CN114105114A - 一种手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法及应用 - Google Patents

一种手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种工艺简单、成本低廉、具有多级手性结构且生物相容性好的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，包括：步骤S1，将可溶性钙源溶解在水中形成溶液A；步骤S2，将手性诱导剂溶解在水中形成溶液B；步骤S3，将可溶性磷源和成核控制剂溶解在水中形成溶液C；步骤S4，将溶液B迅速加入溶液A中形成混合溶液，继续搅拌得到AB混合溶液；步骤S5，将溶液C缓慢滴加到AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌；步骤S6，将混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在100‑200℃下反应2‑24小时后，冷却、取出基板并进行洗涤及干燥，得到手性介观结构羟基磷灰石薄膜。本发明还提供了该手性介观结构羟基磷灰石薄膜作为医用基底材料的应用。

Description

一种手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及手性材料领域，具体涉及一种手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法及其应用。
背景技术
手性是自然界的基本属性，普遍存在于生物体中，且与生命活动密切相关，如各种螺旋结构的DNA、蛋白质、细胞和组织等。多级结构是自然界中普遍存在的现象，由于材料具有多层次的组织结构，这赋予了材料意想不到的性能。
羟基磷灰石是钙的磷酸盐化合物中的一种，是人体骨骼和牙齿的主要无机成分。许多磷灰石化合物，如羟基磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、含碳酸根磷灰石在工业领域已有广泛的应用，主要用作肥料、荧光物质、催化剂、吸收剂、湿度传感器及电子元件的材料。在生物医学领域，羟基磷灰石已用作人工骨、齿根、生物涂料层、人工血管、气管以及生物技术材料等。
目前，有关羟基磷灰石的研究较多，但大部分得到的羟基磷灰石结构是纳米颗粒或者是颗粒的堆积体。例如，中国专利CN 103935973 A公开了一种中性条件下放射状多级结构纳米羟基磷灰石的制备方法，其采用可溶性钙盐以及可溶性磷酸盐为主要原料，烷基磷酸酯(盐)和可溶性柠檬酸盐为添加剂，在中性条件下通过水热反应制得放射状多级结构纳米羟基磷灰石，但该放射状多级结构纳米羟基磷灰石不具有手性；又如，CN 109110740 A公开了一种制备羟基磷酸钙纳米棒的绿色方法，在水热反应釜中，依次加入二水硫酸钙、十二水磷酸钠和蒸馏水混合均匀，从室温开始升至目标温度，保温反应5-7小时，冷却至室温，产物过滤、蒸馏水洗涤，干燥得到羟基磷酸钙纳米棒，而该羟基磷酸钙纳米棒也不具备手性。此外，CN 101891174 A公开了一种空心结构的羟基磷灰石及其制备方法，CN 102897733A公开了一种介孔纳米羟基磷灰石薄膜的制备方法，但这些现有技术中得到的羟基磷灰石材料均不具备手性。也就是说，现有技术中，具有有序排列，尤其是手性有序排列的羟基磷灰石薄膜还没有被研究。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种工艺简单、成本低廉、具有多级手性结构且生物相容性好、对细胞的粘附增殖具有选择性促进作用的薄膜材料及其制备方法。
本发明提供了一种手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将可溶性钙源溶解在水中形成溶液A；
步骤S2，将手性诱导剂溶解在水中形成溶液B；
步骤S3，将可溶性磷源和成核控制剂溶解在水中形成溶液C；
步骤S4，将溶液B迅速加入溶液A中形成混合溶液，继续搅拌10-60分钟，得到AB混合溶液；
步骤S5，将溶液C缓慢滴加到AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌2-30分钟；
步骤S6，将混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在100-200℃下反应2-24小时后，冷却、取出基板并进行洗涤及干燥，得到手性介观结构羟基磷灰石薄膜。
进一步，本发明的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，还可以具有这样的技术特征，其中，可溶性钙源、可溶性磷源、手性诱导剂、成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：0.1～3：0.5～3：1111～2223。
更进一步，可溶性钙源、可溶性磷源、手性诱导剂、成核控制剂和水的摩尔比还可以为1：0.6：0.5～1.5：1～2：1500～1800。
另外，本发明的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，还可以具有这样的技术特征，其中，支撑基板为经活化处理的云母片、铁片、钛片、钛合金片、镁合金片、玻璃片、石英片、FTO片、ITO片、硅片、铜片、镍片中的任意一种，支撑基板的厚度为0.1～1毫米。
