CN105439110A - 一种Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料和晶体磷灰石材料 - Google Patents

一种Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料和晶体磷灰石材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料和晶体磷灰石材料，属于生物医用材料领域。以Ca(NO3)2、Mg(NO3)2、Sr(NO3)2、(NH4)2HPO4和氨水溶液为原材料，快速制备掺杂不同浓度Sr、Mg的非晶磷灰石材料，再经热处理转化为掺杂不同浓度Sr、Mg的纳米缺钙羟基磷灰石或纳米磷酸三钙材料。该非晶材料与传统羟基磷灰石晶体材料相比，溶解度较高。Sr、Mg元素掺杂后，Sr元素可以促进新骨形成，减少骨的再吸收，调节钙代谢，降低破骨细胞活性；Mg元素可以影响骨质的早期生长，调控骨质的生长和重塑。因此，合成的非晶磷灰石及其晶化产物在骨修复和骨移植领域有着重要的作用。

Description

一种Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料和晶体磷灰石材料
技术领域
本发明涉及生物医学材料技术领域，具体涉及一种Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料和晶体磷灰石材料。
背景技术
骨骼是人体的支架，具有支持、保护、造血等重要的功能，是人体重要的组织器官。迄今为止，世界范围内用于临床治疗骨缺损修复的材料主要有金属合金材料、高分子材料和生物陶瓷材料。其中，生物陶瓷材料主要包括羟基磷灰石(HA)、β相磷酸三钙(β-TCP)以及两者的混合物(两相磷酸钙材料)。对于骨缺损修复，羟基磷灰石陶瓷体内基本不降解，不利于新骨再生；而β相磷酸三钙陶瓷可以体内降解，然而有些应用中其降解快于新骨再生，不利于形成完整的骨结构。非晶磷灰石材料的溶解度介于羟基磷灰石和β相磷酸三钙之间，降解速度适中。
此外研究表明许多微量元素在骨骼再生中起到关键作用。例如Sr元素可以促进新骨形成，减少骨的再吸收，调节钙代谢，降低破骨细胞活性([1]BrauxJ,VelardF,GuillaumeC,BouthorsS,JallotE,NedelecJM,Laurent-MaquinD,LaquerrièreP.Anewinsightintothedissociatingeffectofstrontiumonboneresorptionandformation.ActaBiomaterialia,2011,7(6):2593-2603.)；Mg元素可以提高β-TCP陶瓷相变温度，影响骨质的早期生长，调控骨质的生长和重塑([2]IlichJZ,KerstetterJE.DegradableBiomaterialsbasedonMagnesiumCorrosion.JAmericanCollegeofNutrition,2000,19(6):715-737；[3]FameryR,RichardN,BochP.Preparationofα-andβ-tricalciumphosphateceramics,withandwithoutmagnesiumaddition.CeramicInternational,1994,20:327-36.)。因此，研究开发这两种元素掺杂的生物陶瓷材料将具有重要的临床应用价值。
发明内容
