[发明专利]一种木质素/纳米羟基磷灰石基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种木质素/纳米羟基磷灰石基复合材料及其制备方法。该木质素/纳米羟基磷灰石基复合材料是指将木质素溶解于10%的NaOH溶液，然后将制备纳米羟基磷灰石的可溶性磷盐和钙盐制备原料在60~80℃下缓慢滴加后，保持pH值大于10，搅拌反应3~5小时，室温下陈化24 h后用蒸馏水洗涤到中性，烘干研磨成粉末即可得复合材料。同时该复合材料制备方法简单易行，所用原料来源丰富，且在加工成型时可直接添加β‑磷酸三钙或二氧化硅无机粒子对复合材料增强，也可在溶解的木质素溶液中可添加适量竹纤维、剑麻纤维、或木质纤维对其增强改性，从而使该复合材料力学性能优良，降解速度合适及生物相容性良好，有望用于新型骨修复材料的研制。

技术领域

本发明涉及一种木质素/纳米羟基磷灰石基复合材料及其制备方法，属于生物医用材料领域。

背景技术

近年来，模仿自然骨组织的组分，将纳米羟基磷灰石与高聚物复合，充分结合二者的优异性，是目前骨修复材料关注的重点。目前常用的高分子包括聚乳酸、聚酰胺、聚碳酸酯、聚乙烯等合成高分子，及壳聚糖、丝素蛋白、胶原、明胶等天然高分子。随着人们对天然高分子的研究深入，采用天然可降解高分子与纳米羟基磷灰石复合制备骨修材料材备受关注。

木质素(lignin，又称木素)是第二大丰富的天然生物质资源，仅次于纤维素，其结构单元为苯丙烷型非结晶性的三维高分子网状酚类高分子聚合物，是典型的天然两亲性大分子。木质素具有热塑性、阻燃性和耐热性、防老化性、防紫外辐射、成核性、生物降解以及无毒等优点。因此，其应用越来越受到国内外研究人员的重视。将木质素修饰纳米SiO₂后与高密度聚乙烯共混，可改善纳米SiO₂的分散性且提高塑料的力学性能。将木质素通过电子束辐射后在异氰尿酸三烯丙酯存在下可以与聚乳酸有良好的界面结合，以致提高聚乳酸的力学性能及水解性能。木质素还有抗氧化、抗菌、抗突变等优异的生物学性能，如作为药品片剂添加剂、抗菌水凝胶或涂层、3D打印抗氧化绷带以及载药纳米粒子，在健康领域用途广泛。木质素与其它高分子共聚后可以与DNA形成配合物，作为基因载体具有较高的传染率及较低的细胞毒性。尽管以上文献表明木质素是优良的绿色环保型化工原料，且对生物体是无毒的，但至今未见将其应用于骨科方面的报道。

基于此，若采用溶液沉淀法，使纳米羟基磷灰石在木质素上有序生长，则有望获得类似于纳米羟基磷灰石在胶原纤维上有序组装的仿生骨结构，以致在骨修复材料领域展现良好的功能性。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的在于提供一种木质素/纳米羟基磷灰石基复合材料及其制备方法。

本发明的木质素/纳米磷灰石基复合材料是由木质素和纳米磷灰石构成的复

合材料，也可是添加其他无机粒子增强或纤维增强的木质素/纳米磷灰石复材料。

本发明所说的木质素，其特征是可为碱木质素，也可为磺酸木质素；

本发明所说的木质素/纳米磷灰石基复合材料，其特征是指保持纳米磷灰石

质量在复合材料中占60%~90%；

本发明所说的添加其他无机粒子，其特征是指添加质量比为3%~8%的β-磷酸三钙或二氧化硅。

本发明所说的添加纤维，其特征是指添加质量比5%~50%的竹纤维、剑麻纤维或木质纤维，纤维可以是改性或不改性，其直径为0.05mm，长度为1 mm。

本发明的木质素/纳米磷灰石基复合材料的制备方法，其特征是指：

（1）复合材料的制备：将木质素溶于10%的NaOH溶液，根据Ca/P=1.67称