羟基磷灰石吸附性能的研究进展
羟基磷灰石的制备,实验报告
羟基磷灰石的制备,实验报告实验报告实验名称：纳米羟基磷灰石的制备与表征一、实验目的了解纳米羟基磷灰石的制备及其性质，熟悉其表征方法，了解相关原理和操作流程。
二、实验原理羟基磷灰石，又称羟磷灰石，是钙磷灰石（Ca5(PO4)3(OH)）的自然矿物化。
羟基磷灰石（HAP）是脊椎动物骨骼和牙齿的主要组成，人的牙釉质中羟基磷灰石的含量在96%以上。
羟基磷灰石具有优良的生物相容性，并可作为一种骨骼或牙齿的诱导因子，在口腔保健领域中对牙齿具有较好的再矿化、脱敏以及美白作用。
实验证明HAP粒子与牙釉质生物相容性好，亲和性高，其矿化液能够有效形成再矿化沉积，阻止钙离子流失，解决牙釉质脱矿问题，从根本上预防龋齿病。
含有HAP材料的牙膏对唾液蛋白、葡聚糖具有强吸附作用，能减少患者口腔的牙菌斑，促进牙龈炎愈合，对龋病、牙周病有较好的防治作用。
以Ca(N03)2.4H2O NH4H2 PO4 为原料，采用化学沉淀法制备HA,CA/P=1.67三、仪器与试剂材料：Ca(N03)2 4H2O 、NH4H2 PO4 、氨水仪器：磁力搅拌机四、实验步骤（1）.称取6.9g 磷酸氢二铵和23.6g 硝酸钙。
（2）溶入250ml的蒸馏水中，硝酸钙用1000ml烧杯，磷酸氢二铵溶入250ml蒸馏水，用氨水分别调节PH值10-11。
（3）将磷酸氢二铵滴加到硝酸钙溶液中，控制滴加速度和搅拌速度，反应过程中检测反应的PH值以便及时做出调整。
（4）溶液滴加完后，继续搅拌加热维持1h，反应结束后陈化8h，薄膜覆盖烧杯口。
（5）蒸馏水清洗至中性，40。
C下干燥，研磨成粉状。
五、数据处理表征红外谱图1图1是HA标准红外光谱图。
HA有两个阴离子基团，P043-四面体阴离子基团和OH-基团。
图中P043-的吸收谱线571、602、963、1050和1089cm-1都出现了，OH-基团的谱线则出现在631、3570 cm-1处，证明所制备的晶体是HA晶体。
氨基接枝羟基磷灰石
氨基接枝羟基磷灰石介绍氨基接枝羟基磷灰石（AG-HAP）是一种重要的生物材料，具有广泛的应用前景。
本文将介绍AG-HAP的制备方法、表征手段以及其在医学领域的应用。
制备方法氨基接枝方法1.将羟基磷灰石（HAP）与氨基化试剂反应，使氨基基团成功接枝在HAP表面。
2.根据需要调整反应条件，如反应温度、反应时间等，以控制接枝密度和氨基化程度。
表征手段1.红外光谱（IR）：利用IR光谱可以观察到氨基基团的存在，从而确认氨基接枝的成功。
2.X射线衍射（XRD）：XRD可以用于分析HAP晶体结构的改变，进而评估氨基接枝对晶体结构的影响。
3.扫描电子显微镜（SEM）：SEM观察样品表面形貌，评估氨基接枝的均匀性和覆盖率。
4.比表面积测试（BET）：BET测定样品的比表面积，评估氨基接枝后的HAP的吸附性能。
应用领域骨组织工程1.由于AG-HAP具有良好的生物相容性和生物活性，可以作为骨组织工程材料的载体。
2.AG-HAP的氨基基团可以通过配体化学修饰，实现对细胞黏附和增殖的调控。
3.AG-HAP的孔隙结构和比表面积利于细胞的生长和血管的渗透。
药物缓释1.AG-HAP可以作为药物缓释材料，将药物加入其孔隙中，通过控制孔径和表面性质来调控药物的释放速度。
2.氨基基团可以用于药物的偶联和修饰，增强药物与AG-HAP的相互作用力，提高药物的载荷量和缓释效果。
水处理1.AG-HAP具有良好的吸附性能，可以用于水中有害物质的去除。
2.AG-HAP的氨基基团可用于吸附金属离子、有机物等，降低水中的污染物浓度。
结论氨基接枝羟基磷灰石是一种具有广泛应用前景的生物材料。
通过氨基接枝方法，可以实现对HAP的表面功能化改性，改善其生物相容性和生物活性。
通过适当的表征手段，可以评估AG-HAP的物化性质和表面形貌。
在骨组织工程、药物缓释和水处理等领域，AG-HAP都具有重要的应用潜力。
但是，目前AG-HAP的制备方法和应用还存在一些问题和挑战，需要进一步的研究和探索。
2024年羟基磷灰石市场调研报告
2024年羟基磷灰石市场调研报告1. 背景介绍羟基磷灰石是一种广泛应用于医疗、化工、环保等领域的无机材料。
它具有良好的生物相容性和生物活性，被广泛用于骨组织修复、药物缓释等方面。
本文通过调研羟基磷灰石市场，分析其应用领域、市场规模和竞争格局，旨在为相关企业提供参考信息。
2. 羟基磷灰石市场应用2.1 医疗领域羟基磷灰石在医疗领域具有广泛的应用前景。
它可以作为骨组织修复材料，用于人工骨植入、骨折修复等方面。