另外，本发明的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，还可以具有这样的技术特征，其中，可溶性钙源为无水氯化钙、四水合硝酸钙、二水硫酸钙和草酸钙中的任意一种或者几种的组合，可溶性磷源磷酸氢二铵、磷酸氢二钾和磷酸氢二钠中的任意一种或者几种的组合。
另外，本发明的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，还可以具有这样的技术特征，其中，手性诱导剂为手性氨基酸、手性有机酸、手性糖类和手性醇类中的一种或几种的组合。
更进一步，手性氨基酸可以为组氨酸、精氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、丙氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、天门冬氨酸、缬氨酸、丝氨酸、谷氨酰胺、酪氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸和苏氨酸中的任意一种；手性有机酸可以为酒石酸、苹果酸、乳酸中的任意一种；手性糖类可以为葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖、呋喃糖、吡喃糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖；的手性醇包括：甘露醇、木糖醇、山梨醇、紫杉醇、白藜芦醇、银杏叶聚戊烯醇、(R)-(+)-1-苯基-1-丙醇、(S)-(-)-1-苯基-1-丙醇、苯丙胺醇中的任意一种。
另外，本发明的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，还可以具有这样的技术特征，其中，成核控制剂为酰胺，该酰胺为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、N,N-二羟乙基长链脂肪酸酰胺、N-磺烷基取代的长链脂肪酸酰胺和碳酰胺中的任意一种。
本发明还提供了一种医用基底材料，用于作为细胞培养基质材料、干细胞分化诱导材料干细胞选择性分化诱导基质或靶向药物的载体应用，其特征在于，包括支撑基板和原位生长在基板上的手性介观结构羟基磷灰石膜。
进一步，上述细胞生长基底材料还可以具有这样的技术特征，手性介观结构羟基磷灰石膜采用如上任一项的制备方法制备得到。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，由于采用水热反应形成手性介观结构羟基磷灰石薄膜，所得产物尺寸可控，薄膜表面形貌均匀，也容易放大应用于大规模生产。此外，得到的产物具有大的比表面积和手性多级结构，十分适合作为细胞培养基质、细胞的选择性粘附增殖基质、干细胞选择性分化诱导基质和靶向药物的载体等应用。
附图说明
图1是本发明实施例1的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的照片。
图2是本发明实施例1的L型手性介观结构羟基磷灰石薄膜的逐级放大扫描电镜图。
图3是本发明实施例1的D型手性介观结构羟基磷灰石薄膜的逐级放大扫描电镜图。
图4是本发明实施例1的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的高倍透射电镜图。
图5是本发明实施例1的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的电子衍射图。
图6是本发明实施例1中L型与D型手性介观结构羟基磷灰石薄膜的圆二色光谱图。
图7是本发明测试例1中的手性介观结构羟基磷灰石薄膜上L929细胞的粘附增殖显微镜照片。
图8是本发明测试例1中的手性介观结构羟基磷灰石薄膜上3T3细胞的粘附增殖显微镜照片。
图9是本发明实施例1中的薄膜用于脂肪来源的间充质干细胞的成脂分化的显微镜照片。
图10是本发明实施例1中的薄膜用于脂肪来源的间充质干细胞的成骨分化的显微镜照片。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
<实施例1>
本实施例提供了一种手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤S1，将可溶性钙源四水合硝酸钙(Ca(NO3)2·4H2O)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液A，溶液A中四水合硝酸钙的含量为1.25mmol。
步骤S2，将手性诱导剂酒石酸(C4H6O6)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液B，溶液B中酒石酸的含量为0.625mmol。
步骤S3，将可溶性磷源磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)和成核控制剂尿素(碳酰胺：CH4N2O)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液C，溶液C中磷酸氢二铵和尿素的含量分别为0.75mmol和1.67mmol。
