碳羟基磷灰石纳米材料的研究进展
发布时间：2021-10-29 10:16
在羟基磷灰石（HA）被发现后的半个世纪中,研究人员发掘了其在许多领域应用的可能性,如生物组织材料、药物载体、污水处理甚至催化领域等。然而,HA仍存在许多不足之处,尤其在作为生物组织材料的应用中。虽然HA被认为是良好的骨替代物,但它在结构、组成、结晶度、溶解度和生物反应活性方面与生物磷灰石略有不同。大多数生物磷灰石的结晶度较差、非化学计量比并含有少量杂质离子,主要是CO32-和微量的Na+、Mg2+、Fe3+、Cl-、F-。其中,CO32-在骨代谢中的作用至关重要,它占钙化组织质量的3%～8%,并且可根据年龄因素而变化。此外,HA是磷酸钙中溶解性最差且最稳定的物质,这是十分不利的,因为它可能会降低作为植入物时的骨再生速率。因此,CO32-取代的HA可能在骨相关治疗及其他领域中应用潜力巨大。CO32-取代HA...
【文章来源】：材料导报. 2020,34(13)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
(a)具有不同药物浓度的庆大霉素溶液中MCHM和HAP的药物负载效率。(b—d)载有庆大霉素的HAP和负载庆大霉素的MCHM的体外药物释放曲线。数据表示为平均值±标准差; n=3[16]
Gibson等[8]用一种新的共沉淀法合成AB-CHA,如图1所示。此方法的特点在于使用碳酸(H2CO3)作为反应中CO32-的来源,而不是使用无机碳酸盐化合物,该方法主要有两个优点:(1)可以防止Na+和NH4+结合到CHA的结构中;(2)在充满CO2的环境中进行烧结,可以防止烧结期间羟基磷灰石晶格中CO32-的损失。依此法合成的CHA无杂质离子,保证了生物相容性与生物活性,且在800～1 200 ℃烧结后具有比同烧结温度下HA更高的显微硬度及理论密度,约为标准HA的200%,说明CHA力学性能比HA更强。这些优异的性质可以使CHA在人体硬组织修复的应用中达到更佳的治疗效果。Bang等[9]以共沉淀法合成了由SiO44-和CO32-取代的两种HA(Si-HA和CHA),实验发现HA的这两种取代产物不仅具有较高的密度和硬度,而且其溶解性还远高于纯HA,这是由于掺入的SiO44-和CO32-破坏了HA本身完美的晶格结构。这弥补了HA不能被生物体吸收的缺陷,使得CHA在作为植入物时拥有比纯HA更好的骨相容性。
Shu等[10]通过机械化学法,利用CaHPO4·2H2O、CaCO3和尿素水溶液间的反应制备CHA纳米材料,并通过TEM图观察到研磨产生的粉末为细长的纤维,长度为50～150 nm,宽度约为8 nm。同时,通过热重分析发现,在400～780 ℃没有出现剧烈质量损失,可以推测产品为纯净物,不存在未反应的CaCO3杂质,如图2所示。Youness等[11]用CaHPO4·4H2O和CaCO3在高能球磨机上合成了B-CHA,并且研究了研磨时间对所形成的CHA的影响,得到最佳研磨时间为10 h。通过扫描电子显微镜(SEM)表征可知,随着研磨时间的延长,不同研磨时间所得到的粉末烧结后的CHA表面无孔,结构紧致,并表现出明显的纵向颗粒束生长的形貌特征。如图3所示。如此致密的结构,使此实验中合成的CHA有极高的力学性能,但同时也导致其孔隙率降低,限制了此法合成B-CHA的应用前景。
【参考文献】：
期刊论文
[1]载地塞米松中空碳羟基磷灰石微球的合成与体外释放研究[J]. 张雪,赵旭,李毅,王哲,张梦霖,卢金金. 口腔材料器械杂志. 2018(03)
[2]纳米羟基磷灰石复合材料作为污水处理吸附剂的研究进展[J]. 郭佳丽,韩颖超,徐磊,焦佳佳. 硅酸盐通报. 2016(08)
[3]合成碳羟基磷灰石对水中苯酚的吸附[J]. 唐文清,曾荣英,冯泳兰,李小明,曾光明,余润兰. 过程工程学报. 2009(06)
[4]合成碳羟基磷灰石对废水中锰离子的吸附研究[J]. 唐文清,曾荣英,冯泳兰,许金生,颜环环,曾光明. 中国给水排水. 2009(15)
[5]碳羟基磷灰石除废水中六价铬的吸附性能研究[J]. 唐文清,曾荣英,冯泳兰,许金生,曾光明,李小明. 无机盐工业. 2009(01)
[6]碳羟基磷灰石对废水中Zn2+的吸附性能及机理研究[J]. 唐文清,曾光明,曾荣英,冯泳兰. 金属矿山. 2007(03)
[7]碳羟磷灰石的制备及其对水中Cu2+的吸附[J]. 唐文清,曾光明,李小明,蓝俊康,陈朝猛,颜环环. 化工环保. 2006(04)
