[发明专利]一种大尺寸载银羟基磷灰石多孔微球材料及其制备方法

说明书

本发明无机生物医用材料领域，涉及一种大尺寸载银羟基磷灰石多孔微球材料及其制备方法，包括如下步骤：先将可溶性钙盐、可溶性磷酸氢二盐和尿素溶液进行混合，利用硝酸溶液调至澄清，再加入L‑谷氨酸得到前驱体溶液，再向前驱体溶液中加入可溶性银盐，将得到的混合溶液进行水热反应得到银离子掺杂HA多孔微球。通过设计掺银的步骤和顺序，得到一种粒径在30‑100μm，呈多孔状，孔孔贯通，微球表面由薄片状晶体组成的大尺寸银离子掺杂HA多孔微球，作为抗菌药物缓释载体、可注射骨再生生物材料、装载细胞/药物的植入体在生物抗菌领域的应用。

技术领域

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

背景技术

羟基磷灰石(HA)因具有优异的生物相容性、生物活性、无毒无刺激无炎症等特性是目前临床中普遍应用的一种生物活性陶瓷材料。HA的形貌对其应用有重要的影响，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。已有报道制备出球状、针状、棒状、片状、哑铃状、晶须状等多种形态的HA材料，其中球形形态的HA除具备HA的普遍特性外，又表现出较好的流动性和较大的比表面积等优点，广泛应用于生物化学及医学领域。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、模板法、自组装法等进行处理，然而这些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。

近年来，通过离子掺杂制备复合型HA材料，增进HA微球的功能和特性成为了材料研发的一大趋势，如Eu掺杂可实现荧光追踪，Sr掺杂可增强成骨性能等。此外，基于HA的晶体结构，众多与Ca²⁺半径相近的金属无机阳离子(Ag，Fe，Zn，Mg，Sr等)能够取代Ca²⁺进入HA的晶格内部，使得多功能化离子掺杂型HA材料的制备成为可能。成功的植入材料既取决于骨植入体的整合性，也依赖于无菌的植入环境。HA的典型特征是没有抗菌活性，其表面容易吸附蛋白质、氨基酸及其他有机大分子物质，这也为细菌的滋生和繁殖提供了便利条件，最终导致植入体因细菌感染而失效。为解决这一问题，研究者们开展了将金属阳离子Ag⁺，Cu²⁺，Ti⁴⁺和Zn²⁺等掺入到HA材料中的相关研究。与其它重金属离子相比，银基抗菌类重金属离子因抑菌性强、广谱抗菌等优势得到广泛关注。显然，含Ag⁺的HA微球材料既具有HA的骨引导性也有银的抗菌活性，在预防植入体感染方面也发挥着巨大的潜能。

目前，有文献(Wei Xiao,Hailuo Fu,et al.Hollow hydroxyapatitemicrospheres:A novel bioactive and osteoconductive carrier for controlledrelease of bone morphogenetic protein-2in bone regeneration.)使用玻璃转换技术制备了中空介孔HA微球(106～150μm)，微球孔径大小仅为10～20nm，且不具备抗菌活性。

文献(Kaili Lin,Lei Chen.Hollow magnetic hydroxyapatite microsphereswith hierarchically mesoporous microstructure for pH-responsive drugdelivery)采用结构相似的CaCO₃/Fe₃O₄空心微球为硬模板水热制备了空心磁性HA微球，呈分级介孔状结构，微球直径较小(2～3μm)且不具备抗菌性能。