CN103030125B - 一种医用增强纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医用增强纤维,为纳米或微米级HA纤维单晶,其中纳米或微米HA纤维中Ca/P摩尔比为1.50~1.90。该医用增强纤维的制备方法包括:配制一定浓度的稀硝酸溶液,加入一定量的钙盐和磷酸盐,配制成含有一定钙离子和磷酸根浓度的溶液;随后加入一定量的pH调节剂,并控制在一定的浓度范围内;然后加入一定量的表面活性剂,并搅拌混合均匀,表面活性剂控制在一定的浓度范围内;将溶液倒入高压釜内,在一定温度下反应一定时间后,冷却至室温;最后,将高压釜内的溶液进行离心,将所得沉淀烘干,制备得到纳米级或微米级的HA纤维。本发明的纳米HA纤维长径比高达1000,同时分散性好,增强效果理想。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用材料领域,尤其是指一种医用可降解增强纤维的制备方法。
背景技术
羟基磷灰石(Hydroxyapatite,简写为HA)是人体骨骼中最主要的无机盐成分,可降解、具备良好的骨相容性和诱导性。目前HA作为骨修复材料、人工关节涂层以及其他金属种植体涂层在临床上得到了广泛应用。自上世纪90年代以来,为了进一步提高扩大HA在临床上的使用范围,人们开始研究HA纤维的合成技术,试图采用HA纤维替代一些惰性纤维在临床的应用。目前关于HA纤维制备研究有以下一些方法:水热条件下磷酸二氢钙的溶解-再沉淀法、均匀沉淀法、高温固相合成法等。但是由于HA的结构和性质对制备条件敏感,结晶性和热力学稳定性通常不足,要制备出同时满足长度、均匀性、形貌尺寸等可控的HA纤维,特别是高长径比的HA纳米纤维十分困难。
高长径比纳米级单晶HA纤维在形成过程中对条件要求十分敏感,相同方法制备出的HA在尺寸上会有极大的差异。目前的研究和报道的微米级的HA纤维的长径比值都在几十到一百多;纳米级HA多为短棒状或针状,长径比更小。而更高长径比的纳米级或微米级HA单晶纤维制备方法的尚未报道。同时现有的报道的一些制备方法还存在纤维的分散性较差,团聚等缺点,这都会导致最终增强效果的不理想。
发明内容
本发明解决的主要技术问题是提供一种高长径比的医用增强纤维及其制备方法,从而解决现有方法制备的HA纤维长径比小,力学强度差,在纤维的分散性较差且易产生团聚,无法获得单晶纤维等问题。
为解决上述技术问题,提供一种医用增强纤维,为纳米或微米级羟基磷灰石HA纤维单晶,其中纳米或微米HA纤维中钙磷元素(Ca/P)摩尔比为1.50-1.90。
所述纳米HA纤维的直径在1~500nm,平均长度超过200μm,最大长径比高达1000~5000;所述微米级的HA纤维的直径大于0.5μm、小于20μm;长径比大于200、小于2000。
进一步地,所述纳米或微米HA纤维中掺杂有微量元素或其它人体所需的元素,为选自银、锶、镁、锌、氟、碳、铜中一种或多种掺杂元素离子。HA纤维中掺杂元素含量为0.01~7.8%。
本发明还提供该医用增强纤维的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:配制一定浓度的稀硝酸溶液,加入一定量的钙盐和磷酸盐,配制成含有一定钙离子和磷酸根浓度的溶液;
步骤2:随后加入一定量的pH调节剂,并控制在一定的浓度范围内;
步骤3:然后加入一定量的表面活性剂,并搅拌混合均匀,表面活性剂控制在一定的浓度范围内;
步骤4:将溶液倒入高压釜内,在一定温度下反应一定时间后,冷却至室温;
步骤5:将高压釜内的溶液进行离心,将所得沉淀烘干,制备得到纳米级或微米级的羟基磷灰石纤维。
优选地,所述步骤1中硝酸的浓度为0.01~0.8mmolL-1;钙盐选自硝酸钙、氯化钙中一种或二者的组合;磷酸盐选自磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸钾、磷酸氢钾中的一种或几种的组合;钙盐及磷酸盐两种盐溶解于硝酸所形成的混合溶液中钙离子浓度范围为10~100mmolL-1,磷酸根的浓度范围为10~100mmolL-1,钙离子和磷酸根离子的摩尔浓度比为1:1,不同于目前各种报道所采用1.67的比例。
