CN103038161A - 固有磁性的羟基磷灰石 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及掺杂有Fe2+离子和Fe3+离子的羟基磷灰石，所述Fe2+离子和Fe3+离子部分地替代晶格中的钙离子。所述羟基磷灰石特征在于，通过施加34Oe的磁场测量的0.05至8emu/g的固有磁性，这是由于在HA的晶格中存在磁性纳米畴，考虑到存在小于约3体积%的有限量的第二磁性相。所述固有磁性羟基磷灰石能够承载选自下列中的生物物质：蛋白质、基因、干细胞、生长因子、血管生成因子、活性物质和药物，在外磁场的控制下，作为生物物质或药物的载体和释放剂，作为诊断中的造影剂或者用于骨或骨软骨再生。

Description

固有磁性的羟基磷灰石
本发明涉及固有磁性的羟基磷灰石及其在骨和骨软骨重建中的用途，作为用于生物物质和/或药物的载体以及作为诊断中的造影剂的用途。
羟基磷灰石（HA）、Ca10(PO4)6(OH)2是骨组织的主要矿物成分。由于其对生物物质的高生物相容性和天然亲和性，羟基磷灰石常常用于骨和骨软骨替代/再生应用中以及作为用于蛋白质、基因、干细胞、生长因子、活性物质等的载体。
众所周知，羟基磷灰石具有包含磷酸根离子、羟基离子和钙离子的六方晶格，所述钙离子具有六价或四价配位（6h和4f位置）。
还众所周知的是，羟基磷灰石的结构能够适应在磷酸根离子、羟基离子和钙离子位置处的各种类型的离子替代，而在结构中不发生任何崩溃。
换言之，羟基磷灰石是一种能够在不会导致其相劣化的情况下掺杂有不同类型离子的材料。
除了旨在增强其关于构成骨组织的矿物相的仿生性质而进行的羟基磷灰石掺杂以外，已经利用能够赋予磁性的离子进行多种替代，例如Fe、Co、Mn和La。
具体地，Mayer等人（Journal of Inorganic Biochemistry1992,45,129-133）报告了使用Fe(NO3)3作为试剂来合成掺杂有三价铁离子的羟基磷灰石（Fe3+HA）。根据该作者，三价铁离子并未被纳入到磷灰石晶格内而是以FeOOH的形式存在于磷灰石自身中。
Wu等人（Nanotechnology2007,18,165601-10）报告了使用FeCl2*4H2O作为Fe2+离子源来合成掺杂有亚铁离子的羟基磷灰石（Fe2+HA）。然而，他们仅在羟基磷灰石伴随有第二磁性相（磁铁矿）形成的情况下获得具有磁性的产物。
Ming Jang等人（Review,Condensed Matter and MaterialsPhysics,2002,66,224107-224115）利用Fe2+和Fe3+离子掺杂羟基磷灰石，从Ca(NO3)2和Fe(NO3)2溶液开始，逐滴添加到磷酸铵溶液中。该论文没有提供关于羟基磷灰石的可能的固有磁化的任何启示。
与用于骨或骨软骨（osteocartilage）再生的支架使用相联系的最相关的限制之一在于控制在支架植入部位处的细胞分化和血管生成过程的发展和速度的困难。
这些过程获益于骨组织生长因子和血管生成因子向植入部位迁移的速度。
根据患者的需求并且对于延长的时段，控制特定因子朝向植入部位的迁移对于有利于假体的骨整合和骨组织的再生而言是特别重要的，并且由此对于患者的愈合而言是特别重要的。
因此，在该领域中，存在对用于生物物质和药物的载体和释放系统的强烈感受到的需求，其能够控制生长因子、血管生成因子或其他能促进和加速骨整合和骨再生的生物物质的迁移。还感受到对如下药物载体系统的需求，所述药物载体系统能够以精确和准确的方式被引导以便以选择性的方式且根据真实的合格定量要求而仅在受病理影响的部位直接释放药物。
在本领域中，还存在对用于骨和骨软骨再生的假体的需求，所述假体同时是生物相容性的并且能够通过位于患者身体外部的控制系统在特定植入位置进行体内操纵和约束，从而消除目前对侵入性的固定系统的需要。
通过如所附权利要求书中概述的固有磁性羟基磷灰石以及用于获得其的方法而解决了这种需求。
下面还参照附图来阐释本发明的详细描述，其中：
-图1示出了用铁离子替代的HA样品的形态；
-图2示出了在40℃下在Fe3+离子存在下合成的HA样品（Fe/Ca比率=0.20）的XRD分析；
-图3示出了无掺杂HA和在不同温度[D=25℃；E=40℃；F=60℃]下通过添加Fe2+离子合成的HA（Fe/Ca=0.20）的RX衍射图；以符号●标记的峰对应于磁铁矿相（Fe3O4）；
-图4示出了无掺杂HA和在40℃下通过添加Fe3+和Fe2+离子所产生的HA（Fe/Ca=0.20）（H）的XRD图样；
-图5A和图5B分别示出了样品E（黑色箭头表示磁铁矿颗粒）和样品H的低分辨率TEM图像；共用的方块包含放大的TEM图像，该图像示出了两个样品中纳米空隙的存在；
-图6展示了TEM显微图像的高分辨率细节，该显微图像示出了沿着HA的轴线[2,0,1]观察的样品E或H的代表性颗粒；黑色箭头指示由图像（方块）的傅立叶变换所获得的HA晶格的c轴线的方向，而白色箭头指向颗粒的非晶区域；
-图7展示了一幅TEM图像，该TEM图像示出了在辐射损伤之后样品E的颗粒；图像的较暗区域对应于富铁的纳米相；
-图8示出了对于样品E和H所获得的磁化强度值与XRD图样之间的关系；
-图9A和图9B示出了在700℃下处理的材料的低分辨率TEM图像：A）样品Et；B）样品Ht（箭头指示富铁相）；
-图10示出了样品H在100Oe的外加磁场下的磁性ZFC-FC曲线；箭头指示阻挡温度（TB）；
