專利名稱：層狀羥基磷灰石與殼聚糖納米復(fù)合材料及其制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種層狀羥基磷灰石與殼聚糖納米復(fù)合材料及其制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
殼聚糖是一種帶正電的生物聚合物，來源豐富。因其良好的生物相容性、生物可降 解性和優(yōu)良抗菌性能，在食品工程、骨修復(fù)材料、創(chuàng)傷敷料和三維生長支架等方面都具有 很強(qiáng)的應(yīng)用價值。但是該聚合物在生理環(huán)境中降解速度過快，材料硬度較低，熱穩(wěn)定性差 等缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了殼聚糖在各領(lǐng)域的應(yīng)用。納米插層技術(shù)將蒙脫土和雙羥基化合物等二維 無機(jī)片層與聚合物有機(jī)的結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了兩者在納米尺度上的復(fù)合，很大程度上的改善 了純殼聚糖的各種不足，成功獲得了各種性能優(yōu)良的復(fù)合材料。與傳統(tǒng)制備方法相比，采 用插層方法制備的殼聚糖/蒙脫土復(fù)合材料在微觀結(jié)構(gòu)和部分性能上都具有較大的改善， 但是作為體內(nèi)植入材料，蒙脫土及其降解產(chǎn)物的生物相容性及生物活性尚待得到確認(rèn)。相 比之下，羥基磷灰石是骨骼的主要無機(jī)成分，是一種常用的生物陶瓷和具有優(yōu)良的生物相 容性和生物活性的材料。本發(fā)明采用納米插層技術(shù)制備的層狀羥基磷灰石/殼聚糖復(fù)合材 料對于改善純殼聚糖的熱穩(wěn)定性，降解性能和機(jī)械性能具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料及其制備和應(yīng)用。 本發(fā)明使得層狀羥基磷灰石和殼聚糖二者達(dá)到納米尺度上的復(fù)合，形成有機(jī)無機(jī)插層型結(jié) 構(gòu)，達(dá)到模擬天然骨組織結(jié)構(gòu)和提高羥基磷灰石作為骨組織替代材料和其他生物材料的各 項(xiàng)性能的目的。對于改善殼聚糖和羥基磷灰石在生物材料領(lǐng)域中的應(yīng)用將具有重大的意 義。
本發(fā)明提供的納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料是以層狀羥基磷灰石和殼聚糖 為原料，按照層狀羥基磷灰石和殼聚糖的質(zhì)量比1: 0.25 4進(jìn)行配料，其制備方法包括
如下步驟
將層狀羥基磷灰石的水乳濁液與殼聚糖乙酸溶液攪拌反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物干燥。
該納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料具有插層結(jié)構(gòu)，層間距為3.7 6.8nm。 本發(fā)明提供的納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟
1) 將層狀羥基磷灰石粉體加入反應(yīng)器中，加水溶解，在常溫下攪拌1 3 h，得到分 散均勻的乳濁液A。
2) 用0.1% 1% (v/v)的乙酸溶液配制濃度為1% 3% (w/w)的殼聚糖溶液。離心 去除未溶物獲得溶液B。
3) 將0.25 4份的B溶液攪拌加熱升溫至30 °C，在攪拌下逐滴地加入到1份A乳濁液中，于6(TC下反應(yīng)5 7h。
4)產(chǎn)物用去離子水清洗3次，離心，37C干燥。
本發(fā)明提供的納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料用于制造組織工程修復(fù)材料，包 括骨修復(fù)材料、創(chuàng)傷敷料和三維生長支架的制備。
本發(fā)明提供的納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料具有有機(jī)/無機(jī)納米插層結(jié)構(gòu)。 復(fù)合材料層間距介于3.7 nm至6.8 nm之間，使得羥基磷灰石和殼聚糖二者達(dá)到納米尺度 上的復(fù)合，達(dá)到模擬天然骨組織結(jié)構(gòu)和提高羥基磷灰石及殼聚糖各項(xiàng)性能的目的。本發(fā)明 提供的復(fù)合材料制備方法相對容易，成本低，對于改善羥基磷灰石和殼聚糖在在骨修復(fù)材 料、創(chuàng)傷敷料和三維生長支架等方面的應(yīng)用具有重大意義。


