專利名稱：抗抑菌性花瓣狀或片狀Ag/Cu/HAP納米復合粉體的制備方法
技術領域：
本發明屬于生物醫學和環境工程領域的先進材料制備，具體涉及一種 抗抑菌性花瓣狀或片狀Ag/Cu/HAP納米復合粉體的制備方法。
技術背景研究表明片狀HAP具有優良的促使細胞附著和繁殖的性能(如 纖維細胞L929的附著和生長)(J. X. Zhang， M. Maeda, N. Kotobuki， et al. Aqueous processing of hydroxyapatite [J]. Mater. Chem. and Phy.， 2006, 99(2-3): 398-404.; K Yamauchi, T. Goda, N. Takeuchi， et al. Preparation of collagen/calcium phosphate multilayer sheet using enzymatic mineralization[J]. Biomaterials， 2004, 25(24): 5481-5489.)，片狀HAP晶體的制備研究較少，而且主要集中于板條狀、片狀HAP晶體涂層的制 備，多采用電沉積法和有機模板法(胡仁，時海燕，林理文，等.電化學 沉積羥基磷灰石過程晶體生長行為[J].物理化學學報，2005， 21 (2): 197-201.;黃蘇萍，周科朝，劉詠.羥基磷灰石在有機膜上的受控生長[J]. 材料研究學報，2004， 18 (1) : 66-70.;黃志良，張聯盟,劉羽，等.有機模 板誘導/均相沉淀法對羥基磷灰石(HAP)晶體形貌的控制生長[J].人工晶 體學報，2006， 35 (2) : 261-264.;趙勇，鄧霞，聶蓉蓉，等.絲素蛋 白膜仿生沉積磷灰石的實驗研究[J].口腔醫學研究，2006， 22 (2): 116-119.) ， K. Loku (K. Loku， S. Yoshimura， H. Fujimori, et al. Hydrothermal preparation of fibrous apatite and apatite sheet[J]. Solid State Ionics, 2002,151 (1-4):147畫150.) 、 A.C. Lawson ( AC Lawson, J.T. Czemuszka. Production and characterisation of a collagen-calcium phosphate composite for use as a bone substitute[C].Mater. Res. Soc.Symposium-Proceedings,. 1999, 550: 273-278.)和J.X.Zhang等人采用水 熱法制備出了須狀和片狀HAP的混合晶體，但屬于非納米級的生物材 料，而且，不具有抗抑菌性。生物材料使用過程中的細菌感染是導致骨移植失敗的主要原因之一， 這一問題已經弓胞人們的重視，采用抗生素重組骨可以解決這一問題，但 只有短期的療效。發明內容本發明的目的在于提供一種抗抑菌性花瓣狀或片狀Ag/Cu/HAP納米 復合粉體的制備方法，所得復合粉體既具有良好的生物活性、生物相容性, 又具有抗菌廣譜和持久性，同時有利于正常細胞的附著生長的。為達到上述目的，本發明采用的制備方法為1) 首先，取硝酸鈣(Ca(N03)2)和磷酸氫二銨((NH4)2HP04)分別 溶于水中配制成0.1mol/L的溶液，并按Ca(N03)2: ,)211 04為1.67的體積 比混合，以硝酸(HN03)調節酸度至混合溶液澄清透明；2) 然后，按l: 1的質量比將水與質量濃度為25%的氨水混合得氨水溶 液，取上述澄清透明的混合溶液總體積的0.1-0.2倍的氨水溶液，將AgN03 和Cu(NO^—起加入到所制得的氨水溶液中，其濃度分別控制在0.001 0.01mol/L;3) 其次，將得到的Ag+，Ci^混合氨溶液于4(TC，強力攪拌下以60ml/h 的速度滴加到混合溶液中合成花瓣狀或片狀納米HAP復合粉體，加料結束 后，得到Ag/Cu/HAP復合粉體懸浮液；4) 最后，將Ag/Cu/HAP懸浮液在攪拌下水浴加熱至95-10(TC，并維持 3-5h，然后，在4(TC-6(TC水浴中靜置24-36h，此后，真空過濾和10(TC燥20-24h，隨爐冷卻至室溫，可得到蓬松的花瓣狀或片狀Ag/Cu/HAP復合 粉體。本發明采用共沉淀水解法將抗抑菌性最強的Ag+和012+摻入HAP中， 制備出花瓣狀晶體，不僅操作簡單，而且，摻雜均勻、完全；以此為原料 與高分子物質形成復合材料，該復合材料制成的植入體具有強的抗抑菌 性，且抗菌廣譜、持久；由于摻雜離子為過渡元素的離子，與高分子物質 復合，其化學結合力強；由于具有花瓣狀晶體形貌，有利于細胞的附著和 繁殖，因而具有良好的生物相容性。
