[发明专利]羟基磷灰石空心微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种羟基磷灰石空心微球及其制备方法。具体涉及一种采用DNA作为模板剂辅助制备羟基磷灰石空心微球的方法，属于生物材料制备领域。

背景技术

羟基磷灰石具有与人的骨骼和牙齿相似的无机成分，所含钙和磷元素是细胞生长所必需的营养元素，其良好的生物活性、生物相容性以及生物可降解性使其常应用于骨骼的替代材料、药物的输运载体以及基因的转染等生物医学领域。

羟基磷灰石由于合成方法的不同，具有不同的结晶性、尺寸、形貌以及物理化学性质，因而具有不同的用途。目前，各种不同的方法被应用到制备不同形貌的羟基磷灰石纳米结构。例如用水热方法合成羟基磷灰石纳米颗粒、用无表面活性剂的溶剂热法合成羟基磷灰石纳米线/纳米管有序阵列、以及用超声辅助的均匀沉淀法合成羟基磷灰石纳米棒等等。

在众多羟基磷灰石纳米结构之中，羟基磷灰石空心微球由于其特殊的结构，以及大的比表面积和高的药物装载能力，使其成为生物医用材料用于药物装载释放和组织工程等领域的理想材料。现有文献报道有利用微波辅助水热法、溶剂热法、离子辅助钙化等方法合成羟基磷灰石空心球。

CN100398433C公开一种羟基磷灰石空心微球的制备方法，其先制备羟基磷灰石料浆，加入碳酸氢铵作为添加剂，然后通过喷雾干燥结合热处理得到纳米晶粒组成的羟基磷灰石空心微球。CN100584389C则采用十六烷基三甲基溴化铵（CATB）为模板剂来制备空心球状纳米羟基磷灰石。CN101759169A则通过微波加热水热处理制备磷酸钙/羟基磷灰石纳米结构空心微球。CN102557471A则通过在空心玻璃微球上涂层来制备羟基磷灰石空心微载体。虽然目前羟基磷灰石空心微球的制备研究较为活跃，然而目前还没有一种简单低成本的合适方法来控制羟基磷灰石空心球的直径，以及调控空腔的大小。

发明内容

面对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种可有效调节羟基磷灰石空心球的直径以及空腔的大小的新颖的制备方法。本发明人经过锐意的研究认识到利用DNA在高温条件下的水解留下空穴可作为羟基磷灰石空心微球的模板剂，此外，该法还有望改善制得的羟基磷灰石空心微球生物学性能，增强羟基磷灰石的药物装载能力。

在此，本发明提供羟基磷灰石空心微球的制备方法，其中，以水溶性钙盐和磷酸盐为原料，以水为溶剂，且以DNA作为模板剂，通过水热反应制备所述羟基磷灰石空心微球。

本发明以DNA作为模板剂，一方面利用其在高温条件下水解留下空穴形成空心微球，同时还可利用DNA及其水解产物将有机分子引入到羟基磷灰石中，增强羟基磷灰石的药物装载能力，从而获得一种羟基磷灰石空心微球。而且在本发明中，通过改变DNA的加入量，可以有效调节羟基磷灰石空心球的直径以及空腔的大小。该方法对扩展磷酸钙类生物材料的应用范围具有重要的科学意义和应用价值。此外，本发明采用的原料简单易得、成本较低、操作简便易控、适合规模生产。

优选地，在本发明的方法中，所述水溶性钙盐和磷酸盐的摩尔比可为5：3，DNA的质量浓度可为0.1～1.5克/升，水溶性钙盐的摩尔浓度可为0.005～0.2摩尔/升。较佳地，控制反应液pH值为4～6。

又，所述水热反应的反应温度可为100～180℃，反应时间可为6～30小时。

在本发明中，所述水溶性钙盐可采用氯化钙和/或其水合物、硝酸钙和/或其水合物、和/或乙酸钙和/或其水合物。

在本发明中，所述的磷酸盐可采用磷酸钠和/或其水合物、磷酸二氢钠和/或其水合物、磷酸氢二钠和/或其水合物、磷酸钾和/或其水合物、磷酸二氢钾和/或其水合物、磷酸氢二钾和/或其水合物、磷酸铵和/或其水合物、磷酸二氢铵和/或其水合物、和/或磷酸氢二铵和/或其水合物。

另一方面，本发明还提供一种上述方法制备的羟基磷灰石空心微球，其中，所述羟基磷灰石空心微球的空间尺寸随着DNA加入量的改变而可调节。优选地，所述羟基磷灰石空心微球的空间尺寸可为0.2～1.8微米。又，所述羟基磷灰石空心微球的直径为1～5微米。

本发明提供的羟基磷灰石空心微球形貌和尺寸可控，而且空间尺寸可随着DNA加入量的改变而可调节，尤其适合应用于药物输运、蛋白吸附、基因转染等生物学领域。

又，本发明的制备工艺简单、操作方便，不需要复杂昂贵的设备，易于实现工业化生产。通过本发明所述制备方法制备的羟基磷灰石空心微球作为生物医用材料用于药物输运、蛋白吸附和基因转染等领域将具有良好的应用前景。

附图说明