[发明专利]白磷钙石及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及白磷钙石（whitlockite）及其制备方法。

背景技术

目前，基于磷酸钙的化合物被广泛用作生物相容性的无机材料。基于磷酸钙的化合物已被应用于多个领域，包括用于制造人工骨骼、牙齿修复材料、骨接合剂、口腔用组合物、药物、片剂、化妆品、食品和树脂的分散剂、稳定剂等。

基于磷酸钙的化合物的典型实例包括羟基磷灰石（HAP:Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)和β-磷酸三钙(TCP:Ca₃(PO₄)₂）。人工合成的HAP具有优异的生物相容性以及与骨的化学性质几乎相同的化学性质，但具有非常大的结晶度，因此不会在体内分解，从而不利地使得其不可能被用作天然骨的替代物。另一方面，β-TCP在体内分解并诱导天然骨的生长，因此对单相β-TCP或β-TCP和HAP的混合物BCP（双相磷酸钙）的深入研究正在进行中。然而，使用常规技术难以大量合成纳米尺寸的β-TCP，从而限制了β-TCP在多个领域的应用。

为了解决该问题，近年来对于用不同的阳离子取代β-TCP的一部分钙离子而获得的白磷钙石进行了研究。然而，制备白磷钙石的常规方法是有问题的，因为复杂的制造工艺、高的制造成本和例如HAP等副产物的生成，使得难以形成高纯度的白磷钙石。

发明内容

因此，本发明是针对相关领域中所遇到的上述问题而进行的，且本发明的一个目的是提供一种使用简单的制备方法来制造白磷钙石的方法。

本发明的另一个目的是提供一种制备白磷钙石的方法，其使得可大量制备纳米尺寸的白磷钙石。

本发明的另一个目的是提供一种制备白磷钙石的方法，其可以抑制副产物的生成，得到高纯度的白磷钙石。

本发明的又一个目的是提供使用上述方法制备的白磷钙石。

为了实现上述目的，本发明提供了一种制备白磷钙石的方法，其包括：向水中加入钙离子供给材料和包含除钙离子外的阳离子（X）的阳离子供给材料以制备阳离子水溶液，向阳离子水溶液中加入磷酸供给材料，和老化包含磷酸的阳离子水溶液。

在阳离子水溶液中，阳离子（X）的含量可为10mol％至50mol％，基于阳离子（Ca+X）的总量计。

磷酸供给材料可加至使阴离子对阳离子的摩尔比（阴离子/阳离子=P/（Ca+X））为0.6以上。

阳离子（X）的量和阴离子对阳离子的摩尔比可根据它们之间的相关性在抑制除白磷钙石以外的副产物形成的范围内进行选择。

钙离子供给材料可包括选自以下的一种或多种：氢氧化钙、乙酸钙、碳酸钙和硝酸钙。

阳离子（X）可包括选自以下的一种或多种：Mg、Co、Sb、Fe、Mn、Y、Eu、Cd、Nd、Na、La、Sr、Pb、Ba和K。

阳离子供给材料可包括选自以下的一种或多种：氢氧化物（X-氢氧化物）、乙酸盐（X-乙酸盐）、碳酸盐（X-碳酸盐）和硝酸盐（X-硝酸盐）。

磷酸供给材料可包括选自以下的一种或多种：磷酸氢二铵、磷酸铵和磷酸。

磷酸供给材料可以以滴加的方式加入。

阳离子水溶液的pH值可随磷酸供给材料的加入而逐渐降低，且包含加入的磷酸供给材料的阳离子水溶液可以在酸性环境下老化。

阳离子供给材料可以是氢氧化镁，阳离子水溶液中的镁（Mg）含量可为10mol％至35mol％，基于阳离子（Ca+Mg）的总量计，且磷酸供给材料可加至使阴离子对阳离子的摩尔比（阴离子/阳离子=P/（Ca+Mg））为0.8以上。

阳离子供给材料可以是硝酸镁，且磷酸供给材料可加至使阴离子对阳离子的摩尔比（阴离子/阳离子=P/（Ca+Mg））为0.6以上。

上述方法还可包括：向水中或在加入磷酸供给材料之前向阳离子水溶液中加入一种氧化剂。氧化剂可以是过氧化氢。

上述方法还可包括：干燥老化的水溶液，从而形成白磷钙石粉末。

水的温度可以等于或低于沸点。

此外，本发明提供使用上述方法制备的白磷钙石。

因此，白磷钙石可能具有由Ca_20-yX_y(HPO₄)₂(PO₄)₁₂表示的化学式，且Ca:X:P的比例可以是(1.28±0.2):(0.14±0.02):1。