[发明专利]一种羟基磷灰石定向生长结构的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及人工骨骼领域，尤其涉及一种羟基磷灰石定向生长结构的制备方法。

【背景技术】

磷灰石类矿物是最常见的磷酸钙类矿物，其中又以羟基磷灰石(HAP，Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂为典型代表)，骨骼和牙齿最主要的无机成分是HAP。HAP在生物体中主要以单斜晶系和六方晶系为存在物相，这两种物相在一定条件下可以相互转化。为了进一步探索生命过程、推动生物——仿生的发展，形成HAP的生理矿化过程以及生命调控机制一直是研究热点。

研究发现，在HAP形成过程中最先从溶液中形成的是热力学不稳定的无定型磷酸钙前躯体(AmorpHous calcium pHospHate，ACP)。ACP具备良好的流动性和可塑性，以ACP为前驱相的HAP结晶过程受温度、pH值、溶液过饱和度、有机添加物等多种因素的干扰和调控。HAP的生长取向很大程度上决定了HAP的强度、弹性等性能，因此，寻找新的制备方法，使得HAP按照指定方向定向生长，对于人造HAP在医学上的应用是非常有意义的。

【发明内容】

针对现有技术中的上述问题，本发明提供一种羟基磷灰石定向生长结构的制备方法，能够使羟基磷灰石按照指定方向生长。

本发明的技术方案是：

一种羟基磷灰石定向生长结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照摩尔比Ca:P＝10:6的比例，将可溶性钙盐和可溶性磷酸盐溶于水，配置成Ca²⁺浓度为0.01～1mol/L的溶液；

(2)在步骤(1)所得的溶液中加入卡拉胶和聚丙烯酸(Polyacrylic acid，PAA)，所述卡拉胶的加入量为步骤(1)溶液质量的0.5～5％，所述聚丙烯酸的加入量为步骤(1)溶液质量的1～5％，在40～50℃条件下，搅拌至完全溶解后，继续搅拌30～60min；

(3)停止加热，将步骤(2)所得的溶液冷却至室温，置于敞口容器中，在液面上方5～20mm处向液面吹流量为0.01～1mL/min的氨气，反应1～7天；

(4)将步骤(3)所得的混合物过滤，将滤饼水洗至pH为7～8；

(5)将步骤(4)所得的滤饼醇洗，在140～300℃下加热2～4h，研磨粉碎，得到最终产品。

优选的，上述可溶性钙盐指氟化钙、氯化钙、硝酸钙中的一种或几种。

优选的，上述可溶性磷酸盐指磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾的一种或几种。

优选的，上述卡拉胶为λ-卡拉胶。

优选的，上述聚丙烯酸的分子量为4000～5000。

优选的，上述步骤(2)中卡拉胶的加入量为步骤(1)溶液质量的0.5～2％。

优选的，上述步骤(2)中聚丙烯酸的加入量为步骤(1)溶液质量的3～5％。

优选的，上述步骤(3)过程中，容器和溶液保持静置。

优选的，上述步骤(3)中氨气的流量为0.05～0.1mL/min。

优选的，上述步骤(3)敞口容器的上方设置有防止污染的防尘罩。

本发明具有以下有益的技术效果：

1)本发明通过适当的配方、配比和步骤，能够制备出羟基磷灰石纯相，并使羟基磷灰石生长为以氨气进入溶液体系的位点为中心生长的伞柱形；2)本发明通过聚丙烯酸分子携带的羧基与钙离子的螯合作用，延长ACP前驱相在水相中的稳定时间，使得羟基磷灰石生长成为有序结构；3)本发明通过卡拉胶分子间的双螺旋结构，限定羟基磷灰石在径向的生长空间，限定其相轴向生长，形成特定结构，径向的大小可以通过卡拉胶的浓度来进行一定范围的调控；4)在整个反应过程中，结晶的动力来自与氨气向液体内部的扩散，保持容器静止和适当的氨气流量可以减少其他扰动，使结构完整有序。

【附图说明】

图1是实施例一的扫描电镜照片。

【具体实施方式】

以下结合具体实施例，对本发明做进一步描述。

以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。

实施例一

一种羟基磷灰石定向生长结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照摩尔比Ca:P＝10:6的比例，将氟化钙和磷酸二氢钠溶于水，配置成Ca²⁺浓度为0.01mol/L的溶液；