[发明专利]一种纳米β-磷酸三钙的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米β-磷酸三钙的制备方法。

背景技术

β-磷酸三钙{β-TCP[β-Ca₃(PO4)₂]}主要是由钙、磷组成，其成分与骨基质的无机成分[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂]相似，具有良好的生物相容性。作为骨修复材料植入体内后，可以降解，其降解产物钙、磷能参与体内新陈代谢，形成新生骨，无炎症或排斥反应，不产生局部或全身性毒性反应。β-磷酸三钙广泛地应用在生物医学、组织工程、药物控释、材料等诸多领域。纳米β-磷酸三钙的小尺寸效应有助于提高材料韧性，防止穿晶断裂；晶粒尺寸的降低增加了晶界数量，增大了比表面积，易于降解，并极大地提高了其生物活性。

目前，β-磷酸三钙粉体的制备方法总体上可分为干法工艺、湿法工艺。干法工艺包括机械化学合成法和固相合成法；湿法工艺包括传统化学沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、超声化学法等。机械化学合成法产物粒度分布不均且易团聚，机械处理时间长，能耗大，研磨介质的磨损会对产物造成污染；固相合成法产物晶粒较粗且易团聚，组成不均匀，经常伴有杂质的产生；传统化学沉淀法产物中容易引入杂质，形貌不均并且容易团聚；溶胶-凝胶法反应时间长，有些原料为有机物对人有伤害，凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中会产生收缩；微乳液法的工艺复杂，成本高，有些原料对环境不利；超声化学法需要特殊的实验设备。

目前关于纳米β-磷酸三钙制备的文献报道很少。Li Sha等(Sha L,Liu Y,Zhang Q,et al.Microwave-assisted co-precipitation synthesis of high purityβ-tricalcium phosphate crystalline powders.Materials Chemistry and Physics,2011,129(3):1138-1141.)用微波辅助共沉淀法合成了棒状纳米β-磷酸三钙，但是产物趋于团聚并且形貌不均，而且对设备的要求较高。K.P.Sanosh等(Sanosh K P,Chu M C,Balakrishnan A,et al.Sol–gel synthesis of pure nano sizedβ-tricalcium phosphate crystalline powders.Current Applied Physics,2010,10(1):68-71.)用溶胶-凝胶法合成了纳米β-磷酸三钙，但是产物团聚十分严重，并且溶胶的老化需要较长时间。Bahman Mirhadi等(Mirhadi B,Mehdikhani B,Askari N.Synthesis of nano-sizedβ-tricalcium phosphate via wet precipitation.Processing and Application of Ceramics,2011,5(4):193-198.)用化学沉淀法合成了纳米β-磷酸三钙，但是产物团聚十分严重，并且粒径偏大。

利用上述技术制备的纳米β-磷酸三钙颗粒存在形貌不均，团聚严重，粒径偏大的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供制备工艺简单、易于操作、对环境无污染，并可适合规模生产的一种形貌规则、分散性好的纳米β-磷酸三钙的制备方法。

为实现上述目的，本明所采取的技术方宁是，一种纳米β-磷酸三钙的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将可溶性钙盐溶于去离子水中使钙离子浓度在0.15～0.3mol/L，搅拌溶解后加入0.033～0.090mL/L的乙醇胺，搅拌均匀后静置0～3h，得到溶液；

(2)在40℃下向上述溶液中滴加磷酸盐水溶液，使钙磷摩尔比Ca/P为1.424-1.428，滴加完后继续搅拌1～1.5h，然后室温静置1天，搅拌期间用氨水维持体系的pH为7；

(3)静置后沉淀用去离子水、乙醇各离心洗涤(2～4次)，然后在烘箱中50～80℃过夜干燥，最后将干燥后的样品在马弗炉中800℃煅烧1～2h，室温冷却后，得到纳米β-磷酸三钙。

所述可溶性钙盐为四水硝酸钙、氯化钙中的一种或两种按任意配比的混合物。

所述的磷酸盐为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的一种或多种按任意配比的混合物。

步骤(2)中磷酸盐水溶液的滴加速度为1mL/min。