PEG對(duì)無定形磷酸鈣形成和結(jié)晶影響的研究.pdf

1、磷酸鈣材料是一類應(yīng)用和研究都很活躍的骨組織替代材料.不同的應(yīng)用和植入環(huán)境對(duì)磷酸鈣材料的生物降解速率有不同的要求,因此,擴(kuò)大磷酸鈣基材料降解速率的可調(diào)范圍,成為目前骨組織支架研究的關(guān)鍵科學(xué)問題,是當(dāng)前生物材料界一個(gè)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(diào)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(fù)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(diào)節(jié)范圍.這前期的研究工作中也已經(jīng)證實(shí),復(fù)相粉末中隨著α-TCP相含量的增加,溶解速率會(huì)顯著加快.因此制備出不同比例的α/β-TCP復(fù)相磷酸鈣材料,將能擴(kuò)大生物降解材料的應(yīng)用范圍. 目前制備α/β-TCP復(fù)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(fù)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(huì)使得粉末晶粒尺寸過大,并且不同的復(fù)相磷酸鈣粉末需要不同的熱處理溫度,從而引起會(huì)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(huì)影響α/β-TCP復(fù)相粉末的降解性能,并最終影響粉末的應(yīng)用. 先制備無定形磷酸鈣(ACP),再以其作為先驅(qū)體進(jìn)行熱處理使之結(jié)晶,即可在較低的溫度下獲得復(fù)相粉末,并且該方法簡單易行,而且通過調(diào)節(jié)ACP的狀態(tài)即可最終控制復(fù)相粉末的兩相組成.但是ACP在水溶液中具有很高的反應(yīng)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(fù)相粉末所需的ACP先驅(qū)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(gè)顆粒長大,后者使顆粒集結(jié)形成團(tuán)簇,使團(tuán)簇粒徑長大.隨著PEG含量在團(tuán)簇中的增加,可以在熱處理時(shí)燃燒放出更多的能量,從而產(chǎn)生了制備不同復(fù)相TCP粉末的可能性. 實(shí)驗(yàn)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(duì)沉淀粉末進(jìn)行表征,在PEG的存在的條件下,發(fā)現(xiàn)當(dāng)PEG:Ca等于1:1

5、或者大于1:1時(shí),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(huì)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(qū)體進(jìn)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(jīng)結(jié)晶,獲得含有α-TCP相和β-TCP相的復(fù)相磷酸鈣粉末.通過對(duì)無定形磷酸鈣制備時(shí)PEG添加量的控制,可以調(diào)節(jié)所制備的復(fù)相磷酸鈣粉末中α-TCP相和β-TCP相兩