CN101422632A - 一种羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的制备方法 - Google Patents
一种羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101422632A CN101422632A CNA2007101500264A CN200710150026A CN101422632A CN 101422632 A CN101422632 A CN 101422632A CN A2007101500264 A CNA2007101500264 A CN A2007101500264A CN 200710150026 A CN200710150026 A CN 200710150026A CN 101422632 A CN101422632 A CN 101422632A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sodium alginate
- composite material
- hydroxyapatite
- preparation
- bone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
一种羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的制备方法，将氢氧化钙和磷酸水溶液按羟基磷灰石中Ca/P的化学计量比混合，并与藻酸钠水凝胶进行原位复合反应，通过添加氯化钙实现与藻酸钠的交联反应，形成与天然骨相似的三维网状结构。本发明的优点是：本发明制备的羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料，保持了HA良好的生物相容性、生物活性和骨传导性；藻酸钠作为有机基质与HA的复合，赋予HA良好的加工成型性能，可有效抑制了HA粒子从移植部位的迁移；藻酸钠来源丰富且价格低廉，制备工艺在常温、常压条件下实施，操作方便、成本低，是理想的新一代骨修复替代材料。
Description
(一)技术领域
本发明涉及骨修复生物医学材料技术领域，特别是一种羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的制备方法。
(二)背景技术
羟基磷灰石(Hydroxyapatite，简称HA)，其分子式为Ca10(PO4)6(OH)2，是构成人体骨骼组织和牙齿的主要无机成分。该物质具有良好的生物相容性和，无毒且无免疫排斥反应，植入体内后能与周围机体骨组织形成牢固的化学键结合，并能诱导新骨的长出，是一种理想的人体硬组织修复替代材料。但是单一的HA材料力学性能较差，如脆性大、加工成型困难、HA粒子容易从移植部位发生迁移等，这些缺点很大程度上限制了其在承载部位骨替换中的应用。因此模仿自然骨的组成及结构特征而人工合成的骨修复材料，成为当前生物医学材料的研究热点之一，其中仿生设计的HA/天然生物高分子复合材料在生物反应性和力学性能方面能够满足临床医学要求，目前所采用的天然高分子主要有骨胶原、明胶、壳聚糖、藻酸盐、丝蛋白、硫酸软骨素等。
藻酸盐是一种从棕色海藻中提取的天然聚阴离子多糖，属于线性高分子类。藻酸盐具有较强的粘合性、可塑性及高效止血作用，在生理环境中具有良好的亲水性、生物相容性和生物降解性，被广泛应用于创伤覆盖、齿科印模、药物传送、细胞固定和组织工程等医疗领域。HA与藻酸盐的复合能够明显改善HA的脆性，提高其韧性和加工成型性能，还能有效地抑制HA粒子从移植部位的迁移。
Maruyama等人将HA粉末与藻酸钠直接共混(J Biomed Mater Res1995，29：329～336)，得到的复合材料具有良好的骨传导性，能在种植体与皮质骨间形成骨性连接，而且没有诱发任何不良生体反应；Ribeiro等人采用液滴挤出法制备了大小均匀的HA/藻酸钠球形复合微粒(Biomaterials 2004，25：4363～4373)；Sivakumar等人采用分散聚合技术制备了平均尺寸为15μm的HA/藻酸钠球形颗粒(JBiomed Mater Res 2003，65：222～228)；Lin等人用相分离法制备了一系列藻酸钠/HA复合多孔支架材料，HA进入藻酸钠水凝胶中改善了复合支架的力学性能和细胞黏附性(J Biomed Mater Res 2004，71：52～65)。
上述这些制备方法基本上是HA微粒与藻酸钠按一定比例的机械混合，这样得到的复合材料，HA微粒在藻酸钠基质中难以达到均匀分散，二者之间因缺乏化学键合作用而导致无机与有机相界面结合力较弱，很难形成与自然骨相似的多级结构，其力学性能达不到人体承重骨的要求。因此，实现纳米粒子在有机高分子基质中均匀分散，从而得到组成、结构、生体活性及力学性能接近自然骨的HA基生物复合材料是目前骨组织工程领域的研究重点。
(三)发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种制备羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的方法，实现纳米粒子在有机高分子基质中均匀分散，从而得到组成、结构、生体活性及力学性能接近自然骨的羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料。
本发明的技术方案：
一种羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的制备方法，其特征在于：将氢氧化钙和磷酸水溶液按羟基磷灰石中Ca/P的化学计量比混合，并与混合在一起的藻酸钠水凝胶进行原位复合反应，利用藻酸钠有机模板对HA结晶的成核和生长的调控作用，降低纳米HA颗粒的自发团聚程度，以保证HA在有机基质中达到纳米尺度的均匀分散；通过添加氯化钙实现与藻酸钠的交联反应，以增强无机-有机界面结合力，促进HA与藻酸钠有机基质形成牢固的化学结合，形成与天然骨相似的三维网状结构。
具体制备步骤如下：
1)将重量百分比浓度为4～8％的氢氧化钙悬浮液与重量百分比浓度为3～4％的藻酸钠水凝胶混合并搅拌均匀；
