专利名称：一种棒状含钛ha纳米晶的制备方法
技术领域：
本发明属于生物医用材料制备技术领域，具体涉及ー种棒状含钛HA纳米晶的制备方法。
背景技术：
羟基磷灰石(HA)是人体骨骼和牙齿的重要组成部分，具有优良的生物相容性和化学稳定性，能与骨紧密结合。人体自然骨中磷灰石主要是以棒状HA纳米晶体的形式沿特定取向有序分布在胶原聚合物之中，它是ー种长度为20 40nm，厚度为I. 5 3nm的棒状晶体。牙科瓷是规则有序排列的，它是由ー捆捆相互平行的棒状HA纳米晶粒组成，这种结构决定了其独特的物理化学性能。因而人工合成的HA的晶体尺寸与形态越与其相似，则植入效果越好。然而目前合成棒状HA纳米晶仍然处于ー个降低的水平，粒子的几何形状不均一，尤其是晶相的热稳定性不好，一般在1000°c HA开始发生少量分解生成磷酸钙(β -TCP)和CaO, 1100°C时HA的分解程度加剧，1200°C时HA发生大量分解。由于HA的分解导致该材料的生物性能大大降低。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种棒状含钛HA纳米晶的制备方法，以解决HA纳米晶粒子的几何形状不均一，热稳定性差的问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案I)首先，配制浓度为O. 3mol/L的硝酸钙溶液和浓度为O. 18mol/L的磷酸ニ氢氨溶液；2)根据摩尔比Ca/ (Ti+P) =1. 667，将硝酸钙溶液和磷酸ニ氢氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入O. 2-1. 6wt%的钛酸四丁酯；3)将步骤2)制得的溶液置于电磁搅拌器上搅拌30-60min后，用NH3 · H2O调节溶液的PH值为10后放入微波炉，对微波辐射后得到的沉淀进行陈化；4)将步骤3)所得的沉淀用布氏漏斗抽滤，抽滤后的沉淀先后用蒸馏水和无水こ醇清洗两次，再次抽滤得沉淀；5)将步骤4)所得沉淀置于台式烘箱中在80°C下干燥，研钵中充分研磨后置于500°C烧结后，再在800-1200°C烧结得到棒状含钛HA纳米晶。所述步骤3)中微波炉为家用微波炉，加热功率为500W。所述步骤3)中陈化时间为24_36h。所述步骤5)中80°C下干燥时间为12_24h。所述步骤5)中500°C保温时间为2h，800-1200°C烧结时间为此。由于钛酸四丁酯的加入使钛进入了 HA的晶格，提高了 HA的热稳定性，有效抑制了HA的高温分解。即使在1200°C的高温下，HA仍未分解。和相同条件下未加钛酸四丁酯合成的棒状HA纳米晶比较，晶粒明显得到了细化而且均勻，无团聚现象。
图I是本发明加入O. 6%的钛酸四丁酯在不同烧结温度的含钛HA的XRD图；图2(a)为未加钛酸四丁酯合成纳米棒状HA形貌图；图2 (b)为加入O. 6%的钛酸四丁酯合成的含钛纳米棒状HA形貌图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进ー步详细说明。实施例I :I)首先，配制浓度为O. 3mol/L的硝酸钙溶液和浓度为O. 18mol/L的磷酸ニ氢氨溶液；2)根据摩尔比Ca/ (Ti+P) =1. 667，将硝酸钙溶液和磷酸ニ氢氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入钛酸四丁酷，使钛酸四丁酯的质量百分比为O. 6% ；3)将步骤2)制得的溶液置于电磁搅拌器上搅拌30min后，用NH3 · H2O调节溶液的PH值为10后放入加热功率为500W的微波炉，对微波辐射后得到的沉淀进行24h陈化；4)将步骤3)所得的沉淀用布氏漏斗抽滤，抽滤后的沉淀先后用蒸馏水和无水こ醇清洗两次，再次抽滤得沉淀；5)将步骤4)所得沉淀置于台式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研钵中充分研磨后置于500°C烧结2h，再在800°C烧结2h得到棒状含钛HA纳米晶。