所述步骤1中,进一步加入银、锶、锌、氟、镁、碳和铜一种或多种微量元素或其它人体所需的掺杂元素盐;所述掺杂元素盐的盐选自硝酸银、磷酸氢锶、碳酸锶、硝酸锌、六氟磷酸、氟化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、氯化镁、硝酸铜中一种或多种,浓度范围为0.001~10mmolL-1。
优选地,所述步骤2中,pH调节剂选自乙酰胺、二甲基乙酰胺、三甲基乙酰胺中的一种或多种的组合,浓度范围为0.1~2molL-1;所述步骤3中,表面活性剂选自阴离子表面活性剂中的十二烷基硫酸三乙醇胺、十二烷基硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基硫酸钠中的一种或几种的组合,浓度范围为1~50mmolL-1;所述步骤4中,反应温度范围80~180℃。反应时间3~12h。
优选地,当步骤1中钙离子浓度范围为35~45mmolL-1,磷酸根的浓度范围是35~45mmolL-1,步骤4中的反应温度120~140℃,反应时间4~6小时的条件下,可制备得到纳米级HA纤维;其他反应条件下适合制备微米级的HA纤维。
当步骤1中钙离子浓度以及磷酸根的浓度范围均为10~35(含或不含35)mmolL- 1、或者45~100(含或不含45)mmolL-1,步骤4中的反应温度80~120(含或不含120)℃、或140~180(含或不含140)℃,反应时间3~4(含或不含4)小时、或6~12(含或不含6)小时,适合制备得到微米级HA纤维。
上述技术方案至少具有如下有益效果:
本发明的纳米级的HA纤维的直径可达到几个nm至几百nm,平均长度超过200μm,长径比可高达1000以上;微米级的HA纤维直径小于20μm,长径比大于200。该纤维在尺寸上要极大的优于国内外的相关报道。该制备方法可解决现有技术中纳米或微米HA纤维长径比过小的技术难题,同时也可解决纤维分散性较差,团聚,导致增强效果不理想等问题。本发明的医用增强纤维,可提供高力学强度的可降解骨钉、骨板、牙桩和手术缝合线等。还可用于开发新型高强度可承力的骨修复材料、新型仿生组织工程支架材料等产品,具备广泛的应用前景。
进一步地,在纤维的制备过程中也可引入一些人体所需的微量元素或碳、镁元素等。
本发明的制备方法操作简单,可进行大规模的工业化生产。
附图说明
图1是实例1制得的HA纳米纤维SEM图。
图2是不同实例制备HA纤维的XRD图谱:(a)是实例1制备得到HA纤维的XRD图谱;(b)是实例2制备得到的HA纤维的XRD图谱;(c)是实例3制备得到HA纤维的XRD图谱。
图3是实例1制得的HA纳米纤维选区电子衍射斑点图。
图4是实例3制得的HA纳米纤维TEM图。
图5是实例3制得的HA纳米纤维选区电子衍射斑点图。
图6是实例4制得的HA微米纤维SEM图。
图7是实例4制得的HA微米纤维选区电子衍射斑点图。
具体实施方式
本发明纳米或微米HA纤维的制备方法主要包括以下步骤:
(1)配制一定浓度的稀硝酸溶液,加入一定量的钙盐和磷酸盐,配制成含有一定钙离子和磷酸根浓度的溶液,固定钙离子和磷酸根离子的摩尔浓度比为1:1,同时可选择性加入或不加入一种或多种微量元素或其它人体所需的掺杂元素的盐;
(2)随后加入一定量的pH调节剂,并控制在一定的浓度范围内;
(3)然后加入一定量的表面活性剂,并搅拌数分钟使其混合均匀,表面活性剂控制在一定的浓度范围内;
(4)将溶液倒入高压釜内,使溶液占高压釜总体积的70%~80%,随后密闭容器。在一定温度下反应数小时,然后自然冷却12h以上至室温;
(5)最后,将高压釜内的溶液装入离心管中,采用一定的速度离心一定时间,如数分钟,滤去上清液后加入去离子水洗涤,随后再离心,可反复4~5次。最后将沉淀在烘箱中烘干,制备得到纳米级或微米级的羟基磷灰石纤维。
