[發明專利]一種摻砷羥基磷灰石/磷酸鈣粉體及其制備方法

在審

• 申請號: 201611020270.4
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106699162A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 鄧春林;韋路希
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/626;C04B35/622
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及離子摻雜羥基磷灰石材料領域，具體涉及一種摻砷羥基磷灰石/磷酸鈣粉體及其制備方法。

背景技術

羥基磷灰石(HA)是天然骨組織的主要無機成分，具有良好的生物相容性，常作為骨修復材料植入體內。但在自然骨中的磷灰石不是完整的，而是存在缺陷和替代，F^-、CO₃^2-、Mg²⁺、Si⁴⁺、Sr²⁺等離子會摻入磷灰石結構。將元素摻入HA，不僅能更好的模擬自然骨成分，還能賦予HA新的功能。雙相磷酸鈣陶瓷(BCP)常指不同HA/β-TCP比例的鈣磷材料，它有較HA更好的溶解性能。

離子摻雜改性的晶體除了對力學性能和理化性能有顯著影響，還在熱穩定性、降解性、表面活性以及生物特性等方面有不可忽視的變化。摻硅能有效提高HA的生物活性，促進成骨細胞的增殖分化；摻鍶可使HA具有更好的力學性能和生物相容性；摻銀增強了HA的抗菌性和耐腐蝕性，使HA具有抗菌消炎的作用；摻鈦可使HA具有更高的催化活性，摻雜稀土元素能使HA具有熒光性能，可應用于熒光標記和熒光探針等生物學應用。近些年來，微量元素摻雜HA的研究取得了不小的進展，越來越多元素種類的摻雜使HA的應用越來越廣泛。

砷是一種有毒元素，但已有研究發現，亞砷酸可以抑制腫瘤細胞的增殖活性并誘導細胞的凋亡，通過抑制腫瘤血管生成及抑制端粒酶活性而發揮抗瘤作用。將微量砷摻入HA，使HA同時具有骨修復和抗癌作用，減少骨肉瘤患者復發的可能性。但目前尚未有研究報道摻砷HA粉體材料，砷能否摻入HA中，砷的摻入對HA有何影響，砷的摻入使HA具體增加了何種功效，都是需要深入研究并解決的問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種摻砷羥基磷灰石/磷酸鈣粉體及其制備方法，以得到一種具有良好生物活性的功能鈣磷生物材料，制備的摻砷羥基磷灰石/磷酸鈣粉體產量高，且分散性好。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案來實現。

一種摻砷羥基磷灰石/磷酸鈣粉體，粉體顆粒為長棒形結構，長棒形顆粒的長度為80～150nm，長棒形顆粒的寬度為40～50nm；摻砷羥基磷灰石/磷酸鈣粉體中，砷酸根替代了部分磷酸根，砷的摻雜量為0.1～10wt％，優選為3～10wt％；摩爾比Ca：(P+As)＝1.67。

制備上述一種摻砷羥基磷灰石/磷酸鈣粉體的方法，包括如下步驟：

(1)將砷源溶液與磷源溶液混合攪拌均勻后，滴加到鈣源溶液中；滴加完畢后持續反應，反應結束后進行陳化、離心、干燥、研磨，得到摻砷羥基磷灰石前驅體粉體；

(2)將摻砷羥基磷灰石前驅體粉體置于馬弗爐中燒結，降溫，得到所述摻砷羥基磷灰石/磷酸鈣粉體。

進一步地，步驟(1)中，所述砷源溶液為Na₃AsO₄溶液，濃度為0.1mol/L。

進一步地，步驟(1)中，所述磷源溶液為(NH₄)₃PO₄·3H₂O溶液，濃度為0.25mol/L。

進一步地，步驟(1)中，所述鈣源溶液為Ca(NO₃)₂·4H₂O溶液，濃度為0.5mol/L。

進一步地，步驟(1)中，所述砷源溶液與磷源溶液混合后的混合溶液用濃氨水調節pH至大于或等于10。

進一步地，步驟(1)中，所述鈣源溶液在滴加磷源與砷源的混合溶液前，用濃氨水調節pH至大于或等于11，且加入了分散劑進行分散，分散劑的添加量為鈣源溶液的0.3～0.4wt％。

更進一步地，步驟(1)中，所述分散劑為聚乙二醇，聚乙二醇的分子量為6000。

進一步地，步驟(1)中，所述滴加的速度采用蠕動泵控制，滴加的速度為3～5mL/min。

進一步地，步驟(1)中，所述反應的溫度為60～80℃，反應的時間為3～5h。

進一步地，步驟(1)中，所述陳化的時間為24～48h。

進一步地，步驟(1)中，所述干燥是在50～60℃干燥12～24h。

進一步地，步驟(1)中，所述燒結是以5～10℃/min的升溫速率升溫至700～1100℃保溫3h，優選為900～1100℃。

進一步地，步驟(1)中，所述降溫是以5～10℃/min的降溫速率降至常溫。