參见图1，本发明首次利用钛酸四丁酯引入钛，成功将钛掺杂进入HA的晶格中，有效抑制了 HA的高温分解，即使在1200°C的高温下，HA仍未分解；參见图2，本发明中钛酸四丁酯的引入得到的棒状含钛HA纳米晶和相同条件下未加钛酸四丁酯得到的棒状HA纳米晶相比较，晶粒明显得到了细化而且均匀，无团聚现象；本发明中由于钛酸四丁酯的引入克服了微波辐射时间短，溶液体系能量高，晶体缺陷多，HA稳定性差的缺点，而保留了微波辐射所帯来的晶粒均匀的优点；本发明具有反应温度极低，且能在极短时间内合成棒状形貌规则的含钛HA纳米晶，而且纯度高、粒度分布均匀。实施例2 I)首先，配制浓度为O. 3mol/L的硝酸钙液和浓度为O. 18mol/L的磷酸ニ氢氨溶液；2)根据摩尔比Ca/ (Ti+P) =1. 667，将硝酸钙溶液和磷酸ニ氢氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入钛酸四丁酷，使钛酸四丁酯的质量百分比为O. 2% ；3)将步骤2)制得的溶液置于电磁搅拌器上搅拌50min后，用NH3 · H2O调节溶液的PH值为10后放入加热功率为500W的微波炉，对微波辐射后得到的沉淀进行30h陈化；4)将步骤3)所得的沉淀用布氏漏斗抽滤，抽滤后的沉淀先后用蒸馏水和无水こ醇清洗两次，再次抽滤得沉淀；5)将步骤4)所得沉淀置于台式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研钵中充分研磨后置于500°C烧结2h，再在1000°C烧结2h得到棒状含钛HA纳米晶。
实施例3 I)首先，配制浓度为O. 3mol/L的硝酸钙溶液和浓度为O. 18mol/L的磷酸ニ氢氨溶 液；
2)根据摩尔比Ca/ (Ti+P) =1. 667，将硝酸钙溶液和磷酸ニ氢氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入钛酸四丁酷，使钛酸四丁酯的质量百分比为O. 8% ；3)将步骤2)制得的溶液置于电磁搅拌器上搅拌60min后，用NH3 · H2O调节溶液的PH值为10后放入加热功率为500W的微波炉，对微波辐射后得到的沉淀进行26h陈化；4)将步骤3)所得的沉淀用布氏漏斗抽滤，抽滤后的沉淀先后用蒸馏水和无水こ醇清洗两次，再次抽滤得沉淀；5)将步骤4)所得沉淀置于台式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研钵中充分研磨后置于500°C烧结2h，再在1200°C烧结2h得到棒状含钛HA纳米晶。实施例4 I)首先，配制浓度为O. 3mol/L的硝酸钙溶液和浓度为O. 18mol/L的磷酸ニ氢氨溶液；2)根据摩尔比Ca/ (Ti+P) =1. 667，将硝酸钙溶液和磷酸ニ氢氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入钛酸四丁酷，使钛酸四丁酯的质量百分比为I. 3% ；3)将步骤2)制得的溶液置于电磁搅拌器上搅拌40min后，用NH3 · H2O调节溶液的PH值为10后放入加热功率为500W的微波炉，对微波辐射后得到的沉淀进行32h陈化；4)将步骤3)所得的沉淀用布氏漏斗抽滤，抽滤后的沉淀先后用蒸馏水和无水こ醇清洗两次，再次抽滤得沉淀；5)将步骤4)所得沉淀置于台式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研钵中充分研磨后置于500°C烧结2h，再在900°C烧结2h得到棒状含钛HA纳米晶。实施例5 I)首先，配制浓度为O. 3mol/L的硝酸钙溶液和浓度为O. 18mol/L的磷酸ニ氢氨溶液；2)根据摩尔比Ca/ (Ti+P) =1. 667，将硝酸钙溶液和磷酸ニ氢氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入钛酸四丁酷，使钛酸四丁酯的质量百分比为I. 0% ；3)将步骤2)制得的溶液置于电磁搅拌器上搅拌45min后，用NH3 · H2O调节溶液的PH值为10后放入加热功率为500W的微波炉，对微波辐射后得到的沉淀进行28h陈化；4)将步骤3)所得的沉淀用布氏漏斗抽滤，抽滤后的沉淀先后用蒸馏水和无水こ醇清洗两次，再次抽滤得沉淀；5)将步骤4)所得沉淀置于台式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研钵中充分研磨后置于500°C烧结2h，再在1100°C烧结2h得到棒状含钛HA纳米晶。