[8]碳羟基磷灰石对废水中Cd2+的吸附[J]. 唐文清,曾光明,蓝俊康,李小明,陈朝猛,高帅. 桂林工学院学报. 2006(03)
[9]不同类型的CO32-替换羟基磷灰石固溶体晶体化学FT-IR研究[J]. 黄志良,王大伟,刘羽,张昱,胥焕岩. 无机化学学报. 2002(05)
本文编号：3464487
【文章来源】：材料导报. 2020,34(13)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
(a)具有不同药物浓度的庆大霉素溶液中MCHM和HAP的药物负载效率。(b—d)载有庆大霉素的HAP和负载庆大霉素的MCHM的体外药物释放曲线。数据表示为平均值±标准差; n=3[16]
Gibson等[8]用一种新的共沉淀法合成AB-CHA,如图1所示。此方法的特点在于使用碳酸(H2CO3)作为反应中CO32-的来源,而不是使用无机碳酸盐化合物,该方法主要有两个优点:(1)可以防止Na+和NH4+结合到CHA的结构中;(2)在充满CO2的环境中进行烧结,可以防止烧结期间羟基磷灰石晶格中CO32-的损失。依此法合成的CHA无杂质离子,保证了生物相容性与生物活性,且在800～1 200 ℃烧结后具有比同烧结温度下HA更高的显微硬度及理论密度,约为标准HA的200%,说明CHA力学性能比HA更强。这些优异的性质可以使CHA在人体硬组织修复的应用中达到更佳的治疗效果。Bang等[9]以共沉淀法合成了由SiO44-和CO32-取代的两种HA(Si-HA和CHA),实验发现HA的这两种取代产物不仅具有较高的密度和硬度,而且其溶解性还远高于纯HA,这是由于掺入的SiO44-和CO32-破坏了HA本身完美的晶格结构。这弥补了HA不能被生物体吸收的缺陷,使得CHA在作为植入物时拥有比纯HA更好的骨相容性。
Shu等[10]通过机械化学法,利用CaHPO4·2H2O、CaCO3和尿素水溶液间的反应制备CHA纳米材料,并通过TEM图观察到研磨产生的粉末为细长的纤维,长度为50～150 nm,宽度约为8 nm。同时,通过热重分析发现,在400～780 ℃没有出现剧烈质量损失,可以推测产品为纯净物,不存在未反应的CaCO3杂质,如图2所示。Youness等[11]用CaHPO4·4H2O和CaCO3在高能球磨机上合成了B-CHA,并且研究了研磨时间对所形成的CHA的影响,得到最佳研磨时间为10 h。通过扫描电子显微镜(SEM)表征可知,随着研磨时间的延长,不同研磨时间所得到的粉末烧结后的CHA表面无孔,结构紧致,并表现出明显的纵向颗粒束生长的形貌特征。如图3所示。如此致密的结构,使此实验中合成的CHA有极高的力学性能,但同时也导致其孔隙率降低,限制了此法合成B-CHA的应用前景。
【参考文献】：
期刊论文
[1]载地塞米松中空碳羟基磷灰石微球的合成与体外释放研究[J]. 张雪,赵旭,李毅,王哲,张梦霖,卢金金. 口腔材料器械杂志. 2018(03)
[2]纳米羟基磷灰石复合材料作为污水处理吸附剂的研究进展[J]. 郭佳丽,韩颖超,徐磊,焦佳佳. 硅酸盐通报. 2016(08)
[3]合成碳羟基磷灰石对水中苯酚的吸附[J]. 唐文清,曾荣英,冯泳兰,李小明,曾光明,余润兰. 过程工程学报. 2009(06)
[4]合成碳羟基磷灰石对废水中锰离子的吸附研究[J]. 唐文清,曾荣英,冯泳兰,许金生,颜环环,曾光明. 中国给水排水. 2009(15)
[5]碳羟基磷灰石除废水中六价铬的吸附性能研究[J]. 唐文清,曾荣英,冯泳兰,许金生,曾光明,李小明. 无机盐工业. 2009(01)
[6]碳羟基磷灰石对废水中Zn2+的吸附性能及机理研究[J]. 唐文清,曾光明,曾荣英,冯泳兰. 金属矿山. 2007(03)
[7]碳羟磷灰石的制备及其对水中Cu2+的吸附[J]. 唐文清,曾光明,李小明,蓝俊康,陈朝猛,颜环环. 化工环保. 2006(04)
[8]碳羟基磷灰石对废水中Cd2+的吸附[J]. 唐文清,曾光明,蓝俊康,李小明,陈朝猛,高帅. 桂林工学院学报. 2006(03)
[9]不同类型的CO32-替换羟基磷灰石固溶体晶体化学FT-IR研究[J]. 黄志良,王大伟,刘羽,张昱,胥焕岩. 无机化学学报. 2002(05)
本文编号：3464487
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