此外，羟基磷灰石还可用于制备人工关节、牙科修复等医疗器械。
2.2 化工领域羟基磷灰石在化工领域也有一定的应用。
它可以作为催化剂、吸附剂等用于化学反应和分离过程中。
此外，羟基磷灰石还可用于环保领域，作为吸附材料处理废水、废气等。
3. 羟基磷灰石市场规模分析根据市场调研数据显示，羟基磷灰石市场规模逐年增长。
其市场需求主要来自医疗领域和化工领域的应用。
随着人们健康意识的不断提升和化工行业的发展，羟基磷灰石市场前景十分广阔。
4. 竞争格局分析羟基磷灰石市场存在一定的竞争，主要来自国内外的制造商与供应商。
国内制造商在技术研发、产品质量和售后服务方面逐渐提升，具有一定市场竞争力。
然而，国外制造商由于其先进的生产工艺和品牌优势，仍然占据了市场的一部分份额。
5. 市场发展趋势展望羟基磷灰石市场将继续保持稳定增长的趋势。
随着医疗技术的不断创新和化工行业的发展，对羟基磷灰石的需求将进一步增加。
同时，国内制造商应加大技术研发力度，提高产品的质量和性能，以增强市场竞争力。
结论羟基磷灰石市场具有广泛的应用前景，尤其在医疗和化工领域。
随着市场规模的扩大和竞争格局的变化，相关企业需要加强技术研发，提高产品质量和服务水平，以满足市场需求并保持竞争优势。
纳米羟基磷灰石在胶质瘤治疗中的应用进展
有 资料 显示 ， 胶质母 细胞 瘤 经 确诊 后 １年 生存 率 为 ３ ０ ％左右 ， 平均 生存 期 ５ ３周 左右 ， 手术 及放化 疗 后 ，
大量 的 生 物 相 容 性 研 究 已证 实 ， ｎ Ｈ Ａ Ｐ无 毒 、 无 刺 激、 不导致 过敏反 应 、 不 导致 溶血 、 不导致 突变 、 不破
坏生 物组织 ， 能 与骨形成 牢 固的化 学结合 ， 已被 广泛 应用 于 医用生物 材料领 域 ， 如硬组 织修 复材料 、 药物 及 基 因载体等 。
度高、 均 匀分 散 良好 、 吸 附性 强 和 生 物 亲 和 性 等 特
质， 有更 好 的生物 活 性 、 组 织 相 容性 和 化 学稳 定 性 。
特异性 配体 、 单克 隆抗体 等 ， 通 过靶 向分子 与细胞 表 面 的特异性 受体结 合 ， 经细胞 吞饮 进入 细胞 内 ， 实现
安全 有效 的靶 向药物 治疗或 基 因治疗 。 ３ ． ２ ｎ ＨＡ Ｐ作 用 于 细 胞 膜 正 常 状 态 下 细 胞 内
Ｈ Ａ Ｐ是一 种含 有 氢氧 化 物离 子 的磷 酸 钙 盐 ， 是
人体骨、 牙齿 无 机物 的 主要 成分 。Ｈ Ａ Ｐ与 人体 骨 骼
晶体结 构基 本一 致 ， 为六方晶系， 呈 弱碱 性 ， 微 溶 于 水， 易溶于酸， 难 溶 于碱 。Ｈ Ａ Ｐ是 一 种 强 离 子交 换 剂， 分子 中的钙 离子 容易被 镉 、 汞、 锶、 钡等 金属离 子 置换 ， 还 可与含 有 羧 基 的氨 基 酸 、 蛋 白质 、 有机 酸 等
羟基磷灰石材料制备的研究概况
Vol. 23 No. 4 Nov. 2009
韩姗姗 ,何 文 ,闫顺璞 ,周伟家 ,韩秀秀 ,孙夏囡 ,田修营
(山东轻工业学院 材料科学与工程学院 ,山东 济南 250353)
摘要 :羟基磷灰石 (HAP)因其高的生物相容性和生物降解性而成为具有代表性的生物活性材料 ,在近代生物医学 工程学科领域受到人们密切关注 。本文主要从 HAP粉体材料及陶瓷材料的合成方面对 HAP生物材料的研究进行 综述 。同时 ,对不同的合成制备方法优缺点进行对比分析 ,从而可根据不同实验条件来选择恰当的实验方案 。 关键词 :羟基磷灰石 ; HAP粉体 ; HAP陶瓷 中图分类号 : TB32 文献标识码 : A
固相反应法 ,是指将固态磷酸钙盐及其它化合 物混合均匀 ,在高温条件下通入水蒸气 ,通过扩散传 质基质而发生反应得到羟基磷灰石粉体的方法 。合 成羟基磷灰石要根据其分子式进行配制 ,所使用的 原料为 CaHPO4 ·2H2 O、CaCO3 、Ca (OH ) 2等 。为得 到 Ca / P为 1. 67的羟基磷灰石 ,必须采用两种或者 两种以上的原料合成 。干法制取的羟基磷灰石粉 末 ,无晶格收缩 ,结晶性能好 ,但粉末晶粒粗大 ,往往 有杂质相存在 ,研磨时不仅费时而且易粘污 [ 1, 2 ] ,虽 是高温条件下进行实验 ,但是温度不要超过羟基磷 灰石开始分解的温度 (1330 ℃) ,因此在生物陶瓷领 域较少采用 。 1. 2 化学沉淀法
