鐵離子摻雜低結(jié)晶度磷酸鈣及其微球的制備與表征.pdf

1、低結(jié)晶度和無定型磷酸鈣具有較快的降解速度、良好的生物活性及生物相容性，可以較好地粘附細(xì)胞并促進(jìn)其增殖，引導(dǎo)成骨細(xì)胞生長(zhǎng)，被廣泛應(yīng)用于骨及牙齒修復(fù)體、藥物載體、抗菌材料等領(lǐng)域。但其非晶態(tài)不穩(wěn)定;同時(shí)不規(guī)則粉體顆粒表面存在“尖角效應(yīng)”，易在植入人體后產(chǎn)生炎癥。
　　本文通過濕化學(xué)合成法，在溶液中添加含有鐵離子的化合物，調(diào)整合成工藝參數(shù)制備出鐵離子摻雜磷酸鈣粉體，并初步探索低結(jié)晶度，具有規(guī)則形狀和孔隙結(jié)構(gòu)的磷酸鈣系微球的制備工藝。利用X

2、射線衍射儀(XRD)、紅外光譜分析儀(FTIR)、X射線光電子能譜儀(XPS)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、場(chǎng)發(fā)射掃描電子衍射儀(SEM)、熱重?zé)崃鞣治?TG/DSC)、磁強(qiáng)計(jì)(VSM)等表征手段，對(duì)所得鐵離子摻雜磷酸粉體和微球的相組成、晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)元素結(jié)合能、磁性能、基團(tuán)特征、熱力學(xué)性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。通過鐵離子摻雜不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物相組成和結(jié)晶度的調(diào)控，還可以使得產(chǎn)物具有一定的磁性能。
　　結(jié)果表明鐵離子摻雜磷

3、酸鈣結(jié)晶度較低或呈現(xiàn)非晶態(tài)。經(jīng)過600℃煅燒鐵離子摻雜磷酸鈣與未摻雜試樣相比仍保有一定非晶態(tài)，β-TCP的生成受到抑制，出現(xiàn)了Ca9Fe(PO4)7相，HA相對(duì)含量增大。綜合XRD，XPS和HRTEM表征結(jié)果分析可得，鐵離子摻雜作用機(jī)理是由于鐵離子進(jìn)入磷酸鈣晶格產(chǎn)生畸變。隨著鐵離子摻雜量的增加，磁性能參數(shù)增大。經(jīng)過煅燒后，其剩余磁強(qiáng)，磁矯頑力等參數(shù)明顯增加。
　　在超聲環(huán)境下合成產(chǎn)物與未在超聲環(huán)境下合成相比保留明顯的非晶態(tài)。經(jīng)過6

4、00℃煅燒后，未在超聲作用下所得產(chǎn)物晶化程度明顯提升，得到β-TCP/Ca9Fe(PO4)7和HA。與之相比，超聲環(huán)境下所得產(chǎn)物晶化程度較低，仍保留明顯非晶態(tài)，說明超聲作用提高了產(chǎn)物的非晶穩(wěn)定性。
　　合成溫度的提高使得磷酸鈣粉體結(jié)晶度提高。經(jīng)過600℃煅燒后，0℃條件合成所得產(chǎn)物主要物相為β-TCP，隨著合成溫度的增加，HA相對(duì)含量增加。900℃煅燒相較于600℃煅燒產(chǎn)物晶化程度增加，有利于向Ca9Fe(PO4)7和β-TCP的

5、轉(zhuǎn)變。
　　磷酸鈣粉體顆粒尺寸為50-200nm，80℃條件下合成產(chǎn)物為微孔結(jié)構(gòu)，未出現(xiàn)明顯顆粒狀堆積。超聲環(huán)境合成產(chǎn)物顆粒更加細(xì)小，堆積更加疏松。經(jīng)過煅燒后，產(chǎn)物結(jié)晶長(zhǎng)大形成短棒狀結(jié)構(gòu)。80℃條件所得產(chǎn)物多見微球結(jié)構(gòu)，超聲環(huán)境所得產(chǎn)物未見明顯短棒狀堆積。
　　利用微乳液法通過摻雜10％鐵離子制備出低結(jié)晶度微球。經(jīng)過不同配比篩選，1g明膠配比1.2g磷酸鈣溶于10ml溶液中作為水相所得微球不易粘連，球形度較好。經(jīng)600℃煅燒