专利名称：一种羟基磷灰石纳米晶的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种羟基磷灰石纳米晶的合成方法，属于一种重要的纳米陶瓷材料。
背景技术：
羟基磷灰石是一种重要的生物活性陶瓷材料，生物体硬组织的矿物的主要成份，合成的 羟基磷灰石的结构与生物骨组织相似，有较好的生物相容性，甚至有一定的骨生物活性。合 成的羟基磷灰石是生物陶瓷，具有很好的性质，如生物相容性，生物活性，无毒性，以及非 炎性的，非免疫原性性等特点，使得羟基磷灰石这种材料在医学领域具有重要应用。 一些大 体积骨缺损替代要求材料强度高；而一些小体积骨缺损填充则只需粉末或多孔块状物；而有 些应用要求羟基磷灰石制成微米甚至是纳米颗粒。因此，合成出羟基磷灰石纳米晶无论在学 术研究还是在应用方面，均具有重要意义。
经检索，现有技术中有1项关于羟基磷灰石纳米晶的专利报道-(l)"一种球状羟基磷灰石纳米晶的制备方法"(申请人福建师范大学，发明人刘榕芳; 肖秀峰;邱超凡；申请号200610055171.X)，该发明报道一种采用水溶性的高分子化合物聚 乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板，利用生物矿化原理合成球状羟基磷灰石纳米晶方法，通过改变 PVP的浓度可以调控球状羟基磷灰石纳米晶尺寸，其直径可在15-150nm范围。该方法具有 条件温和、工艺简单、成本低、产率高、适用于大规模化生产等特点。 而其他涉及羟基磷灰石的专利多达217项。
羟基磷灰石的应用取决于其晶体形状、尺寸、形貌、结晶度、热稳定性、溶解性，而这 些都取决于其合成方法的选择。该专利报道的羟基磷灰石纳米晶的合成是利用生物分子—— 腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)为原料之一参与反应实现的。这为研究羟基磷灰石纳米晶性质和 实际用途提供了新的合成方法和新材料。无论在学术研究还是在应用方面，均具有重要的意 义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简便制备羟基磷灰石纳米晶的水热合成方法。本发明合成方 法中所用原料易得，工艺简便。本发明提出的一种羟基磷灰石纳米晶的合成方法，其特征在于，该方法按如下步骤进行:
(1)以无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)为原料，在室温 下，配制包括无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)的水溶液， 作为反应起始液，其中无水氯化钙(CaCl2)浓度范围为0.75 3毫摩尔/40毫升，腺苷三磷酸二 钠盐(ATPNa2)浓度范围为0.45~1.8毫摩尔/40毫升，用滴管滴加氨水调节溶液体积达到40毫 升；
(2)将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在110。C温度下加 热10~120小时；
(3)将反应后得到的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤，然后放入干燥箱(80°C) 中进行干燥3小时，即得到羟基磷灰石纳米晶。
由于该方法合成的羟基磷灰石纳米晶是利用生物分子——腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)为 原料之一参与反应实现的，为研究羟基磷灰石纳米晶性质和实际用途提供了新的合成方法和 新材料。无论在学术研究还是在应用方面，均具有重要的意义。
图l(a)为实施例1的扫描电子显微镜照片， 图2(a)为实施例2的扫描电子显微镜照片， 图3(a)为实施例3的扫描电子显微镜照片， 图4(a)为实施例4的扫描电子显微镜照片， 图5(a)为实施例5的扫描电子显微镜照片， 图6(a)为实施例6的扫描电子显微镜照片，
图1 (b)为实施例1的X-射线衍射图。 图2(b)为实施例2的X-射线衍射图。 图3(b)为实施例3的X-射线衍射图。 图4(b)为实施例4的X-射线衍射图。 图5(b)为实施例5的X-射线衍射图。 图6(b)为实施例6的X-射线衍射图。
具体实施例方式
以下通过具体实施例对本发明进一步加以说明。 实施例1:
——以无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)为原料，在室 温下，配制包括无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)的水溶液， 作为反应起始液，其中无水氯化钙(CaCl2)浓度为1.5毫摩尔/40毫升，腺苷三磷酸二钠盐 (ATPNa2)浓度为0.9毫摩尔/40亳升，用滴管滴加氨水调节溶液体积达到40毫升。
~~^每所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在110。C温度下加 热10小时。
——将反应后得到的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤三个循环，然后放入干燥箱(80°C)中进行干燥3小时，即得到羟基磷灰石纳米晶。图l(a)为实施例1的扫描电 子显微镜照片，由图l(a)可见其纳米晶长10-30纳米,宽10纳米，图l(b)是X-射线衍射图， 确定产物是羟基磷灰石。
实施例2:
——以无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)为原料，在室 温下，配制包括无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)的水溶液， 作为反应起始液，其中无水氯化钙(CaCl2)浓度为1.5毫摩尔/40毫升，腺苷三磷酸二钠盐 (ATPNa2)浓度为0.9毫摩尔/40毫升，用滴管滴加氨水调节溶液体积达到40毫升。
——将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在110。C温度下加 热15小时。
——^^反应后得到的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤三个循环，然后放入 干燥箱(80°C)中进行干燥3小时，即得到羟基磷灰石纳米晶。图2(a)为实施例2的扫描电 子显微镜照片，由图2(a)可见其纳米晶长10-50纳米,宽10-20纳米，图2(b)是X-射线衍射图， 确定产物是羟基磷灰石。
实施例3:
——以无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)为原料，在室 温下，配制包括无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)的水溶液， 作为反应起始液，其中无水氯化钙(CaCl2)浓度为1.5毫摩尔/40毫升，腺苷三磷酸二钠盐 (ATPNa2)浓度为0.9毫摩尔/40毫升，用滴管滴加氨水调节溶液体积达到40毫升。
——^^各所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在110。C温度下加 热48小时。
——将反应后得到的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤三个循环，然后放入 干燥箱(80°C)中进行干燥3小时，即得到羟基磷灰石纳米晶。图3(a)为实施例3的扫描电 子显微镜照片，由图3(a)可见其纳米晶长20-50纳米,宽10-20纳米，图3(b)是X-射线衍射图，
确定产物是羟基磷灰石。
实施例4:
——以无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)为原料，在室 温下，配制包括无水氯化钙(CaCb)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)的水溶液， 作为反应起始液，其中无水氯化钙(CaCl2)浓度为3毫摩尔/40毫升，腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa》浓度为1.8毫摩尔/40毫升，用滴管滴加氨水调节溶液体积达到40毫升。
——将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在110。C温度下加 热120小时。
——将反应后得到的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤三个循环，然后放入 干燥箱(80°C)中进行干燥3小时，即得到羟基磷灰石纳米晶。图4(a)为实施例4的扫描电 子显微镜照片，由图4(a)可见其纳米晶长30-100纳米,宽10-20纳米，图4(b)是X-射线衍射图， 确定产物是羟基磷灰石。
实施例5:
——以无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)为原料，在室 温下，配制包括无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)的水溶液， 作为反应起始液，其中无水氯化钙(CaCl2)浓度为0.75毫摩尔/40毫升，腺苷三磷酸二钠盐 (ATPNa2)浓度为0.45毫摩尔/40毫升，用滴管滴加氨水调节溶液体积达到40毫升。
——将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在110。C温度下加 热48小时。 '
——将反应后得到的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤三个循环，然后放入 干燥箱(80°C)中进行干燥3小时，即得到羟基磷灰石纳米晶。图5(a)为实施例5的扫描电 子显微镜照片，由图5(a)可见其纳米晶长20-50纳米，宽10-20纳米，图5(b)是X-射线衍射图，
确定产物是羟基磷灰石。
实施例6:
——以无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)为原料，在室 温下，配制包括无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H20)的水溶液， 作为反应起始液，其中无水氯化钙(CaCl2)浓度为3毫摩尔/40毫升，腺苷三磷酸二钠盐 (ATPNa2)浓度为1.8毫摩尔/40毫升，用滴管滴加氨水调节溶液体积达到40毫升。
~~^各所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在110。C温度下加 热48小时。
——将反应后得到的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤，洗涤三个循环，然后放入 干燥箱(80°C)中进行干燥3小时，即得到羟基磷灰石纳米晶。图6(a)为实施例6的扫描电 子显微镜照片，由图6(a)可见其纳米晶长100-300纳米,宽10-20纳米，图6(b)是X-射线衍射 图，确定产物是羟基磷灰石。
权利要求
1、一种羟基磷灰石纳米晶的合成方法，其特征在于，该方法按如下步骤进行(1)以无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H2O)为原料，在室温下，配制包括无水氯化钙(CaCl2)、腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)、氨水(NH3.H2O)的水溶液，作为反应起始液，其中无水氯化钙(CaCl2)浓度范围为0.75～3毫摩尔/40毫升，腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)浓度范围为0.45～1.8毫摩尔/40毫升，用滴管滴加氨水调节溶液体积达到40毫升；(2)将所述混合溶液放置于一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在110℃温度下加热10～120小时；(3)将反应后得到的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤，然后放入干燥箱(80℃)中进行干燥3小时，即得到羟基磷灰石纳米晶。
全文摘要
一种羟基磷灰石纳米晶的合成方法，涉及一种生物活性陶瓷材料的制备工艺。该方法是以无水氯化钙、腺苷三磷酸二钠盐、氨水为原料，在室温下，配制包括无水氯化钙、腺苷三磷酸二钠盐、氨水的水溶液，作为反应起始液。将该反应起始液放置一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在110℃温度下加热10～120小时，即可得到羟基磷灰石纳米晶。由于该方法合成的羟基磷灰石纳米晶是利用生物分子——腺苷三磷酸二钠盐(ATPNa2)为原料之一参与反应实现的，为研究羟基磷灰石纳米晶性质和实际用途提供了新的合成方法和新材料。无论在学术研究还是在应用方面，均具有重要的意义。
文档编号A61L27/00GK101580958SQ200910087769
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者刘开宇, 曹化强, 禾 郑 申请人:清华大学