[發(fā)明專利]一種長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610509956.3
• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN107555405B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王潔欣;呂博楊;樂園;曾曉飛;陳建峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎;趙曉丹

本發(fā)明公開一種長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法。所述方法是將磷酸鹽或磷酸與鈣鹽進(jìn)行混合反應(yīng)制備得到磷酸鈣納米粉體，通過向反應(yīng)物中加入pH調(diào)節(jié)劑，可調(diào)控磷酸鈣納米顆粒的一維尺寸為50nm～5μm，長徑比為2～50；通過控制磷酸鹽或磷酸與鈣鹽的進(jìn)料比為1.5～1.67，可調(diào)控產(chǎn)物磷酸鈣納米粉體的組成和比例；所述磷酸鈣納米粉體為β?磷酸三鈣和/或羥基磷灰石。本發(fā)明方法通過對pH調(diào)節(jié)劑中弱堿與較強(qiáng)堿比例的控制，來調(diào)控產(chǎn)物長徑比；通過改變鈣源與磷源的進(jìn)料比例，來控制產(chǎn)物的鈣磷比；并結(jié)合超重力技術(shù)強(qiáng)化微觀混合效果，制備磷酸鈣納米粉體，其生產(chǎn)成本低、操作簡單、重復(fù)性好，具有更好的應(yīng)用性能和更廣泛的應(yīng)用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磷酸鈣類材料及其制備領(lǐng)域。更具體地，涉及一種長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法。

背景技術(shù)

磷酸鈣類生物材料是一種能夠在生理環(huán)境中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的衰變，其產(chǎn)物被機(jī)體吸收利用或通過循環(huán)系統(tǒng)排出體外，發(fā)生生物降解，并同時(shí)完成特定的功能要求的生物材料。它具有良好的生物相容性、生物可降解性，無毒副作用，對人體無害等特點(diǎn)，這些優(yōu)良的性能使得它獲得了廣泛的應(yīng)用。

眾所周知，許多納米材料的優(yōu)良特性都是取決于納米材料的粒度、制備工藝等因素。當(dāng)今研究的重點(diǎn)主要放在控制晶體的尺寸、形態(tài)以及產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量比上。不同形貌、不同化學(xué)計(jì)量比的磷酸鈣納米粒子，所具有的表面特性、結(jié)晶過程以及生物活性等性能和其臨床應(yīng)用開發(fā)的途徑不同。具有長徑比及鈣磷比調(diào)節(jié)的磷酸鈣已成為骨修復(fù)領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢，目前已被廣泛應(yīng)用于組織工程支架、種植體表面、骨水泥、藥物緩釋等研究中。

高長徑比的HA不但具有良好的生物相容性，而且具有更好的力學(xué)性能，更加適宜用于生物復(fù)合材料的增強(qiáng)體，因此，制備長徑比可控的納米羥基磷灰石引起了越來越多學(xué)者的興趣。低鈣磷比的磷酸鈣具有較好的骨誘導(dǎo)性，易于吸收降解，允許鄰近骨組織長入，但往往具有較低的力學(xué)強(qiáng)度，而高鈣磷比的磷酸鈣材料具有較高的力學(xué)強(qiáng)度而其骨誘導(dǎo)能力不足，降解性較差。因此，希望復(fù)合羥基磷灰石和磷酸三鈣，改變磷酸鈣粉體鈣磷比，利用二者在體內(nèi)的不同降解吸收速率及抗壓強(qiáng)度，改善材料的生物活性。

目前，國內(nèi)外制備納米磷酸鈣粉體的技術(shù)已經(jīng)相對成熟，普遍制法為使用可溶性鈣鹽和磷源(如氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣等)利用液相沉淀法制備出磷酸鈣粉體，通過添加改性劑包覆所得顆粒，經(jīng)煅燒或水熱形成結(jié)晶的納米磷酸鈣顆粒。此類制備方法主要的缺陷為產(chǎn)物團(tuán)聚嚴(yán)重，顆粒粒徑較大，且不能同時(shí)控制產(chǎn)物的鈣磷比與長徑比，限制了其在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的應(yīng)用。且需額外添加其他表面活性劑、晶型調(diào)節(jié)劑等材料，增加了其制備成本，經(jīng)濟(jì)性差，同時(shí)會引入其他物質(zhì)，影響其應(yīng)用性能。

因此，需要提供一種不需要添加任何表面活性劑、晶型調(diào)節(jié)劑，且長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種不需要添加任何表面活性劑、晶型調(diào)節(jié)劑，且長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法。該制備方法所制備得到的磷酸鈣納米粉體為β-磷酸三鈣、羥基磷灰石或者二者復(fù)合產(chǎn)物，可以控制產(chǎn)物的鈣磷比在1.5～1.67之間，一維尺寸在50nm～5μm之間；長徑比為2～50之間。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)長徑比和鈣磷比調(diào)控的原理在于：通過對pH調(diào)節(jié)劑中弱堿與較強(qiáng)堿比例的控制，對反應(yīng)體系OH^-的濃度進(jìn)行控制，從而影響各晶面生長速度，以此來控制磷酸鈣長徑比；通過改變鈣源與磷源的進(jìn)料比例，調(diào)控不同絡(luò)合基團(tuán)結(jié)合的比例，從而控制產(chǎn)物的鈣磷比；同時(shí)利用旋轉(zhuǎn)填充床強(qiáng)化了混合傳質(zhì)混合過程的優(yōu)勢，縮小了反應(yīng)設(shè)備的尺寸與重量，為工作體系停留的可控性及混合效果的均勻性提供了保證。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：