本发明目的是针对现有羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(β-TCP)人工骨材料降解速度与新骨形成速度不一致(HA晶体难于降解、β-TCP降解较快)，不利于新骨生长，同时HA和β-TCP人工骨支架的生物活性较差等问题，提供一种Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料和晶体磷灰石材料，Sr、Mg元素掺杂可以提高磷灰石材料的生物活性，具有重要的临床应用价值。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料，其为非晶态材料，化学式为：(Ca(9-x-y)SrxMgy)(HPO4)(PO4)5(OH)；其中：x为Sr元素的原子个数，y为Mg元素的原子个数，x取值范围为：0≤x≤1.8，y取值范围为：0≤y≤1.28。
该非晶磷灰石材料中，当x与y均为0时，为无掺杂的非晶态磷灰石材料；当x与y中之一为0时，为仅掺杂Sr元素的非晶磷灰石材料(0<x≤1.8，y＝0)或仅掺杂Mg的非晶磷灰石材料(x＝0，0<y≤1.28)；当x与y都不为0时，为同时掺杂Sr和Mg元素的非晶磷灰石材料(0<x≤0.9，0<y≤0.45)。
上述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料的制备是以Ca(NO3)2、Mg(NO3)2、Sr(NO3)2、(NH4)2HPO4和氨水溶液(NH3·H2O)作为原材料，通过化学沉淀法制备获得所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料(包括无掺杂非晶磷灰石材料和掺杂不同浓度Sr、Mg元素的非晶磷灰石材料)；其制备具体包括如下步骤：
(1)将Ca(NO3)2、Mg(NO3)2和Sr(NO3)2按照所需的非晶磷灰石材料中Ca、Sr和Mg元素原子比例进行配比(通过调节x和y的值，调节非晶缺钙羟基磷灰石中Sr、Mg元素的浓度)，然后溶于去离子水中形成混合溶液，用25wt.％的氨水溶液将所述混合溶液的pH值调节至9-10，得到溶液A；
(2)将(NH4)2HPO4按照所需的非晶磷灰石材料中P元素的摩尔比例配比，并溶于去离子水中，用25wt.％的氨水溶液将其pH值调节至9-10，得到溶液B；
(3)将溶液A迅速倒入溶液B中，磁力搅拌均匀后用抽滤瓶进行抽滤，并用去离子水和酒精分别清洗三遍，得到乳白色Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石沉淀；冷冻干燥24小时后，获得粉末状所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料。
步骤(3)中发生的沉淀反应方程式如下式(1)。
(9-x-y)Ca(NO3)2+xSr(NO3)2+yMg(NO3)2+6(NH4)2HPO4+6NH3·H2O→
(Ca(9-x-y)SrxMgy)(HPO4)(PO4)5(OH)+18NH4NO3+5H2O(1)
本发明利用所述非晶磷灰石材料可以进一步制备获得Sr和Mg元素掺杂的晶体磷灰石材料，即，将所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料经热处理后获得，包括Sr和Mg元素掺杂的纳米缺钙羟基磷灰石晶体和Sr和Mg元素掺杂的β相磷酸三钙(β-TCP)晶体。其中：
将所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料在120℃热处理3-24小时后获得所述Sr和Mg元素掺杂的纳米缺钙羟基磷灰石晶体(恒温时间越长材料晶化程度越好)，其中：Sr元素的原子百分比(按Sr/(Ca+Sr+Mg)计算)范围为0-20％，Mg元素的摩尔百分比(按Mg/(Ca+Sr+Mg)计算)范围为0-10％。
所得Sr和Mg元素掺杂的纳米缺钙羟基磷灰石晶体中，包含无掺杂的纳米缺钙羟基磷灰石晶体(Sr和Mg元素掺杂量都为0时)、仅掺杂Sr的纳米缺钙羟基磷灰石晶体(Sr的原子百分比(按Sr/(Ca+Sr)计算)≤20％，Mg掺杂量为0)、仅掺杂Mg的纳米缺钙羟基磷灰石晶体(Sr的掺杂量为0，Mg的原子百分比(按Mg/(Ca+Mg)计算)≤10％)、以及Sr和Mg共掺杂纳米缺钙羟基磷灰石晶体(Sr的原子百分比(按Sr/(Ca+Sr+Mg)计算)≤10％且Mg的摩尔百分比(按Mg/(Ca+Sr+Mg)计算)≤5％)。