化学沉淀法 ,是指将一定浓度的钙盐和磷盐水 溶液混合搅拌 ,通过 pH 值调节来控制发生化学反 应 ,生成胶体状沉淀物 ,通过煅烧研磨获得羟基磷灰 石晶体粉末 。化学沉淀法作为一种典型的湿法制备 方法 ,在保证粉体纯度和 Ca / P的前提下 ,具有显著 的产业化应用优势 。主要的化学反应式为
羟基磷灰石 强度
羟基磷灰石强度摘要：一、羟基磷灰石简介1.羟基磷灰石的定义2.羟基磷灰石的特性二、羟基磷灰石的强度1.羟基磷灰石的强度概述2.羟基磷灰石强度的影响因素3.提高羟基磷灰石强度的方法三、羟基磷灰石在实际应用中的强度表现1.羟基磷灰石在医学领域的应用2.羟基磷灰石在建筑材料领域的应用3.羟基磷灰石在其他领域的应用四、羟基磷灰石强度的发展趋势和前景1.羟基磷灰石强度研究的发展趋势2.羟基磷灰石在未来的应用前景正文：羟基磷灰石，简称HA，是一种无机物质，由磷酸钙和氢氧化钙通过水化反应生成。
它具有良好的生物相容性、生物活性、生物降解性和生物固定性，广泛应用于医学、建筑材料等领域。
一、羟基磷灰石简介羟基磷灰石是一种常见的生物矿物，占据了人体骨骼和牙齿的主要成分，约为60%。
除此之外，羟基磷灰石还广泛存在于动物和植物中，是一种重要的非金属矿物原料。
二、羟基磷灰石的强度1.羟基磷灰石的强度概述羟基磷灰石的强度受其化学成分、结晶形态、制备工艺等因素的影响。
在适当的条件下，羟基磷灰石具有很高的强度，如在人体骨骼中，其强度可达到100MPa 以上。
2.羟基磷灰石强度的影响因素（1）化学成分：Ca/P 比是影响羟基磷灰石强度的重要因素，适当的Ca/P 比有利于提高羟基磷灰石的强度。
（2）结晶形态：羟基磷灰石的结晶形态对其强度也有很大影响，如四方晶相的羟基磷灰石强度较高。
（3）制备工艺：制备方法、温度、时间等因素都会影响羟基磷灰石的强度。
3.提高羟基磷灰石强度的方法（1）优化制备工艺：通过改进制备方法、控制制备条件，可有效提高羟基磷灰石的强度。
（2）改性处理：通过表面改性处理，如化学键合、物理吸附等，可改善羟基磷灰石的力学性能。
三、羟基磷灰石在实际应用中的强度表现1.羟基磷灰石在医学领域的应用羟基磷灰石广泛应用于骨修复材料、人工关节、牙齿修复等领域，其高强度和生物活性对于骨和牙齿的修复具有重要作用。
2.羟基磷灰石在建筑材料领域的应用羟基磷灰石具有高强度、耐腐蚀等优点，在建筑材料领域，如混凝土、涂料等，可替代部分传统的无机非金属材料。
纳米羟基磷灰石自然降解
纳米羟基磷灰石自然降解
纳米羟基磷灰石（nano-hydroxyapatite）是一种生物活性陶瓷
材料，具有优异的生物相容性和生物降解性能。
它在体内可以被吸
收和降解，而且对人体组织没有毒性和刺激性，因此被广泛应用于
医学领域。
首先，让我们从化学角度来看待纳米羟基磷灰石的自然降解。
羟基磷灰石是人体骨骼组织的主要成分，因此纳米羟基磷灰石在体
内具有良好的生物相容性，能够与周围组织结合并逐渐被人体吸收。
在体内，纳米羟基磷灰石会逐渐溶解，释放出磷酸根离子和钙离子，这些离子可以参与到人体的新陈代谢过程中，促进骨组织再生和修复。
这种自然降解的过程有利于材料的逐渐吸收和替代，最终与人
体组织融为一体。
其次，从医学应用角度来看，纳米羟基磷灰石的自然降解性能
使其成为一种理想的医用材料。
在骨科领域，纳米羟基磷灰石可以
作为骨修复材料应用于骨折愈合、骨缺损修复等临床治疗中。
由于
其良好的降解性能，植入体内后不需要二次手术取出，避免了二次
伤害和感染的风险，大大方便了患者的治疗和康复过程。
最后，纳米羟基磷灰石的自然降解性能也为其在组织工程和再生医学领域的应用提供了广阔的前景。
通过调控纳米羟基磷灰石的颗粒大小、形貌和结构等特征，可以进一步优化其降解速度和生物活性，从而更好地满足不同临床需求。
总的来说，纳米羟基磷灰石作为一种具有自然降解性能的生物陶瓷材料，在医学领域具有广泛的应用前景，其自然降解的特性使其成为一种理想的医用材料，有望为骨科治疗和组织工程领域带来更多的创新和进展。
纳米羟基磷灰石的制备及在生物医学上的应用研究进展
