有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物材料制備領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒及其制備方法，具體涉及一種采用檸檬酸、谷氨酸、天冬氨酸或賴氨酸作為有機(jī)生物分子源的復(fù)合磷酸鈣納米顆粒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磷酸鈣存在于骨、牙齒和肌腱中，賦予這些組織良好的性能，而人工合成的磷酸鈣由于與生物磷酸鈣具有相似的組成和結(jié)構(gòu)，因此具有良好的生物活性、生物相容性以及生物可降解性，被廣泛用于骨替代材料、藥物載體等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
[0003]無定形磷酸鈣是水溶液中沉積磷酸鈣的最初物相，具有比晶態(tài)磷酸鈣更加優(yōu)良的生物活性和生物降解性能，可廣泛應(yīng)用于生物涂層、骨水泥等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，同時(shí)無定形磷酸鈣是在水溶液中制備羥基磷灰石時(shí)存在的一種中間產(chǎn)物，很容易轉(zhuǎn)變成晶態(tài)磷酸鈣。羥基磷灰石是生理?xiàng)l件下，熱力學(xué)最穩(wěn)定的磷酸鈣相，是骨、牙齒和許多病理鈣化組織中存在的成分，已成為眾多科學(xué)領(lǐng)域研宄的對(duì)象，并被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)或產(chǎn)業(yè)化材料。
[0004]一直以來，研宄者在制備納米磷酸鈣材料方面做了大量的研宄，為了獲得分散較均勻，顆粒尺寸較小的磷酸鈣，常常在制備磷酸鈣的水溶液中加入模板劑或穩(wěn)定劑。例如CN1931713A公開一種磷酸鈣納米顆粒的制備方法，其采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為模板劑調(diào)控顆粒尺寸，但是CTAB的添加對(duì)材料的生物學(xué)性能有所影響，且后續(xù)清洗處理的過程比較麻煩，又如CN1488574A公開一種生物醫(yī)用無定形納米磷酸鈣的制備方法，其采用了聚乙二醇、聚乙烯醇或聚丙烯醇等聚合物作為穩(wěn)定劑，但聚合物添加量大、造成成本增加和環(huán)境污染，而且其制備溫度限制較嚴(yán)格。又如CN102897734A公開一種磷酸鈣納米結(jié)構(gòu)的制備方法，采用了微波輔助水熱法，方法簡單但同時(shí)也增加了工藝過程中的能耗。有機(jī)生物分子普遍存在體內(nèi)，對(duì)磷酸鈣礦化具有一定的調(diào)控作用，同時(shí)也能提高磷酸鈣材料的生物學(xué)性能。而目前還很少有文獻(xiàn)報(bào)道用有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣的納米材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種利用有機(jī)生物分子調(diào)控磷酸鈣的礦化過程，制備有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的方法；
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法得到的有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒，通過調(diào)節(jié)有機(jī)生物分子的種類和濃度，所得到的有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒具有不同的物相。
[0007]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的制備方法，包括以下步驟:
[0009](I)將鈣鹽溶液與有機(jī)生物分子溶液混合，進(jìn)行攪拌，然后用堿性溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH至6.90?7.10 ；
[0010](2)將磷酸鹽溶液加入到所述混合溶液中，攪拌反應(yīng)，形成沉淀；[0011 ] (3)將所得沉淀取出，經(jīng)水洗、醇洗，離心分離，冷凍干燥，得到固體粉末產(chǎn)物，即為所述有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒。
[0012]在本發(fā)明所述有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的制備方法中，所述有機(jī)生物分子溶液為檸檬酸、谷氨酸、天冬氨酸或賴氨酸的水溶液；
[0013]優(yōu)選的，所述鈣鹽溶液為氯化鈣的水溶液或硝酸鈣的水溶液；
[0014]優(yōu)選的，所述鈣鹽溶液中鈣鹽的濃度為0.01mol/L?0.25mol/L，所述有機(jī)生物分子溶液中有機(jī)生物分子的濃度為0.0125mol/L?0.2mol/L ；
[0015]優(yōu)選的，步驟(I)中所述鈣鹽溶液中鈣鹽與所述有機(jī)生物分子溶液中有機(jī)生物分子的摩爾比為(0.05?0.8):1 ；
[0016]優(yōu)選的，步驟(I)所述堿性溶液為氨水、氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液；
[0017]優(yōu)選的，步驟(I)進(jìn)行攪拌的時(shí)間為45?60min，攪拌過程中溫度為室溫；
[0018]優(yōu)選的，步驟(2)所述磷酸鹽溶液為磷酸氫二鈉或磷酸氫二銨的水溶液；所述磷酸鹽溶液的pH為9.55?9.60 ；
[0019]在本發(fā)明所述制備方法中，所述鈣鹽溶液中鈣鹽與所述磷酸鹽溶液中磷酸鹽優(yōu)選的摩爾比為(1.5?1.67):1 ；