步骤S4，室温下，将溶液B迅速加入溶液A中形成混合溶液，继续搅拌10分钟，得到AB混合溶液。
步骤S5，室温下，在剧烈搅拌的同时将溶液C缓慢滴加到AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌30分钟。
步骤S6，将混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在180℃下反应24小时后，自然冷却，取出基板，用去离子水和乙醇交替洗涤3次，80℃条件下干燥，得到手性介观结构羟基磷灰石薄膜。本实施例中所用的基板为云母基板，该基板的事先经过预处理从而实现活化，其中预处理操作为：用透明胶对云母进行撕裂剥离，得到新鲜的暴露面。
上述过程中，各原料的加入量比例为：可溶性钙源、可溶性磷源、手性诱导剂、成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：0.5：1.336：1667。
另外，本实施例的制备过程中，在步骤S2分别采用D型、L型和Racemic型(即内消旋型，以下简写为Rac)酒石酸，合成得到了手性介观结构羟基磷灰石薄膜，所合成得到的薄膜以下分别记为D型膜、L型膜和Rac型膜。
图1是本发明实施例1的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的照片，图2是本发明实施例1的L型的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的逐级放大扫描电镜图。图3是本发明实施例1的D型的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的逐级放大扫描电镜图，图4是本发明实施例1的L型手性介观结构羟基磷灰石薄膜的高倍透射电镜图，图5是本发明实施例1的L型手性介观结构羟基磷灰石薄膜的电子衍射图。
从图1可以看出，本实施例的L型手性介观结构羟基磷灰石薄膜肉眼观察较为平整，无断裂或碎片现象；从图2可以看出，本实施例的L型手性介观结构羟基磷灰石薄膜具有呈交错整齐排列的薄片形状的微观结构，表面形貌均匀，呈现出多级手性结构。
从图3可以看出，本实施例的D型手性介观结构羟基磷灰石薄膜具有呈交错整齐排列的薄片形状的微观结构，表面形貌均匀，呈现出多级手性结构；从图4还可以看出，D型薄膜中的薄片形状规整，主体部分均匀无断裂破碎，边缘形成有整齐排列且长短不一的错位排列的条片状结构。本实施例所得到的该手性介观结构羟基磷灰石薄膜为具有L型手性介观结构的薄膜。
另外，从图5中可以看出，该薄膜中的晶体结构为六方晶系，空间群为Pm/63,其对应的是羟基磷灰石的晶型结构。
图6是本发明实施例1的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的圆二色光谱图，图6中，L型膜和D型膜分别为实施例1中L型手性分子和D型手性分子对应合成的手性介观结构羟基磷灰石薄膜。从图6可以看出，实施例1的手性介观结构羟基磷灰石薄膜均表现出了圆二色性，说明二者均形成有手性介观结构并具有相应的光学特性。
<实施例2>
本实施例的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备过程与实施例1基本相同，但一些步骤中使用的原料以及条件有所区别，具体制备过程如下。
步骤S1，将可溶性钙源四水合硝酸钙(Ca(NO3)2·4H2O)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液A，溶液A中四水合硝酸钙的含量为1.67mmol。
步骤S2，将手性诱导剂谷氨酸(C5H9NO4)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液B，溶液B中谷氨酸的含量为1mmol。
步骤S3，将可溶性磷源磷酸氢二铵(即(NH4)2HPO4)和成核控制剂尿素(CH4N2O)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液C，溶液C中磷酸氢二铵和尿素的含量分别为1mmol和2mmol。
步骤S4，室温下，将溶液B迅速加入溶液A中形成混合溶液，继续搅拌15分钟，得到AB混合溶液。
步骤S5，室温下，在剧烈搅拌的条件下将溶液C缓慢滴加到AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌15分钟。
步骤S6，将混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在150℃下反应24小时后，自然冷却，取出基板，用去离子水和乙醇交替洗涤3次，80℃条件下干燥，得到手性介观结构羟基磷灰石薄膜。本实施例中所用的基板为云母基板，该基板的事先经过预处理从而实现活化，其中预处理操作为：用透明胶对云母进行撕裂剥离，得到新鲜的暴露面。
上述过程中，各原料的加入量比例为：可溶性钙源、可溶性磷源、手性诱导剂、成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：0.6：1.2：1500。
另外，本实施例的制备过程中，在步骤S2分别采用D型、L型和Rac型谷氨酸，分别合成得到了对应的D型膜、L型膜和Rac型膜，这几种膜的扫描电镜检测结果、电子衍射检测结果以及圆二色谱检测结果与实施例1近似，即、微观呈现交错整齐排列的薄片形状，表面形貌均匀，呈现出多级手性结构，且具有圆二色性。