纳米羟基磷灰石的制备及在生物医学上的应用研究进展李宾杰;姚素梅;李淑莲;马远方【摘要】综述了近年来有关纳米羟基磷灰石制备方法及其在生物医学领域的应用研究进展;着重介绍了溶胶-凝胶法、化学沉淀法、水热法、前躯体水解法、模板法、超声波法、机械化学法等制备方法,并简要总结了纳米羟基磷灰石在肿瘤治疗、药物载体以及齿科材料和人工骨等生物医学领域的应用进展.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2010(021)005【总页数】7页(P90-96)【关键词】纳米羟基磷灰石;制备;应用;研究进展【作者】李宾杰;姚素梅;李淑莲;马远方【作者单位】河南大学,医学院免疫研究所;河南大学,医学院分子医学研究所;河南大学,特种功能材料教育部重点实验室,河南,开封,475004;河南大学,医学院分子医学研究所;河南大学,医学院免疫研究所;河南大学,医学院免疫研究所【正文语种】中文【中图分类】TQ246.3羟基磷灰石(HA)是人体和动物骨骼、牙齿的主要无机成分,分子式为Ca10(PO4)6(OH)2,骨质中的羟基磷灰石是一种长度为200～400 nm,直径为15～30 nm的针状纳米颗粒,其周围规则地排列着骨胶原纤维.人工合成纳米羟基磷灰石(nHA)作为生物陶瓷具有很多优异的性能,如:生物相容性、生物活性、生物降解性、骨传导性、非免疫原性,等等,这些性质使其在生物医学领域有着广泛的应用前景.因此,近年来探索nHA不同的制备方法成为科学家们研究的热点,但主要是湿化学法,即在液相体系中进行.1.1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶,然后使溶质聚合凝胶化,再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分,最后得到无机材料.其优点是在低黏度的液体状态下混合原料,实现原子或分子级的均质化.它能严格控制化学计量比、工艺简单、烧结温度低、产物粒径小且分布均匀.Kuriakose等[1]在85℃时将p H 10.5的0.5 mol/L Ca(NO3)2·4H2O乙醇溶液以5 mL/min的滴加速度加入到5 mol/L(NH4)2HPO4水溶液中,同时在溶胶-凝胶里面加入Ca(OH)2溶液,保持体系p H值为10,快速搅拌反应4 h后,将产品放入到40℃烘箱中过夜,得到的凝胶依次在400℃、750℃、1 200℃烧结2 h后得到半径为1.3 nm的纳米晶.邢瑞敏等[2]以CaCl2和P2O5为原材料,按Ca/P=1.67(摩尔比)分别配置CaCl2和P2O5的乙醇溶液,然后把P2O5醇溶液缓缓滴加到CaCl2的醇溶液中并搅拌30 min,得到无色透明的溶胶,把所制AAO模板浸入该溶胶中60 min后取出,真空干燥24 h,将之放于马弗炉中缓慢升温至600℃,恒温5 h,自然冷却至室温,制备的羟基磷灰石纳米线直径约为50 nm、长度达20μm.黄龙全[3]等将0.25 mol CaO研磨成细小粉末过300目筛,加入到450 mL蒸馏水中,充分搅拌.将0.15 mol的 H3PO4用50 mL蒸馏水稀释后用滴定管慢慢滴加到溶有CaO的烧杯中,边滴加边用磁力搅拌器搅拌,直到烧杯底部的CaO全部溶解,形成白色的 HA溶胶.抽吸过滤后分别用蒸馏水、无水乙醇对所得胶体洗涤3次,然后在温度≤90℃下烘干得到粉体,最后在890℃温度下煅烧2.5 h得到羟基磷灰石粉体,颗粒直径为30 nm.1.2 化学沉淀法化学沉淀法是把沉淀剂加入到盐溶液中,发生沉淀反应后,将沉淀洗涤干燥后,或经热处理得到纳米材料.其特点简单易行,但纯度低,颗粒半径大,适合制备氧化物.张维丽等[4]根据 HAP中Ca/P摩尔比应接近1.67,用转速为300 r/min磁力搅拌充分搅拌一定体积的0.25 mol/L Ca(NO3)2·4H2O溶液,并缓慢滴加20%的氨水溶液,调节Ca(NO3)2·4H2O溶液的p H值;当p H值达到10～11时,开始滴加0.15 mol/L(N H4)2HPO4溶液,得到白色沉淀,在反应过程中不断滴加氨水溶液,保持溶液的p H值不变,滴加完毕后,连续搅拌2 h.反应完毕后,在常温常压下陈化处理5 h以上,将陈化后的沉淀加入去离子水中,稀释并反复洗涤、离心,至反应产物接近中性为止.将离心得到的样品放在40℃的干燥箱中干燥后,放入马弗炉中600℃热处理1 h,或将洗涤至中性的沉淀直接冷冻干燥,得到棒状或针状的纳米颗粒.为得到高比表面积的纳米颗粒,日本宫崎大学 Kijima[5]研究组将Ca(NO3)2,KH2PO4,C12(EO)9,Tween 60,HNO3和 H2O按1.67∶1∶1∶1∶8∶60的摩尔比配制成均相混合物,然后加入适量的氨水,混合均匀,静置48 h后得到条状的nHA,在此过程中,Tween 60发生水解,产生硬脂酸根与纳米颗粒表面上的Ca2+作用产生的硬脂酸钙阻止了颗粒团聚,并且C12(EO)9进一步地夹在硬脂酸钙和nHA之间,阻止颗粒团聚长大.