优选地,该步骤1中,硝酸的浓度为0.01~0.8mmolL-1,钙盐选自硝酸钙、氯化钙中一种或二种。磷酸盐选自磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸钾、磷酸氢钾等中的一种或几种组合使用。钙盐及磷酸盐两种盐溶解于硝酸所形成的混合溶液中钙离子浓度范围为10~100mmolL-1,磷酸根的浓度范围10~100mmolL-1,钙离子和磷酸根离子的摩尔浓度比为1:1,不同于目前各种报道所采用1.67的比例。掺杂元素的盐选自硝酸银、磷酸氢锶、碳酸锶、硝酸锌、六氟磷酸、氟化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、氯化镁、硝酸铜等中的一种或多种,优选浓度范围0.001~10mmolL-1,从而可制得由微量元素银、锶、锌、氟、碳、镁、碳、铜等一种或几种元素掺杂的HA纤维。HA纤维中微量元素或掺杂元素含量为0.01-7.8%。
所述步骤2中,pH调节剂选自乙酰胺、二甲基乙酰胺、三甲基乙酰胺等中的一种或几种的组合,优选浓度范围为0.1~2molL-1。
所述步骤3中,表面活性剂选自阴离子表面活性剂中的十二烷基硫酸三乙醇胺、十二烷基硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基硫酸钠等中的一种或几种的组合,优选浓度范围为1~50mmolL-1。
步骤4在具体实例中,高压釜的体积为10~1000mL,反应温度范围80~180℃。反应时间3~12h。
本发明的主要原理是:在HA的生长过程中,a轴方向生长基元带正电荷;而c轴上主要生长基元带负电荷。在酸性条件下,由于H+的大量存在和阴离子表面活性剂的作用,晶体沿a轴方向生长受到抑制,晶体沿c轴方向择优生长形成纳米或微米纤维。其主要的化学反应方程式为:
10CaHPO4+2H2O→Ca10(PO4)6(OH)2+4H3PO4
按上方法制得的纳米或微米HA纤维中的钙磷元素Ca/P摩尔比为1.50~1.90。试验证明,所制得的纳米或微米HA纤维具备良好的组织相容性。采用GB/T16886.5和GB/T16886.12中规定的试验方法,实验测试结果表明HA纤维的细胞毒性为0级。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果统计分析表明纳米HA纤维的直径在1~500纳米,平均长度超过200μm,长径比高达1000~5000。微米级的HA纤维的直径直径大于0.5μm而小于20μm,长径比达200~2000。X射线衍射分析(XRD)和透射电镜选区电子衍射(SAED)证明所制备纳米或微米HA纤维为单晶,因此比多晶纤维具备更好的力学性能。透射电镜X射线能谱仪(EDX)结果表明纳米或微米HA纤维中Ca/P摩尔比平均值在1.50~1.90之间,不含微量元素的HA纤维的Ca/P摩尔平均值与其理论是一致的,为1.67。优选地Ca/P摩尔比平均值为1.60~1.80。等离子质谱(ICP)检测证明微量元素能够掺杂进入纳米或微米HA纤维中。同时HA纤维分散性好,无明显的团聚,因此该材料能用于各种生物材料及产品的增强。
其中,当步骤1中钙离子浓度范围为35~45mmolL-1,磷酸根的浓度范围是35~45mmolL-1,步骤4中的反应温度120~140℃,反应时间4~6小时的条件下,可制备得到纳米级HA纤维;其他反应条件下适合制备微米级的HA纤维。
该纳米或微米HA纤维适合用于多种医用聚合物的增强,包括聚甲基丙烯酸甲酯类聚合物、聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚(ε-己内酯)及其共聚物、聚羟基烷基酸酯类聚合物、聚对二氧杂环已酮及其共聚物等。如将HA纳米或微米纤维用于增强左旋聚乳酸(PLLA),制备高力学强度的可降解多孔支架材料、骨钉、骨板以及手术缝合线等。
