水熱法合成無機離子摻雜羥基磷灰石微球及其生物學性能評價.pdf

1、磷酸鈣族，尤其是羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2，HA)，其化學組成與人骨和牙齒中的組分基本相似，具有良好的生物相容性和骨誘導性。自然骨中主要無機成分除HA外，還含有其他多種微量元素，如銅、錳等。因此，如何在HA人工骨材料中添加適量的微量元素以改善植入體的生物活性引起了研究者的廣泛關(guān)注。多級結(jié)構(gòu)材料是以低維度納米構(gòu)件（納米顆粒、納米管、納米片等）為構(gòu)筑單元，進行自組裝或人為組裝而得到的具有特殊形貌和復雜結(jié)構(gòu)的一類材料。這類材料

2、由于其奇特的分級結(jié)構(gòu)和卓越的性能使得它能潛在應(yīng)用于催化，電子，傳感，藥物輸送，廢水處理等方面。其中，具有多級結(jié)構(gòu)的微球因比表面積大、流動性好、質(zhì)量輕、注射性能良好等優(yōu)點，而成為材料領(lǐng)域的研究熱點。
　　結(jié)合以上幾者的優(yōu)勢以及在國內(nèi)外同類研究的基礎(chǔ)上，本論文利用水熱法，以植酸(IP6)為調(diào)控劑，分別摻入銅、錳無機元素，成功制備出了具有多級結(jié)構(gòu)的無機離子摻雜HA微球。實驗過程中，先將一定量的硝酸鈣和硝酸銅（錳）溶于60mL去離子水中，

3、待其溶解完全后再依次加入IP6和磷酸氫二鈉，保證(Ca+M)/P=1.67（摩爾比），M/(M+Ca)=5％（摩爾比），其中M代表銅或錳。用硝酸調(diào)節(jié)溶液pH=2～3，再加入適量尿素，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜。在150℃恒溫反應(yīng)12h，冷卻至室溫，產(chǎn)物經(jīng)水和乙醇洗滌，置于烘箱內(nèi)，60℃干燥72h，最后收集粉體并對其進行了X射線衍射(XRD)、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FT-IR)、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、N2吸附-脫附測定(BET

4、)。利用體外降解實驗評價了HA粉體Ca2+、Cu2+離子的釋放規(guī)律，生物學性能檢測評價了不同結(jié)構(gòu)的HA微粒蛋白吸附性能及對骨髓間充質(zhì)干細胞粘附、增殖的影響。研究結(jié)果如下:
　　(1)利用水熱合成法，以植酸為調(diào)控劑，分別摻入銅、錳，合成了具有不同結(jié)構(gòu)的HA微粒，其中同時添加M和IP6時，HA球形度更完整且具有多孔分級結(jié)構(gòu)。
　　(2)考察水熱反應(yīng)時間對Cu-HA+IP6生成的影響時發(fā)現(xiàn)，隨著反應(yīng)時間的延長，微粒從無定形態(tài)向HA

5、結(jié)晶相轉(zhuǎn)變，并逐步形成分層結(jié)構(gòu)。IP6在這形成過程中起到誘導和瞬時穩(wěn)定ACP的作用，納米片的形成可能是由于IP6高度帶負電荷，容易吸附在羥基磷灰石a面（帶正電），抑制或降低a面的進一步增長。
　　(3)考察幾種粉體對牛血清蛋白(BSA)吸附的影響，結(jié)果顯示，具有多級結(jié)構(gòu)的HA微球展現(xiàn)出更加顯著的吸附優(yōu)勢。
　　(4)利用體外降解實驗，研究了摻銅粉體在PBS和醋酸緩沖液中鈣、銅的釋放規(guī)律，結(jié)果顯示，摻銅HA粉體可能對細胞是無毒