产生颗粒在500℃烧结5 h,得到颗粒直径为4～20 nm,比表面积高达364 m2·g-1的纳米材料.Kim等[6]将500 mL 1.0 mol/L Ca(OH)2悬浮液和500 mL 0.6 mol/L H3PO4溶液,在25℃时直接混合反应得到nHA颗粒,在此过程中首先生成中间体CaHPO4·2H2O,之后中间体再慢慢转换为nHA,完全转换需要5 d.本方法的优点是不会在体系中引入其他离子.1.3 水热法水热法是在特制的密闭反应容器里,采用水溶液作为反应介质,在高温高压环境中,使得通常难溶或不溶的物质溶解后再重结晶的一种方法.它可直接得到结晶良好的粉体,无需做高温灼烧处理,避免了粉体的硬团聚和结构缺陷.Wang等[7]将0.024 mol的K2HPO4·3H2O和 0.024 mol的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入到100 mL去离子水中,加热到50℃溶解,加入1 mol/L的 KOH 来调整体系p H值为12,搅拌2 h,同时,把60 mL 0.04 mol CaCl2的溶液慢慢加入到上述体系,搅拌后将悬浮液加到高压反应釜中分别在120℃和150℃温度下反应12～24 h,得到长径比不同的纳米棒.Zhang等[8]将2 mmol Ca(NO3)2·4H2O,0.2g CTAB,用适量去离子水溶解,并用一定量的 HNO3(或氨水)调整体系p H值为4.0～9.0得到20 mL溶液1,另外又在15 mL去离子水中加入2 mmol柠檬酸钠和1.2 mmol(NH4)2HPO4得到溶液2,剧烈搅拌30 min溶液1后,将溶液2加入进一步搅拌20 min,将得到的混合溶液转移到不锈钢高压釜中在180℃温度下反应24 h.结果显示在不同p H值条件下可以得到不同长径比的纳米棒或由纳米棒自组装成的微米颗粒.梁琼[9]将0.281 0 g Ca(NO3)2和0.092 4 g(NH4)2HPO4混合于70 mL p H值为7.5(用氨水调节)的去离子水中;同时将等量的Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4混合于70 mL p H值为10.5的去离子水中,分别搅拌10 min后离心分离.将p H值为7.5条件下所得沉淀物分散于p H值为10.5的水溶液中,再将重新混合后的悬浮液倒入100 mL高压反应釜中,于180℃条件下水热处理10 h.冷却至室温,离心分离,用去离子水将沉淀洗涤3次后于80℃条件下干燥10 h,制得的HA纳米棒的平均长径比最长(约为28).1.4 前驱体水解法前驱体水解法首先通过制备固体前驱体,然后控制不同的水解条件制备纳米颗粒,由于通过固相表面溶解的离子发生水解反应,反应条件可控性能好,所以日本人 Ito[10]将50 L 1.1 mol/L NH4H2PO4溶液与同样体积的2.7 mol/L Ca(NO3)2溶液混合后剧烈搅拌30 min得到白色的CaHPO4·H2O沉淀,过滤,在60℃和250℃烘干24 h得到 CaHPO4.在70℃时将0.4 g CaHPO4加入到40 L水中,用NH3·H2O或NaOH调整p H值在9.0～13.0,并调节水解体系的离子强度可以得到纳米针、纳米纤维、纳米片,实现了不同形貌的羟基磷灰石选择性制备.1.5 模板法模板法是指在模板所限的微小空间内进行材料制备,如以反相微乳液胶束内的“水池”为微反应器以及通过表面活性剂的相关基团对纳米晶不同晶面的吸附作用而制备各种纳米微粒材料.因反应物质能够以需要的适当浓度均匀分散于乳液液滴内并得到相应的离子基团保护,所以可以避免溶液中因局部浓度过高而引起的团聚问题,从而使反应均匀进行并可制备单分散性很好的微粒材料.美国华盛顿大学Bose研究组[11]将一定量的Ca(NO3)2和H3PO4溶解到水中制成的水溶液作为水相,将壬基酚聚氧乙烯5醚和10醚为表面活性剂,加入到环己烷中溶解作为油相,按照一定的体积比把水相加入到油相中搅拌制成反相透明微胶束,用氨水来调节体系p H值为7,在室温下反应12 h,在不同温度下老化不同时间,得到前驱体干燥后在不同的温度下灼烧得到纳米颗粒,通过一系列的实验发现微乳液组成,p H值,老化时间、温度,以及金属离子的浓度都对纳米颗粒的表面积和形貌有着很大的影响.Wei等[12]分别将Ca(NO3)2·4H2O(1.67 mol)和 (NH4)2HPO4(1 mol)加入到十二胺(0.2 mol),乙醇(10 mol),庚烷 (2 mol)和水 (600 mol)的混合溶液中搅拌.