CN1751745A - 磷灰石超细纤维材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷灰石超细纤维材料及其制备方法，属于骨组织修复材料技术。以亚磷酸三乙酯与蒸馏水按摩尔比为9.24∶1混和，经搅拌条件下水解之后按钙磷摩尔比为1.67加入硝酸钙水溶液，混和均匀后时效处理得到溶胶溶液，将溶胶溶液与乙醇混和，并与聚乙烯基吡咯烷酮配成电纺溶液，以该电纺溶液在电纺装置中以电压为10－25kV、接收距离为10－20cm、流量0.1－0.5ml/h条件下进行电纺成直径为100－500nm的超细纤维，之后经干燥和煅烧后即得到成分为羟基磷灰石和β－磷酸三钙组成的双相磷酸钙的、直径为100－500nm的磷灰石超细纤维材料。本发明的优点在于，制得纳米级超细纤维状磷灰石，具有比表面积大、生物降解性优良、细胞亲和性好等优点，其制备方法过程简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种磷灰石超细纤维材料及其制备方法，属于骨组织修复材料技术。
背景技术
羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2，HA]与人自然骨中的磷灰石晶体在结构和组成上较为相似，是主要的骨修复材料品种(俞耀庭，张兴栋.生物医用材料[M]，天津：天津大学出版社，2002 12：1-40，145)。溶胶-凝胶法是一种低温合成HA的有效方法，生成的HA组成均一、纯度高且为低晶态，与骨磷灰石的结构最为相似(Liu DM，Troczynski T，TsengWJ，et al.Aging effect on the phase evolution of Water-based sol-gelhydroxyapatite，Biomaterials 2003，23：1227-1236)。
由静电纺丝可以制备直径为纳米级至亚微米级的超细纤维，由超细纤维所构成的无纺膜具有很高的孔隙率和比表面积，因此在药物释放载体、组织工程支架和功能材料等方面具有广阔的应用前景(Huang ZM，Zhang YZ，Kotaki M et al，A.review on polymernanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites，Compositescience and technology，2003，63：2223-2253)。近年来，以聚合物为赋形剂用电纺法将金属氧化物、碳纳米管等无机材料制成纳米纤维已成为国内外的研究热点(Li D，Xia YN.Electrospinning of nanofibers：reinventing the wheel？Advanced Materials，2004，16(14)：1151~1170)。
在以往的研究中，只有少量关于电纺制备HA纤维的研究(Wu YQ，Hench LL，Du J，ChoyKL.Preparation of hydroxyapatite fibers by electrospinning technique.Journalof American Ceramic Society，2004，87(10)：1988-1991)，但其纤维直径较粗，为10～30μm。未见直径为纳米级磷灰石超细纤维的研究报道或发明专利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磷灰石超细纤维材料及其制备方法，该材料具有与天然骨相似的无机结构，用作骨修复材料，具有在体内可降解、细胞亲和性好及促进坏损组织迅速康复的优点，其制备方法过程简单。
为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案加以实现的：一种磷灰石超细纤维材料，其特征在于，该纤维材料为成分为羟基磷灰石和β-磷酸三钙组成的双相磷酸钙的、直径为100-500nm的超细纤维。
上述磷灰石超细纤维材料的制备方法，其特征在于包括以下过程：以亚磷酸三乙酯与蒸馏水按摩尔比为9.24∶1混和，在密封、剧烈搅拌条件下水解80h以上，之后按钙磷摩尔比为1.67加入2mol/L硝酸钙水溶液，使其混和均匀后置于30-60℃烘箱中时效处理2-10h，即得到溶胶溶液。将溶胶溶液与乙醇按体积比为6/4-9/1混和，在100ml混和液中加入Mw为80-130万的聚乙烯基吡咯烷6-20g配成电纺溶液。该电纺溶液在电纺装置中以电压为10-25kV、接收距离为10-20cm、流量0.1-0.5ml/h条件下进行电纺成直径为100-500nm的超细纤维，之后在85-100℃温度下干燥1-10h且在500-1000℃煅烧10-60min后即得到磷灰石超细纤维材料。
