羟基磷灰石微球及其制备方法与流程

本发明涉及一种羟基磷灰石微球及其制备方法。

背景技术：

磷酸钙是一类重要的生物矿物，普遍存在于生物体无机硬组织中，其有多种物相和结晶形态。其中，羟基磷灰石(简称ha)是各种磷酸钙中热力学最稳定的相，分子式为ca10(po4)6(oh)2，ca/p比为1.67，晶体为六方晶系，是人体和动物骨骼的主要无机矿物成分。ha因具有特殊的表面特性、良好的生物相容性、生物活性和骨传导作用，成为从事生物、医学和材料领域的重要研究对象。微球材料具有其他不规则形状的材料所没有的良好性能，如流动性好、堆积密度大、质量轻、强度高、不易团聚、注射性能良好和填充到复合材料中不易引起应力集中等，而得到了越来越多的关注。因此，综合了ha和微球的优点，羟基磷灰石微球是一种具有良好应用前景的材料。

目前，羟基磷灰石微球的制备方法有水热法、喷雾干燥法、溶胶-凝胶法、模板法等。中国专利(专利申请号200810030243.4)公开了一种高比表面积羟基磷灰石微球的制备方法，在模板剂的作用下，首先生成羟基磷灰石和碳酸钙的球形混合体，通过离子交换，最终完全转化为羟基磷灰石的过程。中国专利(专利申请号200310107928.1)公开了一种利用水热法将珊瑚碳酸钙转化为多孔羟基磷灰石的制备方法。中国专利(专利申请号201310349352.3)公开了一种水热法与微波辐射法相结合将碳酸钙与磷酸盐转化为羟基磷灰石微球的制备方法。然而，上述方法，在反应过程中都有co2生成，形成的球形结构较松散，形状维持性能较差，不利于羟基磷灰石微球在体内支撑效果的体现。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的羟基磷灰石微球结构较松散、形状维持性能较差、不利于羟基磷灰石微球在体内支撑效果的体现的缺陷，而提供一种羟基磷灰石微球及其制备方法。本发明的制备方法工艺简单，生产时对操作人员无不良影响，适于产业化生产。制得的羟基磷灰石微球结构稳定，属于球形大颗粒，易注射，不易团聚，将其注射到人体内，具有良好的支撑效果。

本发明提供一种羟基磷灰石微球的制备方法，其包括如下步骤：

(1)调节磷酸盐水溶液的ph值至碱性，得混合溶液1；

(2)将硝酸钙水溶液与所得混合液1混合后，得混合液2，调节所得混合液2的ph值至碱性，进行反应，得混合液3；

(3)将所得混合液3进行过滤，得滤饼；

(4)将所得滤饼进行洗涤、烘干后，磨粉2～6小时，得粉末；

(5)将所得粉末制成质量分数为10％～50％的水溶液进行喷雾，即可；

其中，所述磷酸盐水溶液中磷酸盐的摩尔量与所述硝酸钙水溶液中硝酸钙的摩尔量之比为3:5；所述喷雾的工艺参数如下：所述水溶液的流量为7.5～30ml/min，所述喷雾的压力为0.01～0.3mpa，所述喷雾的进风量为1.3～3m³/min，所述喷雾的进风温度为150～400℃。

本发明中，所述磷酸盐水溶液为本领域常规使用的磷酸盐水溶液，较佳地为磷酸氢二钠水溶液、磷酸氢二钾水溶液、磷酸氢二铵水溶液、磷酸二氢钠水溶液、磷酸二氢钾水溶液或磷酸二氢铵水溶液。所述磷酸盐水溶液的浓度较佳地为0.5mol/l。

本发明中，所述硝酸钙水溶液的浓度较佳地为0.5mol/l。调节所述磷酸盐水溶液的ph值较佳地至10～12，更佳地为10～11。调节所述ph值所用的ph值调节剂为本领域常规，一般为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水。所述ph值调节剂的浓度为0.1～1mol/l。

本发明中，调节所述混合液2的ph值至碱性较佳地在10s内完成。

本发明中，调节所得混合液2的ph值较佳地至10～12，更佳地为11～12。调节所述ph值所用的ph值调节剂为本领域常规，一般为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水。所述ph值调节剂的浓度为0.1～1mol/l。

本发明中，所述反应按本领域常规在搅拌下进行，所述搅拌的转速较佳地为300～700r/min。所述反应的温度较佳地为20～70℃，更佳地为30～70℃，进一步更佳地为50℃。所述反应时间较佳地为12～36小时，更佳地为24～36小时。