将所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料在800℃热处理3小时后获得所述Sr和Mg元素掺杂的β相磷酸三钙(β-TCP)晶体，其中：Sr元素的摩尔百分比(按Sr/(Ca+Sr+Mg)计算)范围在0-20％，Mg元素的摩尔百分比(按Mg/(Ca+Sr+Mg)计算)范围在0-14.25％。
所得Sr和Mg元素掺杂的β相磷酸三钙(β-TCP)晶体中，包含无掺杂的β相磷酸三钙(β-TCP)晶体(Sr和Mg元素掺杂量都为0时)、仅掺杂Sr的β相磷酸三钙(β-TCP)晶体(Sr的原子百分比(Sr/(Ca+Sr))≤20％，Mg掺杂量为0)、仅掺杂Mg的β相磷酸三钙(β-TCP)晶体(Sr的掺杂量为0，Mg的原子百分比(Mg/(Ca+Mg))≤14.25％)、以及Sr和Mg共掺杂β相磷酸三钙(β-TCP)晶体(Sr的原子百分比(Sr/(Ca+Sr+Mg))≤10％且Mg的摩尔百分比(Mg/(Ca+Sr+Mg))≤5％)。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明提供了一种制备非晶磷灰石及掺杂不同浓度Sr、Mg元素非晶磷灰石的方法，同时通过一定热处理工艺制备出掺杂不同浓度Sr、Mg元素的纳米缺钙羟基磷灰石晶体和β-TCP晶体材料。
2、Sr、Mg元素掺杂后，Sr元素可以促进新骨形成，减少骨的再吸收，调节钙代谢，降低破骨细胞活性，Mg元素可以影响骨质的早期生长，提高β-TCP陶瓷相变温度，调控骨质的生长和重塑。Sr、Mg元素的掺杂提高了制备的磷灰石材料的生物活性。
3、与骨组成相似，人的牙釉质中羟基磷灰石的含量在95％以上，因此，考虑到羟基磷灰石与牙釉质具有相同结构和高亲和力的特点，本发明合成的非晶磷灰石及Sr、Mg元素掺杂的磷灰石材料也可以应用于牙齿修复和保健材料领域。
附图说明
图1为实施例1合成的磷灰石材料的粉末X光衍射图谱：(a)冷冻干燥的非晶磷灰石，(b)经120℃热处理3小时后得到的纳米缺钙羟基磷灰石晶体，(c)800℃热处理3小时后得到的β-TCP晶体材料。
图2为实施例1所得纯相非晶磷灰石材料的红外谱图。
图3为实施例2冷冻干燥后掺杂摩尔百分比14.25％Mg(Mg/(Ca+Mg)＝14.25％)的非晶磷灰石的透射电镜照片。
图4为掺杂不同浓度Sr、Mg元素非晶磷灰石材料经120℃热处理3小时后生成纳米缺钙羟基磷灰石晶体的粉末X光衍射图：(a)掺杂摩尔百分比20％Sr纳米缺钙羟基磷灰石，(b)掺杂摩尔百分比9.67％Mg纳米缺钙羟基磷灰石，(c)掺杂摩尔百分比5％Mg、10％Sr缺钙纳米羟基磷灰石。
图5为掺杂不同浓度Sr、Mg元素非晶磷灰石材料经800℃热处理3小时后生成β-TCP晶体的粉末X光衍射图：(a)掺杂摩尔百分比20％Sr的β-TCP晶体材料，(b)掺杂摩尔百分比15％Sr的β-TCP晶体材料，(c)掺杂摩尔百分比5％Sr的β-TCP晶体材料，(d)掺杂摩尔百分比5％Mg、10％Sr的β-TCP晶体材料，(e)掺杂摩尔百分比14.25％Mg的β-TCP晶体材料。
图6为利用聚氨酯模板法制备的掺杂摩尔百分比5％Mg、10％Sr的β-TCP多孔生物陶瓷。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明是以Ca(NO3)2、Mg(NO3)2、Sr(NO3)2、(NH4)2HPO4和NH3·H2O(氨水溶液)作为原材料，通过调控反应方程式(1)中x、y值，经化学沉淀法制得掺杂不同浓度Sr、Mg元素的非晶磷灰石材料。一方面制备的掺杂Sr、Mg元素的非晶磷灰石可以冷冻干燥密封后于4℃冰箱长期保存，另一方面可以其120℃热处理3-24小时获得掺杂不同浓度Sr、Mg元素的纳米缺钙羟基磷灰石晶体，或进行800℃热处理3小时得到掺杂不同浓度Sr、Mg元素的β-TCP晶体材料，然后利用烧结法制备掺杂不同浓度Sr、Mg元素的β-TCP人工骨陶瓷。
