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，同時無定形磷酸鈣是在水溶液中制備羥基磷灰石時存在的一種中間產(chǎn)物，很容易轉(zhuǎn)變成晶態(tài)磷酸鈣。羥基磷灰石是生理條件下，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)，對磷酸鈣礦化具有一定的調(diào)控作用，同時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，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，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?？蓱?yīng)用于生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域。
[0024]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[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。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0039]實施例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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