CN111115603B - 一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了生物医用材料技术领域内的一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法，其以无水碳酸钠和氯化钙为原料，通过复分解反应在常温下制得的碳酸钙作为钙源；将制备的碳酸钙，无水氯化锶和磷酸盐按一定的质量比加入到去离子水中，在室温下搅拌均匀后，通过向其中滴加氨水或盐酸来调节混合浆液的pH后，将混合浆液倒入反应釜中，在120‑200℃的烘箱中加热3‑72小时，取出自然冷却后，取反应釜中固体产物经抽滤，洗涤和烘干后，得到所述的含锶的球形羟基磷灰石。获得的含锶的球形羟基磷灰石，具有良好的生物相容性和生物活性，在降解过程中会释放出有利于骨修复的Sr2+。其可以用作药物、生长因子或细胞的载体用于骨组织工程。

Description

一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域，具体是一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法。
背景技术
骨骼作为人体重要的器官，不仅起着支撑身体和保护其它器官的作用，而且还起着造血和贮存等功能，在人体内起着至关重要的作用。但是，每年都有数百万人遭受着外源性损伤、骨感染、骨坏死，骨质疏松和肿瘤等影响骨骼健康的疾病，这不仅给患者在身体和心理上带来极大的痛楚，还给患者家属带来额外的经济负担。在治疗骨缺损方面，自体骨移植和异体骨移植在过去很长的一段时间内曾是治疗骨缺损的首选，但是，自体骨移植需要从患者自身进行二次手术获取供骨，而异体骨移植则伴随感染和自身免疫反应的风险，这些问题给患者和医生在治疗过程中带来相应的困难和心理负担。为了克服这些问题，许多合成生物材料被开发出来用于治疗骨缺损，其中合成的羟基磷灰石(Hydroxyapatite,Ca10(PO4)6(OH)2)，因其化学成分与骨的主要无机成分接近，且具有良好的生物相容性和生物活性，在骨修复领域具有广泛的应用。但是，单纯的羟基磷灰石用于治疗骨缺损，其效果并不是最佳的，有待进一步研究和提高其骨修复效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含锶的球形羟基磷灰石的制备方法，该含锶的羟基磷灰石微球不仅可以作为药物、生长因子或细胞的载体，而且在降解过程中可以释放出Sr2+促进骨修复。
为此，本发明是通过如下技术方案予以实现的：一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：
1）以无水碳酸钠和氯化钙作为原料，分别溶于水中制成溶液，混合后进行复分解反应，得到的球形碳酸钙作为钙源；
2）将碳酸钙，氯化锶和磷酸盐按照一定的质量比加入到去离子水中，在室温下搅拌30min后，用盐酸或氨水调节pH至5-9；
3）将调节完pH的混合浆液倒入反应釜中，放置在120-200℃的烘箱中加热3-72小时，加热完成后将反应釜取出，待其自然冷却后，取反应釜中固体产物经抽滤，洗涤和烘干后，得到所述的含锶的球形羟基磷灰石。
本发明所制得的含锶的球形羟基磷灰石，不但具有良好的生物活性和生物相容性，可作为骨组织修复材料，而且还可以用作药物、生长因子或细胞的载体。此外，该微球在降解过程中除了有Ca2+和PO4 3-的释放，还可释放对骨再生具有双重作用的Sr2+，其在骨组织修复领域有极大的应用潜力，锶离子在骨的再生动力学中具有双重作用，这种作用在其它二价阳离子中尚未被观察到。本发明提供的制备方法工艺简单，产品综合性能佳，可大规模生产应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）本发明制备的球形羟基磷灰石相比较于其它形貌的羟基磷灰石（如针状、棒状和花状等），有更大的比表面积，在载药或其它大分子物质方面具有更加明显的优势，在治疗骨缺损方面具有重要的意义。
（2）该微球在降解过程中会释放大量促进骨修复的锶离子。
本发明的进一步改进在于，步骤1中，无水碳酸钠和氯化钙的摩尔用量比为1:1，无水碳酸钠和氯化钙在混合溶液中的浓度为0.30 mol/L。
本发明的进一步改进在于，步骤2）中，所述的碳酸钙和氯化锶的质量比为1.0:(0.10-0.50)。
本发明的进一步改进在于，所述磷酸盐为磷酸氢二钠，所述碳酸钙与磷酸氢二钠的质量比为1.0: (1.5-2.0)。
附图说明
图1为本发明实施例1中制备的含锶的球形羟基磷灰石SEM图。
图2为本发明实施例1中制备的含锶的球形羟基磷灰石在0.05M Tris-HCl溶液(pH=7.4)中的Sr2+释放量。
具体实施方式
实施例1
一种含锶的球形羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：
1）以无水碳酸钠和氯化钙作为原料，分别溶于水中制成0.3 mol/L的溶液，无水碳酸钠和氯化钙的摩尔用量比为1:1，将上述0.3 mol/L的无水碳酸钠溶液缓慢加入到0.3mol/L氯化钙溶液中，在室温下搅拌30 min后，经抽滤，洗涤和干燥后，得到所需的碳酸钙；
2）称取4 g上述所制备的碳酸钙，1 g无水氯化锶和6.8g的磷酸氢二钠加入到100mL去离子水中，室温下搅拌30 min后，用氨水调节pH到9；
3）将混合浆液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在160℃的烘箱中加热12 h，加热完成后将反应釜取出，待其自然冷却后，将反应釜中的产物经抽滤，洗涤和烘干后，得到所述的含锶的球形羟基磷灰石。
图1为生成含锶的球形羟基磷灰石SEM图。
图2为生成含锶的球形羟基磷灰石在0.05M Tris-HCl溶液(pH=7.4)中的Sr2+释放量，其图形表示此产物在降解过程中可以释放出促进骨修复的锶离子，锶离子可以成功的释放出来。
实施例2
一种含锶的球形羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：
1）以无水碳酸钠和氯化钙作为原料，分别溶于水中制成0.3 mol/L的溶液，无水碳酸钠和氯化钙的摩尔用量比为1:1，将0.3mol/L的无水碳酸钠溶液缓慢加入到0.3 mol/L氯化钙溶液中，在室温下搅拌30 min后，经抽滤，洗涤和干燥后，得到所需的碳酸钙；
