[發明專利]一種仿生三元離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷粉體材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711471846.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108164263B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 祝迎春;肖勝杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/626;C04B35/622;A61L27/12;A61L27/10;A61L27/54;A61L27/50
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

本發明提供一種仿生三元離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷粉體材料及其制備方法和應用。所述仿生三元離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷粉體材料的化學式為Ca_10?a?bZn_aSr_b(PO₄)₆(OH)_2?cF_c，其中，0.004≤a≤0.006、0.005≤b≤0.007和0.04≤c≤0.08。其促進生物礦化以及成骨細胞粘附，使其在硬組織修復材料方面具有重要的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種仿生三元離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷材料及其制備方法和應用，屬于化學領域和生物醫用材料領域。

背景技術

硬組織植入材料是硬組織損傷修復和重建的重要生物醫用材料。由于疾病、老齡化、交通事故頻發等因素的影響，硬組織植入材料需求量日益增加。羥基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂(HAP)是一種生物活性材料，是人體硬組織的主要成分，目前臨床應用最廣泛的硬組織替代材料之一。然而，純羥基磷灰石植入人體后無法與人體的軟硬組織快速形成結合，從而誘導新骨組織在表面生成，所以需要添加一些其他因素來更好的提高材料的生物活性。

目前羥基磷灰石材料主要是引入生命因子從而提高材料的生物活性，例如：授權公告號為ZL201210555876的中國發明專利中提供了一種碳納米管增強羥基磷灰石復合材料的制備方法。授權公告號為ZL201110435318的中國發明專利中提供了一種絲素蛋白/羥基磷灰石納米纖維材料的制備方法。授權公告號為ZL201610850122的中國發明專利中提供了一種殼聚糖/羥基磷灰石復合纖維的制備方法。目前已見報道的成分仿生三元摻雜羥基磷灰石材料很少。公開號為CN104399126A的中國發明專利中提供了碳酸根離子摻雜羥基磷灰石與聚甲基丙烯酸甲酯共混納米復合材料的制備工藝，發明中材料的合成工藝復雜，并且非常容易引進雜質。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種仿生三元離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷材料及其制備方法和應用。

第一方面，本發明提供了一種仿生三元離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷粉體材料，所述仿生三元離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷材料的化學式為Ca_10-a-bZn_aSr_b(PO₄)₆(OH)_2-cF_c，其0.004≤a≤0.006、0.005≤b≤0.007、0.04≤c≤0.08。

本發明中，所述仿生三元離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷粉體材料的化學式為Ca_10-a-bZn_aSr_b(PO₄)₆(OH)_2-cF_c，其0.004≤a≤0.006、0.005≤b≤0.007、0.04≤c≤0.08時，在此含量范圍內和人體骨的成分含量比較接近，可達到仿生的結果，具有較好的生物學性能，能夠有效的促進細胞粘附與增殖分化。在本發明中，仿生三元離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷材料合成工藝簡單，經過反應物的設計，鋅，鍶，氟三元摻雜使得陶瓷粉體材料可以在溶液中析出有益的化學元素(Zn²⁺、Sr²⁺及F^-)，從而可以更好的促進成骨細胞增殖分化；并且氟離子通過等價取代羥基磷灰石結構中的氫氧根，造成材料溶解性降低，表面鈣離子濃度變小，從而使得材料表面呈負電性，提高了對正電性的鈣離子的靜電吸附能力，從而促進生物礦化以及成骨細胞粘附，使其在硬組織修復材料方面具有重要的應用價值。

較佳地，a＝0.005，b＝0.006和c＝0.06，在該含量值時所得材料最接近人體含量，可極大程度上促進細胞粘附與增殖分化。