该纳米或微米HA纤维也可用于磷酸钙类骨修复材料、硫酸钙类骨修复材料、牙桩树脂材料等生物医用材料的增强,改善和提高现有产品的力学强度。还可用于开发新型高强度可承力的骨修复材料、新型仿生组织工程支架材料等产品,具备广泛的应用前景。
本发明的方法操作简单,可进行大规模的工业化生产。
下面通过具体实例并参照附图对本发明进行更详细的说明。应该理解的是,以下所述的实例仅是用于说明而不是限制本发明。
实例1
本发明制备HA纳米纤维的具体步骤如下:
(1)配制浓度为的0.08mmolL-1硝酸溶液,并向其加入硝酸钙钙盐和磷酸铵并溶解,配制成钙离子浓度和磷酸根离子浓度均为40mmolL-1的溶液,固定钙磷摩尔浓度比为1:1。然后加入磷酸氢锶盐并溶解,其浓度为0.001~0.1mmolL-1。
(2)随后加入pH调节剂二甲基乙酰胺,继续搅拌使其溶解,二甲基乙酰胺的完全溶解后的浓度为0.6molL-1。
(3)然后加入表面活性剂十二烷基硫酸三乙醇胺,并搅拌数分钟使其混合均匀,表面活性剂的浓度为10mmolL-1。
(4)将溶液倒入高压釜内,使溶液占高压釜总体积的70%~80%,随后密闭容器。在140℃温度下反应4h,然后自然冷却12h以上至室温。
(5)最后,将高压釜内的溶液装入离心管中,采用1000r/min的速度离心5min,滤去上清液后加入去离子水洗涤,随后再离心,反复4~5次。最后将沉淀在60℃的烘箱中烘干,制备得到纳米级的HA纤维。
参照图1~3,本实例制备得到的纳米级的HA纤维经扫描电镜(SEM)的形貌如图1所示,纤维的直径为10~30nm,长度最长可达400μm,平均长度约200~230μm。XRD结果如图2图谱(a)所示,与羟基磷灰石的国际标准卡片JCPDS09-0432相吻合,表明合成的HA纤维为HA纯相。选区电子衍射图斑点证实该纳米纤维为单晶体(如图3)。EDX测量纳米HA纤维中Ca/P摩尔比平均值为1.63,比理论值1.67略低,主要原因是晶格中的部分钙原子被锶原子所替代而致;ICP检测该纳米HA纤维中锶元素的含量为2.7~7.8%。HA纳米纤维分散性好,无明显的团聚。
采用该纤维来增强左旋聚乳酸(PLLA),可制备高强度的多孔支架材料、可降解骨钉、骨板等植入器械。按照国家标准GB/T1040《塑料拉伸性能的测定》或ISO527进行力学性能测试,结果表明采用本实例制备得到的纤维以不同的量来增强PLLA,其力学性能比单纯的PLLA提高8%~40%。
实例2
本发明制备HA纳米纤维的具体步骤如下:
(1)配制浓度为的0.08mmolL-1硝酸溶液,并向其加入硝酸钙钙盐和磷酸铵并溶解,配制成钙离子浓度和磷酸根离子浓度均为45mmolL-1的溶液,固定钙磷摩尔浓度比为1:1。然后加入碳酸铵并溶解,其浓度为1~10mmolL-1。
(2)随后加入pH调节剂二甲基乙酰胺,继续搅拌使其溶解,二甲基乙酰胺的完全溶解后的浓度为1molL-1。
(3)然后加入表面活性剂十二烷基硫酸三乙醇胺,并搅拌数分钟使其混合均匀,表面活性剂的浓度为10mmolL-1。
(4)将溶液倒入高压釜内,使溶液占高压釜总体积的70%~80%,随后密闭容器。在120℃温度下反应4h,然后自然冷却12h以上至室温。
(5)最后,将高压釜内的溶液装入离心管中,采用1000r/min的速度离心5min,滤去上清液后加入去离子水洗涤,随后再离心,反复4~5次。最后将沉淀在60℃的烘箱中烘干,制备得到纳米级的HA纤维。
本实例制备得到的纳米级的HA纤维的直径为200~400nm,长度最长可达360μm,平均长度约250~270μm。HA纤维为HA纯相。选区电子衍射图斑点证实该纳米纤维为单晶体。EDX测量纳米HA纤维中Ca/P摩尔比平均值为1.85,比理论值1.67略高,主要原因是晶格中的部分磷酸根被碳酸根所替代而致;ICP检测该纳米HA纤维中碳元素的含量为5.7~7.5%。HA纳米纤维分散性好,无明显的团聚。
采用该纤维来增强左旋聚乳酸(PLLA),可制备高强度的多孔支架材料、可降解骨钉、骨板等植入器械。按照国家标准GB/T1040《塑料拉伸性能的测定》或ISO527进行力学性能测试,结果表明采用本实例制备得到的纤维以不同的量来增强PLLA,其力学性能比单纯的PLLA提高8%~40%。