2)在上述混合液搅拌状态下，滴加重量百分比浓度为6～9％的磷酸溶液，并在室温、常压下连续搅拌反应5～6小时；
3)然后加入浓度为0.01～1.0mol/L氯化钙溶液，并不停搅拌至少30分钟以进行交联反应；
4)将交联后的凝胶状混合物在室温下静置沉化20～24小时；
5)将离心分离获得的沉淀物用去离子水冲洗，重复进行至少3次；
6)将冲洗后的沉淀物在温度为50～80℃的真空干燥箱内烘干后研磨成粉末即可。
本发明的优点是：本发明制备的羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料，其主要成分是羟基磷灰石(HA)，保持了HA固有的良好的生物相容性、生物活性和骨传导性；藻酸钠作为有机基质与HA的复合，提高了HA的生物降解吸收功能，赋予HA良好的加工成型性能，可有效抑制了HA粒子从移植部位的迁移；藻酸钠来源丰富且价格低廉，制备工艺在常温、常压条件下实施，所以操作方便，因此羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料不仅具有良好的生物学特性和塑型性，而且成本低，是理想的新一代骨修复替代材料。
(四)具体实施方式
实施例：
1)称取5.16g氢氧化钙，加入去离子水65g，配制重量百分比浓度为7.4％的氢氧化钙悬浮液；称取4.82g 85wt％磷酸，加入去离子水50ml，配制重量百分比浓度为7.6％的磷酸溶液；
2)称取3.00g藻酸钠，加入77g去离子水，磁力搅拌1h，配制成重量百分比浓度为3.8％的藻酸钠水凝胶；
3)在电动搅拌条件下将(2)配制的藻酸钠水凝胶逐滴加入到(1)配制的Ca(OH)2悬浮液中；
4)在电动搅拌条件下将(1)配制的磷酸溶液缓慢滴加到(3)所得的混合液中，在室温、常压下连续搅拌反应6小时；
5)在(4)得到的混合物中逐滴加入浓度为0.1mol/L氯化钙溶液10ml与其中的藻酸钠交联，持续搅拌30分；
6)将(5)得到的混合物在室温下静置24h，然后离心分离并用去离子水冲洗，如此交替进行3次，将沉淀放入50℃干燥箱内下真空干燥48h后取出，用玛瑙研钵研磨成粉末，即可获得本发明的羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料，其中羟基磷灰石与藻酸钠的质量比为70:30。
将所制备的羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料，通过透射电镜进行观察，透射电镜照片显示：HA为20～50nm长、5～10nm宽的棒状晶体，它们沿着c轴取向生长并且自组装聚集成簇分布在有机基质中；通过扫描电镜进行观察，扫描电镜照片显示：羟基磷灰石/藻酸钠呈现连续、均匀的微观结构，其中HA纳米粒子聚集而成的团簇嵌入藻酸钠基质中，藻酸钠有机基质与HA纳米粒子完全融合，在复合材料内构建了较理想的三维网状结构，与自然骨的多极结构较为接近。
Claims (1)
- 一种羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的制备方法，其特征在于：将氢氧化钙和磷酸水溶液按羟基磷灰石中Ca/P的化学计量比混合，并与混合在一起的藻酸钠水凝胶进行原位复合反应，利用藻酸钠有机模板对HA结晶的成核和生长的调控作用，降低纳米HA颗粒的自发团聚程度，以保证HA在有机基质中达到纳米尺度的均匀分散，通过添加氯化钙实现与藻酸钠的交联反应，以增强无机-有机界面结合力，促进HA与藻酸钠有机基质形成牢固的化学结合，形成与天然骨相似的三维网状结构的将生成的纳米复合材料；具体制备步骤如下：1)将重量百分比浓度为4～8％的氢氧化钙悬浮液与重量百分比浓度3～4％的藻酸钠水凝胶混合并搅拌均匀；2)在上述混合液搅拌状态下，滴加重量百分比浓度为6～9％的磷酸溶液，并在室温、常压下连续搅拌反应5～6小时；3)然后加入浓度为0.01～1.0mol/L氯化钙溶液，并不停搅拌至少30分钟以进行交联反应；4)将交联后的凝胶状混合物在室温下静置沉化20～24小时；5)将离心分离获得的沉淀物用去离子水冲洗，重复进行至少3次；6)将冲洗后的沉淀物在温度为50～80℃的真空干燥箱内烘干后研磨成粉末即可。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007101500264A CN101422632A (zh) | 2007-11-01 | 2007-11-01 | 一种羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007101500264A CN101422632A (zh) | 2007-11-01 | 2007-11-01 | 一种羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101422632A true CN101422632A (zh) | 2009-05-06 |
Family
ID=40613661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2007101500264A Pending CN101422632A (zh) | 2007-11-01 | 2007-11-01 | 一种羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101422632A (zh) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101905036A (zh) * | 2009-06-04 | 2010-12-08 | 佳木斯大学 | 一种新型羟基磷灰石/SiOC生物陶瓷复合材料及其制备方法 |
| WO2011035573A1 (zh) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | 暨南大学 | 纳米羟基磷灰石/天然高分子复合材料及其制备方法和应用 |
