[發(fā)明專利]一種碳酸鈣自組裝結(jié)構(gòu)的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610489923.7
• 申請(qǐng)日: 2016-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN106145173B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張萬(wàn)賓;黃惠媛;張文凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張文凱
• 主分類號(hào): C01F11/18
• 分類號(hào): C01F11/18
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務(wù)所(普通合伙)33228
• 代理人: 代忠炯

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及生物礦化領(lǐng)域，尤其涉及一種碳酸鈣自組裝結(jié)構(gòu)的制備方法。

【背景技術(shù)】

在自然界中，迄今為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)60多種生物礦物活躍在各類生命體中，如磁性細(xì)菌中的磁性晶體和哺乳動(dòng)物的骨骼和牙齒，這種在生物體內(nèi)將無(wú)機(jī)礦物和有機(jī)材料組合在一起、構(gòu)建以無(wú)機(jī)物為基礎(chǔ)的特殊的生命過(guò)程稱為生物礦化。通過(guò)該過(guò)程產(chǎn)生的天然生物礦物是以鈣、磷、鎂、硅、氧、碳、氫、硫、錳和鐵為主要組成元素，在形貌、尺寸、結(jié)晶度、同素異構(gòu)體以及痕量成分等方面各有不同且具有特殊高級(jí)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜組成。

在眾多的生物礦物中，碳酸鈣以其不同的晶體結(jié)構(gòu)在不同的生物體中扮演不同的功能角色，如由文石晶體和有機(jī)基質(zhì)構(gòu)成的貝殼，它不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能，而且損傷后在損傷處可以再生，這對(duì)醫(yī)學(xué)非常具有啟發(fā)意義。因此，開發(fā)新的方法制備復(fù)雜的碳酸鈣自組裝結(jié)構(gòu)，將會(huì)為人體骨骼和牙齒的再生研究提供思路，也可能提供可用于救治人體骨骼和牙齒損傷的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種碳酸鈣自組裝結(jié)構(gòu)的制備方法，能夠制備出高度復(fù)雜的碳酸鈣自組裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種碳酸鈣自組裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將氟化鈣或硝酸鈣溶于水配置成Ca²⁺濃度為0.01～1mol/L的溶液，加硝酸將溶液的pH調(diào)至4～5；

(2)在步驟(1)所得的溶液中加入透明質(zhì)酸和葡聚糖，所述透明質(zhì)酸的加入量為步驟(1)溶液質(zhì)量的1～5％，所述葡聚糖的加入量為步驟(1)溶液質(zhì)量的1～5％，在40～50℃條件下，攪拌至完全溶解后，繼續(xù)攪拌30～60min；

(3)停止加熱，將步驟(2)所得的溶液冷卻至室溫，取適量置于敞口玻璃容器中，所述適量指液面距容器底的高度為10～20mm，向液面吹流動(dòng)的NH₃和CO₂的混合氣體，所述混合氣體的流量為0.01～0.1mL/min，NH₃和CO₂的體積比為1:(0.8～1.2)，反應(yīng)4～24h；

(4)將步驟(3)所得的混合物過(guò)濾，將濾餅水洗至pH為6～7；

(5)將步驟(4)所得的濾餅醇洗，烘干，研磨粉碎，得到最終產(chǎn)品。

優(yōu)選的，上述透明質(zhì)酸的分子量為100萬(wàn)～220萬(wàn)。

優(yōu)選的，上述葡聚糖為β-葡聚糖。

優(yōu)選的，上述透明質(zhì)酸的加入量為步驟(1)溶液質(zhì)量的1～3％，所述葡聚糖的加入量為步驟(1)溶液質(zhì)量的1～3％。

優(yōu)選的，上述步驟(3)中的混合氣體的吹氣位置距離液面5～10mm。

優(yōu)選的，上述步驟(3)的混合氣體中NH₃和CO₂的體積比為1:1。

優(yōu)選的，上述步驟(3)混合氣體的流量為0.01～0.02mL/min。

優(yōu)選的，上述步驟(5)的醇洗為乙醇清洗。

優(yōu)選的，上述步驟(5)的烘干溫度為80～90℃。

優(yōu)選的，上述產(chǎn)品的結(jié)晶形態(tài)為球霰石。

本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

1)本發(fā)明通過(guò)適當(dāng)?shù)呐浞健⑴浔群筒襟E，采用非常低能的仿生過(guò)程，制備出具有高度復(fù)雜的碳酸鈣自組裝結(jié)構(gòu)，其晶體的生長(zhǎng)行為由廣泛存在于細(xì)胞中的透明質(zhì)酸和葡聚糖誘導(dǎo)調(diào)控；透明質(zhì)酸含有大量的羥基和羧基，具有極強(qiáng)的親水性，且對(duì)Ca²⁺具有較大的親和力，并且具有很好的粘彈性，可以控制結(jié)晶過(guò)程中的原料遷移及遷移速率，而葡聚糖具有獨(dú)特的螺旋結(jié)構(gòu)、凝膠能力和藥理學(xué)性質(zhì)，可以與透明質(zhì)酸協(xié)同作用，形成一定的接枝，集二者的優(yōu)點(diǎn)為生物礦化過(guò)程的研究提供了思路；2)本發(fā)明的原料易得，工藝簡(jiǎn)單，制備條件溫和，后處理簡(jiǎn)單，無(wú)任何殘留，材料的生物相容性良好；3)本發(fā)明制備了自然過(guò)程中不能穩(wěn)定存在的球霰石結(jié)晶形態(tài)，形貌規(guī)則有序，均勻性好；4)本發(fā)明可以通過(guò)通氣時(shí)間直接控制晶體的生長(zhǎng)大小，且再次通氣后可以繼續(xù)生長(zhǎng)。

【附圖說(shuō)明】

圖1是實(shí)施例一的掃描電鏡照片。

【具體實(shí)施方式】

以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

以下所提供的實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明所涵蓋的范圍，所描述的步驟也不是用以限制其執(zhí)行順序。本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有公知常識(shí)對(duì)本發(fā)明做顯而易見的改進(jìn)，亦落入本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例一

一種碳酸鈣自組裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：