实例3
本发明制备HA纳米纤维的具体步骤如下:
(1)配制浓度为的0.05mmolL-1硝酸溶液,并向其加入硝酸钙钙盐和磷酸铵并溶解,配制成钙离子浓度和磷酸根离子浓度均为45mmolL-1的溶液,固定钙磷摩尔浓度比为1:1。
(2)随后加入pH调节剂乙酰胺,继续搅拌使其溶解,乙酰胺的完全溶解后的浓度为0.5molL-1。
(3)然后加入表面活性剂十二烷基硫酸钠,并搅拌数分钟使其混合均匀,表面活性剂的浓度为10mmolL-1。
(4)将溶液倒入高压釜内,使溶液占高压釜总体积的70%~80%,随后密闭容器。在140℃温度下反应6h,然后自然冷却12h以上至室温。
(5)最后,将高压釜内的溶液装入离心管中,采用1000r/min的速度离心5min,滤去上清液后加入去离子水洗涤,随后再离心,反复4~5次。最后将沉淀在60℃的烘箱中烘干,制备得到纳米级的HA纤维。
参照图2和图4~5,本实例制备得到的纳米级的HA纤维的形貌如图4所示,纤维的平均直径为200nm,长度最长可达350μm,平均长度约200μm。XRD结果如图2中的图谱(b)所示,与羟基磷灰石的国际标准卡片JCPDS09-0432相吻合,表明合成的HA纤维为HA纯相。选区电子衍射图斑点证实该纳米纤维为单晶体(如图5)。EDX测量纳米HA纤维中Ca/P摩尔比平均值为1.67,与理论值1.67一致。纳米HA纤维分散性好,无明显团聚。
采用该纤维来增强聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV),并按照国家标准GB/T1040《塑料拉伸性能的测定》或ISO527进行力学性能测试,结果表明采用本实例制备得到的纤维以不同的量来增强PHBV,其力学性能比单纯的PHBV提高30%~40%。
实例4
本发明制备HA微米纤维的具体制备方法如下:
(1)配制浓度为的0.05mmolL-1硝酸溶液,并向其加入硝酸钙钙盐和磷酸铵并溶解,配制成钙离子浓度和磷酸根离子浓度均为60mmolL-1的溶液,固定钙磷摩尔浓度比为1:1。
(2)随后加入pH调节剂三甲基乙酰胺,继续搅拌使其完全溶解,其浓度为1molL-1。
(3)然后加入表面活性剂十二烷基硫酸钠,并搅拌数分钟使其混合均匀,表面活性剂的浓度为10mmolL-1。
(4)将溶液倒入高压釜内,使溶液占高压釜总体积的70%~80%,随后密闭容器。在180℃温度下反应3h,然后自然冷却12h以上至室温。
(5)最后,将高压釜内的溶液装入离心管中,采用1000r/min的速度离心5min,滤去上清液后加入去离子水洗涤,随后再离心,反复4~5次。最后将沉淀在60℃的烘箱中烘干,制备得到微米级的HA纤维。
参照图2和图6~7,本实例制备得到的微米级的HA纤维的形貌如图6所示,纤维的直径为1~10μm,长度最长可达400μm,平均长度约200μm。XRD结果如图2中图谱(c)所示,XRD的结果与羟基磷灰石的国际标准卡片JCPDS09-0432相吻合,表明合成的HA纤维为HA纯相。选区电子衍射图斑点证实该HA微米纤维为单晶体(如图7)。EDX测量微米HA纤维中Ca/P摩尔比平均值为1.67,与理论值1.67一致。微米级的HA纤维分散性好,无明显的团聚。
采用该纤维来增强牙桩树脂,并按照国家标准GB/T1040《塑料拉伸性能的测定》或ISO527进行力学性能测试,结果表明采用结果表明采用本实例制备得到的纤维以不同的量来增强牙桩树脂,其力学性能与玻璃纤维增强的牙桩树脂相当,因此可以替代玻璃纤维在临床上的使用,使牙桩的力学性能可提高5~10%,更重要的是HA纤维比玻璃纤维具备更好的生物相容性和安全性。
实例5
本发明制备HA微米纤维的具体制备方法如下:
(1)配制浓度为的0.05mmolL-1硝酸溶液,并向其加入硝酸钙钙盐和磷酸铵并溶解,配制成钙离子浓度和磷酸根离子浓度均为60mmolL-1的溶液,固定钙磷摩尔浓度比为1:1。然后加入氯化镁并溶解,其浓度为0.1~1mmolL-1。