-图11示出了在300K下样品H的磁性（magnetism）与所施加磁场的函数关系。
本发明涉及固有磁性的羟基磷灰石，其特征在于，通过施加34Oe的磁场所记录的范围为从0.05至8emu/g、优选地为0.1至5emu/g的磁化强度程度。
具体地，本发明的羟基磷灰石掺杂有Fe2+和Fe3+离子，所述Fe2+和Fe3+离子部分地替代晶格中的钙。
羟基磷灰石晶格中的Fe3+/Fe2+比率范围为从1至4，优选地为从2至3.5。本发明的羟基磷灰石是固有磁性的，即其实质上由于Fe3+和Fe2+离子掺杂晶格而被赋予磁性能，所述Fe3+和Fe2+离子以一定量、在对等位置、以晶格中的氧化状态/位置关系并且以特定的配位状态替代（部分地）钙以便产生磁性。
在不受任何理论约束，认为该磁性是由于很小的结构畴在掺杂HA晶格中的存在所致，所述结构畴类似于磁铁矿的结构并且能够激活对超顺磁性负责的机制。
对结构模型的XRD分析和计算机模拟已经表明了这两种Fe物质均位于钙替代位置而非处于HA晶格中的间隙位置处的明显指示。
配位数为6的Ca（2）位置和配位数为4的Ca（1）位置以对等的关系被占据从而向粉末赋予磁化率（magnetic susceptibility）。
TEM研究、以及磁测量证实了HA的新磁性相以及与磁铁矿类似的纳米簇的存在。该新相为畸变/无序的羟基磷灰石，具有Fe2+（处于其名义的二价状态）和Fe3+（偏离于其名义的三价状态），在表面和整体水平上组织并且配位以在HA本身中产生磁性。
本发明的羟基磷灰石能够包含低于约3体积%的第二磁性相（例如，磁铁矿型第二相）的量。优选地，第二磁性相的量为≤2体积%。
与本发明羟基磷灰石一起存在的低量第二相表明大多数铁离子用于掺杂替代HA晶格中的钙，并且它们中的仅仅一小部分有助于形成具有磁性能的铁氧化物（如磁铁矿）。
由于第二磁性相例如磁铁矿的低量，本发明的掺杂羟基磷灰石维持了无掺杂羟基磷灰石所特有的良好生物相容特性。实际上，第二磁性相的量越高，羟基磷灰石的生物相容性越低。
本发明的羟基磷灰石优选具有范围从1.5至1.9的（Fe+Ca）/P比率。该值接近无掺杂HA中的Ca/P的比例。范围为从1.5至1.9的（Fe+Ca）/P比率表明使用铁离子作为钙的替代物进行掺杂没有在材料的化学结构中引起大的改变，所述材料甚至在掺杂之后也保留无掺杂羟基磷灰石所特有的化学结构特征。
本发明的掺杂羟基磷灰石优选地呈颗粒（或纳米颗粒）的形式，所述颗粒具有如下尺寸：5-10nm至20-30nm的宽度以及至多80-150nm的长度。该颗粒可含有2-5nm的球形空隙。
用包含以下步骤的方法来合成本发明的固有磁性的羟基磷灰石：
a）将包含Fe（II）和Fe（III）离子的溶液添加到含有Ca（II）离子的悬浮液/溶液中；
b）将步骤a）的悬浮液加热到15℃至80℃范围内的温度；
c）将磷酸根离子的溶液添加到步骤a）的悬浮液/溶液中；
d）从母液中分离沉淀物。
优选地，所述Fe（I I）离子和Fe（I I I）离子分别源于FeCl2和FeCl3。
优选地，所述Ca（I I）离子源于氢氧化钙、硝酸钙、乙酸钙、碳酸钙和/或其它钙盐。
在1-3小时的时段内，优选地通过加热和搅拌悬浮液，将磷酸根离子的溶液添加到含有钙离子和铁离子的悬浮液/溶液中。优选地，磷酸根离子源于磷酸和/或其可溶性盐。
所使用的铁离子量为用以获得范围从5至30摩尔%、优选10至20摩尔%的Fe/Ca摩尔比。
在该步骤完成时，可将悬浮液维持在连续搅拌下持续1-2小时，且随后在没有搅拌或加热的情况下使其静置12-36小时。
由此获得沉淀物，将所述沉淀物从母液中分离，优选地通过离心分离。分离的沉淀物随后被分散在蒸馏水中且离心分离至少三次。优选地，将沉淀物洗涤至少三次，冷冻干燥和过筛。
本发明的主题还涉及能够利用上述合成方法获得的固有磁性羟基磷灰石，优选地呈固有磁性的纳米颗粒形式。本发明的固有磁性羟基磷灰石是一种保持生物相容性与无掺杂羟基磷灰石的生物相容性完全相当的材料，并且因此能够为不同目的用于临床和/或诊断领域中。
具体地，能够使用该固有磁性的羟基磷灰石作为用于生物因子或药物的载体和释放剂，作为诊断中的造影剂（contrast agent），或者作为用于骨和骨软骨再生的生物活性磁性替代物。
就其在诊断领域中的使用而言，本发明的固有磁性羟基磷灰石能够用作造影剂，例如磁共振成像（MRI）中的造影剂。在这种情形中，一旦磁性羟基磷灰石已经适当地功能化（例如，利用能够将其自身设置在身体的预定区域例如肿瘤中的特异性抗体），就将其施用给患者，并且通过施加合适强度的外磁场，从而能够定位颗粒并由此检测是否存在任何病理学改变。
本发明的羟基磷灰石的另一用途是作为用于活性物质（例如用于病理部位处的选择性治疗的抗肿瘤药物和/或抗生素）的载体和释放剂。在这种情形中，一旦施用，就能够通过施加合适的磁场将磁性羟基磷灰石颗粒朝向病理部位引导，在此处它们将释放它们所承载的活性成分。
以这种方式，产生用于承载药物且以受控方式（就释放的速度和选择性而言）释放药物的系统。
对于肿瘤的治疗，能够使用本发明的磁性羟基磷灰石颗粒以便局部提高温度（磁热疗或热疗）。在实际中，一旦施用给患者，就能够通过施加磁场将所述羟基磷灰石颗粒（无任何活性物质）朝向肿瘤部位引导。一旦它们到达所述部位，就能够通过施加合适的磁场提高温度以便引起肿瘤细胞坏死。