本发明中，所述过滤较佳地采用微孔滤膜，所述微孔滤膜的孔径较佳地为0.1～0.22μm，更佳地为0.22μm。

本发明中，所述洗涤较佳地采用去离子水、无水乙醇交替洗涤，所述洗涤的次数较佳地为3次以上，更佳地为3次。

本发明中，所述烘干的温度较佳地为100℃，所述烘干的时间较佳地为5～15小时，更佳地为10～15小时。

本发明中，所述磨粉为本领域常规操作，较佳地采用球磨机进行。所述磨粉的时间较佳地为2～4小时。

本发明中，所述水溶液的质量分数较佳地为50％。

本发明中，所述水溶液的流量较佳地为10～30ml/min，更佳地为20ml/min。

本发明中，所述喷雾的压力较佳地为0.01～0.1mpa，更佳地为0.05mpa。

本发明中，所述喷雾的进风量较佳地为1.5～3m³/min，更佳地为2m³/min。

本发明中，所述喷雾的进风温度较佳地为200～300℃，更佳地为250℃。

本发明中，所述喷雾的出风温度较佳地为80～180℃

本发明还提供由上述制备方法制得的羟基磷灰石微球，所述羟基磷灰石微球的粒径较佳地为15～45μm，例如可为：15～25μm、20～30μm或25～45μm。所述羟基磷灰石微球的粒径更佳地为20～40μm。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：本发明羟基磷灰石微球的制备方法，工艺简单，生产时对操作人员无不良影响，适于产业化生产。制得的羟基磷灰石微球结构稳定，属于球形大颗粒，易注射，不易团聚，将其注射到人体内，具有良好的支撑效果。

附图说明

图1为实施例1所得羟基磷灰石微球的扫描电镜图像。

图2为实施例2所得羟基磷灰石微球的扫描电镜图像。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

(1)调节磷酸氢二铵水溶液的ph值至10，得混合溶液1；

(2)将硝酸钙水溶液与所得混合液1混合后，得混合液2，调节所得混合液2的ph值至12，在搅拌下进行反应，搅拌转速为500r/min，反应温度为70℃，反应时间为24小时，得混合液3；

(3)将所得混合液3用微孔滤膜进行过滤，微孔滤膜的孔径为0.22μm，得滤饼；

(4)将所得滤饼用去离子水洗涤3次，无水乙醇洗涤3次，在100℃下烘干15小时后，磨粉2小时，得粉末；

(5)将所得粉末制成质量分数为50％的水溶液进行喷雾，即可；

其中，所述磷酸氢二铵水溶液的浓度为0.5mol/l；硝酸钙水溶液的浓度为0.5mol/l；所述磷酸氢二铵水溶液中磷酸氢二铵的摩尔量与所述硝酸钙水溶液中硝酸钙的摩尔量之比为3:5；所述喷雾的工艺参数如下：所述水溶液的流量为30ml/min，所述喷雾的压力为0.01mpa，所述喷雾的进风量为1.5m³/min，所述喷雾的进风温度为300℃。

技术效果：制得的羟基磷灰石微球的粒径为25-45微米，结构稳定，属于球形大颗粒，易注射，不易团聚，将其注射到人体内，具有良好的支撑效果。

实施例2

(1)调节磷酸氢二钠水溶液的ph值至11，得混合溶液1；

(2)将硝酸钙水溶液与所得混合液1混合后，得混合液2，调节所得混合液2的ph值至12，在搅拌下进行反应，搅拌转速为300r/min，反应温度为50℃，反应时间为24小时，得混合液3；

(3)将所得混合液3用微孔滤膜进行过滤，微孔滤膜的孔径为0.22μm，得滤饼；

(4)将所得滤饼用去离子水洗涤3次，无水乙醇洗涤3次，在100℃下烘干10小时后，磨粉4小时，得粉末；

(5)将所得粉末制成质量分数为50％的水溶液进行喷雾，即可；

其中，所述磷酸氢二钠水溶液的浓度为0.5mol/l；硝酸钙水溶液的浓度为0.5mol/l；所述磷酸氢二钠水溶液中磷酸氢二钠的摩尔量与所述硝酸钙水溶液中硝酸钙的摩尔量之比为3:5；所述喷雾的工艺参数如下：所述水溶液的流量为10ml/min，所述喷雾的压力为0.1mpa，所述喷雾的进风量为3m³/min，所述喷雾的进风温度为200℃。

技术效果：制得的羟基磷灰石微球的粒径为15-25微米，结构稳定，属于球形大颗粒，易注射，不易团聚，将其注射到人体内，具有良好的支撑效果。

实施例3

(1)调节磷酸二氢钾水溶液的ph值至10，得混合溶液1；

(2)将硝酸钙水溶液与所得混合液1混合后，得混合液2，调节所得混合液2的ph值至11，在搅拌下进行反应，搅拌转速为700r/min，反应温度为30℃，反应时间为36小时，得混合液3；

(3)将所得混合液3用微孔滤膜进行过滤，微孔滤膜的孔径为0.22μm，得滤饼；

(4)将所得滤饼用去离子水洗涤3次，无水乙醇洗涤3次，在100℃下烘干15小时后，磨粉2小时，得粉末；

(5)将所得粉末制成质量分数为50％的水溶液进行喷雾，即可；

其中，所述磷酸二氢钾水溶液的浓度为0.5mol/l；硝酸钙水溶液的浓度为0.5mol/l；所述磷酸二氢钾水溶液中磷酸二氢钾的摩尔量与所述硝酸钙水溶液中硝酸钙的摩尔量之比为3:5；所述喷雾的工艺参数如下：所述水溶液的流量为20ml/min，所述喷雾的压力为0.05mpa，所述喷雾的进风量为2m³/min，所述喷雾的进风温度为250℃。

技术效果：制得的羟基磷灰石微球的粒径为20-30微米，结构稳定，属于球形大颗粒，易注射，不易团聚，将其注射到人体内，具有良好的支撑效果。