两种乳液在室温20℃时迅速混合反应,将得到沉淀过滤,洗涤数次,在反应体系p H=9时,得到纳米带宽度为1.37 nm,在p H=7时,纳米球直径为55～60 nm.周琰春等[13]将60 mL 3 mmol·L-1的Na2HPO4和3 mL 0.09 mol·L-1的CTAB 溶于200 mL三次蒸馏水中,用1 mol·L-1NH3·H2O调节溶液p H值为9～10,在20℃下磁力搅拌30 min,然后滴加5 mmol·L-1的CaCl2溶液60 mL,得到乳白色溶胶,反应过程中随时用N H3·H2O调节溶液维持p H值在9～10之间,反应继续陈化24 h,此过程一直伴随搅拌.反应完成后,用0.22μm的微孔滤膜过滤,将过滤得到的沉淀用去离子水和无水乙醇反复冲洗至其中无CTAB为止.将清洗干净的沉淀放置在45℃的真空烘箱中烘干,得到nHA是形貌均匀、成分单一、直径约20 nm的球形颗粒.1.6 超声波法传统的湿法制备超细粉末普遍存在的问题是易形成团聚结构,从而破坏了粉体的超细均匀特性.超声的空化和微射流产生的瞬时高温,高压和极快的传质速率不仅促进晶核的形成,同时起到控制晶核同步生长的作用,为制备超细、均一纳米粉末提供了良好的条件.斯洛文尼亚科研人员[14]用超声波产生的瞬间空化作用,使一定量的Ca(NO3)2,NH4H2PO4和尿素在水中发生均匀沉淀反应,用尿素分解调整体系p H 值,制备了晶化的片状nHA.1.7 机械化学法机械化学法靠压碎、击碎等机械作用,将反应物充分地混合并使之进一步地发生化学反应,工艺简单,成本低廉.Yeong等[15]使用CaHPO4和CaO物质的量比为3∶2,在传统的球磨机上以乙醇为介质,氧化锆球为球磨珠充分混合物料,然后再放到一定尺寸的氧化铝容器中用不锈钢球为球磨珠进一步研磨,研磨20 h以上得到高度结晶的类球状羟基磷灰石纳米晶,尺寸为25 nm,比表面积为76.06 m2/g.2.1 癌症治疗nHA安全无毒,可降解吸收或全部随粪便排出,因此其本身就可以作为药物.研究发现由于nHA表面存在大量的悬空键,提供较多的Ca2+离子,可以通过细胞膜使癌细胞过度摄入,产生细胞毒性,抑制癌细胞生长;另外,nHA可导致DNA损伤,形成DNA 链缺口,影响遗传物质DNA的合成;诱导细胞周期阻滞和凋亡;抑制肿瘤细胞的端粒酶基因的表达,下调端粒酶活性的作用,从而限制许多恶性肿瘤的无限制生长,所以nHA目前已应用于抗肿瘤药物研究.Li等人[16]用荧光免疫检验法和MTT法研究发现:棒状和椭球状nHA纳米颗粒会使黑色素肿瘤细胞的细胞核收缩,破裂,细胞增殖受到抑制.Liu等人[17]把人肝癌BEL-7402细胞与不同浓度的nHA放在一起培养,通过MTT 法、荧光显微镜、流式细胞仪表征研究,发现nHA可以阻止肝癌细胞的增殖,引起癌细胞的凋亡,并且nHA的浓度和凋亡率呈现明显的正比关系.Cheng等人[18]从分子机制角度研究发现,nHA可以通过线粒体依赖和天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶依赖途径诱导人体胃癌SGC-79 01细胞的凋亡来阻止细胞增殖. Bauer[19]等发现肝癌细胞对nHA的吸收是通过网格蛋白介导的内吞作用完成,nHA对肝癌细胞作用是由于nHA团聚体阻塞了细胞内涵体或在nHA作用下溶菌酶发生降解产生毒性作用.付莉等人[20]研究发现长度约为60～80 nm、直径约为10～20 nm的nHA粒子,可以明显地抑制卵巢癌细胞株SKOV3的生长,其作用机制可能是在细胞周期的S期诱导肿瘤细胞凋亡.2.2 药物载体nHA对一些物质具有很强的吸附和承载能力.作为载体可以与蛋白质药物、核酸以及化疗药物结合进行靶向治疗,将大大增加局部药物浓度及作用时间,化疗药还可减少对全身器官的损害.Tomoda等[21]研究发现,nHA晶体中a晶面越大,则表面上游离的Ca2+就越多,从而吸附较多的带有负电荷的蛋白如牛血清白蛋白,而带有正电荷的盐酸溶菌酶在nHA颗粒表面也有一定的吸附.Kandori等人[22]认为表面电荷近中性的肌血球素(MGB)与纳米羟基磷灰石则通过分子间的范德华力结合.Ijntema K等[23]采用共沉淀法将蛋白类药物牛血清白蛋白(BSA)包裹于nHA晶粒中获得了具有缓释功能的药物释放体系,药物的释放速率由 HA的溶解过程控制.Sokolova等[24]研究发现,由于DNA中的磷酸根可以和钙离子产生较好的作用力,可以作为第二代基因载体,用于基因治疗,克服了病毒载体的不稳定性,细胞毒性以及较低的转染效率.Itokazu[25]报道ADM-HA作用骨肉瘤细胞效果较好,且 HA具有缓释作用,可以持续作用肿瘤细胞.