專利名稱：磷酸鈣復(fù)合粉末及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物醫(yī)學(xué)用的磷酸鈣復(fù)合粉末及其制備方法。
背景技術(shù)：
磷酸鈣材料是一類廣泛應(yīng)用作硬組織替代材料的陶瓷。磷酸鈣材料主要有α相磷酸三鈣(α-Ca3(PO4)2，α-TCP)、β相磷酸三鈣(β-Ca3(PO4)2，β-TCP)、羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2，HA)。它們各自具有不同的優(yōu)點(diǎn)羥基磷灰石具有優(yōu)良的生物活性和骨傳導(dǎo)性；α相磷酸三鈣和β相磷酸三鈣具有生物活性和良好的生物降解速率。羥基磷灰石植入人體后，由于其溶解度非常低，不能獲得最佳的植入效果；而磷酸三鈣的降解速率太大也會(huì)影響植入體的骨結(jié)合能力。最近研究發(fā)現(xiàn)，磷酸鈣的骨傳導(dǎo)性并不受磷酸鈣的組成和晶相的影響；而其骨整合性能(osseointegration)決定于磷酸鈣復(fù)合粉末中孔的大小，化學(xué)組成以及兩相之間的比例。若是將上述磷酸鈣復(fù)合起來(lái)可以達(dá)到理想的生物性能。一般情況下，植入體要求磷酸鈣同時(shí)具有良好骨傳導(dǎo)性和生物降解速率，這就需要將不同晶相的磷酸鈣混合起來(lái)復(fù)合使用。這樣才能滿足生物醫(yī)學(xué)對(duì)材料的多樣化要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生物活性和降解速率可調(diào)節(jié)的磷酸鈣復(fù)合粉末及其制備方法。
本發(fā)明的磷酸鈣復(fù)合粉末是羥基磷灰石和/或α相磷酸三鈣復(fù)合粉末或是羥基磷灰石和/或β相磷酸三鈣復(fù)合粉末或是α相磷酸三鈣復(fù)合粉末和/或β相磷酸三鈣復(fù)合粉末，該磷酸鈣復(fù)合粉末的Ca/P摩爾比為1.50～1.67。
本發(fā)明的磷酸鈣復(fù)合粉末的制備方法，包括以下步驟1)將含鈣化合物和聚合物溶于水中配制成鈣源溶液，聚合物以結(jié)構(gòu)單元的摩爾數(shù)計(jì)算，聚合物結(jié)構(gòu)單元與鈣離子的摩爾比為1∶10～10∶1；2)將含磷化合物溶液按Ca/P摩爾比為1.50～1.67加入到上述鈣源溶液中，在0℃～80℃溫度下，反應(yīng)為5分鐘～48小時(shí)，反應(yīng)體系用堿溶液調(diào)節(jié)至pH值為7～12，反應(yīng)后分離、洗滌、干燥，獲得磷酸鈣復(fù)合粉末的先驅(qū)體；3)將先驅(qū)體以5℃/min～50℃/min的升溫速率在700℃～900℃下熱處理10分鐘～5小時(shí)，最后隨爐冷卻即可獲得磷酸鈣復(fù)合粉末。
發(fā)明中所說(shuō)的含磷化合物為磷酸氫銨或磷酸鈉或磷酸氫鈉或磷酸鉀或磷酸氫鉀或磷酸。含鈣化合物為硝酸鈣或氯化鈣或氫氧化鈣。聚合物可以是聚乙二醇或聚乙烯醇或聚丙烯酸或聚(丙烯酸一丙烯酸羥丙酯)。用于調(diào)節(jié)pH值的堿溶液可以是氨水或是氫氧化鈉。
本發(fā)明制備工藝條件簡(jiǎn)單易行，操作簡(jiǎn)單，成本低。采用濕化學(xué)方法通過(guò)控制工藝條件合成不同Ca/P比的磷酸鈣先驅(qū)體，然后經(jīng)熱處理獲得了比例可以任意調(diào)節(jié)的羥基磷灰石和/或α相磷酸三鈣復(fù)合粉末、羥基磷灰石和/或β相磷酸三鈣復(fù)合粉末或α相磷酸三鈣復(fù)合粉末和/或β相磷酸三鈣復(fù)合粉末。通過(guò)控制工藝條件可以調(diào)節(jié)磷酸鈣復(fù)合粉末的生物活性和生物降解速率。本發(fā)明制備的磷酸鈣復(fù)合粉末為納米尺寸范圍內(nèi)原位復(fù)合，顆粒中兩相分均勻；顆粒尺寸分布均勻，顆粒尺寸在50nm～500nm之間，顆粒之間不團(tuán)聚，易于分散，可應(yīng)用于硬組織替代材料、骨填充材料、骨水泥和涂層等生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將一定比例的聚乙二醇(PEG)和CaCl2(PEG∶CaCl2＝3∶1，摩爾比，聚合物以結(jié)構(gòu)單元的摩爾數(shù)計(jì)算，下同)溶于200ml的蒸餾水中，把Na3PO4·12H2O溶于100ml的蒸餾水中，Ca/P摩爾比為1.60，攪拌溶解后放入5℃下冷藏。待溫度穩(wěn)定后在5℃將兩溶液混合，用氨水調(diào)節(jié)pH為10，在磁力攪拌下反應(yīng)30分鐘。沉淀物經(jīng)抽濾、洗滌，冷凍干燥48小時(shí)，獲得磷酸鈣先驅(qū)體。將該磷酸鈣先驅(qū)體以10℃/分鐘的升溫速率升到800℃下保溫3小時(shí)，隨爐降至室溫，即可獲得羥基磷灰石含量為60％、α相磷酸三鈣含量為40％的磷酸鈣復(fù)合粉末。
