PEG對無定形磷酸鈣形成和結晶影響的研究.pdf

1、磷酸鈣材料是一類應用和研究都很活躍的骨組織替代材料.不同的應用和植入環(huán)境對磷酸鈣材料的生物降解速率有不同的要求,因此,擴大磷酸鈣基材料降解速率的可調范圍,成為目前骨組織支架研究的關鍵科學問題,是當前生物材料界一個具有挑戰(zhàn)性的課題. 目前已有的單相磷酸鈣材料的生物降解速率可調節(jié)范圍很小,但是α-TCP相的生物降解速率是β-TCP相的10倍以上,那么在β-TCP相中引入α-TCP相制備出α/β-TCP復相磷酸鈣材料,可以有效的增加前

2、者的生物降解速率的調節(jié)范圍.這前期的研究工作中也已經證實,復相粉末中隨著α-TCP相含量的增加,溶解速率會顯著加快.因此制備出不同比例的α/β-TCP復相磷酸鈣材料,將能擴大生物降解材料的應用范圍. 目前制備α/β-TCP復相磷酸鈣粉末比較常用的方法為通過提高熱處理溫度來增加復相中β-TCP相的含量.但是此方法制得的粉末熱處理溫度過高會使得粉末晶粒尺寸過大,并且不同的復相磷酸鈣粉末需要不同的熱處理溫度,從而引起會粉末顆粒尺寸范圍

3、極不相同、顆粒不夠均勻等.這些因素都會影響α/β-TCP復相粉末的降解性能,并最終影響粉末的應用. 先制備無定形磷酸鈣(ACP),再以其作為先驅體進行熱處理使之結晶,即可在較低的溫度下獲得復相粉末,并且該方法簡單易行,而且通過調節(jié)ACP的狀態(tài)即可最終控制復相粉末的兩相組成.但是ACP在水溶液中具有很高的反應活性和溶解速率,其無定形相很難保持. 在ACP沉淀制備過程中,添加非離子表面活性劑聚乙二醇可以有效地解決上述問題.利

4、用此方法,可以控制制備復相粉末所需的ACP先驅體的形態(tài).聚乙二醇具有包裹顆粒和聯(lián)接顆粒的作用,前者限制了單個顆粒長大,后者使顆粒集結形成團簇,使團簇粒徑長大.隨著PEG含量在團簇中的增加,可以在熱處理時燃燒放出更多的能量,從而產生了制備不同復相TCP粉末的可能性. 實驗中在5℃條件下,改變聚合物的添加含量,將磷酸氫銨水溶液滴加到硝酸鈣溶液中,得到磷酸鈣沉淀.對沉淀粉末進行表征,在PEG的存在的條件下,發(fā)現(xiàn)當PEG:Ca等于1:1

5、或者大于1:1時,都可以容易地形成無定形磷酸鈣(ACP),并且PEG含量的多少不會影響磷酸鈣沉淀物的無定形態(tài). 將不同PEG添加量的ACP粉末為先驅體進行熱處理,以10℃/min的升溫速率加熱到800℃,并在該溫度下保溫3h,得到磷酸鈣粉末.ACP粉末在800℃上都已經結晶,獲得含有α-TCP相和β-TCP相的復相磷酸鈣粉末.通過對無定形磷酸鈣制備時PEG添加量的控制,可以調節(jié)所制備的復相磷酸鈣粉末中α-TCP相和β-TCP相兩