<实施例3>
本实施例的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备过程与实施例1基本相同，但一些步骤中使用的原料以及条件有所区别，具体制备过程如下。
步骤S1，将可溶性钙源四水合硝酸钙(Ca(NO3)2·4H2O)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液A，溶液A中四水合硝酸钙的含量为1.25mmol。
步骤S2，将手性诱导剂D型葡萄糖(C6H12O6)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液B，溶液B中葡萄糖的含量为1mmol。
步骤S3，将可溶性磷源磷酸氢二钾(KH2PO4)和成核控制剂尿素(CH4N2O)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液C，溶液C中磷酸氢二钾和尿素的含量分别为0.75mmol和1.67mmol。
步骤S4，室温下，将溶液B迅速加入溶液A中形成混合溶液，继续搅拌20分钟，得到AB混合溶液。
步骤S5，室温下，将溶液C缓慢滴加到AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌20分钟。
步骤S6，将混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在170℃下反应8小时后，自然冷却，取出基板，用去离子水和乙醇交替洗涤3次，80℃条件下干燥，得到手性介观结构羟基磷灰石薄膜。本实施例中所用的基板为FTO，该基板事先经过预处理从而实现活化，其中预处理操作为:将洗净的FTO基板浸入钙盐前驱体溶液，然后在100℃下迅速干燥得到。
上述过程中，各原料的加入量比例为：可溶性钙源、可溶性磷源、手性诱导剂、成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：0.8：0.6：1800。
与实施例1的薄膜类似，本实施例的手性介观结构羟基磷灰石薄膜也具有表面形貌均匀、呈现出多级手性结构的特性，且具有圆二色性。
<实施例4>
本实施例的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备过程与实施例1基本相同，但一些步骤中使用的原料以及条件有所区别，具体制备过程如下。
步骤S1，将可溶性钙源氯化钙(CaCl2)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液A，溶液A中氯化钙的含量为1.5mmol。
步骤S2，将手性诱导剂天门冬氨酸(C4H7NO4)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液B，溶液B中天门冬氨酸的含量为1.2mmol。
步骤S3，将可溶性磷源磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)和成核控制剂硬脂酸酰胺(C17H35CONH2)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液C，溶液C中磷酸氢二铵和硬脂酸酰胺的含量分别为0.9mmol和1mmol。
步骤S4，室温下，将溶液B迅速加入溶液A中形成混合溶液，继续搅拌10分钟，得到AB混合溶液。
步骤S5，室温下，将溶液C缓慢滴加到AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌30分钟。
步骤S6，将混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在180℃下反应24小时后，自然冷却，取出基板，用去离子水和乙醇交替洗涤3次，80℃条件下干燥，得到手性介观结构羟基磷灰石薄膜。本实施例中所用的基板为(请补充)，该基板事先经过预处理从而实现活化，其中预处理操作为:将洗净的FTO基板浸入钙盐前驱体溶液，然后在100℃下迅速干燥得到。
上述过程中，各原料的加入量比例为：可溶性钙源、可溶性磷源、手性诱导剂、成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：0.8：0.83：1720。
本实施例中，步骤2分别使用了D型、L型、Rac型门冬氨酸，最终分别制备得到了对应的D型膜、L型膜和Rac型膜。与实施例1类似，本实施例的手性介观结构羟基磷灰石薄膜也具有表面形貌均匀、呈现出多级手性结构的特性，且具有圆二色性。
<实施例5>
本实施例的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备过程与实施例1基本相同，但一些步骤中使用的原料以及条件有所区别，具体制备过程如下。
步骤S1，将可溶性钙源氯化钙(CaCl2)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液A，溶液A中氯化钙的含量为2mmol。
步骤S2，将手性诱导剂D型蔗糖(C12H22O11)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液B，溶液B中蔗糖的含量为2mmol。