本发明的羟基磷灰石颗粒的另一用途是作为用于生物制剂的载体和释放系统，所述生物制剂特别为蛋白质、基因、干细胞、生长因子和血管生成因子；能够通过施加外磁场将所述系统朝向植入的磁性骨替代物（例如由相同的磁性羟基磷灰石制成）引导，或者朝向非磁性的植入支架引导。
以这种方式，通过在必要时根据个体患者的需求，在检测到愈合过程困难的部位处增加生长因子和血管生成因子的量，可以影响所植入的骨和/或骨软骨替代物的骨整合和组织再生的速度。增加这些因子的量能够通过施加外部磁场来实现，所述外部磁场能够将本发明的颗粒朝向其中据证实骨或骨软骨再生特别困难的部位引导。
因此本发明的主题是具有上述理化特性的、承载有选自如下的生物物质的固有磁性羟基磷灰石：蛋白质、基因、干细胞、生长因子、血管生成因子、和活性物质或药物。所述羟基磷灰石优选地呈固有磁性的纳米颗粒的形式。
所有上述用途均是基于能够从远端位置通过施加外部磁场控制载体和释放系统的内部分布的原理。固有磁性羟基磷灰石颗粒因此能够定义为用于承载和释放生物物质和药理物质的纳米器件。
本发明的羟基磷灰石的主要优点在于其高的生物相容性，所述生物相容性与无掺杂羟基磷灰石的生物相容性相当并且优于由羟基磷灰石加次级磁性相构成的系统的生物相容性。本发明的载体和释放系统因此不需要（这不同于现有技术中已知的磁性载体和释放系统）旨在增强其生物相容性特性的任何其它修饰（例如，施加涂层）。
事实上，已知的磁性颗粒具有受各种惰性材料（例如氧化硅）单层保护的磁芯。作为替代，也能够使用有机物质/生物物质；这些能够被吸附到磁性颗粒的表面上从而形成生物相容性涂层。
有机涂层/生物涂层的示例包括抗体和生物聚合物（例如胶原）、或致使磁性颗粒为生物相容性的有机分子单层。此外，待递送的物质必须通过在两端具有反应基的连接体连接到已知的磁性颗粒。
一个官能团用来将连接体连接到颗粒的表面，而第二官能团用来结合待承载的分子。
本发明的羟基磷灰石颗粒的优点在于它们是固有磁性的以及固有生物相容性的，而不需要施加另外的有机/无机材料层以增强该特性。此外，待承载的物质能够被直接加载到羟基磷灰石上而不需要采用连接体物质。本发明的磁性羟基磷灰石的另一用途是用于有待用作骨或骨软骨再生应用中的骨或骨软骨替代物的三维仿生构造的制备。
这些磁性仿生支架能够通过使用由外部施加的合适磁力而被限制在体内给定位置。此外，能够通过施加合适的外部磁场而原位地生物操纵此类支架，这使得能够将根据本发明的磁性羟基磷灰石的另外颗粒朝向磁性器件引导，所述颗粒加载有生长因子、血管生成因子、干细胞、药物、或在任何情况下生物制剂，以便根据患者的合格定量要求和时间要求原位地释放上述物质。
因此，本发明的主题还涉及三维仿生器件，特别用于在骨或骨软骨再生中，所述器件包含根据本发明的固有磁性的羟基磷灰石的颗粒，优选为纳米颗粒。
实验部分
使用FeCl2和FeCl3作为Fe2+和Fe3+掺杂离子的源来制备磁性且仿生的羟基磷灰石（HA）粉末。对由前述盐的三种不同合成方法进行比较；在实施例1-3中对它们进行详细描述。
用以下方法来确定合成的Fe-HA粉末的化学组成、结构和磁性能。
通过感应耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES；Liberty200,Varian,Clayton South,澳大利亚）进行化学分析：将20mg粉末溶解在2ml的HNO3中，并通过添加去离子水将溶液体积提高到100ml。
利用Fe2+离子与邻菲咯啉（ortophenantroline）形成可在510nm处测定的络合物的能力，借助UV-Vis分光光度分析确定Fe2+的量。
通过计算铁的总量（利用ICP确定）与Fe2+的量（利用UV-VIS确定）之间的差异来确定Fe3+的量。
利用扫描电子显微镜（SEM；Stereoscan360,Leica,Cambridge,UK）进行粉末的形态评价。
使用背散射电子（BSE）测定来定性显现粉末中的Fe分布。使用EDS（能量色散谱仪，Link Oxford）来半定量化学分析。
使用X-射线衍射分析（CuKa辐射;Bigaku Geigerflex,日本东京）来确定存在的晶体相并且评估粉末的结晶程度。
使用透射电子显微镜（JEOL TEM3010-UHR，日本，300kV）来观察该材料在纳米水平上的特性。
使用YSZ01C/02C磁化率计（Sartorius Mechatronics，意大利）在低场（34Oe）下测定粉末的磁性。
还使用超导量子干涉装置（SQUID）磁力计（Quantic Design）进行磁性测量，所述磁力计能够以H=5T（50000Oe）的最大施加磁场从1.8K至350K进行操作。
在这种情形中，以H=100Oe的施加磁场从5K至300K对几毫克（20mg）粉末样品进行测量，以便获得M（磁性）-T（温度）的曲线，而在T=300K下以2T至-2T（+/-20000Oe）的单一磁场周期测量M-H曲线（磁场强度）。
合成实施例1（用于比较）
维持前述的一般合成过程，一种合成方法包括仅添加作为Fe3+离子源的FeCl3，随后部分地还原为Fe2+离子以便获得约等于3的Fe3+/Fe2+比率。
通过添加Fe3+离子、采用0.20的初始Fe/Ca摩尔比、以及40℃的温度所合成的粉末在HA晶格中显示出显著的畸变，正如通过XRD衍射分析所揭示的；然而，没有被检测到第二相（图2）。
不经受还原过程的合成粉末没有显示出如若铁仅以其最高氧化态存在而预期的磁化迹象。
粉末随后进行还原过程。在封闭的高压釜（Parr，Alloy C276）中、使用在96%Ar中的H2（4%）作为还原性气体在不同压力下进行该还原过程。表1总结了用于Fe3+HA粉末的实验高压釜的还原条件。