本发明工艺流程为：Ca(NO3)2、Mg(NO3)2、Sr(NO3)2、(NH4)2HPO4和NH3·H2O(氨水溶液)原材料→化学沉淀→冷冻干燥→掺杂不同浓度Sr、Mg元素的非晶磷灰石→热处理→掺杂不同浓度Sr、Mg元素的纳米缺钙羟基磷灰石晶体或磷酸三钙晶体→球磨→烧结；具体包括如下步骤：
1)将Ca(NO3)2、Mg(NO3)2和Sr(NO3)2按照方程(1)中的Ca、Mg和Sr摩尔比例配比(通过调节x和y的值，调节非晶缺钙羟基磷灰石中Sr、Mg元素的浓度)并溶于去离子水中，用质量百分比25％的氨水溶液将上述混合溶液的pH值调节至9-10，得到溶液A；
2)将(NH4)2HPO4按照方程(1)中的P元素的摩尔比例配比，并溶于去离子水中，用质量百分比30％的氨水溶液将其pH值调节至9-10，得到溶液B；
3)将溶液A迅速倒入溶液B中，磁力搅拌均匀后用抽滤瓶进行抽滤，并用去离子水和酒精分别清洗三遍，得到乳白色无掺杂非晶磷灰石或掺杂不同浓度Sr和/或Mg元素的非晶磷灰石沉淀。冷冻干燥24小时，得到相应的非晶磷灰石粉末。
反应方程式：
(9-x-y)Ca(NO3)2+xSr(NO3)2+yMg(NO3)2+6(NH4)2HPO4+6NH3·H2O→
(Ca(9-x-y)SrxMgy)(HPO4)(PO4)5(OH)+18NH4NO3+5H2O(1)
通过调控反应方程(1)中x、y的值，来调节非晶缺钙羟基磷灰石中Sr、Mg元素掺杂的浓度，Sr、Mg掺的杂浓度应控制在一定范围以达到良好的生物活性。
将获得的非晶磷灰石材料通过热处理工艺转化为纳米缺钙羟基磷灰石晶体和掺杂不同浓度Sr、Mg元素的纳米缺钙羟基磷灰石晶体材料的方法如下：
将所述非晶缺钙羟基磷灰石及掺杂不同浓度Sr、Mg元素的非晶缺钙羟基磷灰石材料放入热处理炉内，从室温加热至120℃，在120℃下恒温3-24小时，然后随炉冷却至室温，得到纳米缺钙羟基磷灰石晶体材料和掺杂不同浓度Sr、Mg元素的纳米缺钙羟基磷灰石晶体材料。
将获得的非晶磷灰石材料通过热处理工艺转化为β-TCP晶体及掺杂不同浓度Sr、Mg元素的β-TCP晶体材料的方法如下：
将所述非晶磷灰石材料放入热处理炉内，从室温加热至800℃，在800℃下恒温3小时，然后随炉冷却至室温，得到β-TCP晶体和掺杂不同浓度Sr、Mg元素的β-TCP晶体材料。
实施例1
原材料及要求：Ca(NO3)2(分析纯)、(NH4)2HPO4(分析纯)和NH3·H2O(分析纯)。
快速沉淀：将0.09mol的Ca(NO3)2溶于1L去离子水，得到溶液A(Ca(NO3)2浓度为0.09mol/L)，用磁力搅拌5min(500rpm)，将0.06mol的(NH4)2HPO4溶于1L去离子水，得到溶液B((NH4)2HPO4浓度为0.06mol/L)，用磁力搅拌5min(500rpm)，用质量百分比25％的氨水溶液(分析纯)将这两种溶液的pH值调为9-10，然后将溶液A迅速倒入溶液B中，磁力搅拌30s(500rpm)，用抽滤瓶进行抽滤，并用去离子水和酒精分别清洗三遍，得到乳白色材料。冷冻干燥24小时，得到无掺杂的非晶磷灰石粉末[Ca9(HPO4)(PO4)5(OH)](图1(a)、图2)。
热处理：将所得非晶磷灰石放入热处理炉内120℃进行热处理3小时，得到无掺杂纳米缺钙羟基磷灰石晶体(图1(b))；将所得非晶磷灰石放入热处理炉内800℃进行热处理3小时，得到无掺杂β-TCP晶体材料(图1(c))。
实施例2
本例将0.0772mol的Ca(NO3)2和0.0128mol的Mg(NO3)2溶于1L去离子水，得到溶液A(Ca(NO3)2浓度为0.0772mol/L、Mg(NO3)2浓度为0.0128mol/L)，其余部分与实施例1相同，冷冻干燥24小时，得到掺杂摩尔百分比14.25％Mg的(Mg/(Ca+Mg)＝14.25％)非晶磷灰石粉末(图3)。在热处理炉内800℃进行热处理3小时得到掺杂摩尔百分比14.25％Mg的β-TCP晶体材料(图5(e))。