本发明的优点在于，纳米级超细纤维状磷灰石，具有比表面积大、生物降解性优良、细胞亲和性好等优点，其制备方法过程简单。
具体实施方式
实施例1：
取5g亚磷酸三乙酯，加入蒸馏水5g，在密封、剧烈搅拌条件下水解100h。之后加入2mol/L硝酸钙水溶液25mL，使其混和均匀后置于45℃烘箱中放置2h，得溶胶溶液。取此溶胶溶液7mL与3mL的乙醇混和，并加入0.7g的
Mw为130万聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)形成电纺溶液。将其置于静电纺丝装置中，在电压为15kV、接收距离为12cm、流量为0.1ml/h、转鼓转速为2m/min的条件下进行电纺得白色膜状物。电纺膜在85℃下鼓风干燥5h后，再在600℃下的煅烧10min即得到直径为300nm-500nm的磷灰石纤维。
实施例2：
取1g亚磷酸三乙酯，加入蒸馏水1g，在密封、剧烈搅拌条件下水解100h。之后加入2mol/L硝酸钙水溶液5mL，使其混和均匀后置于45℃烘箱中放置2h，得溶胶溶液。取此溶胶溶液4mL与1mL的乙醇混和，并加入0.35g的
Mw为100万聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)形成电纺溶液。将其置于静电纺丝装置中，在电压为15kV、接收距离为12cm、流量为0.1ml/h、转鼓转速为2m/min的条件下进行电纺得白色膜状物。电纺膜在85℃下鼓风干燥5h后，再在800℃下的煅烧10min即得到直径为200nm-500nm的磷灰石纤维。
实施例3：
取5g亚磷酸三乙酯，加入蒸馏水5g，在密封、剧烈搅拌条件下水解100h。之后加入2mol/L硝酸钙水溶液25mL，使其混和均匀后置于45℃烘箱中放置2h，得溶胶溶液。取此溶胶溶液9mL与1mL的乙醇混和，并加入0.6g的
Mw为130万聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)形成电纺溶液。将其置于静电纺丝装置中，在电压为15kV、接收距离为12cm、流量为0.1ml/h、转鼓转速为2m/min的条件下进行电纺得白色膜状物。电纺膜在85℃下鼓风干燥5h后，再在600℃下的煅烧10min即得到直径为100nm-400nm的磷灰石纤维。
实施例4：
取5g亚磷酸三乙酯，加入蒸馏水5g，在密封、剧烈搅拌条件下水解100h。之后加入2mol/L硝酸钙水溶液25mL，使其混和均匀后置于45℃烘箱中放置2h，得溶胶溶液。取此溶胶溶液7mL与3mL的乙醇混和，并加入0.9g的
Mw为80万聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)形成电纺溶液。将其置于静电纺丝装置中，在电压为15kV、接收距离为12cm、流量为0.1ml/h、转鼓转速为2m/min的条件下进行电纺得白色膜状物。电纺膜在85℃下鼓风干燥5h后，再在1000℃下的煅烧10min即得到直径为100nm-500nm的磷灰石纤维。
Claims (2)
1.一种磷灰石超细纤维材料，其特征在于，该纤维材料为成分为羟基磷灰石和β-磷酸三钙组成的双相磷酸钙的、直径为100-500nm的超细纤维。
2.一种制备权利要求1所述的磷灰石超细纤维材料的方法，其特征在于包括以下过程：以亚磷酸三乙酯与蒸馏水按摩尔比为9.24∶1混和，在密封、剧烈搅拌条件下水解80h以上，之后按钙磷摩尔比为1.67加入2mol/L硝酸钙水溶液，使其混和均匀后置于30-60℃烘箱中时效处理2-10h，即得到溶胶溶液，将溶胶溶液与乙醇按体积比为6/4-9/1混和，在100ml混和液中加入
Mw为80-130万的聚乙烯基吡咯烷6-20g配成电纺溶液，该电纺溶液在电纺装置中以电压为10-25kV、接收距离为10-20cm、流量0.1-0.5ml/h条件下进行电纺成直径为100-500nm的超细纤维，之后在85-100℃温度下干燥1-10h且在500-1000℃煅烧10-60min后即得到磷灰石超细纤维材料。
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2005
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