表1
表2中给出了还原粉末的特性，其显示出在磁性与关于还原Fe3+HA样品所计算的Fe3+/Fe2+摩尔比之间的关系。
表2
Figure BDA00002787123600092
对所有的合成粉末都记录到极低的磁化强度值。事实上，可以推测的是存在于表面上的Fe3+离子的优先还原，伴随着整体的不均匀还原，这导致过量Fe2+离子的形成。所应用的还原方法似乎特征在于对获得Fe3+/Fe2+离子在HA晶格中的均衡分布而言过于极端的还原条件。
事实上，利用Fe2+离子与邻菲咯啉形成络合物的能力、通过UV-Vis分光光度分析确定的Fe2+的浓度显示为很高，因此过度地降低Fe3+/Fe2+比率（表2）。
合成实施例2（用于比较）
维持前述的一般合成过程，替代性的合成方法设想仅添加作为Fe2+离子源的FeCl2。Fe2+离子在反应条件下自发氧化为Fe3+离子。
通过添加Fe2+离子、采用0.20的初始Fe/Ca摩尔比、并且使合成温度多样化（25℃、40℃、60℃）来合成粉末。
表3中给出了实验反应条件和作为结果得到的粉末的特性。
表3
Figure BDA00002787123600101
图3中的XRD图示出了样品E和F中在2θ～36°处的磁铁矿峰，而样品D的谱图中的分辨图样如所预期那样减小，因为其在较低温度下制备。
如表3中所示，粉末的特性紧密地取决于合成过程。
在较高的温度（60℃和40℃）下有利于磁铁矿的形成，并且在这些条件下，磁性值主要由于磁铁矿的贡献而增加，磁铁矿随Fe-替代的HA一起形成。在25℃下，磁铁矿的形成被最小化，并且铁离子以较大的数目进入晶格，正如晶格的畸变所证实的（图3）。通过ICP确定的铁离子的总量（表3）对应于在所有样品中引入的FeCl2的名义浓度。使用以UV确定的Fe2+量和通过从利用ICP确定的总铁含量减去Fe2+量得到的Fe3+量来计算Fe3+/Fe2+比率，在这两种情形中均在减去形成磁铁矿的Fe2+和Fe3+的贡献之后。如表3中所示，对于样品D和E而言Fe3+/Fe2+比率很高。当反应温度升高时（样品F），作为第二相的磁铁矿的量类似地增大，并且可用以进入HA晶格的Fe3+量减小。
样品D的磁化强度值很低，这是由于：i）不存在作为第二相的磁铁矿；ii）两种铁离子均进入晶格，但是Fe3+/Fe2+比率很高，并且Fe2+和Fe3+离子的分布以及它们的配位状态是不恰当的。
在样品E和F中，高磁性值实质上可归因于磁铁矿的浓度。
合成实施例3（本发明）
以1:1的Fe3+：Fe2+比率将FeCl2和FeCl3同时添加到氢氧化钙悬浮液中。
将磷酸溶液（Aldrich，85重量%）添加到含有分散氢氧化钙（Aldrich，95重量%）和铁离子的悬浮液中持续约1-2小时的时段且具有持续加热和搅拌。在40℃下进行合成反应。氯化铁的量为产生初始Fe/Ca摩尔比=0.10和0.20。
通过持续搅拌和加热1小时将反应产物保持在悬浮液中，且随后在没有加热或搅拌的情况下放置24小时。
通过离心分离将所获得的沉淀物（其为褐色）与母液分离，然后洗涤和离心三次。
沉淀物随后进行冷冻干燥并且以150μm进行筛分。
添加两种试剂（FeCl2和FeCl3）使Fe2+和Fe3+在HA成核期间同时可得：在这些条件下，形成的磁铁矿量小于上述比较方法。图4中的XRD谱图显示，同时添加Fe2+和Fe3+在HA晶格中引起强烈扰动，从而使得很难评估晶格参数。
表4示出了在反应条件与Fe2+Fe3+HA的特性之间存在的关系。
表4
Figure BDA00002787123600121
样品H的高磁化强度值（表4）不能通过可归因于磁铁矿的唯一贡献而论证。该高磁化强度因此能够归因于在铁离子之间的优化比率（Fe3+/Fe2+=3.15）以及铁的两种氧化状态的具体相对位置和配位。
这些结果表明，在HA晶格中存在很小的结构畴，该结构畴类似于磁铁矿的结构且能够激活造成超顺磁性能的机制。
分析表明了非晶Ca-P相，其含有很低浓度的铁氧化物颗粒。射束下的相还由于高度的非晶性而是非常不稳定的。
利用EDS探头确定的铁含量为15-20%，可能存在于HA晶格中或存在于小于1-2nm的极小簇中。
图5中示出了样品E和H所特有的显微图。颗粒主要呈现出狭长形态，其尺寸相当均匀，宽度从5-10nm至20-30nm，而长度达80-150nm，并且可含有2-5nm的球形空隙。
在样品E的情形中，磁铁矿呈具有10-30nm尺寸的纳米颗粒的形式。
HRTEM分析（图6）揭示出材料的一部分由HA的非晶畴和晶体域构成，在C轴线方向上伸长，所述非晶畴和晶体畴也能够在相同颗粒中共存（参见图6和对应的细节）。使用EDS/TEM对两种粉末E和H测定磷酸钙相中的铁、钙和磷的总含量（在样品E的情形中仔细选择其中不存在磁铁矿的区域）。存在的元素之间以摩尔比形式的结果（表5）与如先前报导的通过ICP、XRD和UV-Vis所得结果（表4）一致。
表5示出了样品E和H以及在700℃下处理的相同样品（Et和Ht）的定量EDS/TEM分析的结果。
表5
样品 Fe(CaP)/Ca (Ca+Fe)/P(CaP)
E 9±1.5 1.5±0.1
Et 18±3 1.5±0.1
H 20±0.5 1.6±0.1
Ht 16±1 1.4±0.1
由于没有发现富铁相存在的证据，甚至在粉末H（其中Fe与Ca的初始摩尔比为Fe总/Ca（HA）=0.20）中也未发现，因此认为铁离子均匀分布并且主要地替代HA晶格中的Ca2+离子，或者作为很小的簇（<1nm）处在非晶相中。