实施例3
本例将0.0813mol的Ca(NO3)2和0.0087mol的Mg(NO3)2溶于1L去离子水，得到溶液A(Ca(NO3)2浓度为0.0813mol/L、Mg(NO3)2浓度为0.0087mol/L)，其余部分与实施例1相同，冷冻干燥24小时，得到掺杂摩尔百分比9.67％Mg(Mg/(Ca+Mg)＝9.67％)非晶磷灰石粉末。在热处理炉内120℃进行热处理3小时得到掺杂摩尔百分比9.67％Mg的纳米缺钙羟基磷灰石晶体材料(图4(b))。
实施例4
本例将0.072mol的Ca(NO3)2和0.018mol的Sr(NO3)2溶于1L去离子水，得到溶液A(Ca(NO3)2浓度为0.072mol/L、Sr(NO3)2浓度为0.018mol/L)，其余部分实施例1相同，冷冻干燥24小时，得到掺杂摩尔百分比20％Sr(Sr/(Ca+Sr)＝20％)的非晶缺钙羟基磷灰石材料，在热处理炉内120℃进行热处理3小时得到掺杂摩尔百分比20％Sr的纳米缺钙羟基磷灰石晶体材料(图4(a))，在热处理炉内800℃进行热处理3小时得到掺杂摩尔百分比20％Sr的β-TCP晶体材料(图5(a))。
实施例5
本例将0.0765mol的Ca(NO3)2和0.0135mol的Sr(NO3)2溶于1L去离子水，得到溶液A(Ca(NO3)2浓度为0.0765mol/L、Sr(NO3)2浓度为0.0135mol/L)，其余部分实施例1相同，冷冻干燥24小时，得到掺杂摩尔百分比15％Sr(Sr/(Ca+Sr)＝15％)的非晶磷灰石材料。在热处理炉内800℃进行热处理3小时得到掺杂摩尔百分比15％Sr的β-TCP晶体材料(图5(b))。
实施例6
本例将0.0855mol的Ca(NO3)2和0.0045mol的Sr(NO3)2溶于1L去离子水，得到溶液A(Ca(NO3)2浓度为0.0855mol/L、Sr(NO3)2浓度为0.0045mol/L)，其余部分实施例1相同，冷冻干燥24小时，得到掺杂摩尔百分比5％Sr(Sr/(Ca+Sr)＝5％)的非晶磷灰石材料。在热处理炉内800℃进行热处理3小时得到掺杂摩尔百分比5％Sr的β-TCP晶体材料(图5(c))。
实施例7
本例将0.0765mol的Ca(NO3)2、0.009mol的Sr(NO3)2和0.0045mol的Mg(NO3)2溶于1L去离子水，得到溶液A(Ca(NO3)2浓度为0.0765mol/L、Sr(NO3)2浓度为0.009mol/L、Mg(NO3)2浓度为0.0045mol/L)，其余部分实施例1相同，冷冻干燥24小时，得到掺杂摩尔百分比10％Sr(Sr/(Ca+Sr+Mg)＝10％)、5％Mg(Mg/(Ca+Sr+Mg)＝5％)的非晶磷灰石材料。非晶样品在热处理炉内120℃进行热处理3小时得到掺杂摩尔百分比10％Sr、5％Mg的纳米缺钙羟基磷灰石晶体材料(图4(c))。在热处理炉内800℃进行热处理3小时得到掺杂摩尔百分比10％Sr、5％Mg的β-TCP晶体材料(图5(d))。
球磨及烘干：将得到的掺杂摩尔百分比10％Sr、5％Mg的β-TCP晶体材料球磨(200rpm)10小时，在120℃真空烘干3小时。
陶瓷烧结：将烘干后掺杂摩尔百分比10％Sr、5％Mg的β-TCP粉末与质量百分比5％聚乙烯醇溶液混合，每毫升聚乙烯醇溶液中粉体的量为0.8g，搅拌条件下获得均匀浆料，将1ml浆料挤压填充至1cmx1cmx1cm的60ppi聚氨酯多孔支架内，然后在空气氛围中1200℃烧结3小时制得多孔陶瓷(图6)，随炉冷却至室温后取出样品。多孔陶瓷的孔径～200μm，孔隙率为～60％。

Claims (9)

1.一种Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料，其特征在于：所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料为非晶态，其化学式为：(Ca(9-x-y)SrxMgy)(HPO4)(PO4)5(OH)，其中：x为Sr元素的原子个数，y为Mg元素的原子个数，x取值范围为：0≤x≤1.8，y取值范围为：0≤y≤1.28。
