專利名稱：磷灰石超細(xì)纖維材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磷灰石超細(xì)纖維材料及其制備方法，屬于骨組織修復(fù)材料技術(shù)。
背景技術(shù)：
羥基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2，HA]與人自然骨中的磷灰石晶體在結(jié)構(gòu)和組成上較為相似，是主要的骨修復(fù)材料品種(俞耀庭，張興棟.生物醫(yī)用材料[M]，天津天津大學(xué)出版社，2002 121-40，145)。溶膠-凝膠法是一種低溫合成HA的有效方法，生成的HA組成均一、純度高且為低晶態(tài)，與骨磷灰石的結(jié)構(gòu)最為相似(Liu DM，Troczynski T，TsengWJ，et al.Aging effect on the phase evolution of Water-based sol-gelhydroxyapatite，Biomaterials 2003，231227-1236)。
由靜電紡絲可以制備直徑為納米級(jí)至亞微米級(jí)的超細(xì)纖維，由超細(xì)纖維所構(gòu)成的無(wú)紡膜具有很高的孔隙率和比表面積，因此在藥物釋放載體、組織工程支架和功能材料等方面具有廣闊的應(yīng)用前景(Huang ZM，Zhang YZ，Kotaki M et al，A.review on polymernanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites，Compositescience and technology，2003，632223-2253)。近年來(lái)，以聚合物為賦形劑用電紡法將金屬氧化物、碳納米管等無(wú)機(jī)材料制成納米纖維已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)(Li D，Xia YN.Electrospinning of nanofibersreinventing the wheel？Advanced Materials，2004，16(14)1151~1170)。
在以往的研究中，只有少量關(guān)于電紡制備HA纖維的研究(Wu YQ，Hench LL，Du J，ChoyKL.Preparation of hydroxyapatite fibers by electrospinning technique.Journalof American Ceramic Society，2004，87(10)1988-1991)，但其纖維直徑較粗，為10～30μm。未見(jiàn)直徑為納米級(jí)磷灰石超細(xì)纖維的研究報(bào)道或發(fā)明專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種磷灰石超細(xì)纖維材料及其制備方法，該材料具有與天然骨相似的無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)，用作骨修復(fù)材料，具有在體內(nèi)可降解、細(xì)胞親和性好及促進(jìn)壞損組織迅速康復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，其制備方法過(guò)程簡(jiǎn)單。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的一種磷灰石超細(xì)纖維材料，其特征在于，該纖維材料為成分為羥基磷灰石和β-磷酸三鈣組成的雙相磷酸鈣的、直徑為100-500nm的超細(xì)纖維。
上述磷灰石超細(xì)纖維材料的制備方法，其特征在于包括以下過(guò)程以亞磷酸三乙酯與蒸餾水按摩爾比為9.24∶1混和，在密封、劇烈攪拌條件下水解80h以上，之后按鈣磷摩爾比為1.67加入2mol/L硝酸鈣水溶液，使其混和均勻后置于30-60℃烘箱中時(shí)效處理2-10h，即得到溶膠溶液。將溶膠溶液與乙醇按體積比為6/4-9/1混和，在100ml混和液中加入Mw為80-130萬(wàn)的聚乙烯基吡咯烷6-20g配成電紡溶液。該電紡溶液在電紡裝置中以電壓為10-25kV、接收距離為10-20cm、流量0.1-0.5ml/h條件下進(jìn)行電紡成直徑為100-500nm的超細(xì)纖維，之后在85-100℃溫度下干燥1-10h且在500-1000℃煅燒10-60min后即得到磷灰石超細(xì)纖維材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，納米級(jí)超細(xì)纖維狀磷灰石，具有比表面積大、生物降解性優(yōu)良、細(xì)胞親和性好等優(yōu)點(diǎn)，其制備方法過(guò)程簡(jiǎn)單。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1取5g亞磷酸三乙酯，加入蒸餾水5g，在密封、劇烈攪拌條件下水解100h。之后加入2mol/L硝酸鈣水溶液25mL，使其混和均勻后置于45℃烘箱中放置2h，得溶膠溶液。取此溶膠溶液7mL與3mL的乙醇混和，并加入0.7g的Mw為130萬(wàn)聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)形成電紡溶液。將其置于靜電紡絲裝置中，在電壓為15kV、接收距離為12cm、流量為0.1ml/h、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為2m/min的條件下進(jìn)行電紡得白色膜狀物。電紡膜在85℃下鼓風(fēng)干燥5h后，再在600℃下的煅燒10min即得到直徑為300nm-500nm的磷灰石纖維。