(2)随后加入pH调节剂三甲基乙酰胺,继续搅拌使其完全溶解,其浓度为1molL- 1。
(3)然后加入表面活性剂十二烷基硫酸钠,并搅拌数分钟使其混合均匀,表面活性剂的浓度为10mmolL-1。
(4)将溶液倒入高压釜内,使溶液占高压釜总体积的70%~80%,随后密闭容器。在80℃温度下反应12h,然后自然冷却12h以上至室温。
(5)最后,将高压釜内的溶液装入离心管中,采用1000r/min的速度离心5min,滤去上清液后加入去离子水洗涤,随后再离心,反复4~5次。最后将沉淀在60℃的烘箱中烘干,制备得到微米级的HA纤维。
本实例制备得到微米级的HA纤维的直径为10~20μm,长度最长可达400μm,平均长度约200~300μm。XRD的结果和选区电子衍射图斑点证实该HA微米纤维为单晶体。EDX测量微米HA纤维中Ca/P摩尔比平均值为1.5,主要原因是晶格中的部分钙离子被镁离子所替代而致;ICP检测该纳米HA纤维中镁元素的含量为0.1~2.3%。HA纳米纤维分散性好,无明显的团聚。
采用该纤维来增强牙桩树脂,并按照国家标准GB/T1040《塑料拉伸性能的测定》或ISO527进行力学性能测试,结果表明采用结果表明采用本实例制备得到的纤维以不同的量来增强牙桩树脂,其力学性能与玻璃纤维增强的牙桩树脂相当,因此可以替代玻璃纤维在临床上的使用,使牙桩的力学性能可提高7~10%,更重要的是HA纤维比玻璃纤维具备更好的生物相容性和安全性。
以上所述是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.医用增强纤维的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:配制浓度为0.01~0.8mmolL-1的稀硝酸溶液,加入钙盐和磷酸盐,配制成含有钙离子和磷酸根的混合溶液,所形成的混合溶液中钙离子和磷酸根的浓度范围均为35~45mmolL-1,且钙离子和磷酸根的摩尔浓度比为1:1;
步骤2:随后加入pH调节剂,pH调节剂选自乙酰胺、二甲基乙酰胺、三甲基乙酰胺中的一种或多种的组合,并控制pH调节剂的浓度范围为0.1~2molL-1;
步骤3:然后加入表面活性剂,并搅拌混合均匀,所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂中的十二烷基硫酸三乙醇胺、十二烷基硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基硫酸钠中的一种或多种的组合,所述表面活性剂控制在浓度范围为1~50mmolL-1;
步骤4:将溶液倒入高压釜内,于反应温度120~140℃下反应4~6小时后,冷却至室温;
步骤5:将高压釜内的溶液进行离心,将所得沉淀烘干,制备得到纳米级的HA纤维;
所制备的医用增强纤维,为纳米级羟基磷灰石HA纤维单晶,其中纳米HA纤维中的钙磷元素Ca/P摩尔比为1.50~1.90;所述纳米HA纤维的直径在1~500nm,平均长度超过200μm,长径比达1000~5000。
2.如权利要求1所述的医用增强纤维的制备方法,其特征在于:所述步骤1中钙盐选自硝酸钙、氯化钙中一种或二者组合;磷酸盐选自磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸钾、磷酸氢钾中的一种或多种的组合。
3.如权利要求1所述的医用增强纤维的制备方法,其特征在于:所述步骤1中,进一步加入一种或多种掺杂元素的盐;所述掺杂元素的盐选自硝酸银、磷酸氢锶、碳酸锶、硝酸锌、氟化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、氯化镁、硝酸铜中一种或多种,浓度范围为0.001~10mmolL-1。