步骤S3，将可溶性磷源磷酸氢二钠((Na)2HPO4)和成核控制剂尿素(CH4N2O)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液C，溶液C中磷酸氢二钠和尿素的含量分别为1.2mmol和3mmol。
步骤S4，室温下，将溶液B迅速加入溶液A中形成混合溶液，继续搅拌50分钟，得到AB混合溶液。
步骤S5，室温下，在剧烈搅拌的条件下将溶液C缓慢滴加到AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌10分钟。
步骤S6，将混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在140℃下反应16小时后，自然冷却，取出基板，用去离子水和乙醇交替洗涤3次，80℃条件下干燥，得到手性介观结构羟基磷灰石薄膜。本实施例中所用的基板为石英片，该基板事先经过预处理从而实现活化，其中预处理操作为:将洗净的石英片基板浸入钙盐前驱体溶液，然后在100℃下迅速干燥得到。
上述过程中，各原料的加入量比例为：可溶性钙源、可溶性磷源、手性诱导剂、成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：1：1.5：1880。
另外，本实施例的手性介观结构羟基磷灰石薄膜也具有表面形貌均匀、呈现出多级手性结构的特性，且具有圆二色性。
<实施例6>
本实施例的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备过程与实施例1基本相同，但一些步骤中使用的原料以及条件有所区别，具体制备过程如下。
步骤S1，将可溶性钙源氯化钙(CaCl2)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液A，溶液A中氯化钙的含量为0.5mmol。
步骤S2，将手性诱导剂组氨酸(C6H9N3O2)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液B，溶液B中蔗糖的含量为1mmol。
步骤S3，将可溶性磷源磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)和成核控制剂芥酸酰胺(CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)11CONH2)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液C，溶液C中磷酸氢二钠和芥酸酰胺的含量分别为0.3mmol和1mmol。
步骤S4，室温下，将溶液B迅速加入溶液A中形成混合溶液，继续搅拌50分钟，得到AB混合溶液。
步骤S5，室温下，在剧烈搅拌的条件下将溶液C缓慢滴加到AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌10分钟。
步骤S6，将混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在180℃下反应6小时后，自然冷却，取出基板，用去离子水和乙醇交替洗涤3次，80℃条件下干燥，得到手性介观结构羟基磷灰石薄膜。本实施例中所用的基板为铁片，该基板事先经过预处理从而实现活化，其中预处理操作为：将铁片浸入稀盐酸溶液中，待表面产生致密的汽包终止反应，然后用去离子水冲洗干净得到。
上述过程中，各原料的加入量比例为：可溶性钙源、可溶性磷源、手性诱导剂、成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：2：1：2000。
本实施例中，步骤2分别使用了D型、L型、Rac型组氨酸，最终分别制备得到了对应的D型膜、L型膜和Rac型膜，该几种薄膜均呈现表面形貌均匀、呈现出多级手性结构的特性，且具有圆二色性。
<实施例7>
本实施例的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备过程与实施例1基本相同，但一些步骤中使用的原料以及条件有所区别，具体制备过程如下。
步骤S1，将可溶性钙源二水合硫酸钙(CaSO4·2H2O)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液A，溶液A中硫酸钙的含量为3mmol
步骤S2，将手性诱导剂D型甘露醇(C6H14O6)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液B，溶液B中甘露醇的含量为3mmol。
步骤S3，将可溶性磷源磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)和成核控制剂N-磺烷基长链脂肪酸酰胺溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液C，溶液C中磷酸氢二铵和N-磺烷基取代的长链脂肪酸酰胺的含量分别为1.8mmol和2mmol。
步骤S4，室温下，将溶液B迅速加入溶液A中形成混合溶液，继续搅拌60分钟，得到AB混合溶液。
步骤S5，室温下，在剧烈搅拌的条件下将溶液C缓慢滴加到AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌5分钟。
