1、羥基磷灰石的制備及表征一、實驗目的1. 掌握納米羥基磷灰石的制備及原理2. 了解羥基磷灰石的表征方法及生物相容性二實驗原理羥基磷灰石(hydrrosyapatite,HAP )分子式為Ca10(PO4) 6(OH)2是自然骨無機質的主要成分，具有良好的生物相容性和生物活性，可以引導骨的生長，并與骨組織形成牢固的骨性結合。HAPM生物活性陶瓷的代表性材料，生物活性材料是指能夠在材料和組織界面上誘導生物或化學反應，使材料與組織之間形成較強的化學鍵，達到組織修復的目的。HA喳組成上與人體骨的相似性，使 HAP與人體硬組織以及皮膚、肌肉組織等都有良好的生物相容性，植入體內不僅安全、無毒，還能引導骨生長

2、，即新骨可以從HAPffi入體與原骨結合處沿著植入的體表面或內部貫通性空隙攀附生長，材料植入體內后能與骨組織形成良好的化學鍵結合。HAPfc要的生物學應用作骨組織代替材料，磷酸鈣類生物陶瓷材料在臨床應用中遇到的最大困難之一是材料強度差，尤其是韌性低，且機械可加工性差，導致其在臨床應用中受到了極大的限制。為了改善HAP陶瓷的脆性和強度問題，一般會在其中添加ZrO2和碳纖維或是Al 203和玻璃等物質進行增韌。納米級羥基磷灰石的制備方法很多，主要分為固相法和液相法兩大類。固相法合成在一定條件下(高溫、 研磨) 讓磷酸鹽與鈣鹽充分混合發生固相反應，合成HA嘀末。液相法合成是在水液中，一磷酸鹽和鈣鹽為

3、原料，在 一定條件下發生化學反應，生成溶解度較小的HAP1粒，包括化學沉 淀法。 水熱合成法、溶膠-凝膠法、自然燒法、微乳液法、微波法等。化學沉淀法因具有實驗條件要求不高、反應容易控制，適合制備納米材料等優點從而得到廣泛應用。沉淀法通常是在溶液狀態下將不同化學成分的物質混合，在混合溶液中加入適量的沉淀劑得到納米材料的前驅沉淀物，再將此沉淀物結晶進行干燥或煅燒制得相應的納米材料。 金屬離子在沉淀過程是不平衡的，需要控制溶液中的沉淀劑的濃度，使沉淀過程緩慢發生，才會使溶液中的沉淀處于平衡狀態，使沉淀能均勻的出現在整個溶液中。此法制備納米HAP多采用無機鈣鹽和磷酸鹽反應得到。常采用的鈣鹽有：CaCl

4、2、 Ca(OH)2、 Ca(NO)2等，常采用的磷酸鹽有： (HPQ NaPO、(NHhHPG 和H3PQ 發生酸堿中和反應反應生成 HAPi內米顆粒。沉淀法的影響因素主要有 HP 值、合成溫度、反應原料純度、反應原料濃度、反應物的混合步驟、沉淀劑的選擇和添加速率等。采用化學沉淀法制備HAPI內米顆粒，需要的設備簡單，相應的生產的經濟成本也較低，很容易實現工業上大批量的生產。但化學沉淀法制備 HAP也存在問題，制備所得的納米 HAF粒粒徑均勻性差，并且團聚現象嚴重。化學沉淀法制備HAP的主要原理是在含有可溶性鈣鹽和磷酸鹽的水溶液中，加入適量的沉淀劑，在特定條件，使溶液中兩種溶劑發生化學反應，

5、形成不溶性的水合氧化物從溶液中析出，再進行加入脫水對得到的溶液進行離心干燥，進而得到HAPt內米粉體。反應方程式如下：10Ca(OH)2+6H3PO4Ca10(PO4) 6(OH)2+18H2O三實驗設備及材料1. 實驗設備：電子天平，磁力攪拌器，酸度計，恒溫水浴，離心分離機，烘箱，反應釜，超聲波清洗儀，X射線分析儀，紅外光譜測試儀，透射電子顯微鏡。2. 實驗材料：沉淀法氨水，磷酸，氫氧化鈣，去離子水，乙二 醇。四、實驗內容與步驟（一）羥基磷灰石的制備首先配制氫氧化鈣Ca（OH懸浮液。稱取（OH）2粉末加入到100ml 乙二醇中，用磁力攪拌器強烈攪拌，直至 Ca（OH完全分散在乙二醇 中，形成

6、Ca（OH懸浮液。然后按照反應體系鈣與磷的比值為的比例， 利用分液漏斗，將的磷酸溶液緩慢低加到不斷攪拌的Ca（OH）懸浮液中，至磷酸溶液滴盡，用少許水洗凈分液漏斗，并將洗液繼續滴加。利用氨水調節溶液的PH值，繼2攪拌10min,進行沉淀。將沉淀一定時間所得的沉淀物放入離心管中，進行離心處理，將離心產物用去離子水洗滌3 次，除去產物中雜質離子，恒溫干燥箱（60）進行干燥，經研磨得到HAP的粉末。改變沉淀劑種類，滴加速率，可制備一 系列HA嘀末。將HAPS制成片，測試其強度。（二）性能測試羥基磷灰石的性能測試可圍繞晶體結構，比表面積、粒子尺寸、簡單生物相容性測試等方面進行。1 .晶體結構測試：采用X射線衍射研究HAP勺晶體結構。2 .比表面積及孔徑測試：利用比表面積測儀測定HAP比表面積。3 . 粒子尺寸測試：采用透射電鏡測試粒子尺寸。五、實驗結果與討論1 . 按上述測定內容書寫實驗報告。2 .改變原料Ca(NO)2和(NH)2HPOM淀時間，制備溫度等實驗條 件，研究合成條件對HAP吉構和性能的影響，并作圖加以討論。六問題與討論1 .影響HA