[发明专利]利用模板法制备高比表面积介孔羟基磷灰石纳米粒子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种介孔羟基磷灰石纳米粒子的制备方法。

背景技术

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简称HAp），其化学式为Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，是哺乳动物体内硬组织的主要无机成分，与天然磷灰石矿物结构非常接近，属六方晶系，在人骨中约占 77%，齿骨中则高达 97%，是脊椎动物骨和齿的主要无机成分。

羟基磷灰石作为天然骨的主要组成成分，具有良好的生物相容性和较高的生物活性，由于其含有人体组织所必需的钙和磷元素，植入体内后，在体液的作用下，钙、磷元素会游离出材料表面，逐渐被机体组织所吸收，并与人体骨骼组织进行化学结合，具有骨引导性，诱导骨细胞生长，最后部分或全部被人体组织吸收和取代，诱导新骨的形成并为其提供支架，是一类可以完全与生物体骨骼牙齿结合的生物陶瓷，是理想的硬组织修复、替换材料。目前已广泛应用于脊椎骨替换、骨缺损的修复中，或与胶原、壳聚糖、丝素蛋白、聚乳酸等复合制备生物骨的材料。

羟基磷灰石的生物降解性，是作为体内药物纳米载体最适合的材料。羟基磷灰石作为药物载体，在药物缓释方面的作用是使血药浓度平稳，避免由于血药浓度过高而引起毒副作用，降低用药频率，提高患者服药的顺应性等。但羟基磷灰石纳米粒子存在比表面积小、药物负载量小的难题。

介孔材料是一类孔径在 2~50nm的材料，介孔材料由于具有较大的比表面积和孔容，使其在催化、吸附、止血剂、传感等领域具有广阔的应用潜力。目前应用最多的是介孔硅材料，介孔硅纳米材料的孔径高度有序、比表面积大、并富含羟基活性基团（-OH），已被开发成一种新型的可降解的生物相容性药物载体。但介孔硅因其难降解，降解产物难以吸收，使其应用受到了较大的限制。

介孔羟基磷灰石因其大的比表面积，药物负载量大，同时纳米颗粒因其尺寸足够小，可以在人体的脉管系统中自由穿梭，最后可以降解，因而被认为是一种良好的药物的载体。

目前，国内外学者采用水热法制备了多孔羟基磷灰石，采用水热法制备的介孔羟基磷灰石，其表面积较小，孔径分布不均匀。采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂的模板法制备的介孔羟基磷灰石，制备的纳米粒子呈棒状结构，长度在500nm左右，较大的纳米尺寸分布，不利于作为药物载体。

发明内容

本发明的目的是提供一种孔径分布均匀、比表面积大、生物相容性和生物降解性好的介孔磷灰石纳米粒子的制备方法，该纳米粒子可应用于药物载体，提供了一种制备工艺。

本发明采用模板法制备介孔磷灰石纳米粒子，具体包括以下几个步骤：

一、将1-5g F127和15-30g 泛酸钙单水合物溶解在100-300g的去离子水中，强烈搅拌，直至得到清晰乳状液，加入10-30 ml的扩孔剂均三甲苯溶液，混合溶液继续搅拌6-12小时。

二、将5.0-15.0g K₂HPO₄·3H₂O 溶解在50-150g 的去离子水中，用NH₃·H₂O调解pH至10-14。

三、将步骤二配制的K₂HPO₄溶液慢慢滴加到步骤一配制的F127-泛酸钙混合溶液中，均匀搅拌，采用水浴回流的方式加热反应体系，控制水浴加热温度为80-100℃，回流时间为24-48h。

四、将上述溶液过滤，取白色沉淀物，真空干燥，控制真空干燥温度为80-150℃，真空干燥时间为12-24小时。

五、将干燥好的白色沉淀进行低温预烧，控制预烧温度为200-300℃，预烧时间为2-6小时。

六、将预烧好的白色沉淀在马弗炉中高温煅烧除去模板剂，得到介孔羟基磷灰石纳米粒子，控制煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为6-12小时。

本发明以三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（F127）为模板剂，同时首次加入了扩孔剂-均三甲苯，以模板法制备了介孔孔径在3-5nm，直径在50-100nm的介孔羟基磷灰石纳米粒子。

本发明具有如下优点：

1、制备的介孔羟基磷灰石比表面积大，药物负载量大，是一种良好的药物载体。

2、制备的羟基磷灰石呈球形纳米状态分布（尺寸＜100nm ），孔径分布均匀，作为药物载体能够很好地穿过血管及细胞壁，到达病变细胞。

3、整个制备工艺简单，可以大规模的生产。

附图说明