步骤S6，将混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在200℃下反应2小时后，自然冷却，取出基板，用去离子水和乙醇交替洗涤3次，80℃条件下干燥，得到手性介观结构羟基磷灰石薄膜。本实施例中所用的基板为铁片，该基板事先经过预处理从而实现活化，其中预处理操作为：将铁片浸入稀盐酸溶液中，待表面产生致密的汽包终止反应，然后用去离子水冲洗干净得到。
上述过程中，各原料的加入量比例为：可溶性钙源、可溶性磷源、手性诱导剂、成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：1：0.67：2223。
本实施的手性介观结构羟基磷灰石薄膜具有表面形貌均匀、呈现出多级手性结构的特性，且具有圆二色性。
<实施例8>
本实施例的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备过程与实施例1基本相同，但一些步骤中使用的原料以及条件有所区别，具体制备过程如下。
步骤S1，将可溶性钙源二水合硫酸钙(CaSO4·2H2O)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液A，溶液A中硫酸钙的含量为1.8mmol。
步骤S2，将手性诱导剂D型木糖醇(C5H14O5)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液B，溶液B中木糖醇的含量为1.2mmol。
步骤S3，将可溶性磷源磷酸氢二钾(K2HPO4)和成核控制剂尿素(CH4N2O)溶解在水中，充分搅拌溶解形成溶液C，溶液C中磷酸氢二钾和尿素的含量分别为1.08mmol和1.5mmol。
步骤S4，室温下，将溶液B迅速加入溶液A中形成混合溶液，继续搅拌35分钟，得到AB混合溶液。
步骤S5，室温下，在剧烈搅拌的条件下将溶液C缓慢滴加到AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌2分钟。
步骤S6，将混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在100℃下反应24小时后，自然冷却，取出基板，用去离子水和乙醇交替洗涤3次，80℃条件下干燥，得到手性介观结构羟基磷灰石薄膜。本实施例中所用的基板为铁片，该基板事先经过预处理从而实现活化，其中预处理操作为：将铁片浸入稀盐酸溶液中，待表面产生致密的汽包终止反应，然后用去离子水冲洗干净得到。
上述过程中，各原料的加入量比例为：可溶性钙源、可溶性磷源、手性诱导剂、成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：0.67：0.83：1200。
本实施的手性介观结构羟基磷灰石薄膜具有表面形貌均匀、呈现出多级手性结构的特性，且具有圆二色性。
<测试例1>
本测试例中采用实施例1的D型、L型和Racemic型的手性介观结构羟基磷灰石薄膜进行细胞的粘附增殖实验，所采用的细胞株为L929细胞以及3T3细胞。
具体操作过程如下：
1)首先将灭菌消毒好的基板铺在细胞培养板的底部；
2)然后分别将分散好的上L929细胞和3T3细胞种在手性基板上，进行培养；
3)培养一段时间后，取出培养板，然后用PBS洗，用4％的PFA进行固定；
4)固定好后用PBS多洗几次，然后进行染色；
5)最后在显微镜下进行观察、拍照。
图7是本发明测试例1中的手性介观结构羟基磷灰石薄膜上L929细胞的粘附增殖显微镜照片。
如图7所示，与现有技术中的空白mica基底膜相比，本发明实施例1的手性介观结构羟基磷灰石薄膜能够选择性地促进细胞粘附和增殖，其中，L型膜有助于细胞粘附和增殖，而D型膜则不利于细胞粘附和增殖。
图8是本发明测试例1中的手性介观结构羟基磷灰石薄膜上3T3细胞的粘附增殖显微镜照片。
如图8所示，与现有技术中的空白mica基底膜相比，本发明实施例1的手性介观结构羟基磷灰石薄膜能够选择性的促进细胞粘附和增殖。L型膜有助于细胞粘附和增殖，而D型膜则不利于细胞粘附和增殖。
<测试例2>
本测试例中采用实施例1的D型、L型和Racemic型的的手性介观结构羟基磷灰石薄膜进行干细胞分化实验，所采用的干细胞为脂肪来源的间充质干细胞。
具体操作过程如下：
1)首先从小鼠的腹股沟脂肪中提取脂肪来源的间充质干细胞，进行培养和孵化；
2)然后进行种植，先是将灭菌消毒好的基板铺在细胞培养板的底部；
3)然后将分散好的上Ad-MSC细胞胞种在手性介观结构羟基磷灰石薄膜基板上，进行培养；
3)培养一段时间后，取出培养板，然后用PBS洗，用4％的PFA进行固定；
4)固定好后用PBS多洗几次，然后进行油红染色和ALP染色；
5)最后在显微镜下进行观察、拍照。图9是本发明测试例1中的脂肪来源的间充质干细胞的成脂分化显微镜照片。
如图9所示，与现有技术中的空白mica基底膜相比，，本发明实施例1的手性介观结构羟基磷灰石薄膜能够选择性诱导干细胞进行分化。D型膜有助于诱导干细胞进行成脂分化，而L型膜则不利于干细胞进行成脂分化。
图10是本发明测试例1中的脂肪来源的间充质干细胞的成骨分化显微镜照片。