[0020]優(yōu)選的，步驟(2)所述攪拌反應(yīng)的時(shí)間為2?15min，反應(yīng)溫度為室溫。
[0021]根據(jù)本發(fā)明所述制備方法得到有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒；所述有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸媽納米顆粒為納米球結(jié)構(gòu)，直徑為30?80nm。
[0022]通過調(diào)節(jié)有機(jī)生物分子的種類和濃度，所述有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的物相為無定形磷酸鈣相或無定形磷酸鈣/羥基磷灰石復(fù)合相；當(dāng)選擇的有機(jī)生物分子為檸檬酸時(shí)，檸檬酸的濃度維持在0.0125mol/L?0.2mol/L，制備得到的有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的物相為無定形磷酸鈣相；當(dāng)選擇的有機(jī)生物分為谷氨酸、天冬氨酸或賴氨酸時(shí)，濃度維持在0.03mol/L?0.2mol/L，制備得到的有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的物相為無定形磷酸鈣相或無定形磷酸鈣/羥基磷灰石復(fù)合相。
[0023]本發(fā)明有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域。
[0024]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0025](I)本發(fā)明所得的有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒為無定形磷酸鈣納米顆?；驘o定形磷酸媽/輕基磷灰石復(fù)合納米顆粒，尺寸較均勾，直徑在50nm左右。
[0026](2)在本發(fā)明所述制備方法中，可以通過改變有機(jī)生物分子的種類和濃度來調(diào)節(jié)所得的有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的物相和尺寸。
[0027](3)本發(fā)明所得有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒含有有機(jī)生物分子，有機(jī)生物分子本身是無害的材料，可以在反應(yīng)過程中充當(dāng)穩(wěn)定劑，同時(shí)也可以改善磷酸媽納米顆粒的生物學(xué)性能。
[0028](4)本發(fā)明采用的制備工藝條件簡單易行，操作簡單，無需加熱，反應(yīng)時(shí)間短，能耗低，成本低，無污染。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明有機(jī)生物分子調(diào)控磷酸鈣礦化的流程。
[0030]圖2為實(shí)施例1所得有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的掃描電鏡(SEM)圖。
[0031]圖3為實(shí)施例1所得有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的透射電鏡(TEM)圖。
[0032]圖4為實(shí)施例1所得有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的傅里葉紅外光譜(FTIR)圖。
[0033]圖5為實(shí)施例1所得有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的X射線衍射(XRD)圖。
[0034]圖6為實(shí)施例2所得有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的掃描電鏡(SEM)圖。
[0035]圖7為實(shí)施例2所得有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的透射電鏡(TEM)圖。
[0036]圖8為實(shí)施例2所得有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的傅里葉紅外光譜(FTIR)圖。
[0037]圖9為實(shí)施例2所得有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的X射線衍射(XRD)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0039]實(shí)施例1
[0040]一種有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒的制備方法，其采用有機(jī)生物分子檸檬酸來調(diào)控磷酸鈣礦化形成有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒，流程圖如圖1所示，具體制備方法如下:
[0041]量取20ml濃度為0.01mol/L的CaCl2溶液與8ml濃度為0.0125mol/L的檸檬酸溶液混合，用NaOH溶液將混合液的pH調(diào)節(jié)至6.90?7.10，攪拌Ih形成混合溶液；在所得混合溶液中加入20ml濃度為0.006mol/L的pH為9.55?9.60Na2HP04溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)lOmin，得到沉淀；將所得沉淀取出用去離子水、乙醇溶液反復(fù)洗滌3次，離心分離，冷凍干燥，得到固體粉末產(chǎn)物，即為所述有機(jī)生物分子復(fù)合磷酸鈣納米顆粒。
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