實(shí)施例2將一定比例的聚乙烯醇(PVA)和CaCl2(PVA∶CaCl2＝3∶1，摩爾比)溶于200ml的蒸餾水中，把Na3PO4·12H2O溶于100ml的蒸餾水中，在50℃下反應(yīng)，Ca/P摩爾比為1.60，用氨水調(diào)節(jié)pH為10，在磁力攪拌下反應(yīng)30分鐘。沉淀物經(jīng)抽濾、洗滌，冷凍干燥48小時(shí)，獲得磷酸鈣先驅(qū)體。將該磷酸鈣先驅(qū)體以10℃/分鐘的升溫速率升到800℃下保溫3小時(shí)，隨爐降至室溫，即可獲得羥基磷灰石含量為60％、β相磷酸三鈣含量為40％的磷酸鈣復(fù)合粉末。
實(shí)施例3將一定比例的PEG和CaCl2(PEG∶CaCl2＝3∶1，摩爾比)溶于200ml的蒸餾水中，把Na3PO4·12H2O溶于100ml的蒸餾水中，Ca/P摩爾比為1.50，攪拌溶解后放入5℃下冷藏。待溫度穩(wěn)定后在5℃將兩溶液混合，用氨水調(diào)節(jié)pH為9，在磁力攪拌下反應(yīng)30分鐘。沉淀物經(jīng)抽濾、洗滌，冷凍干燥48小時(shí)，獲得磷酸鈣先驅(qū)體。將該磷酸鈣先驅(qū)體以10℃/分鐘的升溫速率升到800℃下保溫3小時(shí)，隨爐降至室溫，即可獲得β相磷酸三鈣含量為50％、α相磷酸三鈣含量為50％的磷酸鈣復(fù)合粉末。
權(quán)利要求
1.一種磷酸鈣復(fù)合粉末，其特征在于該復(fù)合粉末是羥基磷灰石和/或α相磷酸三鈣復(fù)合粉末或是羥基磷灰石和/或β相磷酸三鈣復(fù)合粉末或是α相磷酸三鈣復(fù)合粉末和/或β相磷酸三鈣復(fù)合粉末，該磷酸鈣復(fù)合粉末的Ca/P摩爾比為1.50～1.67。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鈣復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將含鈣化合物和聚合物溶于水中配制成鈣源溶液，聚合物以結(jié)構(gòu)單元的摩爾數(shù)計(jì)算，聚合物結(jié)構(gòu)單元與鈣離子的摩爾比為1∶10～10∶1；2)將含磷化合物溶液按Ca/P摩爾比為1.50～1.67加入到上述鈣源溶液中，在0℃～80℃溫度下，反應(yīng)為5分鐘～48小時(shí)，反應(yīng)體系用堿溶液調(diào)節(jié)至pH值為7～12，反應(yīng)后分離、洗滌、干燥，獲得磷酸鈣復(fù)合粉末的先驅(qū)體；3)將先驅(qū)體以5℃/min～50℃/min的升溫速率在700℃～900℃下熱處理10分鐘～5小時(shí)，最后隨爐冷卻即可獲得磷酸鈣復(fù)合粉末。
3.按照權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所說(shuō)的含磷化合物為磷酸氫銨或磷酸鈉或磷酸氫鈉或磷酸鉀或磷酸氫鉀或磷酸。
4.按照權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所說(shuō)的含鈣化合物為硝酸鈣或氯化鈣或氫氧化鈣。
5.按照權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所說(shuō)的聚合物為聚乙二醇或聚乙烯醇或聚丙烯酸或聚(丙烯酸-丙烯酸羥丙酯)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磷酸鈣復(fù)合粉末及其制備方法，采用濕化學(xué)方法通過(guò)控制工藝條件合成不同Ca/P比的磷酸鈣先驅(qū)體，然后經(jīng)熱處理獲得了比例可以任意調(diào)節(jié)的羥基磷灰石和/或α相磷酸三鈣復(fù)合粉末、羥基磷灰石和/或β相磷酸三鈣復(fù)合粉末或者α相磷酸三鈣復(fù)合粉末和/或β相磷酸三鈣復(fù)合粉末。通過(guò)控制工藝條件可以調(diào)節(jié)磷酸鈣復(fù)合粉末的生物活性和生物降解速率。本發(fā)明制備的磷酸鈣復(fù)合粉末顆粒分布均勻，顆粒尺寸在50nm～500nm之間，顆粒之間不團(tuán)聚，易于分散，可以應(yīng)用于硬組織替代材料、骨填充材料、骨水泥和涂層等生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C09C1/02GK1488680SQ0314200
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者翁文劍, 李延報(bào), 韓高榮, 杜丕一, 程逵, 沈鴿, 趙高凌, 張溪文 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)