如图10所示，与现有技术中的空白mica基底膜相比，本发明实施例1的手性介观结构羟基磷灰石薄膜能够选择性诱导干细胞进行分化。L型膜有助于诱导干细胞进行成骨分化，而D型膜则不利于干细胞进行成骨分化。
实施例的作用与效果
如上所述，实施例1～8中所采用的手性诱导剂包括酒石酸、谷氨酸、葡萄糖、天门冬氨酸等，成核控制剂包括尿素、硬脂酸酰胺等，这些原料来源广、成本低，易于获取。同时，制备过程中，在酸性到中性渐变的条件下采用水热反应形成手性介观结构羟基磷灰石薄膜，所得产物尺寸可控，薄膜表面形貌均匀，也容易放大应用于大规模生产。
此外，得到的产物具有大的比表面积和手性多级结构，且对于细胞增殖具有明显的选择性，十分适合作为细胞培养基质、细胞的选择性粘附增殖基质、干细胞选择性分化诱导基质和靶向药物的载体等应用。

Claims (10)

1.一种手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将可溶性钙源溶解在水中形成溶液A；
步骤S2，将手性诱导剂溶解在水中形成溶液B；
步骤S3，将可溶性磷源和成核控制剂溶解在水中形成溶液C；
步骤S4，将所述溶液B迅速加入所述溶液A中形成混合溶液，继续搅拌10-60分钟，得到AB混合溶液；
步骤S5，将所述溶液C缓慢滴加到所述AB混合溶液中，形成混合反应液，再继续搅拌2-30分钟；
步骤S6，将所述混合反应液转入反应釜中，加入预处理好的基板，在100-200℃下反应2-24小时后，冷却、取出基板并进行洗涤及干燥，得到所述手性介观结构羟基磷灰石薄膜。
2.根据权利要求1所述的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述可溶性钙源、所述可溶性磷源、所述手性诱导剂、所述成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：0.1～3：0.5～3：1111～2223。
3.根据权利要求1所述的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述可溶性钙源、所述可溶性磷源、所述手性诱导剂、所述成核控制剂和水的摩尔比为1：0.6：0.5～1.5：1～2：1500～1800。
4.根据权利要求1所述的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述支撑基板为经活化处理的云母片、铁片、钛片、钛合金片、镁合金片、玻璃片、石英片、FTO片、ITO片、硅片、铜片、镍片中的任意一种，
所述支撑基板的厚度为0.1～1毫米。
5.根据权利要求1所述的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述可溶性钙源为无水氯化钙、四水合硝酸钙、二水硫酸钙和草酸钙中的任意一种或者几种的组合，
所述可溶性磷源磷酸氢二铵、磷酸氢二钾和磷酸氢二钠中的任意一种或者几种的组合。
6.根据权利要求1所述的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述手性诱导剂为手性氨基酸、手性有机酸、手性糖类和手性醇类中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求6所述的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述手性氨基酸为组氨酸、精氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、丙氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、天门冬氨酸、缬氨酸、丝氨酸、谷氨酰胺、酪氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸和苏氨酸中的任意一种，
所述手性有机酸为酒石酸、苹果酸、乳酸中的任意一种，
所述手性糖类为葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖、呋喃糖、吡喃糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖；所述的手性醇包括：甘露醇、木糖醇、山梨醇、紫杉醇、白藜芦醇、银杏叶聚戊烯醇、(R)-(+)-1-苯基-1-丙醇、(S)-(-)-1-苯基-1-丙醇、苯丙胺醇中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的手性介观结构羟基磷灰石薄膜的制备方法，其特征在于：
其中，所述成核控制剂为酰胺，该酰胺为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、N,N-二羟乙基长链脂肪酸酰胺、N-磺烷基取代的长链脂肪酸酰胺和碳酰胺中的任意一种。
9.一种医用基底材料，用于作为细胞培养基质材料、干细胞分化诱导材料干细胞选择性分化诱导基质或靶向药物的载体应用，其特征在于，包括支撑基板和原位生长在基板上的手性介观结构羟基磷灰石膜。
10.根据权利要求9所述的医用基底材料，其特征在于，所述手性介观结构羟基磷灰石膜采用如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到。
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