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纳米生物材料是当今材料和医药领域的一个重要组成部分和发展方向,纳米材料将可能成为21世纪生物医学材料的核心。羟基磷灰石和生物活性玻璃是目前应用较为广泛的两类生物活性材料,在骨齿科临床修复中具有重要的应用价值。采用模板法制备羟基磷灰石和生物活性玻璃纳米粉体,为实现颗粒尺寸、形貌及比表面积的控制提供了一种重要途径。
本文首先研究了羟基磷灰石(HAP)纳米粉体合成的两种不同方法,即溶致液晶模板法与微乳液法,将模板法引入到具有生物相容性HAP的制备体系中,用仿生方法合成了HAP。通过透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、EDX能谱仪等表征、测试手段研究了不同制备方法、反应条件对HAP合成以及产物结构和形貌的影响。
我们将硝酸钙和磷酸氢二铵分别溶于聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)-正辛醇-水体系层状溶致液晶溶剂层中,混合并经陈化即可在溶剂层中生成具有一定微观形貌的HAP纳米粒子,直径可以达到10nm,长度在100nm以下。讨论了热处理温度、表面活性剂浓度、反应物浓度、反应温度、pH值等因素的改变对HAP的微观形貌产生的影响。实验证明,采用超声振荡、低温冷冻干燥和适当的烧结温度制度等手段可有效减少团聚现象的发生。
采用十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)-正辛醇-环己烷-水形成的反相微乳液体系在常温条件下合成了具有球状、片状及长柱状等多种微观形貌的纳米HAP粉体。讨论了热处理温度、表面活性剂浓度、助表面活性剂浓度等因素对HAP纳米颗粒形貌、结晶程度等性质的影响,并初步探讨了该体系下HAP的成核生长机理。
另外,针对溶胶.凝胶法制备的生物玻璃团聚问题不易解决的情况,本文采用聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)-正辛醇-环己烷-水微乳液体系制备了分散性能良好的CaO-P<,2>0<,5>-SiO<,2>系统生物玻璃纳米粉体。将此法制备的生物玻璃纳米粉体在模拟生理体液(SBF)中浸泡,表现出较好的生物矿化性能。该粉体在37℃的SBF溶液中反应4小时后,材料表面生成无定形磷酸盐;反应2天后,样品表面即被网枝状HAP微晶所覆盖,结晶度大大提高。