本發(fā)明屬于多孔納米材料的制備領域，具體涉及利用高生物相容能力羥基磷灰石(ha)材料對sio2氣凝膠材料進行生物學改性，獲得一種生物活性ha-sio2復合氣凝膠材料的制備方法。

背景技術：

sio2氣凝膠是一種具有三維納米多孔網絡結構的固體材料，具有高比表面積和孔隙率因此具有優(yōu)越的吸附性能，可作為藥物吸附載體；同時密度低、穩(wěn)定性好且無生理毒性，可作為骨組織修復和骨骼填充材料。但是sio2氣凝膠生物活性較差，致使活性物質固定能力低，直接限制了其在生物醫(yī)學上的應用。ha是理想的生物材料，是人體骨骼組織的主要無機組成成分，具備高生物相容性和降解能力，耐高溫，力學強度大，最高可承受上千兆帕的抗壓強度，已經被廣泛用于骨骼填充、牙齒修復等醫(yī)學領域，眾多研究已經通過復合ha提高相關材料的生物活性，拓寬其應用領域，目前ha依然是惰性材料生物學改性的首選之一。

技術實現要素：

本發(fā)明目的在于提供一種具有多孔生物活性的ha-sio2復合氣凝膠材料的制備方法。制備過程利用多孔sio2的孔洞結構作為ha的吸附空間，ha直接在sio2凝膠的孔結構中生成，抑制ha團聚結塊現象發(fā)生，分散的更加均勻。該制備方法用料簡單、復合均一、綠色環(huán)保、成本低廉、工藝簡捷，提高了傳統(tǒng)sio2氣凝膠的生物活性，并且比常規(guī)藥物載體材料孔隙率更高，載藥能力更強，并且還具備質輕的優(yōu)勢。

本發(fā)明具體技術方案為：一種生物活性ha-sio2復合氣凝膠材料的制備方法，其具體步驟如下：

(1)有機溶液分散ha

按照羥基磷灰石ha與前驅體的質量比為1:(200-400)準確稱取ha粉體材料，研磨后與有機溶劑混合，利用超聲波分散和磁力攪拌，使ha在有機溶劑中分散均一；

(2)sio2溶膠復合ha

向步驟(1)中加入前驅體，磁力攪拌，調節(jié)溶液ph為6-7(ph值過低會導致ha溶解)，升高溫度至50-55℃，控制反應50min-1h；降溫至35-40℃加入氨水水解縮合，靜置后形成ha-sio2復合濕凝膠；

(3)乙醇超臨界干燥

使用無水乙醇老化ha-sio2復合凝膠，放置于超臨界反應釜中，干燥溫度為250℃-290℃，壓力為8-12mpa，保溫保壓2-4個小時，冷卻后得到具有生物活性的ha/sio2復合氣凝膠材料。

優(yōu)選步驟(1)中的ha的形貌選擇有針狀或顆粒狀，尺寸為20-100nm。

優(yōu)選步驟(1)中的有機溶劑為甲醇、乙醇或乙二醇的一種或幾種。

優(yōu)選步驟(1)中的前驅體為正硅酸四乙酯或硅溶膠中的一種。

優(yōu)選步驟(1)中超聲波分散的頻率為200-500khz，超聲波分散20-30min；磁力攪拌的轉速為500-800轉/分，磁力攪拌的時間為30-40min。

優(yōu)選步驟(2)中用酸試劑或堿試劑調節(jié)ph值，其中酸試劑為磷酸和鹽酸中任一種，濃度在1mol/l～5mol/l之間，堿試劑為氨水。

優(yōu)選步驟(2)中磁力攪拌的轉速為500-800轉/分，磁力攪拌時間為20-30min。

優(yōu)選步驟(3)中老化的次數為5-8次。

本發(fā)明所制備出的生物活性ha-sio2復合氣凝膠材料密度在0.170-0.185g/cm³之間，孔隙率達到80％-91％。

有益效果：

(1)本發(fā)明通過吸附復合高生物活性的ha有效地對sio2氣凝膠材料的生物學性能進行改進，相對于傳統(tǒng)的sio2氣凝膠材料生物相容性能得到很大提升，拓寬了sio2氣凝膠在生物醫(yī)學方面的應用領域。

