羥基磷灰石納米粉體制備與機(jī)理

專家姓名：彭濱　　類別：生物化學(xué)工程

O前言
羥基磷灰石與人體骨格組織有相似的化學(xué)成分，植入人體后，在體液作用下，鈣和磷會(huì)游離出材料表面，被機(jī)體組織吸收，生長出新的組織和骨格，具有良好的生物相容性及生物活性，是人體理想的硬組織替代材料。目前廣泛用于醫(yī)藥，生物陶瓷、蛋白質(zhì)分離、牙膏、抗氧化劑、形外科和牙科領(lǐng)域，復(fù)合材料及骨組織工程支架材料等。因此合成羥基磷灰石納米粉體具有重要的意義。
1，合成納米羥基磷灰石粉體的方法
現(xiàn)階段，制備羥基磷灰石的方法主要有水熱反應(yīng)法，溶膠-凝膠法，固相反應(yīng)法，。水熱法原理是在密封的反應(yīng)器中，以水作為反應(yīng)介質(zhì)通過對(duì)反應(yīng)器加熱創(chuàng)造一個(gè)高溫，高壓的反應(yīng)環(huán)境，使前驅(qū)體在水熱介質(zhì)中先溶解，然后重新成核，生長形成晶粒。水熱法制備的納米羥基磷灰石粉體結(jié)晶度較高，團(tuán)聚少，但工藝條件要求較高，需高壓高溫環(huán)境。
溶膠-凝膠制備羥基磷灰石粉體具有原料混合均勻，熱處理溫度低，產(chǎn)品純度高，有較大的比表面積，但結(jié)晶度和煅燒性差，而傳統(tǒng)沉淀法制備的羥基磷灰石粒徑均勻差，生產(chǎn)過程容易混入雜質(zhì)，粉體有團(tuán)聚體生成，需要加入助劑控制沉淀速度，其制備工藝原理，以飽和的氫氧化鈣和磷酸為原料，生成磷酸鹽膠體，加入氨水調(diào)節(jié)中性（PH=7)，經(jīng)水洗滌除去無機(jī)鹽，干燥得到羥基磷灰石粉體。因此在上述方法的基礎(chǔ)上尋找一種，簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、快速制備羥基磷灰石的方法成為當(dāng)今人們研究的熱點(diǎn)。20世紀(jì)80年代微波燒結(jié)技術(shù)被應(yīng)用到粉體燒結(jié)領(lǐng)域，微波燒結(jié)具有許多常規(guī)燒結(jié)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，如燒結(jié)效率高，環(huán)保、無污染、加熱速度快、減少粉體團(tuán)聚等。
2、微波法制備羥基磷灰石
2.1微波燒結(jié)原理
微波燒結(jié)是利用微波電磁輻射，使燒結(jié)的物料均勻整體受熱蒸發(fā)，物料通過極化，離子、振動(dòng)、離子跳躍，傳導(dǎo)和界面極化等機(jī)理吸收電磁能量。隨著電磁的頻率不斷變化，物料分子的取向也在不斷變化，電磁頻率不斷生高，使物料內(nèi)部的介質(zhì)極化過程無法跟隨外電場(chǎng)的快速變化，極化強(qiáng)度矢量滯后于電場(chǎng)強(qiáng)度矢量一個(gè)角度，導(dǎo)致與電場(chǎng)同相的電流，從而構(gòu)成物料內(nèi)部的耗散。材料通過介電損耗將電磁能轉(zhuǎn)化熱能就是微波加熱原理。
2.2、微波法制備羥基磷灰石方法
以精制的碳酸鈣和磷酸類化合物為原料，調(diào)整鈣和磷的比例加入助劑共混，壓制成餅胚進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度1000-1200℃ ,燒結(jié)時(shí)間為30min，在微波加熱下碳酸鈣能在較短的時(shí)間內(nèi)不竟5 磷酸鹽而直接轉(zhuǎn)化成磷灰石單質(zhì)。
2.3、分析與檢測(cè)
對(duì)制備的羥基磷灰石進(jìn)行定性分析（元素組成、元素含量），顆粒分析（形態(tài)、粒度），粒子為球形spneric1,粒度為30nm,鈣和磷1：67，透過電鏡觀測(cè)，表面粒子均勻致密。
3、結(jié)論
微波法合成納米羥基磷灰石與常規(guī)合成方法相比，合成過程無磷酸鹽生成，不需要洗滌過濾等工序。微波法燒結(jié)磷灰石具有反應(yīng)速度快，大大節(jié)省時(shí)間和能耗，并且，在硬度、密度、生物活性、粒子細(xì)度、耐壓強(qiáng)度等方面有一定的優(yōu)越性，是目前研究的熱點(diǎn)。

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發(fā)表時(shí)間：2008-11-29

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