專利名稱：磷酸鈣超飽和溶液和利用該溶液的磷酸鈣結(jié)晶薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)背景本發(fā)明涉及超飽和的鈣和磷酸根離子溶液的制備方法和利用上述溶液在固體表面上制備磷酸鈣結(jié)晶薄膜的方法。具體地說，降低溫度和/或利用抑制水溶液中磷酸鈣成核作用的適宜緩沖體系，因此，可以制備高度超飽和的鈣和磷酸根離子的溶液。利用上述的溶液，在固體表面上可以迅速而在高反應(yīng)性和低結(jié)晶度方面高質(zhì)量的制備磷酸鈣結(jié)晶的薄膜。
已知磷酸鈣結(jié)晶具有生物適應(yīng)性。磷灰石結(jié)晶僅是鈣化組織中的一種類型的磷酸鈣結(jié)晶(H.-M.Kim等，J.Bone Miner.Res.10,1589-1601(1995)；USP 5565502；和USP5691397)，已用作骨的基材。通過在金屬或用作固體顆粒的生物材料表面生成磷灰石層，也廣泛用于提高對(duì)組織的生物適應(yīng)性(R.G.T.Geesink,Clin.Orthop.Relat.Res.261,39-58(1990)；和M.G.Dunn和S.H.Maxian,J.Long Term Effect.Med.Implants,1,193-203(1991))。
迄今，為了利用磷酸鈣結(jié)晶提高生物適應(yīng)性，對(duì)生成磷酸鈣結(jié)晶，特別是在鈦等之類基材的表面上形成磷灰石層，已經(jīng)開發(fā)出了各種各樣的涂覆方法。已經(jīng)最廣泛使用等離子體涂覆法。用等離子體涂覆，生成磷灰石層并在高溫下生長，因此由于高結(jié)晶度和大的結(jié)晶尺寸，它包括具有低生物適應(yīng)性的羥基磷灰石。已知除磷灰石結(jié)晶之外，還生成了磷酸鈣的其它相或氫氧化鈣之類的副產(chǎn)物(H.-G.Pfaff等．,Properties of HA-Coatings in“Bioceramics”,vol.6,eds.,p.Ducheyne and D.Christiansen,pp.419-424,Buterworth-Heinemann Ltd.(1993))。已經(jīng)清楚地證實(shí)，上述副產(chǎn)物對(duì)生物適應(yīng)性有負(fù)作用。因此，需要開發(fā)一種方法，該方法生成的磷灰石結(jié)晶層與骨磷灰石結(jié)晶具有相似的性質(zhì)，即由于結(jié)晶的小尺寸，由于低結(jié)晶度和廣泛的反應(yīng)表面積，在基材表面上具有合適的生物適應(yīng)性。
由鈣、磷酸根和羥基離子組成的純羥基磷灰石結(jié)晶是高結(jié)晶度的化學(xué)計(jì)算量的棒狀結(jié)晶，而把骨組織或鈣化的軟骨組織隔離開的生物結(jié)晶是低結(jié)晶度的非化學(xué)計(jì)算量的磷灰石(Elliott J.C.磷灰石和其它正磷酸鈣的結(jié)構(gòu)和化學(xué)研究，Studies in Inorganic Chemistry 18,Amsterdam:Elsevier,pp 111-190(1994))。生物結(jié)晶是極小的納米晶體的薄片(骨是27.3×15.8nm，鈣化的軟骨組織是103×68nm長×寬)納米晶體的薄片有極大表面積，具有高表面反應(yīng)性的代謝活性(H.-M.Kim等，J.Bone Miner.Res.10:1589-1601(1995),Posner A.S等．骨骼研究實(shí)驗(yàn)方法，Academic Press:New York,pp167-192(1979))。
