纳米羟基磷灰石_胶原蛋白复合支架材料的制备与性能研究.pdf

纳米羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架材料的制备与性能研究/韩长菊等·139·

纳米羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架材料的制备与性能研究3
韩长菊,陈庆华,杨喜昆,叶金凤,高伟

(昆明理工大学材料与冶金工程学院,昆明650093)

摘要以饱和Ca(OH)2上清液、磷酸和胶原蛋白为原料,在36～39℃、pH=8～9条件下,用共滴定法制备纳
米羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架材料。用XRD、SEM、TEM、IR对材料的晶相结构、结晶程度、化学键结构、微观形
貌、晶粒大小进行分析。结果表明:复合材料由低结晶度的纳米羟基磷灰石(5nm×60nm～20nm×100nm)和胶原蛋
白纤维组成,二者之间形成了紧密键合。
关键词共滴定法纳米羟基磷灰石胶原蛋白支架材料

StudyonPreparationandCharacterizationofNano2hydroxyaptite/
CollagenProteinCompositeScaffoldMaterials

HANChangju,CHENQinghua,YANGXiKun,YEJinfeng,GAOWei

(FacutyofMaterialsandMetallurgicalEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093)

AbstractNano2hydroxyapatite/collagenproteincompositescaffoldmaterialsaresynthesizedfromthesuper2

nateofsaturatedCa(OH)2solution,phosphoricacidandcollagenproteinbysimultaneoustitrationat36～39℃andpH
8～9.Crystallitephases,crystallization,micro2morphology,crystallitesizeandchemicalbondarecharacterizedby
XRD,SEM,TEMandIR.Theresultsshowthatthecompositeconsistsofnanosizehydroxyapatite(5×60nm～20×
100nm)withlowcrystallinityandcollagenproteinfiber.Thechemicalbondisformedbetweenhydroxyapatiteandcol2
lagenprotein.
Keywordssimultaneoustitration,nano2hydroxyapatite,collagenprotein,scaffoldmaterials

1.2方法
0前言
饱和Ca(OH)2上清液:称取一定量的Ca(OH)2粉末加入
骨组织由24%的有机成分和75%的无机成分组成,其有机蒸馏水中,搅拌、过滤得澄清的上清液。
成分的95%是胶原,无机成分则主要是羟基磷灰石(HAP)和少胶原蛋白磷酸溶液:按化学计量比用移液管取一定量85%
[1]
量的碳酸磷灰石、氟磷灰石等。因此可以说,天然骨是由低结的磷酸溶液,加入500ml蒸馏水稀释,再称取一定量胶原蛋白
[2]
晶度的纳米羟基磷灰石和胶原组成。根据“纳米效应”理论,(HAP/Col=8/2)溶解于磷酸溶液中置于滴定装置中备用。
单位质量的纳米粒子表面积明显大于微米级粒子,使得处于粒复合材料的制备:在1000ml三口烧瓶中加入10ml蒸馏水,

子表面的原子数目明显增加,提高了粒子的活性,从而有利于组放于磁力加热搅拌器上,把Ca(OH)2上清液与胶原蛋白磷酸溶
[3]
织的结合。因此,与微米羟基磷灰石/胶原蛋白复合材料相液同时滴入三口烧瓶中,通过控制滴入速度来调节pH值(8～
比,纳米羟基磷灰石/胶原蛋白复合材料具有生物可降解性高、9)及反应时间,控制磁力加热搅拌器的加热速度以调节反应液
表面能较大、生物活性更好,生物相容性良好等特点[2]。本实验温度(36～39℃)。反应液滴加完毕后,加少量蒸馏水冲洗滴定

用饱和Ca(OH)2上清液、H3PO4和胶原蛋白为原料,用共滴定装置,冲洗液加入三口烧瓶中。反应结束后,继续保温搅拌8～
法来制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白复合材料,并对复合材料的10h,pH值降为7.0左右。之后倒入烧杯中陈化24h左右,在箱
性能进行了表征。式电阻炉中于80℃恒温烘干。
1.3复合材料的成型
1实验
称取少量的羟基磷灰石/胶原蛋白复合材料粉末,与不同比
1.1原料例的蒸馏水混合,形成膏状,从一次性注射器中挤出,观察挤出
本实验所用胶原蛋白由湖州珍露生物制品有限公司提供,成型情况。发现在水过多或过