[发明专利]一种纳米羟基磷灰石/氧化石墨烯复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种一种纳米羟基磷灰石/氧化石墨烯复合材料的制备方法；主要用于骨修复或者牙科修复材料，属于生物医用材料领域；其特征在于：所述的复合材料是以钙离子浓度为0.038~0.075mol/L和磷酸根离子浓度为0.045~0.09mol/L的盐为原料，以氧化石墨烯为模板，采用水溶液离子滴定法得到悬浮液，再通过反复清洗，最后经真空冷冻干燥得到。复合材料的结构为：氧化石墨烯片层二维尺寸约为1~3μm，羟基磷灰石在上述片层上生长，粒子尺寸约为100~200nm。本发明的优点：该复合材料的制备具有流程简单可控、原料成本经济、能耗低、生产周期短等优势。该方法制备得到的复合材料细胞毒性合格，生物相容性较好，良好的氧化石墨烯片层能够增韧羟基磷灰石，不仅在骨组织修复，而且还在牙科修复方面能够有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种纳米羟基磷灰石/氧化石墨烯复合材料及其制备方法，主要用于骨修复和牙科材料的修复，属于生物医用材料领域。

背景技术

由于创伤、感染、肿瘤、骨髓炎以及各种先天性疾病等原因造成的骨缺损是目前国内外临床医学中最常见、最棘手的困难之一，而骨组织工程在修复骨组织疾病或缺损方面有独特的优势。生物支架在组织工程研究中起到主导作用，它不仅为特定的细胞提供结构支撑，而且还起到模板作用从而引导组织再生和控制组织结构。同样人体口腔内牙齿也受各种疾病的影响，如龋病，研究学者认为，龋病是由细菌发酵糖产生酸和有机基质溶解造成的。龋病一直困扰着人们的生活，所以对防龋材料的研究也一直是口腔研究的焦点。传统的防龋材料含有氟化物，虽有一定的效果，但是对人体有一定的毒性，寻找一种新的防龋材料是目前研究的一个新的方向。

氧化石墨烯（Grahite Oxide）含有丰富的含氧官能团，这些官能团为连接各种有机小分子、高分子、生物大分子及其他功能基团提供了大量活性位点，而羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HAP）是自然骨中主要无机成分，是牙体组织无机相的主要组成成分，它在植入骨组织后能在界面上和骨形成很强的化学性键合，对新骨的生长具有一定的诱导作用，多用于人体组织或者器官的修复、替代或增进其功能。

利用氧化石墨烯良好的延展性和化学活性，将其制成羟基磷灰石/氧化石墨烯复合材料，然后将其制备成膜片，将其应用到牙齿表面修复，因受到龋病的影响，牙齿表层牙釉质层会出现不同孔状的细菌侵蚀，将羟基磷灰石/氧化石墨烯复合膜贴到牙齿表面，由于氧化石墨烯表面的含氧基团能够和牙釉质表面的Ca²⁺等阳离子结合，从而起到很好的吸附作用，进而使羟基磷灰石纳米粒子起到修复牙釉质作用。

传统的羟基磷灰石/氧化石墨烯复合材料均通过水热法制备，该反应条件苛刻，需高温高压，耗能大，反应得到副产物难以除去，且得到的复合材料中的羟基磷灰石尺寸基本处于50-100nm的范围，而本实验制备的复合材料中羟基磷灰石大小为100-200nm，更加接近于牙科修复的范围。有人利用湿化学法制备羟基磷灰石/氧化石墨烯复合材料，该方法在碱性环境下形成复合材料，并没有最终控制降低该材料的pH，而人体体液pH为7.5左右，难以保证此复合材料在人体中的生物相容性。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米羟基磷灰石/氧化石墨烯复合材料的制备方法，通过本方法制备出良好化学键复合、大片状氧化石墨烯片上生长的羟基磷灰石复合材料，其中氧化石墨烯片层二维尺寸为1~3μm，羟基磷灰石在上述片层上生长，粒子尺寸为100~200nm，并且得到分布比较均匀的纳米羟基磷灰石；此方法具有成本经济、工艺简单、生物相容性良好、生物活性及生物降解性良好等优点，具体包括步骤以下：

（1）在装有一定蒸馏水烧杯中加入钙盐，将其置于磁力搅拌器上不断搅拌，使原料完全溶解，所制备得到的钙盐溶液中钙离子浓度为0.038~0.075mol/L；接着在钙盐溶液中加入氧化石墨烯粉末，继续搅拌使其分散均匀，得到溶液A，采用水浴加热方式加热并控制溶液温度为30~50℃，其中氧化石墨烯与钙盐的质量比为1:（1.6~6.3）；