為了生成生物晶體的擬態(tài)的晶體學(xué)性質(zhì)的結(jié)晶層，通過利用鈣和磷酸根離子的溶液，已經(jīng)開發(fā)出了在低溫下直接在固體表面上生成結(jié)晶層的方法。但是，由于超飽和溶液中的自發(fā)成核作用，不能保持高的離子濃度，因此，難以保持溶液產(chǎn)物[Ca2+]×[HPO2-4]的濃度在6mM2之上(H.B.Wen等，J.Biomed.Mater.Res.41,227-236(1998))。此外，在這種低超飽和濃度時(shí)，把溶液施加于固體表面形成結(jié)晶層對(duì)溫度和固體表面的條件要求是非常嚴(yán)格的。也就是說，溫度必須保持在約37℃且涂布過程要求很長時(shí)間，根據(jù)表面情況要一個(gè)月以上。溫度控制了結(jié)晶層的晶體學(xué)特性。此外，需要如此低的溫度是與在表面上溫度的敏感性和生物活性材料結(jié)晶有關(guān)。因此，在溫度必須控制或降低的情況下，不能采用上述的方法。在許多情況下，僅能用于基材是帶電的表面。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)出了超飽和的鈣和磷酸根離子溶液的制備方法和利用上述溶液在固體表面上制備磷酸鈣結(jié)晶薄膜的方法。具體地說，降低溫度和/或利用抵制水溶液中磷酸鈣成核作用的適宜的緩沖體系，能夠制備高度超飽和的磷酸鈣溶液。和通過利用上述溶液，能夠在固體表面上迅速和在高反應(yīng)性與低結(jié)晶度方面都優(yōu)質(zhì)的制備磷酸鈣結(jié)晶薄膜。按照本發(fā)明制備的磷酸鈣結(jié)晶薄膜也具有生物適應(yīng)性。
本發(fā)明的另一目的是提供利用上述溶液在固體表面上迅速和在高反應(yīng)性與低結(jié)晶度方面都優(yōu)質(zhì)的磷酸鈣結(jié)晶薄膜制備方法。
圖2是在纖維表面上生成的磷灰石結(jié)晶的薄膜上人工培養(yǎng)的纖維細(xì)胞的掃描式電子顯微鏡照片(×1300)。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明提供了保持鈣和磷酸根離子高濃度的磷酸鈣超飽和溶液的制備方法，該方法包括步驟1)通過將磷酸鈣結(jié)晶或鈣鹽和磷酸鹽溶解在酸性溶液中，制備鈣和磷酸根離子的高濃溶液(步驟1)；2)在低溫下，將步驟1的高濃度的鈣和磷酸根離子的酸性溶液與堿性溶液混合(步驟2)；和3)從步驟2制備的溶液中排除可以用作結(jié)晶成核作用和生長的核的非晶形的磷酸鈣顆?；蚓w，以進(jìn)一步抑制溶液中的成核反應(yīng)和晶體的生長(步驟3)。
在步驟2中，低溫抑制了溶液中磷酸鈣均勻地成核作用，因此，節(jié)省了后面用于磷酸鈣薄膜制備的自由離子。通過利用合適的緩沖體系更增強(qiáng)了對(duì)副作用的抑制。
在本發(fā)明中可使用任何鈣鹽和磷酸鹽。在本發(fā)明中也可以使用任何磷酸鈣晶體。在本發(fā)明中可以使用的磷酸鈣晶體是通過已知的合成方法制備的。例如，如C。Rey等所公開的方法[Calcif.Tissue Int.45,157-164(1989)；和Calcif.Tissue Int.46,157-164(1990)]，將四水硝酸鈣溶在蒸餾水中生成的溶液與溶在蒸水中的氨水溶液迅速地混合，過濾后冷凍干燥，得到磷灰石。二水氯化鈣和磷酸二氫鉀也可以采用。在本發(fā)明中所使用的磷灰石結(jié)晶也是通過將磷灰石與骨分離得到的(H.-M.Kim等，J.BoneMiner,Res.10,1589-1601(1995))。在使用合成磷酸鈣結(jié)晶的情況下，其優(yōu)點(diǎn)是得到的溶液中包含的離子僅限于包括在結(jié)晶中的離子，如鈣離子、磷酸根離子、碳酸根離子等。通過用酸溶液使鈣化的組織脫鈣化制備的溶液可以在步驟2中使用。
