[发明专利]一种缺钙型铝掺杂羟基磷灰石粉体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种缺钙型铝掺杂羟基磷灰石粉体及其制备方法和应用，所述缺钙型铝掺杂羟基磷灰石材料的组成通式为Ca_10‑1.5xAl_x(PO₄)₆(OH)₂，其中0＜x≤2，所述缺钙型铝掺杂羟基磷灰石材料的表面具有钙离子空位以使该表面呈负电性。本发明制备方法操作简单，产量较大。所使用的原料成本低廉，适用于规模化生产，具有工业应用前景和价值。本发明的副产物只有水，产物羟基磷灰石结构中不会引入除了铝以外的外源离子，因而可以消除杂质离子的影响。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种缺钙型铝掺杂羟基磷灰石粉体材料及其制备方法，本发明所述材料可以负载正电性材料，例如溶菌酶等正电性药物。

背景技术

硬组织植入材料是硬组织损伤修复和重建的重要生物医用材料。由于疾病、老龄化、交通事故频发等因素的影响，硬组织植入材料需求量日益增加。羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂(HA)是一种生物活性材料，是人体硬组织的主要成分，植入人体后能与人体的软硬组织形成紧密结合，诱导新骨组织在表面生成。成为目前临床应用最广泛的硬组织替代材料之一。然而在临床上，细菌易于在羟基磷灰石材料表面粘附和富集导致感染问题。因此，提高植入体材料的抗菌性，目前已逐渐成为植入体材料研究的共识。

目前抗菌羟基磷灰石材料主要是引入Ag、Zn等抗菌离子或者万古霉素等抗菌剂，例如：发明专利1(CN1711847A含银、锌离子的羟基磷灰石无机抗菌剂及其制造方法)中提供了一种含银、锌离子的羟基磷灰石无机抗菌剂的制造方法和提供了一种载银羟基磷灰石的制造方法；发明专利2(CN101294297A银－羟基磷灰石纳米复合材料的制备方法)中提供了一种银-羟基磷灰石纳米复合材料的制备方法。发明专利3(CN103977456A一种载万古霉素/羟基磷灰石人工关节假体的制备工艺)中提供了一种载万古霉素/羟基磷灰石人工关节假体的制备工艺。

目前已见报道的铝掺杂羟基磷灰石材料很少，且功能多是作为除氟剂。发明专利4(CN104399426A一种铝掺杂羟基磷灰石除氟滤料的生产方法)中虽然提供了一种铝掺杂羟基磷灰石，但是其功能是用作除氟剂除氟滤料的生产方法，该发明中材料的合成工艺复杂，且产品表面带正电荷，能够吸附氟离子。发明专利5(CN101862644A一种Al掺杂羟基磷灰石高效除氟吸附剂的制备方法)中提供了一种Al掺杂羟基磷灰石高效除氟吸附剂的制备方法，该发明中使用Al(NO₃)₃、Ca(NO₃)₃、H₃PO₄、NH₄OH通过共沉淀法制备Al离子掺杂HA。这种方法会使NH₄⁺和NO₃^-离不可避免地会固溶进空旷的HA结构中或者聚集在HA表面，从而对实验现象造成干扰，无法确定材料中是否具有Ca空位的缺陷结构。所以与以往的报道相比较，本发明的Al掺杂HA材料有明显的创新性。也是用作除氟吸附剂，即也是用于吸附负离子，该专利并没有揭示Al掺杂羟基磷灰石的表面负电性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种缺钙性铝离子掺杂羟基磷灰石粉体及其制备方法和应用。

本发明提供了一种缺钙型铝掺杂羟基磷灰石粉体材料，所述的缺钙型铝掺杂羟基磷灰石材料的组成通式为Ca_10-1.5xAl_x(PO₄)₆(OH)₂，其中0＜x≤2，所述缺钙型铝掺杂羟基磷灰石材料的表面具有钙离子空位以使该表面呈负电性。

本发明中，通过铝离子不等价取代钙离子，羟基磷灰石结构中出现钙离子空位平衡来电荷，使得材料表面呈负电性，提高了对正电性的有机物的静电吸附能力，从而提高了材料对正电性药物的负载。