2）称取4 g上述所制备的碳酸钙，1 g无水氯化锶和6.8g的磷酸氢二钠加入到100mL去离子水中，室温下搅拌30 min后，用氨水调节pH到9；
3）将混合浆液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在150℃的烘箱中加热12 h，加热完成后将反应釜取出，待其自然冷却后，将反应釜中的产物经抽滤，洗涤和烘干后，得到所述的含锶的球形羟基磷灰石。
实施例3
一种含锶的球形羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：
1）将0.3 mol/L的无水碳酸钠溶液缓慢加入到0.3 mol/L氯化钙溶液中，在室温下搅拌30 min后，经抽滤，洗涤和干燥后，得到所需的碳酸钙；
2）称取4 g上述所制备的碳酸钙，1 g无水氯化锶和6.8g的磷酸氢二钠加入到100mL去离子水中，室温下搅拌30 min后，用氨水调节pH到9；
3）将混合浆液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在160℃的烘箱中加热12 h，加热完成后将反应釜取出，待其自然冷却后，将反应釜中的产物经抽滤，洗涤和烘干后，得到所述的含锶的球形羟基磷灰石。
实施例4
一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：
1）将0.3 mol/L的无水碳酸钠溶液缓慢加入到0.3 mol/L氯化钙溶液中，在室温下搅拌30 min后，经抽滤，洗涤和干燥后，得到所需的碳酸钙；
2）称取4 g上述所制备的碳酸钙，0.4 g无水氯化锶和6.0g的磷酸氢二钠加入到100 mL去离子水中，室温下搅拌30 min后，用氨水调节pH到9；
3）将混合浆液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在160℃的烘箱中加热12 h，加热完成后将反应釜取出，待其自然冷却后，将反应釜中的产物经抽滤，洗涤和烘干后，得到所述的含锶的球形羟基磷灰石。
实施例5
一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：
1）将配置好的0.3 mol/L的无水碳酸钠溶液缓慢加入到0.3 mol/L氯化钙溶液中，在室温下搅拌30 min后，经抽滤，洗涤和干燥后，得到所需的碳酸钙；
2）称取4 g上述所制备的碳酸钙，2 g无水氯化锶和8.0g的磷酸氢二钠加入到100mL去离子水中，室温下搅拌30 min后，用氨水调节pH到9；
3）将混合浆液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在160℃的烘箱中加热12h，加热完成后将反应釜取出，待其自然冷却后，将反应釜中的产物经抽滤，洗涤和烘干后，得到所述的含锶的球形羟基磷灰石。
实施例6
一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：
1）将0.3 mol/L的无水碳酸钠溶液缓慢加入到0.3 mol/L氯化钙溶液中，在室温下搅拌30 min后，经抽滤，洗涤和干燥后，得到所需的碳酸钙；
2）称取4 g上述所制备的碳酸钙，1 g无水氯化锶和6.8 g的磷酸氢二钠加入到100mL去离子水中，室温下搅拌30 min后，用盐酸调节pH到5；
3）将混合浆液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在120℃的烘箱中加热3h，加热完成后将反应釜取出，待其自然冷却后，将反应釜中的产物经抽滤，洗涤和烘干后，得到所述的含锶的球形羟基磷灰石。
实施例7
一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：
1）将0.3 mol/L的无水碳酸钠溶液缓慢加入到0.3 mol/L氯化钙溶液中，在室温下搅拌30 min后，经抽滤，洗涤和干燥后，得到所需的碳酸钙；
2）称取4 g上述所制备的碳酸钙，1 g无水氯化锶和6.8 g的磷酸氢二钠加入到100mL去离子水中，室温下搅拌30 min后，用盐酸调节pH到7；
3）将混合浆液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在200℃的烘箱中加热72h，加热完成后将反应釜取出，待其自然冷却后，将反应釜中的产物经抽滤，洗涤和烘干后，得到所述的含锶的球形羟基磷灰石。
实施例2-7的产物在0.05M Tris-HCl溶液(pH=7.4)中，在降解过程中均可以释放出促进骨修复的锶离子，锶离子可以缓慢释放出来。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1）以无水碳酸钠和氯化钙作为原料，分别溶于水中制成溶液，混合后进行复分解反应，得到的球形碳酸钙作为钙源；
2）将碳酸钙，氯化锶和磷酸盐按照一定的质量比加入到去离子水中，在室温下搅拌30min后，用盐酸或氨水调节pH至5-9；
3）将调节完pH的混合浆液倒入反应釜中，放置在120-200℃的烘箱中加热3-72小时，加热完成后将反应釜取出，待其自然冷却后，取反应釜中固体产物经抽滤，洗涤和烘干后，得到所述的含锶的球形羟基磷灰石。
2.根据权利要求1所述的一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，步骤1中，无水碳酸钠和氯化钙的摩尔用量比为1:1，无水碳酸钠和氯化钙溶液浓度为0.30 mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述的碳酸钙和氯化锶的质量比为1.0:(0.10-0.50)。
4.根据权利要求3所述的一种含锶球形羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐为磷酸氢二钠，所述碳酸钙与磷酸氢二钠的质量比为1.0: (1.5-2.0)。
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