羥基磷灰石形態(tài)的均勻性。中國(guó)專(zhuān)利CN104445129A公開(kāi)了一種水基羥基磷灰石膠態(tài)液晶的制備方法，該方法將可溶性的鈣鹽溶液，檸檬酸鹽溶液和磷酸鹽溶液混合，然后在90-200℃下反應(yīng)3-48小時(shí)后,將反應(yīng)液離心洗滌得到沉淀物,經(jīng)重分散制得水基羥基磷灰石膠態(tài)液晶。該方法得到的產(chǎn)物質(zhì)量穩(wěn)定且工藝重復(fù)，但其中的反應(yīng)需在高壓反應(yīng)器中進(jìn)行，對(duì)反應(yīng)條件要求比較嚴(yán)格。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種制備納米棒狀晶羥基磷灰石水溶膠的方法，該方法原料無(wú)毒，成本低廉，合成工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施，產(chǎn)物均勻性好、穩(wěn)定性高，工藝重復(fù)性好。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下列技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種制備納米棒狀晶羥基磷灰石水溶膠的方法，包括以下步驟：

1)配制0.1-0.5M的可溶性鈣鹽溶液，加入檸檬酸，形成混合溶液A；配制0.1-0.5M可溶性磷酸鹽溶液B；

2)將上述混合溶液A緩慢滴加入溶液B中，邊滴加邊攪拌，形成混合溶液C，待滴加結(jié)束后，加入氨水調(diào)節(jié)混合溶液C的pH值為9-11，常溫充分反應(yīng)后，將混合溶液C室溫陳化至少24h；

3)將上述陳化后的混合溶液C再次高速攪拌至少1h后陳化；優(yōu)選地，陳化24h，重復(fù)2次；

4)利用高速離心機(jī)將上述溶液離心得到沉淀物,利用去離子水和無(wú)水乙醇交替離心洗滌沉淀至少2次,以去除體系里多余的電解質(zhì),得到直徑為5-10nm、長(zhǎng)度為50-80nm，結(jié)晶性良好的羥基磷灰石納米棒；

5)將上述羥基磷灰石納米棒重新分散于去離子水中，形成10-20wt％的分散液，得到具有納米棒狀晶的羥基磷灰石水溶膠。

可選地，上述步驟1)中，所述的可溶性鈣鹽為硝酸鈣、氯化鈣和醋酸鈣中的任意一種或一種以上任意比例的混合物。

可選地，上述步驟1)中，所述的可溶性磷酸鹽為磷酸鈉、磷酸鉀和磷酸胺中的任意一種或一種以上任意比例的混合物。

可選地，上述步驟2)中，所述的混合溶液C中，鈣離子:磷酸根離子:檸檬酸根離子的摩爾比為1:0.67:0.7-1.2。

優(yōu)選地，上述步驟2)中，所述混合溶液A緩慢滴加入溶液B中時(shí)，滴加速度為0.5-1ml/min。

本發(fā)明達(dá)到了如下的有益效果：

1)本發(fā)明在反應(yīng)的前驅(qū)溶液中加入大量檸檬酸根離子，目的是使鈣離子與檸檬酸根離子充分發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，從而使得鈣離子與磷酸根離子反應(yīng)時(shí)具有更多的成核位點(diǎn)。同時(shí)通過(guò)控制溶液的滴加速度(0.5-1ml/min)，使得磷酸根離子與各位點(diǎn)的鈣離子充分結(jié)合，增加成核率。然后通過(guò)陳化和重復(fù)攪拌，抑制羥基磷灰石晶粒過(guò)快生長(zhǎng)，得到晶粒細(xì)小且分布均勻。

2)本發(fā)明得到的納米棒狀晶的羥基磷灰石水溶膠靜置14天后仍無(wú)明顯沉淀現(xiàn)象。