[發明專利]一種微波快速合成高生物相容性和高生物活性的羥基磷灰石超長納米線的方法

在審

• 申請號: 202211066074.6
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115432680A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 朱英杰;張愉;余漢平;熊志超
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32;B82Y30/00;B82Y40/00;A61L27/58;A61L27/50;A61L27/12;A61L15/62;A61L15/42;A61L15/18;A61K6/838
• 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

本發明涉及一種微波快速合成高生物相容性和高生物活性的羥基磷灰石超長納米線的方法，具體涉及一種以含磷生物分子作為磷源微波水熱快速合成高生物相容性和高生物活性的羥基磷灰石超長納米線的制備方法，包括：（1）以水溶性鈣鹽作為鈣源、脂肪酸鹽作為反應物和乳化劑，在水溶液中攪拌混合均勻，形成脂肪酸鈣前驅體水懸浮液；（2）以水溶性含磷生物分子作為磷源，將磷源水溶液加入到脂肪酸鈣前驅體水懸浮液中，得到混合懸浮液；（3）將所得混合懸浮液放入反應釜中，在密封狀態下進行微波輔助水熱反應后，再經分離和洗滌，得到高生物相容性和高生物活性的羥基磷灰石超長納米線。

技術領域

本發明涉及一種高生物相容性和高生物活性的羥基磷灰石超長納米線及其制備方法和應用，具體涉及一種以含磷生物分子作為磷源微波水熱快速合成高生物相容性和高生物活性的羥基磷灰石超長納米線的方法，屬于納米材料合成領域。

背景技術

羥基磷灰石是脊椎動物骨骼和牙齒的主要無機成分，可以與機體組織的界面發生鍵合作用，并且能誘導缺損骨組織的再生，是一種理想的生物材料，在生物醫學領域有著不可替代的地位。此外，由于羥基磷灰石在生物體內可以降解，且降解產物無毒無害，因此還是一種良好的藥物載體，可用于藥物和蛋白的裝載和體內持續釋放。

在眾多形貌的羥基磷灰石納米材料中，羥基磷灰石納米線因其獨特的結構和形貌(如較高的長徑比和納米特性等)，具有良好的力學性能，可以組裝成穩定的多孔網絡結構。特別地，具有高長徑比的羥基磷灰石超長納米線可以宏觀組裝成多孔支架、無機耐火紙和結構材料，在能源、環境、隔熱、耐高溫、防火、生物醫用等多個領域展現出良好的應用潛力。具體可以下參考如下文獻：Ying-Jie Zhu,Chinese Journal of Chemistry,39(8),2296–2314(2021)；HengLi,Ying-Jie Zhu，EnergyEnvironmental Materials,4(4),544–561(2021)；Ying-Jie Zhu,Bing-Qiang Lu,ACSBiomaterials ScienceEngineering,5(10),4951-4961(2019)；Bing-QiangLu,Ying-Jie Zhu,Canadian Journal of Chemistry,95(11),1091-1102(2017)。

然而，羥基磷灰石的傳統合成方法一般采用無機磷酸鹽作為磷源，由于磷酸鹽在反應體系中電離形成磷酸根離子，使反應速率和成核快，磷酸鈣的成核和生長難以調控。與之不同，含磷生物分子，如腺苷-磷酸、磷酸肌酸、植酸、甘油磷酸鈉等，不僅在生物體的各種生命活動中起著十分重要的作用，而且其分子中的磷酸根基團在一定條件下還可以水解產生自由的磷酸根離子，磷酸根離子的形成可以通過制備條件進行調控，磷酸根離子通過與溶液中的鈣離子反應，可以制備出各種不同結構的磷酸鈣納米材料。另外，在合成過程中還可以原位引入或在表面修飾含磷生物分子及其功能性基團，有利于進一步提高羥基磷灰石材料的生物相容性、高生物活性和生物學性能。

此前，也有報道采用含磷生物分子合成羥基磷灰石納米材料。例如，Chemistry-AEuropean Journal于2013年第19卷981-987頁報道利用含磷生物分子三磷酸腺苷二鈉鹽作為磷源合成非晶磷酸鈣，但產物的形貌為多孔納米球；Materials Research Bulletin于2014年第55卷67-70頁報道了5-磷酸吡哆醛作為磷源采用水熱法合成羥基磷灰石納米棒。總的來說，目前采用含磷生物分子作為磷源合成的羥基磷灰石材料都是長徑比較低的納米線、納米棒、納米片和球狀顆粒，尚無合成具有高長徑比(＞1000)的高生物相容性和高生物活性的羥基磷灰石超長納米線的報道。

發明內容

針對現有技術的局限性，本發明旨在提供一種采用脂肪酸鈣作為前驅體、以具有良好生物相容性的含磷生物分子作為磷源、微波輔助水熱法快速合成高生物相容性和高生物活性的羥基磷灰石超長納米線及其應用。

第一方面，本發明提供了一種以含磷生物分子作為磷源微波水熱快速合成高生物相容性和高生物活性的羥基磷灰石超長納米線的制備方法，包括：