[发明专利]一种β-磷酸三钙纳米粉体的制备方法

说明书

本发明提供一种β‑磷酸三钙纳米粉体的制备方法，该制备方法包括以下步骤：1)配置钙离子溶液，并向所述钙离子溶液中加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后，静置，然后，加入磷酸盐水溶液，继续搅拌，并维持反应体系的pH至7～14，得到悬浊液A；2)将所述悬浊液A微波辐射后，静置，得到磷酸三钙沉淀；3)将所述磷酸三钙洗涤、干燥后，煅烧、冷却，得到β‑磷酸三钙纳米粉体。本发明采用聚丙烯酰胺作为软模板剂，结合微波辅助共沉淀法，使所制β‑磷酸三钙纳米粉体具有较高的纯度、较小的粒径、较好的结晶度、良好的分散性，且其形貌规则均一、性能稳定，可良好的用于骨移植等生物医用领域以及载药方面。

技术领域

本发明涉及纳米粉体制备技术领域，特别涉及一种β-磷酸三钙纳米粉体的制备方法。

背景技术

β-磷酸三钙,英文缩写β-TCP([β-Ca₃(PO₄)₂])，主要元素为钙(Ca)、磷(P)，Ca/P为1.5。由于β-TCP元素成分与人体天然骨骼的无机成分(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)相似，因此，β-磷酸三钙有着较高的生物相容性、生物活性以及生物降解性。大量文献以及生物实验表明，当β-磷酸三钙作为骨修复材料植入体内后，由于其在生物体内的高相容性，使得β-TCP在降解过程中产生产物钙、磷的同时，参与生物体内的新陈代谢，促进生物体内骨的生长。此外，大量临床实验表明，β-磷酸三钙在生物体内无局部、全身性毒副反应、无排斥反应。综合β-磷酸三钙优良的生物性能，其还被广泛地应用于药物载体、发光材料和催化剂等方面。此外，文献表明，纳米尺寸下的β-磷酸三钙，由于其小尺寸效应，在提高材料韧性，防止穿晶断裂方面，对材料力学性能有显著的提高效果，其原因在于，随着晶粒尺寸的降低，晶界数量增加，从而增大了晶界面的比表面积，随着比表面积的增大，更利于易于β-磷酸三钙作为骨修复材料的降解，从而大幅度的增加了生物体内材料的活性。

目前，β-磷酸三钙粉体的制备方法总体上可分为干法工艺、湿法工艺。干法工艺包括机械化学合成法和固相合成法；湿法工艺包括传统化学沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、超声化学法等。机械化学合成法产物粒度分布不均且易团聚，机械处理时间长，能耗大，研磨介质的磨损会对产物造成污染；固相合成法产物晶粒较粗且易团聚，组成不均匀，经常伴有杂质的产生；传统化学沉淀法产物中容易引入杂质，形貌不均并且容易团聚；溶胶-凝胶法反应时间长，有些原料为有机物对人有伤害，凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中会产生收缩；微乳液法的工艺复杂，成本高，有些原料对环境不利；超声化学法需要特殊的实验设备。综上所述，干法工艺路线通常需高温，这就导致晶体颗粒易团聚且纯度低；湿法工艺制备β-TCP工艺复杂，反应耗时长且效率产率低。因此，有必要简化制备程序的合成方法，提高制备β-磷酸三钙的效率产率。

目前关于纳米β-磷酸三钙制备的文献报道很少。Li Sha等用微波辅助共沉淀法合成了棒状纳米β-磷酸三钙，但是产物趋于团聚并且形貌不均。K.P.Sanosh等用溶胶-凝胶法合成了纳米β-磷酸三钙，但是产物团聚十分严重，且溶胶的老化需要较长时间。BahmanMirhadi等用化学沉淀法合成了纳米β-磷酸三钙，但是产物团聚十分严重，且粒径偏大。综上所述，利用上述技术制备的纳米β-磷酸三钙颗粒存在形貌不均，团聚严重，粒径偏大，且制备产品耗时较长的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种β-磷酸三钙纳米粉体的制备方法，以解决现有β-磷酸三钙粉体粒径大、粒径分布不均匀、容易出现团聚以及制备耗时的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种β-磷酸三钙纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：

1)配制钙离子溶液，并向所述钙离子溶液中加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后，静置，然后，加入磷酸盐水溶液，继续搅拌，并维持反应体系的pH至7～14，得到悬浊液A；