| CN102247820A (zh) * | 2011-07-06 | 2011-11-23 | 大连工业大学 | 一种纤维状重金属离子吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN103083728A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-08 | 四川大学 | 羟基磷灰石-多酚复合纳米材料及其制备方法 |
| CN104117341A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-10-29 | 武汉理工大学 | 纳米羟基磷灰石/海藻酸钠复合材料及其制备方法和应用 |
| CN104548211A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-29 | 戴立军 | 一种骨科或齿科填充材料，一种牙种植体及一种可降解人工骨 |
| CN104958766A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-10-07 | 四川大学 | 海藻酸钠-羟基磷灰石杂化纳米粒子及其制备方法 |
| CN108030957A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-15 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种用于3d打印人工软骨的凝胶材料及制备方法和应用 |
| CN108785741A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-13 | 苏州市贝克生物科技有限公司 | 骨缺损石墨烯填充材料 |
| CN109758615A (zh) * | 2019-02-13 | 2019-05-17 | 四川大学 | 一种双面复合水凝胶及其制备方法 |
| CN111195372A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-26 | 北京诺康达医药科技股份有限公司 | 一种多孔的骨修复材料及其制备方法 |
| CN111217598A (zh) * | 2018-11-27 | 2020-06-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种羟基磷灰石的成型方法及羟基磷灰石和应用 |
| CN111388751A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-07-10 | 上海亚朋生物技术有限公司 | 一种复合骨水泥及其制备方法和应用 |
| CN112646228A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-13 | 嘉兴学院 | 一种单宁酸交联壳聚糖/明胶吸液止血抗菌海绵及其制备方法 |
-
2007
- 2007-11-01 CN CNA2007101500264A patent/CN101422632A/zh active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101905036A (zh) * | 2009-06-04 | 2010-12-08 | 佳木斯大学 | 一种新型羟基磷灰石/SiOC生物陶瓷复合材料及其制备方法 |
| WO2011035573A1 (zh) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | 暨南大学 | 纳米羟基磷灰石/天然高分子复合材料及其制备方法和应用 |
| CN102247820A (zh) * | 2011-07-06 | 2011-11-23 | 大连工业大学 | 一种纤维状重金属离子吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN102247820B (zh) * | 2011-07-06 | 2013-04-03 | 大连工业大学 | 一种纤维状重金属离子吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN103083728A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-08 | 四川大学 | 羟基磷灰石-多酚复合纳米材料及其制备方法 |
| CN103083728B (zh) * | 2013-01-25 | 2014-11-26 | 四川大学 | 羟基磷灰石-多酚复合纳米材料及其制备方法 |
| CN104117341A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-10-29 | 武汉理工大学 | 纳米羟基磷灰石/海藻酸钠复合材料及其制备方法和应用 |
| CN104117341B (zh) * | 2014-08-15 | 2016-06-01 | 武汉理工大学 | 纳米羟基磷灰石/海藻酸钠复合材料及其制备方法和应用 |
| CN104548211A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-29 | 戴立军 | 一种骨科或齿科填充材料，一种牙种植体及一种可降解人工骨 |
| CN104958766B (zh) * | 2015-06-03 | 2018-05-25 | 四川大学 | 海藻酸钠-羟基磷灰石杂化纳米粒子及其制备方法 |
| CN104958766A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-10-07 | 四川大学 | 海藻酸钠-羟基磷灰石杂化纳米粒子及其制备方法 |
| CN108030957A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-15 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种用于3d打印人工软骨的凝胶材料及制备方法和应用 |