圖1是按照本發明的制備方法制得的Ag/Cu/HAP晶體的SEM圖， (a)100。C，(b)300。C。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。實施例l:1) 首先，取硝酸鈣(Ca(N03)2)和磷酸氫二銨((NH4)2HP04)分別 溶于水中配制成0.1mol/L的溶液，并按Ca(N03)2: (]^)210>04為1.67的體積 比混合，以硝酸(HN03)調節酸度至混合溶液澄清透明；2) 然后，按l: 1的質量比將水與質量濃度為25%的氨水混合得氨水溶 液，取上述澄清透明的混合溶液總體積的0.2倍的氨水溶液，將AgN03和 Cu(N03)2—起加入到所制得的氨水溶液中，其濃度分別控制在0.001mol/L;3) 其次，將得到的Ag+,C^+混合氨溶液于4(TC，強力攪拌下以60ml/h 的速度滴加到混合溶液中合成花瓣狀或片狀納米HAP復合粉體，加料結束 后，得到Ag/Cu/HAP復合粉體懸浮液；4)最后，將Ag/Cu/HAP懸浮液在攪拌下水浴加熱至98-C，并維持4h， 然后，在6(TC水浴中靜置24h，此后，真空過濾和10(TC干燥20h，隨爐冷 卻至室溫，可得到蓬松的花瓣狀或片狀Ag/Cu/HAP復合粉體。實施例2:1) 首先，取硝酸鈣(Ca(N03)2)和磷酸氫二銨((NH4)2HP04)分別 溶于水中配制成0.1mol/L的溶液，并按Ca(N03)2: (NH4)2HP04為1.67的體積 比混合，以硝酸(HN03)調節酸度至混合溶液澄清透明；2) 然后，按l: 1的質量比將水與質量濃度為25%的氨水混合得氨水溶 液，取上述澄清透明的混合溶液總體積的0.15倍的氮水溶液，將AgN03和 Cu(N03)2—起加入到所制得的氨水溶液中，其濃度分別控制在0.01mol/L;3) 其次，將得到的Ag+，C^+混合氨溶液于4(TC，強力攪拌下以60ml/h 的速度滴加到混合溶液中合成花瓣狀或片狀納米HAP復合粉體，加料結束 后，得到Ag/Cu/HAP復合粉體懸浮液；4) 最后，將Ag/Cu/HAP懸浮液在攪拌下水浴加熱至95'C，并維持5h， 然后，在4(TC水浴中靜置36h，此后，真空過濾和10(TC干燥22h，隨爐冷 卻至室溫，可得到蓬松的花瓣狀或片狀Ag/Cu/HAP復合粉體。實施例3:1) 首先，取硝酸鈣(Ca(N03)2)和磷酸氫二銨((NH4)2HP04)分別 溶于水中配制成0.1mol/L的溶液，并按Ca(N03)2: 一)21^04為1.67的體積 比混合，以硝酸(HN03)調節酸度至混合溶液澄清透明；2) 然后，按l: 1的質量比將水與質量濃度為25%的氨水混合得氨水溶 液，取上述澄清透明的混合溶液總體積的0.1倍的氨水溶液，將AgN03和 Qi(N03)2—起加入到所制得的氨水溶液中，其濃度分別控制在0.005mol/L;3) 其次，將得到的Ag+,Q^混合氨溶液于4(TC，強力攪拌下以60ml/h 的速度滴加到混合溶液中合成花瓣狀或片狀納米HAP復合粉體，加料結束 后，得到Ag/Cu/HAP復合粉體懸浮液；4) 最后，將Ag/Cu/HAP懸浮液在攪拌下水浴加熱至97"，并維持4.5h， 然后，在55'C水浴中靜置26h，此后，真空過濾和10(TC干燥24h，隨爐冷 卻至室溫，可得到蓬松的花瓣狀或片^g/Cu/HAP復合粉體。實施例4:1) 首先，取硝酸鈣(Ca(N03)2)和磷酸氫二銨((NH4)2HP04)分別 溶于水中配制成0.1mol/L的溶液，并按Ca(N03)2: ,)2^04為1.67的體積 比混合，以硝酸(HN03)調節酸度至混合溶液澄清透明；2) 然后，按l: 1的質量比將水與質量濃度為25%的氨水混合得氨水溶 液，取上述澄清透明的混合溶液總體積的0.18倍的氨水溶液，將AgN03和 Cu(N03)2—起加入到所制得的氨水溶液中，其濃度分別控制在0.003mol/L;3) 其次，將得到的Ag+,C^+混合氨溶液于4(TC，強力攪拌下以60ml/h 的速度滴加到混合溶液中合成花瓣狀或片狀納米HAP復合粉體，加料結束 后，得到Ag/Cu/HAP復合粉體懸浮液；4) 最后，將Ag/Cu/HAP懸浮液在攪拌下水浴加熱至10(TC，并維持3h， 然后，在45-C水浴中靜置32h，此后，真空過濾和100'C干燥21h，隨爐冷 卻至室溫，可得到蓬松的花瓣狀或片^IMg/Cu/HAP復合粉體。