用于溶解上述磷酸鈣結(jié)晶的酸溶液可以是任何的酸。例如，一般的有機(jī)酸如N-[2-羥乙基]哌嗪-N’-[2-乙烷磺酸]、N-三-[羥甲基]甲基-2-氨基乙烷磺酸、1,4-哌嗪二乙烷磺酸、(3-N-嗎啉代)丙烷磺酸和乙酸；無機(jī)酸如鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、硫酸、磷酸、硝酸和碳酸，或它們的混合酸也可用于酸性溶液。優(yōu)選使用鹽酸和N-[2-羥乙基]哌嗪-N’-[2-乙烷磺酸]。然后，將磷酸鈣結(jié)晶溶解得到超濃的溶液，在此情況下，能夠生成結(jié)晶沉淀物，用堿性溶液制成混合物。
將堿性溶液加入磷酯鈣在其中溶解的酸性溶液中，沉淀析出非晶形的磷酸鈣顆粒。此時(shí)，為了抑制溶液中磷酸鈣的成核作用(節(jié)省自由離子)，兩溶液的溫度和反應(yīng)溫度保持低溫。溫度優(yōu)選保持在0-37℃。
作為堿性溶液，通常的無機(jī)堿類溶液如氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鋰溶液、氫氧化鈣溶液、氫氧化鎂溶液和氫氧化銨溶液；有機(jī)堿選自三個(gè)[羥甲基]氨基甲烷、二[2-羥乙基]氨基三個(gè)[羥甲基]甲烷和1,3-雙[三個(gè)(羥甲基)甲基氨基]丙烷等，或它們的混合物可以采用。根據(jù)優(yōu)選的pH值，考慮每一種緩沖劑的緩沖范圍，選擇有機(jī)緩沖劑。在關(guān)鍵溫度下可以制備超飽和的磷酸鈣離子溶液，在使用有機(jī)緩沖劑的情況下比使用無機(jī)堿的情況可以制備更高的超飽和磷酸鈣離子溶液。
混合物溶液的pH值，通過加入堿性溶液設(shè)定在6.0-8.0，優(yōu)選在7.0-7.6。磷酸鈣結(jié)晶的晶體學(xué)特性取決于pH值。因此，通過控制pH值可以得到所要求類型的結(jié)晶。為得到磷酸氫二鈣二水合物結(jié)晶、磷酸八鈣結(jié)晶和廣泛用作生物材料的磷灰石結(jié)晶膜的超飽和溶液的pH值分別為6.0-6.5、6.5-6.8和6.8-8.0。
為了通過上述溶液得到的磷灰石膜有均勻的表面，優(yōu)選除去在溶液中產(chǎn)生的非晶形的磷酸鈣顆粒。用堿溶液中和后通過常規(guī)過濾和離心分離從溶液中除去非晶形的磷酸鈣顆粒。在過濾的情況下，微生物可以同時(shí)被排除，因此，不需要進(jìn)一步的滅菌作用。
按本發(fā)明根據(jù)于反應(yīng)條件制備的磷酸鈣超飽和溶液的產(chǎn)物的離子濃度為6.0-30.0mM2[Ca2+]×[HpO2-4]。在上述過程中，雖然離子濃度高到通過均勻地成核作用足以生成沉淀物，但是，由于低溫抑制了在這種溶液中沉淀物或結(jié)晶的形成。然而，當(dāng)溶液與固體表面接觸時(shí)，由于超出了成核作用的抑制效果的不均勻地成核作用，可能在固體表面生成結(jié)晶，并附著在其上且在其上生長。
但是，由于在這種溶液中的自由離子的濃度很高，因此在低溫下或甚至需要高能量例如在有缺陷的帶電表面上，由于不均勻地成核作用，易于生成結(jié)晶。結(jié)果是，即使在通過以前開發(fā)的技術(shù)不可能生成結(jié)晶的條件下，也能在各種材料的表面生成磷酸鈣結(jié)晶薄膜。
