一种在磷酸钙类生物陶瓷基体表面构建的白磷钙石涂层及其制备方法

摘要

本发明公开了一种在磷酸钙类生物陶瓷基体表面构建的白磷钙石涂层及其制备方法。白磷钙石涂层的制备方法包括以下过程：调控磷酸钙类生物陶瓷的用量，在一定的条件下成型，将其置于含Mg

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料制备领域，尤其涉及一种在磷酸钙类生物陶瓷基体表面构建的白磷钙石涂层及其制备方法。

背景技术

白磷钙石（Ca₁₈Mg₂(HPO₄)₂(PO₄)₁₂）是一种磷酸钙类矿物，主要存在于生物骨与牙齿中，是生物骨中含量第二多的无机矿物，仅次于羟基磷灰石。

目前，关于白磷钙石的研究并不是很多，一方面由于其在体内存在周期较短，并且检测比较困难，另一方面是现阶段合成高纯度的白磷钙石相对比较困难。有研究者利用CaCl₂、MgCl₂和Na₂HPO₄作为原料，在100℃的条件下进行反应制备白磷钙石，也有研究者将Ca²⁺和Mg²⁺逐滴加入磷酸盐的水溶液中制备白磷钙石，但是这两种方法制备出来的白磷钙石均有杂质相的生成，难以合成纯净的白磷钙石。当然，随着科研人员对白磷钙石的认识逐渐加深，其制备方法也有了新的突破，Ki等人利用Ca(OH)₂-Mg(OH)₂-H₃PO₄三元系统，在过量Mg²⁺和pH=4.2的条件下，合成了纯净的白磷钙石；也有CN>

磷酸钙类生物活性陶瓷，具有良好的生物相容性、骨传导性、骨诱导性、生物降解性，被广泛用于生物骨修复领域。由于磷酸钙的结构与白磷钙石具有一定的相似性，白磷钙石是在磷酸钙的结构上增加了(HPO₄)^2-与Mg²⁺，使得在磷酸钙表面构建白磷钙石涂层材料成为一种新型表面涂层构建方法。本发明基于磷酸钙陶瓷与白磷钙石陶瓷结构上的相似性，提出一种在磷酸钙陶瓷表面构建白磷钙石涂层的制备方法，有效的实现了关于白磷钙石涂层的制备，同时实现了精确调控白磷钙石涂层晶体形貌与尺寸大小。

发明内容

本发明的目的在于克服现有相关技术存在的问题，提供一种在磷酸钙类生物陶瓷基体表面构建的白磷钙石涂层及其制备方法。该方法能调控白磷钙石涂层晶体的形貌与尺寸大小。

本发明的目的通过下述方案实现。

一种在磷酸钙类生物陶瓷基体表面构建白磷钙石涂层的方法，包括以下步骤：

（1）磷酸钙类生物陶瓷基体的制备：先制备出纯净的磷酸钙类生物陶瓷粉末，然后将纯净的磷酸钙类生物陶瓷粉末预烧、成型、煅烧，得磷酸钙类生物陶瓷基体；

（2）在磷酸钙类生物陶瓷基体表面构建白磷钙石涂层：将步骤（1）所得的磷酸钙类生物陶瓷基体置于含Mg²⁺的溶液中，再转移至高温高压反应釜中进行水热反应；

（3）对样品的后处理：将步骤（2）水热反应后的样品从反应釜中取出来，清洗，干燥，样品表面得白磷钙石涂层。

优选的，步骤（1）中制备纯净的磷酸钙类生物陶瓷粉末的方法为化学沉淀法、水热法、溶胶凝胶法、固相反应法、醇化合物法或前驱体法。

优选的，步骤（1）所述的磷酸钙生物陶瓷为磷酸三钙（α型、β型）、羟基磷灰石、磷酸四钙和磷酸二钙等钙磷类生物陶瓷中的一种以上。

优选的，步骤（1）所述预烧的烧成温度为700-900℃，保温时间为2-4 h。

优选的，步骤（1）所述成型的方法为干压成型、等静压成型、可塑成型、注浆成型或挤出成型。

优选的，步骤（1）所述煅烧的烧成温度为900-1100℃，保温时间为2-4 h。

优选的，步骤（2）所述含Mg²⁺的溶液为模拟体液（SBF）、含Mg²⁺的磷酸盐缓冲液、氯化镁溶液或硝酸镁溶液等可溶性含Mg²⁺的水溶液。

优选的，步骤（2）所述含Mg²⁺的溶液的pH为5.4-7.4；所述含Mg²⁺的溶液与磷酸钙类生物陶瓷基体的体积质量比为0.3-2.4>

优选的，步骤（3）所述清洗是将样品依次用丙酮与去离子水进行洗涤；所述的干燥为将样品置于40-50℃的干燥烘箱中进行干燥。

由以上所述的一种在磷酸钙类生物陶瓷基体表面构建白磷钙石涂层的方法制备的白磷钙石涂层。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明在磷酸钙类生物陶瓷基体表面构建白磷钙石涂层的方法有效的解决了关于纯净的白磷钙石涂层的制备，同时很好的调控了白磷钙石涂层的晶体形貌与晶体尺寸大小，对于拓展生物医用材料的应用有重大的推动意义。

附图说明

图1为本发明实施例1中白磷钙石涂层的X射线衍射（XRD）图。

图2为本发明实施例1中白磷钙石涂层的场发射扫描电子显微镜（SEM）图。

图3为本发明实施例2中白磷钙石涂层的场发射扫描电子显微镜（SEM）图。

图4为本发明实施例3中白磷钙石涂层的场发射扫描电子显微镜（SEM）图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。

实施例1

利用化学沉淀法，按照Ca/P摩尔比为1.5称取21.2535 gCa(NO₃)₂•4H₂O与(NH₄)₂HPO₄于A、B两个烧杯中，分别加入去离子水充分溶解，用体积比为1:1的氨水调节B杯缓冲液pH值为9.0，将B杯的溶液逐滴加入A杯中，并且不断搅拌，同时利用体积比为1:1的氨水控制滴加过程中的pH值为6.8，滴加完毕后，连续搅拌12>3，0.225>2HPO₄•3H₂O，0.311>2•6H₂O，1>2，0.072>2SO₄,不断搅拌，待样品完全溶解，加去离子水至900>

实施例2

利用化学沉淀法，按照Ca/P摩尔比为1.5称取21.2535 g Ca(NO₃)₂•4H₂O与(NH₄)₂HPO₄于A、B两个烧杯中，加入去离子水充分溶解，用体积比为1:1的氨水调节B杯缓冲液pH值为9.0，将B杯的溶液逐滴加入A杯中，并且不断搅拌，同时利用体积比为1:1的氨水控制滴加过程中的pH值为6.8，滴加完毕后，连续搅拌12>3，0.225>2HPO₄•3H₂O，0.311>2•6H₂O，1>2，0.072>2SO₄,不断搅拌，待样品完全溶解，加去离子水至900>

实施例3

首先利用化学沉淀法，按照Ca/P摩尔比为1.5称取21.2535 g Ca(NO₃)₂•4H₂O与(NH₄)₂HPO₄于A、B两个烧杯中，加入去离子水充分溶解，用体积比为1:1的氨水调节B杯缓冲液pH值为9.0，将B杯的溶液逐滴加入A杯中，并且不断搅拌，同时利用体积比为1:1的氨水控制滴加过程中的pH值为6.8，滴加完毕后，连续搅拌12>3，0.225>2HPO₄•3H₂O，0.311>2•6H₂O，1>2，0.072>2SO₄,不断搅拌，待样品完全溶解，加去离子水至900>

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。