[发明专利]一种长径比及钙磷比可控的磷酸钙纳米粉体的制备方法

说明书

本发明公开一种长径比及钙磷比可控的磷酸钙纳米粉体的制备方法。所述方法是将磷酸盐或磷酸与钙盐进行混合反应制备得到磷酸钙纳米粉体，通过向反应物中加入pH调节剂，可调控磷酸钙纳米颗粒的一维尺寸为50nm～5μm，长径比为2～50；通过控制磷酸盐或磷酸与钙盐的进料比为1.5～1.67，可调控产物磷酸钙纳米粉体的组成和比例；所述磷酸钙纳米粉体为β‑磷酸三钙和/或羟基磷灰石。本发明方法通过对pH调节剂中弱碱与较强碱比例的控制，来调控产物长径比；通过改变钙源与磷源的进料比例，来控制产物的钙磷比；并结合超重力技术强化微观混合效果，制备磷酸钙纳米粉体，其生产成本低、操作简单、重复性好，具有更好的应用性能和更广泛的应用范围。

技术领域

本发明涉及磷酸钙类材料及其制备领域。更具体地，涉及一种长径比及钙磷比可控的磷酸钙纳米粉体的制备方法。

背景技术

磷酸钙类生物材料是一种能够在生理环境中产生结构或物质的衰变，其产物被机体吸收利用或通过循环系统排出体外，发生生物降解，并同时完成特定的功能要求的生物材料。它具有良好的生物相容性、生物可降解性，无毒副作用，对人体无害等特点，这些优良的性能使得它获得了广泛的应用。

众所周知，许多纳米材料的优良特性都是取决于纳米材料的粒度、制备工艺等因素。当今研究的重点主要放在控制晶体的尺寸、形态以及产物的化学计量比上。不同形貌、不同化学计量比的磷酸钙纳米粒子，所具有的表面特性、结晶过程以及生物活性等性能和其临床应用开发的途径不同。具有长径比及钙磷比调节的磷酸钙已成为骨修复领域的重要发展趋势，目前已被广泛应用于组织工程支架、种植体表面、骨水泥、药物缓释等研究中。

高长径比的HA不但具有良好的生物相容性，而且具有更好的力学性能，更加适宜用于生物复合材料的增强体，因此，制备长径比可控的纳米羟基磷灰石引起了越来越多学者的兴趣。低钙磷比的磷酸钙具有较好的骨诱导性，易于吸收降解，允许邻近骨组织长入，但往往具有较低的力学强度，而高钙磷比的磷酸钙材料具有较高的力学强度而其骨诱导能力不足，降解性较差。因此，希望复合羟基磷灰石和磷酸三钙，改变磷酸钙粉体钙磷比，利用二者在体内的不同降解吸收速率及抗压强度，改善材料的生物活性。

目前，国内外制备纳米磷酸钙粉体的技术已经相对成熟，普遍制法为使用可溶性钙盐和磷源(如氨水、氢氧化钠、氢氧化钙等)利用液相沉淀法制备出磷酸钙粉体，通过添加改性剂包覆所得颗粒，经煅烧或水热形成结晶的纳米磷酸钙颗粒。此类制备方法主要的缺陷为产物团聚严重，颗粒粒径较大，且不能同时控制产物的钙磷比与长径比，限制了其在生物医用材料领域的应用。且需额外添加其他表面活性剂、晶型调节剂等材料，增加了其制备成本，经济性差，同时会引入其他物质，影响其应用性能。

因此，需要提供一种不需要添加任何表面活性剂、晶型调节剂，且长径比及钙磷比可控的磷酸钙纳米粉体的制备方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种不需要添加任何表面活性剂、晶型调节剂，且长径比及钙磷比可控的磷酸钙纳米粉体的制备方法。该制备方法所制备得到的磷酸钙纳米粉体为β-磷酸三钙、羟基磷灰石或者二者复合产物，可以控制产物的钙磷比在1.5～1.67之间，一维尺寸在50nm～5μm之间；长径比为2～50之间。

本发明能够实现长径比和钙磷比调控的原理在于：通过对pH调节剂中弱碱与较强碱比例的控制，对反应体系OH^-的浓度进行控制，从而影响各晶面生长速度，以此来控制磷酸钙长径比；通过改变钙源与磷源的进料比例，调控不同络合基团结合的比例，从而控制产物的钙磷比；同时利用旋转填充床强化了混合传质混合过程的优势，缩小了反应设备的尺寸与重量，为工作体系停留的可控性及混合效果的均匀性提供了保证。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：