实施例6 I)首先，配制浓度为O. 3mol/L的硝酸钙溶液和浓度为O. 18mol/L的磷酸ニ氢氨溶液；2)根据摩尔比Ca/ (Ti+P) =1. 667，将硝酸钙溶液和磷酸ニ氢氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入钛酸四丁酷，使钛酸四丁酯的质量百分比为I. 6% ；3)将步骤2)制得的溶液置于电磁搅拌器上搅拌55min后，用NH3 · H2O调节溶液CN 102910604 A说明书4/4 页
的PH值为10后放入加热功率为500W的微波炉，对微波辐射后得到的沉淀进行36h陈化；4)将步骤3)所得的沉淀用布氏漏斗抽滤，抽滤后的沉淀先后用蒸馏水和无水こ醇清洗两次，再次抽滤得沉淀；5)将步骤4)所得沉淀置于台式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研钵中充分研磨后置于500°C烧结2h，再在1000°C烧结2h得到棒状含钛HA纳米晶。
权利要求
1.ー种棒状含钛HA纳米晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 O首先，配制浓度为O. 3mol/L的硝酸钙溶液和浓度为O. 18mol/L的磷酸ニ氢氨溶液； 2)根据摩尔比Ca/(Ti+P) =1. 667，将硝酸钙溶液和磷酸ニ氢氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入钛酸四丁酷，使钛酸四丁酯的质量百分比为O. 2-1. 6% ； 3)将步骤2)制得的溶液置于电磁搅拌器上搅拌30-60min后，用NH3· H2O调节溶液的PH值为10后放入微波炉，对微波辐射后得到的沉淀进行陈化； 4)将步骤3)所得的沉淀用布氏漏斗抽滤，抽滤后的沉淀先后用蒸馏水和无水こ醇清洗两次，再次抽滤得沉淀； 5)将步骤4)所得沉淀置于台式烘箱中在80°C下干燥，研钵中充分研磨后置于500°C烧结后，再在800-1200°C烧结得到棒状含钛HA纳米晶。
2.根据权利要求I所述的ー种棒状含钛HA纳米晶的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中微波炉为家用微波炉，加热功率为500W。
3.根据权利要求I所述的ー种棒状含钛HA纳米晶的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中陈化时间为24-36h。
4.根据权利要求I所述的ー种棒状含钛HA纳米晶的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中80°C下干燥时间为12-24h。
5.根据权利要求I所述的ー种棒状含钛HA纳米晶的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中500°C保温时间为2h，800-1200°C烧结时间为2h。
全文摘要
本发明公开了一种棒状含钛HA纳米晶的制备方法，包括以下步骤配制浓度为0.3mol/L的硝酸钙溶液和浓度为0.18mol/L的磷酸二氢氨溶液；根据摩尔比Ca/(Ti+P)=1.667，将硝酸钙溶液和磷酸氢二铵溶液混合，向上述溶液混合中加入钛酸四丁酯；混合后置于电磁搅拌器上搅拌，用NH3·H2O调节pH=10后微波加热；抽滤，所得沉淀置于台式烘箱中，80℃下干燥，研钵中充分研磨，500℃烧结后，再在800-1200℃烧结得到棒状含钛HA纳米晶。由于钛酸四丁酯的加入使钛进入了HA的晶格，提高了HA的热稳定性，有效抑制了HA的高温分解。即使在1200℃的高温下，HA仍未分解。和相同条件下未加钛酸四丁酯合成的棒状HA纳米晶比较，晶粒明显得到了细化而且均匀，无团聚现象。
文档编号B82Y30/00GK102910604SQ20121034302
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者王莉丽, 王秀峰, 朱建锋, 于成龙, 江红涛 申请人:陕西科技大学