1、HA的简的简介介在物理在物理方向上方向上的单独的单独应用应用方法制方法制备备结论和结论和展望展望在医学在医学领域的领域的应用应用测试表测试表征征 X射线衍射射线衍射(XRD)测试条件为测试条件为:铜靶铜靶K射线射线(=0.154 nm)，管压，管压40 kV，管流，管流 200 mA，扫描，扫描速速5/min，测量范围为，测量范围为1060;傅立叶傅立叶变换红外光谱变换红外光谱:采用溴化钾压片法，分辨率采用溴化钾压片法，分辨率 4cm-1，扫描范围为，扫描范围为4004000cm-1;扫描电镜扫描电镜电子显微镜电子显微镜:将将n-HA 粉末喷金处理，在扫描电粉末喷金处理，在扫描电子显微镜进行观
2、察并拍照。子显微镜进行观察并拍照。3.测试表征测试表征33.测试表征测试表征33430cm-1处的吸收峰是由氢键处的吸收峰是由氢键缔合的缔合的OH-伸缩振动峰，伸缩振动峰，566、604和和 1040cm-1处的强吸处的强吸收峰源于收峰源于PO43-基团振动引起基团振动引起的，而吸收峰的强度非常强。的，而吸收峰的强度非常强。1630和和3640cm-1附近的吸收峰附近的吸收峰归属于归属于HA表面吸附的水引起表面吸附的水引起的，这可能是由于纳米的，这可能是由于纳米HA表表面容易吸收空气中的水分。值面容易吸收空气中的水分。值得注意的是，得注意的是，图图2(a)(b)中中 876cm-1处的吸收处的
3、吸收峰是峰是 PO42-造成的，造成的，1430cm-1附近出现了附近出现了CO32-的吸收峰，的吸收峰，表明表明CO32-进入了进入了HA晶格，取晶格，取代了代了 HA晶格中的晶格中的PO43-基团，基团，图2 不同搅拌速率下合成的HA粉末的FT-IR谱图。3.1谱图分析图3 不同搅拌速率下合成的 HA粉末的XRD谱图。由图由图3可知，不同搅拌速率合成的可知，不同搅拌速率合成的HA的衍射图谱在衍射峰的位置的衍射图谱在衍射峰的位置和数量上基本一致，与标准谱图和数量上基本一致，与标准谱图(CPDS 0920432)对照表明生成对照表明生成的产物均为的产物均为HA。不同搅拌速率下合成。不同搅拌速率
4、下合成 HA 颗粒的平均结晶尺寸颗粒的平均结晶尺寸可用公式可用公式(1)计算计算，结果见表，结果见表 2。由表2可知，搅拌速率 1000r/min时，HA颗粒的结晶尺寸随搅拌速率的增大而减小，表明晶体在较高的搅拌速度下成核速率快，核生长速度慢，晶核的粒度小，结晶多。反之，搅拌速率低，晶体的粒度变大。3.2 最佳工艺条件下最佳工艺条件下 n-HA的表怔的表怔 反应温度控制在反应温度控制在 5055，搅拌速率，搅拌速率为为2000 r/min时所得产品冷冻干燥后的时所得产品冷冻干燥后的 XRD和和SEM结果见图结果见图4、图、图 5。从图从图 4 可以看出各衍射峰已经基本没有可以看出各衍射峰已经基
5、本没有重叠现象，衍射峰变得较为尖锐，峰形重叠现象，衍射峰变得较为尖锐，峰形较强，也没有其它杂质的衍射峰出现。较强，也没有其它杂质的衍射峰出现。这说明此时粉体的结晶程度已经很高，这说明此时粉体的结晶程度已经很高，晶型也很完善。晶型也很完善。图5 n-HA粒子的SEM图 由图由图5可以看出采用冷冻干燥法避免了高温煅可以看出采用冷冻干燥法避免了高温煅烧，得到了分散性较好的烧，得到了分散性较好的 n-HA 粉末，直径为粉末，直径为2025 nm，长度，长度7580nm，其分散均匀，其分散均匀，没有严重的团聚现象。没有严重的团聚现象。纳米羟基磷灰石根据其物理性质主要在牙纳米羟基磷灰石根据其物理性质主要在