| CN108785741A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-13 | 苏州市贝克生物科技有限公司 | 骨缺损石墨烯填充材料 |
| CN111217598A (zh) * | 2018-11-27 | 2020-06-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种羟基磷灰石的成型方法及羟基磷灰石和应用 |
| CN111217598B (zh) * | 2018-11-27 | 2021-09-21 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种羟基磷灰石的成型方法及羟基磷灰石和应用 |
| CN109758615A (zh) * | 2019-02-13 | 2019-05-17 | 四川大学 | 一种双面复合水凝胶及其制备方法 |
| CN109758615B (zh) * | 2019-02-13 | 2021-05-25 | 四川大学 | 一种双面复合水凝胶及其制备方法 |
| CN111195372A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-26 | 北京诺康达医药科技股份有限公司 | 一种多孔的骨修复材料及其制备方法 |
| CN111195372B (zh) * | 2020-01-16 | 2021-07-23 | 北京诺康达医药科技股份有限公司 | 一种多孔的骨修复材料及其制备方法 |
| CN111388751A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-07-10 | 上海亚朋生物技术有限公司 | 一种复合骨水泥及其制备方法和应用 |
| CN112646228A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-13 | 嘉兴学院 | 一种单宁酸交联壳聚糖/明胶吸液止血抗菌海绵及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101422632A (zh) | 一种羟基磷灰石/藻酸钠纳米复合材料的制备方法 | |
| Torgbo et al. | Bacterial cellulose-based scaffold materials for bone tissue engineering | |
| Feng et al. | In situ generation of hydroxyapatite on biopolymer particles for fabrication of bone scaffolds owning bioactivity | |
| CN102008752B (zh) | 一种具有纳米羟基磷灰石涂层的多孔双相磷酸钙生物支架及其制备 | |
| KR100791512B1 (ko) | 나노구조로 이루어진 하이브리드형 조직재생용 멤브레인과스캐폴드 및 그들의 제조방법 | |
| JP2010537763A (ja) | 生体活性のあるナノ複合体材料 | |
| CN102205149B (zh) | 羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合骨修复材料及制备方法 | |
| CN101474429B (zh) | 两步法制备羟基磷灰石-丝素蛋白复合支架材料的方法 | |
| CN105597155A (zh) | 一锅法制备羟基磷灰石-天然高分子纳米复合物的方法 | |
| TWI517866B (zh) | Porous bone filling material | |
| CN1775306A (zh) | 多孔胶原复合纳米羟基磷灰石人工骨的制备方法 | |
| CN103665685A (zh) | 一种聚乙烯醇复合水凝胶及其制备方法 | |
| CN114452439B (zh) | 一种仿生天然骨矿组成的羟基磷灰石/白磷钙石生物活性陶瓷支架及其制备方法 | |
| KR101273536B1 (ko) | 골조직 공학용 탄소 나노튜브-접합된 키토산-하이드록시아파타이트 복합물 및 그의 제조방법 | |
| CN102085391A (zh) | 羟基磷灰石/壳聚糖-丝素蛋白纳米复合材料及制备方法 | |
| WO2007011172A1 (en) | Preparation method of porous beta tricalcium phosphate granules | |
| Kumar et al. | Hydroxyapatite: a versatile bioceramic for tissue engineering application | |
| CN104415399A (zh) | 一种羟基磷灰石/石墨烯纳米复合粉末制备方法及其产品 | |
| CN108404203A (zh) | 一种还原氧化石墨烯/生物玻璃纳米纤维支架的制备方法 | |
| Liu et al. | Three-dimensional porous reduced graphene oxide/hydroxyapatite membrane for guided bone regeneration | |
| CN103656756B (zh) | 一种纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合膜材料及其制备方法 | |
| CN102008753A (zh) | 一种用于骨修复的有机-无机复合凝胶材料及其制备方法 | |
| CN101066473B (zh) | 纤维蛋白凝胶与钙磷纳米粒子复合支架的制备方法 | |
| CN102973980A (zh) | 一种无机/有机双相纳米复合骨组织工程支架及其制备方法 | |
| CN105457090A (zh) | 一种镁元素部分取代的羟基磷灰石纤维及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090506 |