[发明专利]一种花状羟基磷灰石晶须的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物陶瓷材料制备技术领域，特别涉及一种花状羟基磷灰石晶须的制备方法。

背景技术

羟基磷灰石(hydroxyapatite,简称HAp)具有优良的生物相容性和生物活性，骨诱导活性比较突出，羟基磷灰石晶须作为其一种特殊形态，不仅保留了生物学上的优异性质，而且具有较高的抗拉性能和较低的位错密度。作为以单晶形式生长的纤维，HAp晶须的强度和韧性都比普通的羟基磷灰石陶瓷提高约3～8倍，可作为硬组织修复陶瓷材料的增强体或填充体。HAp晶须在生物陶瓷中通过偏转效应、搭桥效应、拔出效应和微裂效应等来吸收能量，消除裂纹尖端集中应力，能使材料的韧性大幅度的提高，基于其在力学及生物学上的优异性能，HAp晶须常作为生物医用材料基体的补强增韧相，用于硬组织修复与替换领域。

目前，制备HAp晶须的方法主要有固相反应法、溶胶凝胶法、均相沉淀法和水热法。IwasakiH等(Fibrous Hydroxyapatite[J].1989,24(40))报道了在1000℃下利用水蒸气通过纤维状β-Ca(PO₃)₂制得纤维状HAp,但该方法反应温度高，制备工艺复杂，成本较大，且原料β-Ca(PO₃)₂来源有限，产物转化率低，纤维状形貌难以实现可控生长。郝军等人(溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石粉体[J].青岛科技大学学报(自然科学版).2010(02))以P₂O₅和Ca(NO₃)₂·4H₂O为反应物,按一定的钙磷比分别溶于乙醇后混合,再添加不同的分散剂,高温煅烧,制备了羟基磷灰石粉体。产物纯度高、粒度小、结晶性好，但需要加入聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠等分散剂，在后期的煅烧处理中也出现了团聚现象。孙康宁等人(中国专利，公开号CN 102431986 A)发明了一种羟基磷灰石纳米纤维的制备方法，该方法是利用均相沉淀法生产出HAp纳米纤维，其直径约为20～30nm，长度约为200～900nm，长径比基本可控，且无其他杂质相，但整个过程需要加入模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，且产物结晶度及形貌均一性不高，可重复性较差。水热法是目前制备羟基磷灰石晶须最常见，也是最成熟的一种方法，张继中(中国专利，公开号CN 101297978 A)发明了一种羟基磷灰石纳米杆的制备方法，该法是在油酸-乙醇-水相转移体系下进行，制备出的HAp粉体尺寸均匀，形貌可控，生产成本低廉，但所需药品种类繁多，且文中并未描述水热时反应釜的填充度和反应体系压力的最佳参数。张美娟(中国专利，公开号CN 101723341 A)发明了羟基磷灰石纳米纤维或纳米线的制备方法，文中描述制得的羟基磷灰石纳米线纯度高、粒径均匀、形貌单一，但实施例中并没有提及钙源的引入，且产率不高。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种花状羟基磷灰石晶须的制备方法，所需原料碳酸钙和磷酸价廉易得，所制备的羟基磷灰石花状晶须长径比可控，且形貌均匀、断裂韧性明显提高，具有成本低、产率高、工艺简单、可重复操作性强的特点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种花状羟基磷灰石晶须的制备方法，其步骤如下：

步骤一：称取一定量的轻质碳酸钙，用移液枪量取85.0wt.％的浓磷酸并稀释，使磷酸与碳酸钙的质量比大于3：1；

步骤二：用氨水将步骤一中稀释后的浓磷酸的pH值调至7-9，将步骤一中的轻质碳酸钙置于调节好pH值的磷酸溶液中，将磷酸溶液放置于磁力搅拌器上，常温搅拌10-20min，得到前驱体；

步骤三：将步骤二制得的前驱体放置于水热反应釜中，在160-200℃温度条件下反应10h，水热反应结束后，自然冷却至室温，取出所得产物，依次进行三次水洗、三次醇洗，离心分离去除反应残余物和杂质，将所得产物放入恒温干燥箱中干燥24h，干燥温度为60℃。