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本课题研究了超细羟基磷灰石的合成方法、改性方法及其影响因素,并在此基础上制备了两种不同功能的超细羟基磷灰石生物复合材料:(1)载银羟基磷灰石;(2)新型羟基磷灰石DNA载体。
以Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4为原料,以NH3-NH4+为缓冲体系,通过均相化学沉淀法合成了羟基磷灰石。研究了温度、pH值、加料速度、搅拌速度及陈化时间等因素对合成HAP的影响。对HAP的制备条件进行了优化,得到超细羟基磷灰石制备工艺条件为:采用等浓度(0.10mol/L)的Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4溶液,在体积比为5:3、反应温度为50℃、搅拌速率为300r/min,NH3-NH4+缓冲液调节体系pH值为11.0,以流加的方式控制(NH4)2HPO4溶液流加速度为50mL/h,将其加入到Ca(NO3)2溶液中进行混合反应,陈化时间为24h。
以离子交换与共沉淀的综合机制,通过控制溶液的pH,可以直接在合成体系中进行载银,获得了超细羟基磷灰石载银体。所得HAP-Ag晶体在低温下为针状,在750℃高温下为短棒状或球状,且该晶体在750℃高温度下表现较高的稳定性。抑菌试验结果表明:HAP-Ag与普通HAP相比,普通HAP无抑菌作用,而HAP-Ag(1.2w%)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较强的抑菌作用,测得抑菌圈直径分别为10mm、11mm,其最小抑菌浓度为4~6mg/mL。
以Ca(OH)2和Ca(H2PO4)2为前驱,用均相化学沉淀法合成了羟基磷灰石并进行了粒子改性。研究了pH值,定势离子(Ca2+,PO43-)浓度及改性剂对HAP水悬浮液的Zeta电位和分散稳定性的影响,探讨了荷电性与分散稳定性的关系。采用壳聚糖和明胶两种典型物质对HAP微粒进行改性,得到了稳定的HAP水悬浮液和理想的荷电状态。结果表明:HAP水悬浮液的稳定性与Zeta电位的绝对值密切相关。明胶改性的HAP水悬浮液带负电,不适于制备HAP-DNA复合体,而壳聚糖改性的HAP水悬浮液带正电,可满足制备HAP-DNA复合体的需要。将壳聚糖改性的HAP溶液与不同比例的DNA结合,制备出了HAP-DNA复合体,并最终确定DNA与HAP的较为合适的结合比例1:3(W/W),改性后的HAP的吸附容量是金的10倍以上。