刘静霆等[26]研究发现nHA负载阿霉素后,可明显促进肿瘤细胞的凋亡,降低阿霉素的骨髓抑制及心肌毒副作用.Ferraz[27]等用海藻酸钠/nHA复合微球可以担载青霉素、青霉素-克拉维酸、红霉素等不同类型的抗生素,它们不但具有抑菌性,而且还具有很好的缓释效果以及表现出好的造骨细胞增殖效果,可以作为新一代的注射骨材料和药物载体.Zhang等人[28]进一步对海藻酸钠/nHA复合微球担载药物双氯芬酸和缓释效果进行研究,发现nHA是微球内部结构的交联剂,可以限制海藻酸钠聚合物链的移动,并且它还改变了海藻酸钠微球表面结构,限制了球体的收缩率,增加了担载药物量,增加了释放时间,与海藻酸钠微球缓释时间相比增加了8 h.Talal等[29]研究发现 HA-聚乳酸-聚乳酸纤维与聚乳酸-聚乳酸纤维相比表现出较好的蛋白吸附行为,吸附到的蛋白可持续释放96 h,因此可以应用于生物蛋白药物的输运系统.Yang等[30]将布洛芬药物担载在含荧光物质铕离子的nHA上面,可以通过荧光性能的改变来判断药物释放的情况,因此是一种理想的药物载体材料.2.3 齿科材料由于人工合成的nHA抗菌性能较差,而结晶性和结构稳定性较高,从而不易生物降解,不利于骨缺损部位的骨生长.并且nHA的物理、化学及生物性能取决于其晶型结构和组成,所以在nHA中掺入一些金属元素是提高其性能的有效方法.林英光等人[31]将锌掺入nHA中可形成置换式固溶体,nHA原有晶格发生畸变,材料的结晶性、溶解性及生物降解性等性能发生改善,从而具有更好的生物学性能、骨缺损修复能力和抗菌性能.纳米ZnHA对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、乳酸杆菌的抑菌率均高于nHA的抑菌率,且抑菌率随 r值的增加而增大.程江等人[32]在传统沉淀法制备nHA工艺中掺入锶盐,制得掺锶nHA,其抗致龋菌性能得到提高,推测其抗菌机理为:掺锶后溶解性能提高,在一定的时间内解离出更多的带正电荷的Sr2+能吸附细胞膜带负电的细菌,并可能与细胞膜中的蛋白质结合破坏微生物细胞的能量代谢系统,使细菌生长受阻或死亡.Kim等人[33]研究发现,在HA中掺入银离子,可以通过延缓细菌的新陈代谢来抑制细菌生长.Ahn等[34]为提高nHA生物陶瓷材料的韧度,在制备纳米结构的羟基磷灰石生物陶瓷过程中,引入3%(质量百分比)的氧化钇和氧化锆复合纳米颗粒,与传统的羟基磷灰石材料相比,显示出优异的化学和机械性能,断裂韧性接近骨密质.Li等人[35]发现粒径大小约为20 nm的掺杂铽的nHA毒性小,且荧光周期长,在医学诊断上有着很好的应用前景. 2.4 人工骨材料人工合成的nHA一方面具有良好的生物相容性、生物可降解性、骨传导性,另一方面其脆性和较低的机械强度又限制了其临床应用.人体骨可近似看作以骨胶原为基体材料,以羟基磷灰石为增强材料而构成的复合材料,因此以羟基磷灰石为增强材料,以聚合物特别是生物可降解聚合物为基体的复合材料与体骨的成分和结构相似,可以弥补金属和陶瓷材料的不足,有望成为理想的人工骨替代材料.邓霞等[36]用水热合成的nHA作为无机相与新型的可降解的脂肪族聚酯酰胺(PEA)按不同比例复合,nHA与PEA之间既有化学键合又有分子间的相互作用,可在二者之间形成良好的化学界面,使复合材料能更好地传递外应力,达到既增强又增韧的目的,使材料性能得以改善.其拉伸模量从188 MPa增至323 MPa,同时nHA复合材料又赋予材料以较高的生物活性,体外将成骨细胞和材料联合培养,细胞显示出良好的生长增殖活性.复旦大学邵正中等人[37]将nHA悬浊液与丝素蛋白(SF)溶液采用同轴共纺法制备nHA(芯部)/SF(皮层)双组分电纺纤维,并分别以SF电纺纤维、SF/HA复合纤维和SF/HA“皮-芯”纤维为有机基质,在特定的条件下显现出很好的诱导羟基磷灰石等无机物在其表面沉积矿化的能力,有可能用以模拟动物骨骼这类无机/有机纳米复合材料,为进一步的实行骨修复的动物或临床实验等提供基础. Chen等[38]采用把NH4H2PO4加入到Ca(NO3)2与壳聚糖(CS)混合溶液中,用氨水调节p H为10制备出 HA/CS纳米复合材料,羟基磷灰石颗粒直径约为20～30 nm,长约100 nm.Li等[39]采用原位沉析法制备的羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的弯曲强度为67.8 MPa,压缩强度为47.8 