能够由暴露于相对大剂量电子的样品的行为得出铁离子的均匀分布的间接证据。事实上，在这些条件下，材料是非常不稳定的：伴随着结构重组，空隙快速坍塌且颗粒经历形态变化，并且部分材料转变为CaO。
有趣的是注意到，在几秒钟之后，形成直径为1-1.5nm的新颗粒（参见图7）。所形成的新相为富铁的化合物，其可能来源于在由于电子轰击而发生的损伤期间铁离子或簇的聚集物。
随后在Ar气氛中对粉末E和H施加700℃的热处理持续1小时。图8中示出了所得到的XRD图谱。
含有大量磁铁矿的样品E表现为相当稳定并且在热处理（Et）之后HA的量保持为约72%。
由于形成第二相β-TCP Ca3(PO4)2（26%），同时磁铁矿几乎消失，因此推测两种铁离子都进入βTCP晶格内，从而形成Ca9Fe(PO4)7和Ca9FeH(PO4)7。
在样品H（认为其由晶格部分地被Fe2+和Fe3+占据的HA构成，它们形成磁活性微畴）的情形中，热稳定性低得多。这证明了由于被两种铁离子同时占据（Ht）而导致的晶体结构的高干扰。
图9中示出了样品（Et）和（Ht）的TEM显微图像。样品（Et）显示出具有非常不规则椭球体形状的颗粒，具有约30-50nm的宽度和变化的长度，通过起始粉末的初级颗粒的烧结而得到。
样品特征在于表明铁离子的均匀分布的均匀对比度。
HRTEM分析证实了磷酸钙相主要为HA型，具有一些体积分数的β-TCP，并且揭示了一小部分的材料由显示出非晶特征的纯相（可能源于因热处理而失去其结构的磁铁矿颗粒）组成。
同样在这种情形中，即使样品更耐受射束的损伤，但是在磷酸钙暴露于大剂量的电子之后，出现新的小颗粒，这表明极小的铁物质簇存在于未损伤的HA或β-TCP的晶格中。令人感兴趣的是观察到，在磷酸钙中测量的铁含量（Fe总/Ca（HA））为约18±3％（参见表5），超过起始粉末的二倍。这表明热处理促进铁物质从磁铁矿扩散到磷酸钙中。这与磁铁矿的非晶化一起解释了在RX衍射图（图8）中观察到的磁铁矿峰的消失。
另一方面，样品（Ht）的颗粒更大且更加球形（内部没有空隙），并且呈现出与富铁相的存在相关联的明显的对比度变化（图9），所述富铁相在起始粉末中未被观察到。
HRTEM和EDS分析一起证实，磷酸钙以大部分为替代有铁的B-TCP的形式存在，其包封氧化物和非晶铁颗粒。
所测量的Fe/Ca比率（在不存在纯铁氧化物的区域中）为约16±1％，低于起始粉末。
理化表征和磁表征
所获得的粉末为褐色，并且特征在于尺寸为约30-60μm的聚集物，正如图1中的SEM图像中所示。
XRD衍射图案看起来非常宽广；这是HA晶格的显著畸变的指示；在任何情形中，除HA外没有检测到第二磷酸盐相。
借助于对结构模型的计算机模拟，获得Fe离子并非位于羟基磷灰石晶格中的间隙位置处而是替代Ca离子（在四配位晶格位置4f与六配位晶格位置6h之间具有小的差异）的清楚指示。
ICP分析证实铁存在于粉末中，存在量等于所引入的名义量；Ca/P比率由于钙的耗尽而低于理论值。
据推测，对应量的铁以Fe3+、Fe2+、和（Fe3++Fe2+）的形式替代Ca，因为(Fe+Ca)/P比率接近理论值。
BSE分析证实铁在粉末中的均匀分布；微探头分析也能够检测到在反应期间加入的相同名义量的铁。
使用SQUID磁力计（Quantum Design）测量在高磁场下的磁性能。对于样品H发现固有磁性相在羟基磷灰石晶格中的存在。图10示出了在零场冷却（ZFC）条件和场冷却（FC）条件下从5K至300K的磁化强度对温度的依赖性，施加磁场为100Oe。这两条曲线显示出相互作用的磁性颗粒的体系的典型行为，其中平均阻挡温度TB=170K。TB很可能由于较小的磁铁矿纳米颗粒（～10nm）聚集物的存在而显著高，该聚集物作为第二相（根据其它表征技术，其证实了在羟基磷灰石晶格之外存在2体积%的磁铁矿作为第二相）并且分隔开由超顺磁状态阻挡的状态。低于TB时，颗粒磁矩的自由运动被阻止；高于TB时，热能引起全部颗粒的磁矩相对于观察时间的快速起伏，从而使系统显现出超顺磁性。TB与颗粒间的偶极相互作用密切相关且随着偶极相互作用的增大而增大。
由于聚集物的形成，纳米颗粒的局部浓度、以及因此颗粒间偶极相互作用的力增大，从而改变磁弛豫的能量势垒，并且确定样品的总体磁行为。
图11示出了对于样品H在300K下从-2到2特斯拉的作为所施加磁场函数的磁化强度曲线。
可以清楚地观察到单畴磁性纳米颗粒的典型的超顺磁性（SPM）行为，这表明颗粒尺寸小于磁多畴范围（对于磁铁矿而言为25-30nm）。这与图5B中所示的TEM显微图像一致，其中可以看到约5-10nm的磁铁矿聚集物。另一方面，样品的饱和磁化强度（Ms）显著低（约4-5emu/g），并且以磁铁矿纳米颗粒形式鉴定的第二相（其表现为2体积%）不足以证实所观察到的磁化强度值。因此，两种不同的磁性贡献造成材料中的总磁化强度：一种显然来自于磁铁矿纳米颗粒，而另一种来自于Fe2+和Fe3+离子替代的羟基磷灰石颗粒。
在前者的情形中，磁性的起源是已知的，而在后者，磁性源于以磁性Fe2+和Fe3+离子部分替代HA晶格中的特定Ca2+部位。
为了寻找造成羟基磷灰石晶格中的磁性的结构和磁性相，将磁铁矿纳米颗粒的体系的通常磁化强度（φ～10nm，Ms～60-80emu/g）从总的归一化的饱和磁化强度（Ms～4-5emu/g）中减去。以这种方式，能够确定与铁替代HA单独关联的磁化强度。在任何情形中，该计算Ms大于预期，材料中的全部Fe物质（6-7重量％）以磁铁矿形式存在的情形中也是如此。