圖1是X射線小角度衍射圖。
圖2是本發(fā)明復(fù)合材料透射電鏡圖。
具體實(shí)施例方式
將0.5 g層間距為3.1 nm的層狀羥基磷灰石粉體(制備方法見CN101058416)加入燒 瓶中，加50mL去離子水。在常溫下攪拌2h，得到分散均勻的羥基磷灰石乳濁液。稱取 0.5 g殼聚糖粉末，在3(TC下，用0.3% (Wv，體積比)的乙酸溶液配制濃度為1.8% (w/w， 質(zhì)量比)的殼聚糖溶液，離心去除不溶物。磁力攪拌下，將殼聚糖溶液逐滴加入燒瓶中， 升溫至6(TC?；亓鞣磻?yīng)6h。去離子水沖洗后將反應(yīng)產(chǎn)物倒入蒸發(fā)皿中。37。C下室溫干 燥4h。
將得到的產(chǎn)物研成粉體，進(jìn)行XRD和TEM測試，圖1是X射線小角度衍射圖譜， 圖2是復(fù)合材料透射照片。
測試結(jié)果復(fù)合材料小角度內(nèi)出現(xiàn)衍射峰，對應(yīng)的層間距為6.8nm。其(100)晶面間距 比復(fù)合前的純羥基磷灰石(3.1 nm)擴(kuò)大了3.7nm。表明殼聚糖分子已經(jīng)進(jìn)入羥基磷灰石 的層間，同時還說明復(fù)合材料仍然保留有層狀的有序結(jié)構(gòu)。透射照片直觀證明了插層型結(jié) 構(gòu)的形成，層間距與XRD測試結(jié)果相符。
權(quán)利要求
1、一種納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料，其特征在于它是以層狀羥基磷灰石和殼聚糖為原料，按照層狀羥基磷灰石和殼聚糖的質(zhì)量比1∶0.25～4進(jìn)行配料，其制備方法包括如下步驟將層狀羥基磷灰石的乳濁液與殼聚糖的乙酸溶液攪拌反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物37℃干燥；
2、 按照權(quán)利要求1所述的納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料，其特征在于所述 的納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料具有插層型結(jié)構(gòu)，層間距為3.7 6.8nm。
3、 一種按權(quán)利要求1所述的納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料的制備方法，其 特征在于它是包括如下步驟1) 按計(jì)量將層狀羥基磷灰石粉體加入反應(yīng)器中，加水溶解，在常溫下攪拌l 3h， 得到分散均勻的乳濁液；2) 用0.3% (v/v)的乙酸溶液配制濃度為1% 2% (w/w)的殼聚糖透明溶液；3) 將殼聚糖溶液攪拌加熱升溫至30 'C，在攪拌下逐滴地加入到羥基磷灰石乳濁液 中，于60 。C下反應(yīng)5 7h;4) 產(chǎn)物用去離子水清洗三次，離心，在37。C下干燥。
4、 權(quán)利要求l所述的納米層狀羥基磷灰石與殼聚糖復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于該 材料用于骨修復(fù)材料、創(chuàng)傷敷料和三維生長支架的制備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種層狀羥基磷灰石與殼聚糖納米復(fù)合材料及其制備和應(yīng)用，它是以層狀羥基磷灰石和殼聚糖為原料，按照羥基磷灰石和殼聚糖的質(zhì)量比1∶0.25～4進(jìn)行配料，其制備方法是將層狀羥基磷灰石的乳濁液與殼聚糖溶液于60℃下攪拌反應(yīng)5～7h，水洗離心后37℃下干燥；本發(fā)明提供的羥基磷灰石/殼聚糖復(fù)合材料具有插層結(jié)構(gòu)，層間距為5.8～6.3nm。實(shí)現(xiàn)了羥基磷灰石和殼聚糖在納米尺度上的復(fù)合，達(dá)到了模擬天然骨組織結(jié)構(gòu)和提高羥基磷灰石作為骨組織替代材料的各項(xiàng)性能的目的。本發(fā)明提供的復(fù)合材料制備方法容易，成本低，對于改善羥基磷灰石和殼聚糖在在骨修復(fù)材料、創(chuàng)傷敷料和三維生長支架等方面的應(yīng)用具有重大意義。
文檔編號A61L27/00GK101648036SQ20091007024
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者萬怡灶, 左桂福, 雷 王, 羅紅林, 遠(yuǎn) 黃 申請人:天津大學(xué)