MPa,比骨松质高2～3倍,基本上满足了骨替代材料对力学性能的要求.Nukavarapu[40]把可生物降解的聚二苯丙氨酸乙酯膦腈与粒径为100 nm的nHA混合制备成的微球孔径为86～145μm,压缩模量达到46～81 MPa,与自然骨相近,并且表现出很好的成骨细胞吸附性,细胞增殖和碱性磷酸酶表达,在骨组织应用方面有很好的潜力.Sundaram[41]等制备了nHA和壳聚糖复合颗粒,可以通过物理、化学、生物吸附作用吸附水中的F-,是一种高效、成本低、生物相容性的去氟剂.Reverchon[42]等用超临界CO2法制备了nHA/聚乳酸复合材料,孔隙率超过90%,最大的压缩模量达到123 kPa,溶剂残留率低于百分之五,可作为理想的人工骨材料.尽管硅橡胶具有生物相容性在骨科材料中有一些应用,但是其生物惰性和柔性影响了其进一步应用,Wen[43]等人在硅橡胶材料中引入nHA,很好地克服了上述问题,当nHA含量在50%时能达到最好的机械性能,改善了其使用效果.综上所述,随着纳米材料在医学领域中的应用日益广泛,nHA以其安全无毒、生物相容性、可生物降解等优点成为科研人员热点关注的纳米材料.至今为止,它的新制备方法还在不断涌现,其在生物医学领域中的应用也在不断推进,但其目前还更多地用于生物医学体外实验等基础性研究中.相信随着科学家的继续努力,nHA会越来越多地应用于生物医学领域.【相关文献】[1]Kuriakose T A,Kalkura N,Palanichamy M,et al.Synthesis of stoichiometric nano crystalline hydroxyapatite by ethanolbased sol-gel technique at low temperature[J].J Cryst Growth,2004,263:517-523.[2]邢瑞敏,刘山虎.溶胶凝胶模板法制备羟基磷灰石纳米线[J].化学研究,2010,21(2):7-10.[3]黄龙全,徐英莲,傅雅琴,等.溶液-凝胶法制备纳米羟基磷灰石[J].浙江理工大学学报,2008,25(2):199-202.[4]张维丽,王臻,李荣先,等.利用液相合成方法制备纳米羟基磷灰石[J].新技术新工艺,2007(2):80-83.[5]Uota M,Arakawa H,Kitamura N,et al.Synthesis of high surface area hydroxyapatite nanoparticles by mixed surfactantmediated approach[J].L angmuir,2005,21(10):4724-4728.[6]Kim D,Cho I S,Kim J Y,et al.Simple large-scale synthesis of hydroxyapatite nanoparticles:In situ observation of crystallization process[J].L angmuir,2010,26(1):384-388.[7]Wang YJ,Zhang S H,Wei K,et al.Hydrothermal synthesis of hydroxyapatite nanopowders using cationic surfactant as a template[J].Mater Lett,2006,60:1484-1487.[8]Zhang C M,Yang J,Quan Z W,et al.Hydroxyapatite nano-and microcrystals with multiform morphologies:controllable synthesis and luminescence properties[J].Cryst Growth Des,2009,9(6):2725-2733.[9]梁琼,韩冬梅,顾福博,等.水热重结晶法制备羟基磷灰石纳米棒[J].无机化学学报,2007,23(1):86-90.[10]Ito H,Oaki Y,Imai H.Selective synthesis of various nanoscale morphologies of hydroxyapatiteviaan intermediate phase[J].Cryst Growth Des,2008,8(3):1055-1059. 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