2.根据权利要求1所述的Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料，其特征在于：所述非晶磷灰石材料中，当x与y均为0时，为无掺杂的非晶态磷灰石材料；当0<x≤1.8且y＝0时为仅掺杂Sr的非晶磷灰石材料，当x＝0且0<y≤1.28时为仅掺杂Mg的非晶磷灰石材料；当0<x≤0.9且0<y≤0.45时为同时掺杂Sr和Mg元素的非晶磷灰石材料。
3.根据权利要求1或2所述的Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料，其特征在于：所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料的制备是以Ca(NO3)2、Mg(NO3)2、Sr(NO3)2、(NH4)2HPO4和氨水溶液作为原材料，通过化学沉淀法制备获得所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料。
4.根据权利要求3所述的Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料，其特征在于：所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料的制备按照如下步骤进行：
(1)将Ca(NO3)2、Mg(NO3)2和Sr(NO3)2按照所需非晶磷灰石材料中Ca、Sr和Mg元素原子比例进行配比，然后溶于去离子水中形成混合溶液，用25wt.％的氨水溶液将所得混合溶液的pH值调节至9-10，得到溶液A；
(2)将(NH4)2HPO4按照所需非晶磷灰石材料中P元素比例进行配比，并溶于去离子水中，用25wt.％的氨水溶液将其pH值调节至9-10，得到溶液B；
(3)将溶液A加入溶液B中，磁力搅拌均匀后用抽滤瓶进行抽滤，并用去离子水和酒精分别清洗三遍，得到乳白色Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石沉淀；冷冻干燥24小时后，获得粉末状所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料。
5.一种利用权利要求1或2所述的非晶磷灰石材料制备获得的Sr和Mg元素掺杂的晶体磷灰石材料，其特征在于：所述Sr和Mg元素掺杂的晶体磷灰石材料是将所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料经热处理后获得，包括Sr和Mg元素掺杂的纳米缺钙羟基磷灰石晶体和Sr和Mg元素掺杂的β相磷酸三钙晶体。
6.根据权利要求5所述的Sr和Mg元素掺杂的晶体磷灰石材料，其特征在于：将所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料在120℃热处理3-24小时后获得所述Sr和Mg元素掺杂的纳米缺钙羟基磷灰石晶体。
7.根据权利要求6所述的Sr和Mg元素掺杂的晶体磷灰石材料，其特征在于：所述Sr和Mg元素掺杂的纳米缺钙羟基磷灰石晶体中，Sr元素的原子百分比范围为0-20％，Mg元素的原子百分比范围在0-10％。
8.根据权利要求5所述的Sr和Mg元素掺杂的晶体磷灰石材料，其特征在于：将所述Sr和Mg元素掺杂的非晶磷灰石材料在800℃热处理3小时后获得所述Sr和Mg元素掺杂的β相磷酸三钙晶体。
9.根据权利要求8所述的Sr和Mg元素掺杂的晶体磷灰石材料，其特征在于：所述Sr和Mg元素掺杂的β相磷酸三钙晶体中，Sr元素的原子百分比范围在0-20％，Mg元素的原子百分比范围在0-14.25％。
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