[發明專利]一種雙層油酸法制備水相均勻分散的羥基磷灰石的方法

在審

• 申請號: 202310082216.6
• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN116374973A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 王征科;劉霄洋
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種雙層油酸法制備水相均勻分散的羥基磷灰石的方法。所述制備方法為：將水熱法制備得到的HAP重新分散于環己烷中，加入適量油酸，再向體系中加入大量pH＞9的堿水，超聲10?30min，強烈攪拌3?7h，靜置后分液，此時的HAP已經從環己烷相轉移至水相。本發明利用水熱法制備的HAP本身因包裹油酸而疏水的特征，構建雙層油酸結構，在保證HAP優異分散性的前提下將其轉移至水相，HAP在水相中均勻分散。本方法操作簡單，油酸作為一種天然不飽和脂肪酸，不會影響HAP的生物相容性，而在水相中分散良好的HAP在環境處理、生物醫用等領域都有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種雙層油酸法制備水相均勻分散的羥基磷灰石的方法。

背景技術

羥基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂,HAP)是熱力學最穩定的磷酸鈣形式，具有優異的生物相容性和突出的成骨能力。近年來，HAP在骨修復、金屬植入物涂層、牙齒修復以及藥物遞送等生物醫用領域都有著廣泛應用；在污水處理和土壤污染治理領域也有不俗的表現。為了滿足科學研究和應用對HAP的大量需求，研究人員開發了多種制備HAP的方法，這些方法可分為兩大類：基于生物來源的提取法和人工合成法。在包括水熱法、化學沉淀法、水解法、固相合成法、溶膠-凝膠法在內的眾多人工合成方法中，水熱法因其良好的結晶度和形狀控制能力而被廣泛應用。

水熱合成作為一種由熱能誘導的液相合成過程，是一種成熟的生物陶瓷合成方法。在油酸/乙醇/水體系中，油酸和乙醇充當液相來控制表面發生的化學過程。在高熱和壓力環境下，油酸鈣前體將Ca²⁺緩慢釋放到水性反應液中，與PO₄³-反應成核，緩慢生長。在此過程中，油酸充當HAP沿c軸生長的結構導向劑，油酸一端的-COOH與HAP表面Ca²⁺強配位，另一側則為疏水長鏈。在水熱法合成HAP過程中，可以通過調節體系溫度、礦化時間、陽離子表面活性劑含量、油酸/乙醇比例、油酸/Ca²⁺比例、反離子濃度、pH等靈活調控HAP的尺寸形貌。不幸的是，HAP外圍具有密集的疏水長鏈，疏水性強，無法均勻分散在水溶液中，限制了其在生物醫用和環境處理領域的廣泛應用。當前主流的將疏水性納米粒子轉移至水相中的方法主要有配體交換、化學改性、涂層包覆等等。水熱制備得到的HAP表面與油酸強配位，且外圍包裹密集疏水長鏈，難以進行配體交換；疏水長鏈的體積排斥作用也不利于化學改性和涂層包覆。因此，開發一種水相均勻分散的羥基磷灰石具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，開發一種雙層油酸法制備水相均勻分散的羥基磷灰石的方法。本發明結合HAP表面包覆油酸疏水層的特征，開發了一種雙層油酸法制備水相均勻分散的羥基磷灰石的方法。天然不飽和脂肪酸的引入保證了HAP在水相中的均勻分散，且不會影響HAP優異的生物相容性，而在水相中分散良好的HAP在環境處理、生物醫用等領域都有良好的應用前景。

本發明利用水熱法制備的HAP外層包裹一層疏水油酸分子的特征，通過疏水相互作用，在水相體系中再包裹一層油酸，從而將HAP均勻分散在水相中。這種雙層油酸結構不僅不會影響HAP的生物相容性和環境友好性，而且雙層油酸的體積排斥作用更利于HAP納米粒子的均勻分散。

其制備方法是：將水熱法制備得到的HAP重新分散于環己烷中，加入適量油酸，再向體系中加入大量pH＞9的堿水(NaOH等堿的水溶液)，超聲10-30min，強烈攪拌3-7h，靜置后分液，此時的HAP已經從環己烷相轉移至水相，并在水相中均勻分散。

具體的：

1)將油酸與乙醇混合，引入定量NaOH溶液攪拌均勻，然后向體系中逐滴滴入CaCl₂溶液，充分攪拌混合液以生成油酸鈣前體。接著將NaH₂PO₄溶液滴入混合液中，充分攪拌。再使用NaOH溶液將溶液pH值調節至11以上后轉移至水熱釜中，水熱礦化；