(2)ha在ha/sio2復合氣凝膠中分散性能良好，不結塊，不團聚，并且依然保持原sio2氣凝膠中的孔結構，孔隙率達80％以上。

(3)相對于其他的ha/sio2復合材料，ha/sio2復合氣凝膠的制備工藝簡單易行、綠色環(huán)保。

附圖說明

圖1是實例1中制備的sio2氣凝膠與ha/sio2復合氣凝膠材料實物對比照片。

圖2是實例2中所制備的ha/sio2復合氣凝膠材料的xrd圖。

具體實施方式

實例1

將長度為100nm的ha針狀按照ha與正硅酸四乙酯的質量比為1:400準確稱取0.1gha粉體，在研缽中研磨后與200ml無水乙醇溶液混合，利用強度為200khz超聲波分散20min，接著使用500轉/分磁力攪拌30min，使ha在無水乙醇中分散均一。之后加入正硅酸四乙酯44.6ml，使用500轉/分磁力攪拌30min，蒸餾水10ml，使用5mol/l磷酸溶液調節(jié)溶液ph為6，將混合溶液加熱至55℃，在保持此溫度的條件下攪拌50min后，降溫至35℃，加入氨水水解縮合，靜置后形成ha/sio2復合濕凝膠，使用無水乙醇老化ha/sio2復合凝膠5次。將ha/sio2復合濕凝膠放入反應釜中進行乙醇超臨界干燥，干燥溫度設置為270℃，溫度升上去之后，壓力維持在10mpa，恒溫恒壓狀態(tài)下維持3h，之后將氣體放出，溫度冷卻至室溫后取出容器，最終的到密度為0.170g/cm³的ha/sio2復合氣凝膠，孔隙率為81％。所制備的ha-sio2復合氣凝膠材料實物照片如圖1所示，從圖中可以看出，ha-sio2復合氣凝膠呈乳白色，且材料表面平整，從表觀上可看出復合較均一。

實例2

將直徑度為50nm的ha顆粒按照ha與硅溶膠的質量比為1:200準確稱取0.2g在研缽中研磨后與200ml甲醇溶液混合，利用強度為500khz超聲波分散30min，接著使用800轉/分磁力攪拌40min，使ha在甲醇溶液中分散均一。之后準確量取35ml硅溶膠、10ml蒸餾水加入ha懸濁液中，使用800轉/分磁力攪拌20min，使用1mol/l鹽酸溶液調節(jié)溶液ph為6.5，將混合溶液加熱至50℃，在保持此溫度的條件下攪拌55min后，降溫至35℃，加入氨水水解縮合，靜置后形成ha/sio2復合濕凝膠，使用無水乙醇老化ha/sio2復合凝膠8次。將ha/sio2復合濕凝膠放入反應釜中進行乙醇超臨界干燥，干燥溫度設置為280℃，溫度升上去之后，壓力維持在12mpa，恒溫恒壓狀態(tài)下維持4h，之后將氣體放出，冷卻至室溫后取出容器，最終的到密度為0.179g/cm³的ha/sio2復合氣凝膠，孔隙率為91％。圖2是本實例所制備的ha/sio2復合氣凝膠材料的xrd圖，對比ha與sio2的特征峰，證實ha/sio2復合氣凝膠材料是由兩者組成。

實例3

將直徑度為100nm的ha顆粒按照ha與正硅酸四乙酯的的質量比為1:400準確稱取0.1gha粉體，在研缽中研磨后與200ml乙二醇溶液混合，利用強度為300khz超聲波分散30min，接著使用500轉/分磁力攪拌30min，使ha在乙二醇中分散均一。之后加入正硅酸四乙酯44.6ml，使用500轉/分磁力攪拌30min，蒸餾水10ml，使用5mol/l磷酸溶液調節(jié)溶液ph為6，將混合溶液加熱至55℃，在保持溫度的條件下攪拌1h后，降溫至40℃，加入氨水水解縮合，靜置后形成ha/sio2復合濕凝膠，使用無水乙醇老化ha/sio2復合凝膠7次。將ha/sio2復合濕凝膠放入反應釜中進行乙醇超臨界干燥，干燥溫度設置為270℃，溫度升上去之后，壓力維持在10mpa，恒溫恒壓狀態(tài)下維持3h，然后保持勻速，在20min內將氣體放出，等反應釜溫度降下之后取出容器，最終的到密度為0.173g/cm³的ha/sio2復合氣凝膠，孔隙率為87％。

實例4

將直徑度為70nm的ha顆粒按照ha與正硅酸四乙酯的質量比為1:400準確稱取0.1gha，在研缽中研磨后與200ml無水乙醇溶液混合，利用強度為500khz超聲波分散30min，接著使用600轉/分磁力攪拌30min，使ha在無水乙醇中分散均一。之后加入正硅酸四乙酯44.6ml，使用600轉/分磁力攪拌30min，蒸餾水10ml，使用5mol/l磷酸溶液調節(jié)溶液ph為6，將混合溶液加熱至55℃，在保持此溫度的條件下攪拌1h后，降溫至40℃，加入氨水水解縮合，靜置后形成ha/sio2復合濕凝膠，使用無水乙醇老化ha/sio2復合凝膠5次。將ha/sio2復合濕凝膠放入反應釜中進行乙醇超臨界干燥，干燥溫度設置為260℃，溫度升上去之后，壓力維持在10mpa，恒溫恒壓狀態(tài)下維持4h，之后將氣體放出，冷卻至室溫后取出容器，最終的到密度為0.185g/cm³的ha/sio2復合氣凝膠，孔隙率為80％。