6、牙膏上的应用。以纳米羟基磷灰石为基体掺膏上的应用。以纳米羟基磷灰石为基体掺入活性微量元素锶入活性微量元素锶(Sr)，其粒子尺寸小于，其粒子尺寸小于100nm，具有纳米粒子所特有的小尺寸，具有纳米粒子所特有的小尺寸效应、表面或界面效应等。由于掺入了锶效应、表面或界面效应等。由于掺入了锶元素，使纳米掺锶羟基磷灰石兼备纳米羟元素，使纳米掺锶羟基磷灰石兼备纳米羟基磷灰石和锶的双重活性，将其应用于牙基磷灰石和锶的双重活性，将其应用于牙膏将比纳米羟基磷灰石具有更好的生物相膏将比纳米羟基磷灰石具有更好的生物相容性和功效作用。容性和功效作用。4.1 物理性质方面应用物理性质方面应用5 (1)吸附及抑菌作用。抑
7、制牙菌斑，预防吸附及抑菌作用。抑制牙菌斑，预防 龋龋齿。齿。(2)双重脱敏作用，有效防止牙本质过敏。双重脱敏作用，有效防止牙本质过敏。(3)再矿化及美白作用，修复受损牙釉质，再矿化及美白作用，修复受损牙釉质，恢复牙齿自然光泽。恢复牙齿自然光泽。功效主要体现在：功效主要体现在：HAP粒子有良好的组织相容性、无毒、无免粒子有良好的组织相容性、无毒、无免疫原，比表面积大，生物粘附性强且能结合疫原，比表面积大，生物粘附性强且能结合和传递大分子药物吸附药物量大，能为药物和传递大分子药物吸附药物量大，能为药物载体系统提高药物在生物膜中的透过性，有载体系统提高药物在生物膜中的透过性，有利于药物透皮吸收并发挥
8、在细胞内的药效。利于药物透皮吸收并发挥在细胞内的药效。同时因为其与人或动物的骨骼、牙齿成分相同时因为其与人或动物的骨骼、牙齿成分相同，且不为胃肠液所解，在释放药物后可降同，且不为胃肠液所解，在释放药物后可降解吸收或全部随粪便排出，此外，纳米羟基解吸收或全部随粪便排出，此外，纳米羟基磷灰石在生成过程中很方便引入放射性元素，磷灰石在生成过程中很方便引入放射性元素，可用于癌细胞的灭活。可用于癌细胞的灭活。5.1纳米羟基磷灰石作为药物载体纳米羟基磷灰石作为药物载体5、纳米羟基磷灰石、纳米羟基磷灰石的在医学领域的应的在医学领域的应用用4 纳米纳米 HAP可以作用于细胞膜，可增加细胞液中可以作用于细胞膜，
9、可增加细胞液中Ca2+的浓度。当肿瘤细胞外存在的浓度。当肿瘤细胞外存在 HAP等纳米等纳米粒子钙池时，其超强钙摄入能力可导致过多粒子钙池时，其超强钙摄入能力可导致过多 Ca2+摄入，出现毒性，从而抑制其生长摄入，出现毒性，从而抑制其生长;还可还可诱导细胞周期阻滞和凋亡，诱导细胞周期阻滞和凋亡，HAP使使Bel-7402人肝癌细胞增殖阻滞人肝癌细胞增殖阻滞G1期，阻断细胞周期的期，阻断细胞周期的进展，导致肿瘤细胞胀亡；对端粒酶活性也有进展，导致肿瘤细胞胀亡；对端粒酶活性也有影响，纳米影响，纳米HAP有抑制肿瘤细胞的端粒酶基因有抑制肿瘤细胞的端粒酶基因的表达，下调端粒酶活性的作用。的表达，下调端粒
10、酶活性的作用。5.2纳米纳米 HAP的抗肿瘤机制的抗肿瘤机制 HAP高分子复合材料通过对天高分子复合材料通过对天然硬组织的模仿，成功地解决了然硬组织的模仿，成功地解决了常规常规 HAP生物陶瓷抗弯强度低、生物陶瓷抗弯强度低、脆性大、在生理环境下抗疲劳性脆性大、在生理环境下抗疲劳性不好等临床应用中遇到的问题，不好等临床应用中遇到的问题，因此在硬组织修复领域有着广阔因此在硬组织修复领域有着广阔的应用前景。的应用前景。5.3作为硬组织修复材料纳米作为硬组织修复材料纳米 纳米羟基磷灰石与天然高分子复合生物纳米羟基磷灰石与天然高分子复合生物材料，包括纳米羟基磷灰石与胶原、骨材料，包括纳米羟基磷灰石与胶原
11、、骨形态发生蛋白、多糖类材料进行的复合，形态发生蛋白、多糖类材料进行的复合，因各天然高分子材料的特性不同，复合因各天然高分子材料的特性不同，复合而成的生物材料也具有各自的特点。而成的生物材料也具有各自的特点。5.4纳米羟基磷灰石与天然高分子材料的生物复合纳米羟基磷灰石与天然高分子材料的生物复合 纳米羟基磷灰石还可与多种人工高分子生纳米羟基磷灰石还可与多种人工高分子生物材料进行复合。研究较多的人工高分子物材料进行复合。研究较多的人工高分子生物材料有生物材料有:聚酰胺、聚酯、聚乙烯、丙烯聚酰胺、聚酯、聚乙烯、丙烯酸酯类、聚乙烯醇、酸酯类、聚乙烯醇、硅橡胶等。结合非天硅橡胶等。结合非天然人工高分子生