實(shí)施例2取1g亞磷酸三乙酯，加入蒸餾水1g，在密封、劇烈攪拌條件下水解100h。之后加入2mol/L硝酸鈣水溶液5mL，使其混和均勻后置于45℃烘箱中放置2h，得溶膠溶液。取此溶膠溶液4mL與1mL的乙醇混和，并加入0.35g的Mw為100萬(wàn)聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)形成電紡溶液。將其置于靜電紡絲裝置中，在電壓為15kV、接收距離為12cm、流量為0.1ml/h、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為2m/min的條件下進(jìn)行電紡得白色膜狀物。電紡膜在85℃下鼓風(fēng)干燥5h后，再在800℃下的煅燒10min即得到直徑為200nm-500nm的磷灰石纖維。
實(shí)施例3取5g亞磷酸三乙酯，加入蒸餾水5g，在密封、劇烈攪拌條件下水解100h。之后加入2mol/L硝酸鈣水溶液25mL，使其混和均勻后置于45℃烘箱中放置2h，得溶膠溶液。取此溶膠溶液9mL與1mL的乙醇混和，并加入0.6g的Mw為130萬(wàn)聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)形成電紡溶液。將其置于靜電紡絲裝置中，在電壓為15kV、接收距離為12cm、流量為0.1ml/h、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為2m/min的條件下進(jìn)行電紡得白色膜狀物。電紡膜在85℃下鼓風(fēng)干燥5h后，再在600℃下的煅燒10min即得到直徑為100nm-400nm的磷灰石纖維。
實(shí)施例4取5g亞磷酸三乙酯，加入蒸餾水5g，在密封、劇烈攪拌條件下水解100h。之后加入2mol/L硝酸鈣水溶液25mL，使其混和均勻后置于45℃烘箱中放置2h，得溶膠溶液。取此溶膠溶液7mL與3mL的乙醇混和，并加入0.9g的Mw為80萬(wàn)聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)形成電紡溶液。將其置于靜電紡絲裝置中，在電壓為15kV、接收距離為12cm、流量為0.1ml/h、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為2m/min的條件下進(jìn)行電紡得白色膜狀物。電紡膜在85℃下鼓風(fēng)干燥5h后，再在1000℃下的煅燒10min即得到直徑為100nm-500nm的磷灰石纖維。
權(quán)利要求
1.一種磷灰石超細(xì)纖維材料，其特征在于，該纖維材料為成分為羥基磷灰石和β-磷酸三鈣組成的雙相磷酸鈣的、直徑為100-500nm的超細(xì)纖維。
2.一種制備權(quán)利要求1所述的磷灰石超細(xì)纖維材料的方法，其特征在于包括以下過(guò)程以亞磷酸三乙酯與蒸餾水按摩爾比為9.24∶1混和，在密封、劇烈攪拌條件下水解80h以上，之后按鈣磷摩爾比為1.67加入2mol/L硝酸鈣水溶液，使其混和均勻后置于30-60℃烘箱中時(shí)效處理2-10h，即得到溶膠溶液，將溶膠溶液與乙醇按體積比為6/4-9/1混和，在100ml混和液中加入Mw為80-130萬(wàn)的聚乙烯基吡咯烷6-20g配成電紡溶液，該電紡溶液在電紡裝置中以電壓為10-25kV、接收距離為10-20cm、流量0.1-0.5ml/h條件下進(jìn)行電紡成直徑為100-500nm的超細(xì)纖維，之后在85-100℃溫度下干燥1-10h且在500-1000℃煅燒10-60min后即得到磷灰石超細(xì)纖維材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磷灰石超細(xì)纖維材料及其制備方法，屬于骨組織修復(fù)材料技術(shù)。以亞磷酸三乙酯與蒸餾水按摩爾比為9.24∶1混和，經(jīng)攪拌條件下水解之后按鈣磷摩爾比為1.67加入硝酸鈣水溶液，混和均勻后時(shí)效處理得到溶膠溶液，將溶膠溶液與乙醇混和，并與聚乙烯基吡咯烷酮配成電紡溶液，以該電紡溶液在電紡裝置中以電壓為10－25kV、接收距離為10－20cm、流量0.1－0.5ml/h條件下進(jìn)行電紡成直徑為100－500nm的超細(xì)纖維，之后經(jīng)干燥和煅燒后即得到成分為羥基磷灰石和β－磷酸三鈣組成的雙相磷酸鈣的、直徑為100－500nm的磷灰石超細(xì)纖維材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，制得納米級(jí)超細(xì)纖維狀磷灰石，具有比表面積大、生物降解性優(yōu)良、細(xì)胞親和性好等優(yōu)點(diǎn)，其制備方法過(guò)程簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)D01F9/08GK1751745SQ200510014700
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者袁曉燕, 丁雅梅 申請(qǐng)人:天津大學(xué)