[發明專利]高溫固相反應合成的雙相磷酸鈣復合粉體制備方法

有效

• 申請號: 201710199582.4
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107176832B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 徐傳艷;朱陽光;李亞東;李亞軍
• 申請（專利權）人: 蘇州鼎安科技有限公司
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/626;A61L27/42;A61L27/10;A61L27/58;A61L27/50
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本發明揭示了一種高溫固相反應合成的雙相磷酸鈣復合粉體，所述雙相磷酸鈣粉體是鈣磷摩爾比Ca/P為1.5～1.67的羥基磷灰石和β?磷酸三鈣兩相復合粉體，其中HA和β?TCP兩相的相對質量百分數取值范圍各為1～99％；HA和β?TCP兩相的晶粒尺寸為20nm～300μm；結晶度為50～100％。本發明還揭示了一種高溫固相反應合成的雙相磷酸鈣復合粉體制備方法，通過含鈣固體化合物和含鈣磷固體化合物的高溫固相反應制備BCP復合粉體，具有反應周期短、原料成本低廉、設備投入小、無廢氣廢水排放且易于同時調控BCP粉體中HA和β?TCP的兩相比例、兩相分布均勻、晶粒尺寸及結晶度的優點。最終，滿足BCP兩相復合陶瓷抗壓強度提高或降解速度調控的生產要求。

技術領域

本發明涉及生物活性材料及骨科植入物技術領域，具體涉及一種高溫固相反應合成的羥基磷灰石和β-磷酸三鈣雙相復合粉體制備方法。

背景技術

骨移植是治療骨缺損的主要方法。自體骨移植作為骨移植的金標準在臨床實踐中取得了較好效果，但其來源有限，而且存在取骨部位手術并發癥。同種異體脫礦骨來源有限且存在免疫原性、不穩定的骨誘導性、遠期吸收、圍手術期及以后發生感染危險。羥基磷灰石(HA)具有優良的生物相容性，可較快地傳導骨再生，不通過中間介質可直接與骨鍵合，然而，現有技術獲得的羥基磷灰石結晶度很高，因其細胞降解性弱、立體空間結構紊亂及無成骨誘導功能等缺點，故進一步應用受到限制。β-磷酸三鈣(β-TCP)較羥基磷灰石有著更好的溶解性和降解性，但β-磷酸三鈣的降解速度太快，不能形成良好的骨鍵合，并且過快的降解速率不利于體內生物組織在材料上的附著，不利于引導成骨。雙相磷酸鈣(BiphaseCalcium Phosphate，簡稱BCP)是由羥基磷灰石和β-磷酸三鈣按不同比例組成的復合材料，在體內降解和成骨性能上比單一磷酸鈣好，作為一種重要的骨組織工程支架材料而受到臨床醫生的廣泛關注，已成為目前最為理想的人體硬組織替代材料。

目前，制備BCP的方法主要有以下幾種：

(1)是將制備好的HA和β-TCP以不同比例混合、球磨而得到。該方法雖最易得到BCP復合粉體，但較易受原料HA和β-TCP本身性能的限制，例如原料的粒徑、分散性及結晶度等都對BCP兩相復合人工骨的最終性能產生影響。這種方法雖然最為常用，但是，HA和β-TCP通常采用液相法合成，工藝繁瑣、流程很長，而且有大量污水或廢氣排放。

(2)是通過共沉淀法合成BCP復合粉體，文獻(皺萍，吉曉洋，張興棟. β-TCP/HA雙相磷灰石復合粉體的制備及其性質的研究，四川大學學報(自然科學版)，1996,33(2):150～154)報道了在氨堿條件下液相反應得到BCP復合粉體。但是，該種工藝不僅需要大量的氨水來調節反應的pH，而且還需要大量的去離子水來洗滌沉淀物及夾帶的副產物和殘余的氨，需長時間靜置、陳化，耗時耗力且對環境造成污染。同時，考慮到β-TCP和HA在不同pH條件下的溶解特性，其反應最終產物很難獲得β-TCP和HA雙相穩定比例的BCP復合粉體。

(3)中國專利CN 106242552 A公布了一種利用鈣磷化合物制備HA/β-TCP 復合材料的方法，該方法首先將一定摩爾比的鈣化合物和磷化合物分別加入到物料釜內，加入乙醇后進行攪拌溶解，然后將兩種溶液混合攪拌得到混合溶膠。將溶膠加熱，使溶劑不斷揮發，得到HA和β-TCP前驅體。最后將烘干后的前驅體在高溫下燒結、粉碎研磨得到HA/β-TCP復合粉體。這種方法在溶膠加熱過程中有大量黃色或者紅棕色二氧化氮氣體冒出，造成空氣污染。同時，制備工藝繁瑣復雜，不易批量生產。

(4)中國專利CN1557774A公布了一種磷酸鈣系列生物陶瓷納米粉體的制備方法，以硝酸鈣和磷酸三甲酯為原料，并以檸檬酸為螯合劑通過低溫煅燒獲得了純度較高的HA/β-TCP兩相磷酸鈣系列生物陶瓷納米粉體。但該種方法涉及到溶膠、凝膠的形成以及凝膠的煅燒過程，不但工藝復雜，而且具有污染氣體排放，反應以酯為原料更需要較高的成本，因此也并不適宜工業化的批量生產。