介孔纳米羟基磷灰石薄膜及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102897733A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102897733A(43)申请公布日2013.01.30(21)申请号201210381119.9(22)申请日2012.10.09(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号天津大学(72)发明人蔡舒黄凯叶新羽窦瑛(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人王丽(51)Int.Cl.C01B25/32(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书66页页附图附图33页(54)发明名称介孔纳米羟基磷灰石薄膜及制备方法(57)摘要本发明涉及一种介孔纳米羟基磷灰石薄膜及其制备方法，以可溶性钙盐和P2O5为原料，F127为模板剂，首先通过有效的结合模板法/溶胶凝胶法制备溶胶，然后采用浸渍提拉法直接在医用金属合金材料表面制备溶胶膜，进行凝胶化，干燥直至形成干凝胶薄膜，再在电热炉中进行热处理，从而获得介孔纳米羟基磷灰石薄膜。本发明的优点在于此方法制备的介孔纳米羟基磷灰石薄膜比表面积大且孔径可控，模板剂易于排出，生产周期短，可与医用金属合金材料复合从而获取生物性能和力学性能俱佳的新型生物材料，用于骨组织缺损、修复等。CN1028973ACN102897733A权利要求书1/1页1.一种介孔纳米羟基磷灰石薄膜，其特征是介孔孔径为2.74~4.04nm，比表面积为61.5~212m2/g，羟基磷灰石晶体粒径为30~60nm。2.一种介孔纳米羟基磷灰石薄膜的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：1）含F127的钙磷体系溶胶的制备按照羟基磷灰石中的钙磷化学计量比Ca/P=1.67称取可溶性钙盐和五氧化二磷；将可溶性钙盐溶于去离子水中，得到透明钙盐水溶液；将P2O5加入到无水乙醇溶剂中，加入过程中控制温度不超过40℃，搅拌直至溶液变为透明的磷基前驱体醇溶液，浓度为0.030~0.035g/ml；其中，钙盐水溶液和磷基醇溶液的体积比为1：1；根据模板剂F127的临界胶束浓度值，称取F127，加入到无水乙醇中，在30℃~40℃下搅拌10~30min，得到透明的模板剂溶液，浓度为0.1~0.2g/ml；将上述钙盐溶液和磷基前驱体溶液依次以10~20滴/分钟的速度滴加到模板剂溶液中，搅拌混合20~40min，然后滴加氨水至混合溶液，调节pH值至5~6，再在50~70℃下搅拌30~40min，得到均匀稳定的溶胶；2）介孔纳米羟基磷灰石薄膜的制备将步骤1）制备的溶胶在室温下静置陈化4~6小时，然后将表面经砂纸研磨和丙酮超声清洗后的基体材料完全浸入到上述溶胶中，进行浸渍提拉制膜，提拉速度为2~8mm/分钟，拉膜一次或多次，获得不同厚度的溶胶膜；将制得的溶胶膜包覆基体材料于室温下凝胶化6~10h，置于60~80℃的烘箱中干燥1~2h，在基体材料表面得到干凝胶薄膜，将其放入电热炉中进行热处理：升温速率控制在1~2℃/min，热处理温度控制在400~600℃，并在最终热处理温度处保温90~270min，然后随炉冷却至室温，在基体材料表面得到介孔纳米羟基磷灰石薄膜。3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述可溶性钙盐为Ca（NO3）2·4H2O或CaCl2·2H2O中的一种。4.如权利要求1中所述的方法，其特征是所述的模板剂为F127。5.如权利要求1中所述的方法，其特征是所述的基体材料为载玻片或包括医用钛、医用钛合金、医用不锈钢、医用镁和医用镁合金在内的医用金属合金材料中的一种。6.如权利要求1中所述的方法，其特征是所述的制膜方法为浸渍提拉。7.如权利要求1中所述的方法，其特征是所述的拉膜次数为1~8次。2CN102897733A说明书1/6页介孔纳米羟基磷灰石薄膜及制备方法技术领域[0001]本发明属于生物医学材料技术领域，具体涉及一种介孔纳米羟基磷灰石薄膜及制备方法。背景技术[0002]羟基磷灰石(HA)，化学式为Ca10(PO4)6(OH)2,是人体硬组织的主要组成物质，具有优异的生物活性和生物相容性，能与人体骨骼相结合并诱导新骨生长和形成，是最适合的硬组织替代材料。而介孔纳米羟基磷灰石具有比表面积大、生物活性高、吸附性能好等优点，其表面在生理环境中更利于化学键合，适宜细胞的黏附和生长，促进其生物活性的发挥；同时，介孔纳米羟基磷灰石的弹性模量比致密羟基磷灰石低，与自然骨更加匹配，使其在骨修复领域具有重要应用前景。但是，介孔纳米羟基磷灰石具有较差的力学性能和机械性能，断裂韧性远低于自然骨，限制了其作为承载材料的应用。[0003]目前，制备介孔材料主要采用模板法，所选用的模板剂包括表面活性剂和非离子型嵌段共聚物等，有关介孔羟基磷灰石制备方法的专利和文献较多，如WuXiaodong等（WuX,SongX,LiD,