[发明专利]一种大尺寸羟基磷灰石多孔微球材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机生物医用材料领域，涉及一种大尺寸羟基磷灰石多孔微球材料及其制备方法。

背景技术

人口健康是以人为本的社会可持续发展的基本保障。生物医用材料是一类用于诊断、治疗、修复或替换人体组织、器官或增进其功能的新型高科技材料，其健康、快速发展对于提高人们的生活质量，保障人类健康扮演着重要的角色，也已经逐渐成为快速发展的新兴产业。随着材料学、医学、生物学、化学、物理学及现代高技术等诸多学科领域的迅速发展和相互渗透，生物医用材料作为一门新兴的交叉学科，已逐渐成为现代研究的一大热点，与此同时，各类生物医用材料的开发与应用也在迅猛发展。生物活性陶瓷材料中最具代表性且应用最广的当属羟基磷灰石(HA)，球形的HA既具备良好的生物相容性，又具备微球这一特殊形态流变性能较好、力学性能较高和比表面积较大等特点，目前已广泛应用于生物学、化学以及医学等众多领域。水热合成法不仅可以获得结晶程度高、粒径形貌规则的HA颗粒，而且不需要结晶化，产物粒度均匀；而氨基酸作为HA晶体生长的调节剂能够通过血液循环出现在人体的各个器官当中。

最初使用的颗粒状HA材料大多是将块状HA破碎后筛分获得的，具有不规则的外形，易引起组织感染，使新骨生长缓慢等问题。现有技术中，为了得到球形的HA，多采用喷雾干燥法、微乳液法、高温熔融法以及模板法等方法处理，然而这些处理方法大都需要两步以上，后期需要高温煅烧，具有能耗高、工艺复杂等缺点且球形度不理想，微球直径小于50μm。水热法可以在相对低的温度下合成结晶度较高的晶体，而且可以通过控制水热物化参数或添加适当助剂来调控晶体的生长。

目前，文献(He Q,Huang Z,Liu Y,et al.Template-directed one-step synthesis of flowerlike porous carbonated hydroxyapatite spheres.)报道了在水热条件下HA微球的一步法制备，得到的微球直径为20μm，薄片无弯曲形貌且孔与孔之间不连通，且合成过程用到Na₂EDTA，不够环保。

文献(Shi Z,Huang X,Cai Y,et al.Size effect of hydroxyapatite nanoparticles on proliferation and apoptosis of osteoblast-like cells.)采用化学沉淀的方法制备了纳米级HA颗粒，直径仅为20nm和80nm。

文献(Sun R,Lu Y.Fabrication and characterization of porous hydroxyapatite microspheres by spray-drying method.)利用喷雾干燥法以明胶为交联剂制备了多孔的HA微球，微球直径为5～10μm，后期需要煅烧，且微球尺寸分布较宽。

专利CN201510333810.3公开了HA微球的制备方法，以氨基酸为调节剂，用易挥发的氨水作为pH调节剂，优选180℃水热处理10h，制备的HA微球仅为6.5μm，后期需要冷冻干燥24-48h，反应周期较长且制备的HA微球三强峰未明显分开，产物结晶度有待提高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种大尺寸羟基磷灰石多孔微球材料及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

谷氨酸作为微球生长调节剂在制备大尺寸HA多孔微球材料中的应用。

一种大尺寸羟基磷灰石多孔微球材料的制备方法，包括如下步骤：反应物在谷氨酸的调节作用下反应，制备得到HA多孔微球。

优选的，所述反应物为可溶性钙盐和可溶性磷酸氢二盐。

进一步优选的，所述可溶性钙盐为硝酸钙或氯化钙。

进一步优选的，所述可溶性磷酸二氢盐为磷酸氢二铵、磷酸氢二钾或磷酸氢二钠。

优选的，所述制备方法还包括尿素作为pH值调节剂，缓慢释放OH^-从而调节溶液pH值的步骤。

进一步优选的，n(可溶性钙盐):n(可溶性磷酸氢二盐)：n(谷氨酸)＝10.5-11:5.8-6.2:14.5-15.3。

进一步优选的，所述制备方法为水热反应，反应温度为160-200℃，反应时间为0.5-15h。优选为，反应温度180℃，反应时间1h。