實施例5:1)首先，取硝酸鈣(Ca(N03)2)和磷酸氫二銨((NH4)2HP04)分別 溶于水中配制成0.1mol/L的溶液，并按Ca(N03)2: (NH4)2HP04為1.67的體積 比混合，以硝酸(HN03)調節酸度至混合溶液澄清透明；2) 然后，按l: 1的質量比將水與質量濃度為25%的氨水混合得氨水溶 液，取上述澄清透明的混合溶液總體積的0.13倍的氨水溶液，將AgN03和 Cu(N03)2—起加入到所制得的氨水溶液中，其濃度分別控制在0.008mol/L;3) 其次，將得到的Ag+,Ci^+混合氨溶液于4(TC,強力攪拌下以60ml/h 的速度滴加到混合溶液中合成花瓣狀或片狀納米HAP復合粉體，加料結束 后，得到Ag/Cu/HAP復合粉體懸浮液；4) 最后，將Ag/Cu/HAP懸浮液在攪拌下水浴加熱至96t:，并維持3.5h， 然后，在50。C水浴中靜置28h，此后，真空過濾和10(TC干燥23h，隨爐冷 卻至室溫，可得到蓬松的花瓣狀或片狀Ag/Cu/HAP復合粉體。本發明制備中，摻雜離子在溶液狀態下緩慢加入合成系統，摻雜均勻； 在合成中銀離子、銅離子均以氨合絡離子的形成存在反應溶液中，加料完 畢在攪拌下7jC浴加熱至95-100°C，并維持3-5h，主要作用是揮發除去溶 液中的氨，使兩種摻雜離子從絡離子中釋放出來，通過發生水解形成沉淀 或通過離子交換使其完全進入到納米HAP復合粉體中；合成中將銀、銅 的氨溶液加入到酸性的鈣、磷前體溶液中是合成花瓣狀HAP復合粉體的 關鍵步驟之一，加料次序不可顛倒，否則，將得到針狀晶體。本發明顯著特點是在不加入模板劑的條件下合成出花瓣狀的銀銅摻 雜納米HAP復合粉體，具有抗菌性，摻雜均勻，反應結束后通過升溫攪 拌使摻雜離子完全進入產品中，摻雜量易于控制。圖1的結果表明，IO(TC烘干所得產品為厚20-50nm，面積為 500x500-1000nm 30(TC處理2h，花瓣展開成樹葉狀。以純HAP為參照， 含銀1%、銅0.5%的Ag/Cu/HAP納米復合粉體，其最小抑菌濃度為 3000ppm。
權利要求
1、抗抑菌性花瓣狀或片狀Ag/Cu/HAP納米復合粉體的制備方法，其特征在于1)首先，取硝酸鈣(Ca(NO3)2)和磷酸氫二銨((NH4)2HPO4)分別溶于水中配制成0.1mol/L的溶液，并按Ca(NO3)2∶(NH4)2HPO4為1.67的體積比混合，以硝酸(HNO3)調節酸度至混合溶液澄清透明；2)然后，按1∶1的質量比將水與質量濃度為25％的氨水混合得氨水溶液，取上述澄清透明的混合溶液總體積的0.1-0.2倍的氨水溶液，將AgNO3和Cu(NO3)2一起加入到所制得的氨水溶液中，其濃度分別控制在0.001～0.01mol/L；3)其次，將得到的Ag+，Cu2+混合氨溶液于40℃，強力攪拌下以60ml/h的速度滴加到混合溶液中合成花瓣狀或片狀納米HAP復合粉體，加料結束后，得到Ag/Cu/HAP復合粉體懸浮液；4)最后，將Ag/Cu/HAP懸浮液在攪拌下水浴加熱至95-100℃，并維持3-5h，然后，在40℃-60℃水浴中靜置24-36h，此后，真空過濾和100℃干燥20-24h，隨爐冷卻至室溫，可得到蓬松的花瓣狀或片狀Ag/Cu/HAP復合粉體。
全文摘要
抗抑菌性花瓣狀或片狀Ag/Cu/HAP納米復合粉體的制備方法，采用共沉淀水解法將抗抑菌性最強的Ag<sup>+</sup>和Cu<sup>2+</sup>摻入HAP中，制備出花瓣狀晶體，不僅操作簡單，而且，摻雜均勻、完全；以此為原料與高分子物質形成復合材料，該復合材料制成的植入體具有強的抗抑菌性，且抗菌廣譜、持久；由于摻雜離子為過渡元素的離子，與高分子物質復合，其化學結合力強；由于具有花瓣狀晶體形貌，有利于細胞的附著和繁殖，因而具有良好的生物相容性。
文檔編號A61L27/40GK101327340SQ200810150320
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月11日 優先權日2008年7月11日
發明者徐可為, 輝 楊 申請人:西安交通大學