因此，所发现的磁性数据支持Ms值由结构磁畴（类似于磁铁矿和/或其它的铁氧化物）在羟基磷灰石晶格中的存在所引起。
体外测试
使用间充质干细胞（MSC）对粒状HA和磁性HA粉末进行初步的细胞粘附和生物相容性测试，所述细胞在表征之后在补充以10%胎牛血清（FBS）、1%非必需氨基酸和抗生素的DMEM（Sigma，Milan,意大利）中在受控的气氛（5%CO2；T=37℃）下进行培育。所述细胞以一周的间隔分为1:2并且在第三与第四通道之间使用。使用在1mlMEDTA中的0.25%的胰蛋白酶将细胞从MSC汇合培养基剥离，并且分别以5×104和1×104细胞/cm2的密度三次敷设在粒状粉末上以进行测试并且24孔聚苯乙烯板作为对照。
板培养物在37℃下培育7天。在培育之后，除去培养基；将200微升的MTT（比色试验3-二甲基噻唑-2,5-二苯基四唑溴化物，Aldrich，135038）和将1.8ml的培养基添加到各个细胞单层；多层板在37℃下培育另外3小时。
在分离上层浮聚物（surnatant）之后，蓝色的甲臜晶体通过加入2ml溶剂（在无水异丙醇中的4％的HCl1N）而溶解且在570nm处分光光度法定量。
关于化学计量HA，磁性HA粉末代表就用于成骨细胞前体（MSC）的细胞附着和增殖而言的合适基质。
MTT值对于磁性HA而言为80%，而对于HA而言其为82%。对培养细胞进行的SEM形态学分析显示出MSC与所有受试粉末的良好生物相容性。与它们在HA上的行为类似，在磁性HA上细胞显示出弥漫性“延伸”形态，具有与粉末接触的多个细胞质扩展。
总之，同时添加FeCl2和FeCl3作为用于部分替代HA晶格中的钙的离子源以及使用优化的合成参数使得能够获得Fe3+/Fe2+替代的HA，其具有约等于3的Fe3+/Fe2+比率以及非常接近理论值的(Fe+Ca)/P比率。
使用XRD和对结构模型的计算机模拟，获得了两种Fe物质均位于钙替代位置中且不位于HA晶格中的间隙位置的清楚指示。
配位数为6的Ca（2）的位置和配位数为4的Ca（1）的位置以对等关系被占据从而向粉末赋予磁化率，这是由于严格限定的合成参数。
TEM研究、以及磁性测量证实HA的新磁性相连同类似于磁铁矿的纳米簇的存在。
该新相是畸变/无序的羟基磷灰石，其中Fe2+（处于其名义二价状态）和Fe3+（偏离其名义三价状态）在表面和整体水平上组织且配位从而在HA自身中产生磁性。
这些结果连同所述磁性HA的生物相容性一起为再生医学提供了新类型的生物相容性仿生材料，能够通过合适的外部磁场对这些材料进行控制和操纵；这些材料实际上能够用于生产：1）承载和释放生物活性因子和/或药物的纳米颗粒，2）可用于诊断（成像）和处理（热疗）目的纳米颗粒，3）骨或骨软骨替代物，其能够原位地生物操纵（即“重新加载”，或在任何情况下在植入体内之后根据患者的合格定量和时间要求的具体因素而激活）或者甚至固定在体内的给定位置（消除对常规固定系统的依赖）。

Claims (19)

1.一种在晶格中包含钙离子和磷酸根离子的羟基磷灰石，其特征在于，其掺杂有Fe2+离子和Fe3+离子，所述Fe2+离子和Fe3+离子以1至4的定量比率Fe3+/Fe2+部分替代所述晶格中的所述钙离子，其具有因羟基磷灰石的晶格中存在磁性纳米畴而致的、通过施加34Oe的磁场所测定的0.05至8emu/g的磁性，并且其含有低于约3体积%的第二磁性相的量。
2.根据权利要求1所述的羟基磷灰石，其中所述磁性为通过施加34Oe的磁场而记录的0.1至5emu/g。
3.根据权利要求1或2所述的羟基磷灰石，其中所述比率Fe3+/Fe2+为2至3.5。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的羟基磷灰石，包含≤2体积%的第二磁性相的量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的羟基磷灰石，具有1.5至1.9的比率(Fe+Ca)/P。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的羟基磷灰石，其形式为具有5-10nm至20-30nm的宽度和长达80-150nm长度的纳米颗粒，或者其形式为所述纳米颗粒的聚集物/团粒。
7.根据权利要求6所述的羟基磷灰石，其中所述纳米颗粒包含2-5nm的球形空隙。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的羟基磷灰石，承载有选自下组中的生物物质：蛋白质、基因、干细胞、生长因子和血管生成因子构成的组中选取；或者承载有活性物质或药物。
9.仿生骨或骨软骨替代物，其包含如权利要求1至8中任一项所述的羟基磷灰石。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的羟基磷灰石，或者根据权利要求9所述的仿生骨或骨软骨替代物用于医疗或诊断的用途。
11.根据权利要求10所述的羟基磷灰石用作生物物质或药物的载体和释放剂。
12.根据权利要求10所述的羟基磷灰石用作诊断中的造影剂。
13.根据权利要求10所述的仿生骨或骨软骨替代物用于骨或骨软骨再生。
14.一种用于制备根据权利要求1至7中任一项所述的羟基磷灰石的方法，包含以下步骤：
a）将包含Fe（I I）离子和Fe（III）离子的溶液添加到含有Ca（II）离子的悬浮液/溶液中；