12、物材料的特点，使之与纳然人工高分子生物材料的特点，使之与纳米羟基磷灰石的复合物具有更优良的性能米羟基磷灰石的复合物具有更优良的性能与广泛的应用。与广泛的应用。5.5纳米羟基磷灰石与人工高分子材料的生物复合纳米羟基磷灰石与人工高分子材料的生物复合 纳米羟基磷灰石作为一种新型的生物医纳米羟基磷灰石作为一种新型的生物医用材料，对其制备方法的研究已取得较快的用材料，对其制备方法的研究已取得较快的发展，但各种制备方法的工业化大生产还面发展，但各种制备方法的工业化大生产还面临着许多困难，首要解决的问题是如何在低临着许多困难，首要解决的问题是如何在低成本下制备大批高质量的纳米粉体。到目前成本下制备大批高质量
13、的纳米粉体。到目前为止，要想获得为止，要想获得“理想粉体理想粉体”（即同时满足（即同时满足组分均匀、颗粒细、粒径分布窄、无团聚、组分均匀、颗粒细、粒径分布窄、无团聚、比表面积大等苛刻条件）依然十分困难；更比表面积大等苛刻条件）依然十分困难；更重要的是，虽然制备其中某种特性或几种特重要的是，虽然制备其中某种特性或几种特性比较突出的高质量的纳米粉体并不太难，性比较突出的高质量的纳米粉体并不太难，但其成本往往比较高。但其成本往往比较高。6.展望 和结论2展望和结论展望和结论 因此，工业化低成本制备设备的研发将是因此，工业化低成本制备设备的研发将是下一阶段的研究重点。在此基础上，进一下一阶段的研究重点
14、。在此基础上，进一步研究制备过程中纳米粉体的形成、生长步研究制备过程中纳米粉体的形成、生长机制及各种条件的影响。此外，为了解决机制及各种条件的影响。此外，为了解决该材料脆性大、强度低、力学性能差的问该材料脆性大、强度低、力学性能差的问题，可通过以下两个途径：制备力学性题，可通过以下两个途径：制备力学性能更佳的致密羟基磷灰石陶瓷及纳米羟基能更佳的致密羟基磷灰石陶瓷及纳米羟基磷灰石复合材料。将纳米羟基磷灰石作磷灰石复合材料。将纳米羟基磷灰石作为涂层材料使用，制备纳米羟基磷灰石涂为涂层材料使用，制备纳米羟基磷灰石涂层生物复合材料，例如羟基磷灰石涂层钛层生物复合材料，例如羟基磷灰石涂层钛合金材料及羟基
15、磷灰石涂层碳合金材料及羟基磷灰石涂层碳/碳复合材料碳复合材料等。等。展望和结论展望和结论1、高辉、张光磊、任书霞、高辉、张光磊、任书霞HA生物陶瓷的研究现状及其在医学工生物陶瓷的研究现状及其在医学工程中的应用程中的应用 北京生物医学工程北京生物医学工程2007年年12月月 第第26卷卷 第第6期期 2、李颖华、曹丽云、黄剑锋、曾燮榕生物、李颖华、曹丽云、黄剑锋、曾燮榕生物 生物医用纳米羟基生物医用纳米羟基 磷灰石的性质及其制备磷灰石的性质及其制备 中国组织工程研究与临床康复中国组织工程研究与临床康复20081007 第第12 卷卷 第第41 期期 3、王宇明、刘志辉、程凤梅、李海东、王宇明、刘志辉、程凤梅、李海东 纳米羟基磷灰石的制备纳米羟基磷灰石的制备及表征及表征 化工科技化工科技，2010，18(6):13164、田家明、张、田家明、张 波、李波、李 苏、闫清丽苏、闫清丽纳米羟基磷灰石在生物医学纳米羟基磷灰石在生物医学领域中的应用研究领域中的应用研究 辽宁化工辽宁化工 2009年年11月月38卷卷 第第11期期5、林英光、李、林英光、李 伟、李毅苹、程伟、李毅苹、程 江、杨卓如江、杨卓如 纳米掺锶羟基磷灰纳米掺锶羟基磷灰石及其在牙膏中的应用研究石及其在牙膏中的应用研究牙膏工业牙膏工业 2005年第年第4期期参考文献参考文献
