[发明专利]一种凝胶模板诱导合成羟基磷灰石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机材料的制备方法，具体涉及一种凝胶模板诱导合成羟基磷灰石的方法。

背景技术

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，化学分子式为Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂）是生物医学领域中的重要材料，已在临床上广泛用于相容性骨缺损的修复和填充整形的骨材料以及牙齿的填充物等方面，羟基磷灰石一直是科研工作者研究的主要对象。

羟基磷灰石是脊椎动物的骨骼和牙齿中的主要无机成分，具有良好的生物相容性，化学稳定性高，降解后不产生有害物质。目前羟基磷灰石的制备方法有化学沉淀法、水热合成法、溶胶-凝胶法和微乳液法。采用不同的制备方法，可以获得不同形貌和结构的羟基磷灰石。不同形态的羟基磷灰石是其优异性能得到充分利用的关键。

现有技术中，中国专利CN 101032630B公开了一种在一定反应温度和超声的环境下, 以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂，制备空心球状纳米羟基磷灰石的方法，但是该方法采用化学原料，并且获得的空心球内含有羟基磷灰石和无定型磷酸钙两种组分；中国专利CN102070131B公开了一种以蛋壳为原料，利用水热合成工艺制备羟基磷灰石的方法，合成的羟基磷灰石粉体具有与天然骨骼HA相似的结构特征；中国专利申请CN1903706A公开了一种采用喷雾干燥法制备羟基磷灰石空心微球的方法，制备过程中采用喷雾干燥-热处理两步法制备羟基磷灰石微球，但是所得产物粒径大小不均匀，且羟基磷灰石微球的空心率较低。以上方法以无机材料为模板基底，不接近实际人体情况，并且最后通过高温处理除去模板，需要借助复杂昂贵的设备。此外，福建师范大学的何丹根据生物矿化原理，采用仿生合成法，以多糖（壳聚糖、硫酸软骨素和普鲁兰、琼脂糖）为模板，对制备不同形貌羟基磷灰石晶体纳米材料进行研究，所选用模板溶液的溶解条件苛刻，并且制备的羟基磷灰石晶体为不均匀片状（何丹.多糖作用下羟基磷灰石晶体的仿生合成研究. 福建师范大学,2008）。

另外，在自然界中，生物体是一种典型的凝胶体系，是由有机大分子通过超分子组装形成凝胶状基质网络，这种网络基质对晶体的矿化过程施加特殊的影响，可对矿物的成核及生长进行干预。海藻酸盐是一种天然多糖，具有良好的生物相容性，很容易与二价阳离子结合形成凝胶，利用海藻酸盐凝胶模板制备的羟基磷灰石晶体是人体中骨骼和牙齿中的主要无机成分，具有良好的化学稳定性和生物相容性，可广泛应用于骨组织修复和替代等生物医学领域。但是利用海藻酸盐凝胶作为模板诱导羟基磷灰石晶体的生长的研究尚未见详细报道。 

发明内容

本发明目的是提供一种凝胶模板诱导合成羟基磷灰石的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种凝胶模板诱导合成羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：

(a)海藻酸盐溶液的制备：将水溶性的海藻酸盐配制成质量分数为0.01%～60%的海藻酸盐水溶液；

(b)海藻酸盐凝胶的制备：将步骤(a)制备的海藻酸盐水溶液按0.01～100mL/min的速度滴加到无机钙盐水溶液中，反应5min～6h，水洗，得到海藻酸盐凝胶；所述海藻酸盐与无机钙盐的质量比为1∶0.1～0.01∶1；

(c)羟基磷灰石的制备：制备磷酸盐水溶液并调节磷酸盐水溶液的pH值为1～12，然后将步骤(b)制备的海藻酸盐凝胶放入磷酸盐水溶液中，再室温静置反应30min～7天，然后经过水洗、醇洗、过滤、干燥，得到的纳米晶体为羟基磷灰石。

上述技术方案中，所述步骤(a)中海藻酸盐选自海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸镁、海藻酸钙和海藻酸铵中的一种。

上述技术方案中，所述步骤(b)中无机钙盐选自CaCl₂、Ca(OH)₂、Ca(NO₃)₂、Ca(OC₂H₅)₂中的一种。

上述技术方案中，所述步骤(c)中磷酸盐选自(NH₄)₂HPO₄、H₃PO₄、Na₃PO₄、K₂HPO₄中的一种；所述磷酸盐水溶液的浓度为0.01M～饱和。