b）将磷酸根离子的溶液添加到步骤a）的悬浮液/溶液中；
c）将步骤b）的悬浮液/溶液加热到15℃至80℃的温度，优选25℃至60℃的温度；
d）将沉淀物与母液分离。
15.根据权利要求14所述的方法，其中以1-3小时的时段将所述磷酸根离子溶液添加到含有Ca（II）离子和铁离子的悬浮液/溶液中，优选地通过加热且搅拌该悬浮液。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中在添加磷酸根离子之后，通过进一步添加铁离子溶液调节铁离子相对于钙离子的量以便获得5-30、优选10-20摩尔%的摩尔比率Fe/Ca。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，所述Fe（II）和Fe（III）离子分别源于FeCl2和FeCl3。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中所述Ca（II）离子源于氢氧化钙、硝酸钙、乙酸钙、碳酸钙和/或其它钙盐。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其中所述磷酸根离子源于磷酸和/或其溶解性盐。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105923617A (zh) * 2016-05-11 2016-09-07 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种柱状磁性羟基磷灰石纳米材料及其制备方法
CN106853264A (zh) * 2016-11-10 2017-06-16 南京市口腔医院 超顺磁性纳米纤维膜支架材料、制备方法和应用
CN111330089A (zh) * 2020-03-04 2020-06-26 西南交通大学 一种用作骨修复的全降解磁修复水凝胶的制备方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011056815A1 (de) * 2011-12-21 2013-08-01 Chemische Fabrik Budenheim Kg Nährstoffzusammensetzung für biologische Systeme
US9353137B2 (en) * 2014-02-07 2016-05-31 Ghassem Amoabediny Method for separation and purification of phosphatidylcholine employing magnetic nanoparticles and compositions so produced
ES2802374T3 (es) 2014-06-19 2021-01-19 Consiglio Naz Delle Ricerche C N R Cemento de apatita inyectable de sustitución iónica múltiple para vertebroplastia regenerativa y cifoplastia
WO2016001871A1 (en) * 2014-07-02 2016-01-07 Universidade Católica Portuguesa Uv-filters, method of producing the same and their use in compositions, in particular sunscreens
RU2607743C1 (ru) * 2015-09-22 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) Способ получения катионзамещенного трикальцийфосфата
WO2017096342A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Amrita Vishwa Vidyapeetham Radio-wave responsive doped nanoparticles for image-guided therapeutics
ITUA20161416A1 (it) * 2016-03-07 2017-09-07 Consiglio Nazionale Ricerche Filtro solare fisico costituito da idrossiapatite sostituita in una matrice organica
KR101818852B1 (ko) 2016-05-03 2018-01-16 성균관대학교산학협력단 자성의 베타 삼인산칼슘 구형 입자의 제조 방법 및 이에 의해 제작된 자성의 베타 삼인산칼슘 구형 입자
CN106430137B (zh) * 2016-09-27 2018-07-13 哈尔滨理工大学 一种球形纳米羟基磷灰石颗粒的制备方法
KR101927196B1 (ko) * 2016-10-26 2018-12-11 전남대학교 산학협력단 자기구동 관절연골 재생 시스템