4.医用增强纤维的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:配制浓度为0.01~0.8mmolL-1的稀硝酸溶液,加入钙盐和磷酸盐,配制成含有钙离子和磷酸根的混合溶液,所形成的混合溶液中钙离子和磷酸根的浓度范围均为10~35mmolL-1或者45~100mmolL-1,且钙离子和磷酸根的摩尔浓度比为1:1;
步骤2:随后加入pH调节剂,pH调节剂选自乙酰胺、二甲基乙酰胺、三甲基乙酰胺中的一种或多种的组合,并控制pH调节剂的浓度范围为0.1~2molL-1;
步骤3:然后加入表面活性剂,并搅拌混合均匀,所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂中的十二烷基硫酸三乙醇胺、十二烷基硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基硫酸钠中的一种或多种的组合,所述表面活性剂控制在浓度范围为1~50mmolL-1;
步骤4:将溶液倒入高压釜内,于反应温度80~120℃反应6~12小时或者于反应温度140~180℃下反应3~4小时后,冷却至室温;
步骤5:将高压釜内的溶液进行离心,将所得沉淀烘干,制备得到微米级的HA纤维;
制备的医用增强纤维,为微米级羟基磷灰石HA纤维单晶,其中微米HA纤维中的钙磷元素Ca/P摩尔比为1.50~1.90;所述微米级的HA纤维的直径大于0.5μm且小于20μm;长径比大于200且小于2000。
5.如权利要求4所述的医用增强纤维的制备方法,其特征在于:所述步骤1中钙盐选自硝酸钙、氯化钙中一种或二者组合;磷酸盐选自磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸钾、磷酸氢钾中的一种或多种的组合。
6.如权利要求4所述的医用增强纤维的制备方法,其特征在于:所述步骤1中,进一步加入一种或多种掺杂元素的盐;所述掺杂元素的盐选自硝酸银、磷酸氢锶、碳酸锶、硝酸锌、氟化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、氯化镁、硝酸铜中一种或多种,浓度范围为0.001~10mmolL-1。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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---|---|---|---|---|
CN1403369A (zh) * | 2002-10-23 | 2003-03-19 | 四川大学 | 纳米级类骨磷灰石晶体的制备方法 |
CN101343055A (zh) * | 2008-08-19 | 2009-01-14 | 华南理工大学 | 纳米羟基磷灰石水溶胶及其制备方法和在牙膏中的应用 |
CN101559934A (zh) * | 2009-05-08 | 2009-10-21 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种调控纳米羟基磷灰石晶粒有序定向生长的制备方法 |
CN101786615A (zh) * | 2010-03-12 | 2010-07-28 | 南京大学 | 一种羟基磷灰石纳米管及其制法和在骨修复方面的应用 |
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Synthesis and characterization of hydroxyapatite whiskers by hydrothermal homogeneous precipitation using acetamide;Hongquan Zhang et al.;《Acta Biomaterialia》;20100210;第6卷;3217页第1栏第34行至3218页第2栏最后一行,图4,表1 * |
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