[发明专利]水热法制备磁性介孔磷灰石微球材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机非金属材料和医用材料领域，具体为一种磁性介孔羟基磷灰石微球材料的制备方法，尤其是水热法制备性介孔羟基磷灰石微球材料。

背景技术

羟基磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，简称HA]是人体骨额、牙齿等硬组织的主要无机成分，具有良好的生物相容性、生物活性、无毒副作用、无免疫反应等优点，植入体内后可以促进新骨的生长，已经被广泛的应用于人体硬组织替代材料和修复材料。生物体中的HA结构复杂，多数情况下矿物的成分不纯，钙离子经常缺少，容易被钠、镁等离子取代。氢氧根离子和磷酸根离子容易被碳酸根离子取代，分别形成A型和B型碳酸根型羟基磷灰石。

自从1992年Mobil公司的Kresge和Beck等以烷基季铵盐阳离子表面活性剂在溶液中形成的超分子结构为模板剂制备出硅基-MCM-41介孔分子筛以来[Nature 359 (1992): 710~712]，介孔材料的合成方法及应用均得到迅猛发展。介孔材料由于具有较大的比表面积和孔容，使其在催化、吸附、止血剂、传感等领域具有广阔的应用潜力。介孔羟基磷灰石微球兼具羟基磷灰石和介孔材料的优异性能，其优点如下：(                                                ) 羟基磷灰石是动物和人体骨骼的主要无机矿物成分，具有良好的生物活性和生物相容性；() 介孔羟基磷灰石具有较大的比表面积和孔容，可以用作药物载体，其载药量高于普通磷灰石；() 磷灰石晶体中的羟基能够与药物分子中的羟基或者氨基等形成氢键作用，显著提高结合强度，避免药物过早释放。国内外学者采用水热法制备了多孔羟基磷灰石，即将天然珊瑚经过高温高压下通过固相离子交换机制转化成羟基磷灰石，同时保留了珊瑚多孔结构[Nature 247(1974): 220~222，美国专利 3929971]。由于采用磷酸盐浓度较低，反应速度普遍较慢，一般需要反应数天才能得到完全转化的羟基磷灰石[中国专利CN 1404880A]。最近我们研究发现通过提高磷酸盐浓度可以加快转化速率，而且得到的羟基磷灰石具有介孔结构。

磁性纳米粒子具有良好的生物相容性，已被用作磁靶向药物载体和铁磁热籽。磁性纳米粒子负载一定量的抗癌药物后，在外加磁场作用下能够有效地、选择性地、定点定向地聚集到肿瘤病灶处，使其所含药物在病变部位稳定释放，从而提高疗效，降低对正常组织的毒副作用。磁性纳米粒子还可以作为铁磁热籽，在体外交变磁场作用下使得导入肿瘤病灶区域的磁粒发热，以达到破坏肿瘤细胞的目的 [J Phs D Appl Phys 36 (2003): R167-R181]。此外，Bock等将磁性粒子引入到骨组织工程中，发现磁性支架有助于人骨髓间充质干细胞的附着和增殖 [Acta Biomater 6 (2010): 786-796]。磁性介孔羟基磷灰石微球大大拓展了它在药物缓释系统、骨修复材料等生物医药领域的应用前景，尤其适合治疗由于骨肿瘤、骨肿囊等引起的骨缺损。

磁性介孔羟基磷灰石的制备方法主要包括硬模板法和软模板法两种。专利（CN 101337665A）发明了一种有序多孔磁性羟基磷灰石的制备方法，首先以有序排列的SiO₂为模板，经过羟基磷灰石前驱体的滴加、烧结、碱液移除等工艺制备出有序多孔羟基磷灰石，然后与磁性纳米粒子通过静电组装和毛细作用形成磁性多孔羟基磷灰石。此工艺的主要缺点是工序复杂，而且磁性纳米粒子并不能被羟基磷灰石有效、均匀的包覆。专利（CN 1446589A）报道了利用多孔磷酸钙骨水泥装载抗菌药和抗肿瘤药，但其孔结构不均匀，导致药物缓释效果受限制。专利（CN 101759170A）以十二烷基磺酸钠为模板，以硝酸钙、磷酸氢二铵、氯化铁、氯化亚铁和氢氧化钠为原料采用原位模板合成方法制备了磁性层状羟基磷灰石，其层间距为3.1 nm。

采用上述几种方法制备的磁性羟基磷灰石的表面形貌都不易控制，会影响其药物缓释性能和生物降解性能。基于此，本发明采用水热法制备了单分散的磁性介孔羟基磷灰石微球，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用水热法制备磁性介孔羟基磷灰石微球的方法。

本发明采用水热法制备了单分散磁性介孔羟基磷灰石微球，主要包括以下两步骤：(1) 采用原位复合技术制备出磁性碳酸钙微球；(2) 将磁性碳酸钙微球置于磷酸盐溶液中，经过水热处理后转化成磁性介孔羟基磷灰石微球。