IT201700022625A1 (it) * 2017-02-28 2018-08-28 Consiglio Nazionale Ricerche Filtro per lo scambio di calore e umidità per applicazione in campo medicale e procedimento per la sua produzione
US20200368027A1 (en) 2018-01-02 2020-11-26 Cartiheal (2009) Ltd. Implantation Tool and Protocol for Optimized Solid Substrates Promoting Cell and Tissue Growth
KR20230114474A (ko) 2022-01-25 2023-08-01 부산대학교 산학협력단 철 이온과 스트론튬 이온이 동시 도핑된 베타-제삼인산칼슘의 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993007905A2 (en) * 1991-10-22 1993-04-29 Mallinckrodt Medical, Inc. Treated apatite particles for medical diagnostic imaging
US20090074645A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 National Taiwan University Magnetic nanoparticles of hydroxyapatite and preparation method thereof
CN101759170A (zh) * 2009-12-23 2010-06-30 天津大学 磁性纳米片状羟基磷灰石及其制备方法和应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL98744A0 (en) * 1990-07-06 1992-07-15 Gen Hospital Corp Method of studying biological tissue using monocrystalline particles
WO2005098232A2 (en) * 2004-03-26 2005-10-20 Michigan State University Method for the preparation of metal oxides in nanometric particle form
US9028871B2 (en) * 2006-04-25 2015-05-12 Washington State University Resorbable ceramics with controlled strength loss rates

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993007905A2 (en) * 1991-10-22 1993-04-29 Mallinckrodt Medical, Inc. Treated apatite particles for medical diagnostic imaging
US20090074645A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 National Taiwan University Magnetic nanoparticles of hydroxyapatite and preparation method thereof
CN101759170A (zh) * 2009-12-23 2010-06-30 天津大学 磁性纳米片状羟基磷灰石及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YAN LI ET AL.: ""Iron(III) and manganese(II) substituted hydroxyapatite nanoparticles: characterization and cytotoxicity analysis"", 《JOURNAL OF PHYSICS: CONFERENCE SERIES》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105923617A (zh) * 2016-05-11 2016-09-07 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种柱状磁性羟基磷灰石纳米材料及其制备方法
CN106853264A (zh) * 2016-11-10 2017-06-16 南京市口腔医院 超顺磁性纳米纤维膜支架材料、制备方法和应用
CN111330089A (zh) * 2020-03-04 2020-06-26 西南交通大学 一种用作骨修复的全降解磁修复水凝胶的制备方法
CN111330089B (zh) * 2020-03-04 2021-08-03 西南交通大学 一种用作骨修复的全降解磁修复水凝胶的制备方法

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