專利名稱：一種納米級磷酸三鈣-羥基磷灰石復合材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種進納米材料制備領域，特別是涉及一種納米級磷酸三鈣-羥基磷灰石復合材料的制備方法。
背景技術：
磷酸三鈣(TCP)為代表的生物陶瓷己作為骨修復材料廣泛應用于臨床。但材料的抗彎強度低、脆性大，在生理環境中的疲勞與破壞強度不高，尤其在濕環境下斷裂韌性很低，為一種典型的脆性材料它只能應用于不承受負荷或僅承受純壓應力負荷的情況，使其應用受到較大的限制。
羥基磷灰石(HA)是天然骨的主要無機成分，在骨質中大約占60%。HA具有良好的生物活性和生物相容性，植入人體后能在短時間內與人體的軟硬組織形成緊密結合， 有利于細胞的黏附、生長及分泌膠原，促進鈣化，是一種性能非常優良的骨修復材料。但 HA單晶易碎、強度差、韌性差、難吸收的缺點制約了 HA的臨床應用。
將羥基磷灰石與其它物質組合制成復合材料，不僅兼具組分材料的性質，而且可以得到組分材料不具備的新的特性。因此羥基磷灰石復合材料的研究成為熱點。磷酸鈣、 羥基磷灰石的復合提高了材料力學強度，其具有與骨組織之間無纖維組織介入的骨性連接良好的性能。
隨著納米技術的研發和成熟，人們對骨修復材料的制備和應用有了一個全新的觀念，人工骨修復材料的研究進入一個全新的時代。磷酸三鈣(TCP)和羥基磷灰石HAP是研究較早的骨質修復材料，其生物相容性良好，作為骨缺損修復材料TCP的生物降解性遠遠好于HAP，而且其降解產物可隨體內新陳代謝而排出體外，其臨床應用前景優于其它生物材料，因此近年來對TCP-HAP復合材料的研究日趨增多。TCP-HAP復合材料的成骨機理研究表明，以HAP為骨架TCP降解提供鈣和磷源，使新骨不斷長TCP降解后所形成的空隙中。張興棟、江聽等用化學共沉淀的方法制備出了 TCP-HAP復合粉體；日本的青木秀希等通過調節 Ca (OH) 2 懸浮液和H3PO4溶液中Ca和P的起始混合比，合成了不同Ca/P比的TCP-HAP共沉淀粉末；Suchanek等將HAP顆粒與水熱合成的HAPw(輕基磷灰石晶須)充分混合，經不同溫度燒結制備了 HAPw-HAP復合材料，試驗結果表明HAP晶須能夠有效提高HAPw-HAP復合材料的力學性能。
申請號為CN20061004969. 4，公開號為CN1821143的中國公開專利文獻公開了“一種磷酸鈣復合骨水泥的制備方法”，它由以下步驟實現(1)固相部分采用磷酸鈣和磷酸氫鈣為起始原料，經高溫固相反應合成制得僅含有羥基磷灰石和磷酸三鈣兩晶相的粉劑， 粉末按質量比2:1摻入蔗糖晶體混勻；(2)液相部分丙烯酸-衣康酸共聚液；(3)固相和液相按重量比3:1稱取，在清潔干燥的玻璃板上用不銹鋼調拌刀調和，填入磨具成形，在磷酸鈣骨水泥調和過程中在每個模具中摻入人類基因重組骨形成蛋白_2，即可得到復合BMP-2 的磷酸鈣骨水泥材料。其缺陷在于它是采用高溫固相反應，能耗大、效率低、粉體不夠細、 易混入雜質等；且本技術的起始原料為磷酸鈣和磷酸氫鈣，成本高。發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種工藝設計更為合理、成本低、原料易得的納米級磷酸三鈣-羥基磷灰石復合材料的制備方法。
本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種納米級磷酸三鈣-羥基磷灰石復合材料的制備方法，其特點是，其步驟如下(1)先向鈣漿釜中加適量的水，接著啟動攪拌，向鈣漿釜內加碳酸鈣粉末，制得質量含量為15 25 %的碳酸鈣漿料；(2)將碳酸鈣漿料打入反應釜中，啟動攪拌與加熱，碳酸鈣漿料加熱至80 90°C后，向反應釜內滴加質量濃度為50 85 %磷酸溶液，滴加速度為10 15 Kg/min,反應溫度控制在80 100°C ；碳酸鈣與磷酸的摩爾比為3 :2. 0 2. 1 ；滴加完畢，在此溫度下熟化，至反應釜內上層清液PH值為6. 5 7. 0后，再向反應釜中加入氫氧化鈣或氧化鈣，反應至pH值為7. 5 8. 0，反應溫度為120 150°C，反應10 M小時；(3)反應結束后，冷卻，生成物經離心、干燥，即得磷酸三鈣-羥基磷灰石粉末。
本發明的反應方程式如下
權利要求
1.一種納米級磷酸三鈣-羥基磷灰石復合材料的制備方法，其特征在于，其步驟如下(1)先向鈣漿釜中加適量的水，接著啟動攪拌，向鈣漿釜內加碳酸鈣粉末，制得質量含量為15 25 %的碳酸鈣漿料；(2)將碳酸鈣漿料打入反應釜中，啟動攪拌與加熱，碳酸鈣漿料加熱至80 90°C后，向反應釜內滴加質量濃度為50 85 %磷酸溶液，滴加速度為10 15 Kg/min,反應溫度控制在80 100°C ；碳酸鈣與磷酸的摩爾比為3 :2. 0 2. 1 ；滴加完畢，在此溫度下熟化，至反應釜內上層清液PH值為6. 5 7. 0后，再向反應釜中加入氫氧化鈣或氧化鈣，反應至pH值為7. 5 8. 0，反應溫度為120 150°C，反應10 M小時；(3)反應結束后，冷卻，生成物經離心、干燥，即得磷酸三鈣-羥基磷灰石粉末。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，制得的碳酸鈣漿料的質量含量為20%。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，原料磷酸溶液的質量濃度為70%。
全文摘要
一種納米級磷酸三鈣-羥基磷灰石復合材料的制備方法，其步驟如下將15～25﹪碳酸鈣漿料打入反應釜中，啟動攪拌與加熱，碳酸鈣漿料加熱至80～90℃后，向反應釜內滴加質量濃度為50～85﹪磷酸溶液，反應溫度80～100℃；碳酸鈣與磷酸的摩爾比為32.0～2.1；滴加完畢，在此溫度下熟化，至反應釜內上層清液pH值為6.5～7.0后，再向反應釜中加入氫氧化鈣或氧化鈣，反應至pH值為7.5～8.0，反應溫度為120～150℃，反應10～24小時；反應結束后，冷卻，生成物經離心、干燥，即得磷酸三鈣-羥基磷灰石粉末。本發明工藝設計合理，本發明制得的磷酸鈣-羥基磷灰石復合材料為大批量合成，市場前景好，生產成本低，可實現產業化。
文檔編號B82Y40/00GK102530903SQ201210047600
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月28日 優先權日2012年2月28日
發明者劉順強, 李明達, 祝桂林 申請人:連云港格蘭特化工有限公司