此外，本發(fā)明提供的磷酸鈣結(jié)晶薄膜的制備方法包括步驟1)通過將磷酸鈣結(jié)晶或鈣鹽或磷酸鹽溶于酸性溶液中制備高濃的鈣和磷酸根離子的溶液(步驟1)；2)將步驟1制備的高濃度的鈣和磷酸根離子的酸性溶液在低溫下與堿性溶液混合(步驟2)；3)從步驟2制備的溶液中排出用作晶體成核作用或生長的核的非晶形磷酸鈣顆?；蚪Y(jié)晶，抑制溶液中晶體的進(jìn)一步成核作用和生長(步驟3)；和4)將步驟3制備的溶液涂布到固體表面，生成磷酸鈣結(jié)晶的薄膜(步驟4)。
通過鈣和磷酸根離子的上述的超飽和溶液與固體表面接觸可以制備磷酸鈣結(jié)晶的薄膜并可以使其成長。
在步驟4中，在固體表面上開始成晶的成膜溫度為0-60℃，優(yōu)選0-37℃，而結(jié)晶在0-60℃生長并形成結(jié)晶。根據(jù)反應(yīng)條件和表面類型可以改變初始步驟和生長與形成結(jié)晶步驟的時(shí)間期間。
生成結(jié)晶膜的表面包含各種材料的表面，如金屬、陶瓷、有機(jī)聚合物、玻璃、動(dòng)物或植物的生物組織等。例如，上述的溶液可以涂布到多孔聚合物如聚乙醇酸、聚乳酸、聚(乳酸-乙醇酸)共聚物，制備磷酸鈣磷灰石薄膜，它們?cè)黾铀幬锏睦煤图?xì)胞的傳遞，以及用于不生長骨的支架結(jié)構(gòu)。
并且，材料的幾何結(jié)構(gòu)不限。所以，可為各種各樣的結(jié)構(gòu)，如平板、圓筒體、立方體、圓錐體、方形柱體、它們的組合體等。固體表面可不帶電荷，也可以帶電荷。
按本發(fā)明制備的鈣和磷酸根離子的超飽和溶液通過降低溫度可以濃縮到很高的濃度。降低溫度抑制了磷酸鈣的均勻成核作用。通過使用適合的緩沖體系，即通過選擇適合的酸性溶液和適合的堿性溶液，高濃的溶液可以進(jìn)一步保持穩(wěn)定。
具體地說，本發(fā)明的磷酸鈣超飽和溶液的濃度與現(xiàn)有技術(shù)相比是極度高的，在任何固體表面上可以迅速地生成磷酸鈣結(jié)晶薄膜，所述的固體表面是金屬表面、陶瓷表面、有機(jī)聚合物表面、玻璃表面、動(dòng)物或植物的組織表面等。此外，通過使用上述溶液，甚至在很低的溫度0-60℃下，在固體表面上也能生成磷酸鈣結(jié)晶薄膜。而且，使用上述溶液制備的磷酸鈣結(jié)晶薄膜具有生物適應(yīng)性，允許各種各樣的細(xì)胞如成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、牙周韌帶細(xì)胞等在表面附著或增殖和具有生物材料的潛在應(yīng)用性。
實(shí)施和提出的本發(fā)明的優(yōu)選方案用下述的實(shí)施例加以說明。
但是，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這是考慮公開本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對(duì)本發(fā)明可以作出修改和改進(jìn)。實(shí)施例1超飽和磷酸鈣溶液1的制備將17.7毫克的四水硝酸鈣溶于250毫升蒸餾水中的溶液、40毫克磷酸氫二銨的溶液和溶于500毫升蒸餾水中的液氨1毫升迅速地混合，過濾和冷凍干燥后得到磷灰石結(jié)晶。將400毫克磷灰石結(jié)晶溶于40毫升0.2M的鹽酸中，制備含磷酸鈣離子的的酸性離子溶液。用0.2M的鹽酸稀釋酸性溶液，使得磷酸鈣的濃度達(dá)到15％。該溶液與0.2N的氫氧化鈉溶液混合，攪拌制備pH值為7.4的離子溶液。所有上述溶液的溫度都保持在4℃。此時(shí)，迅速地生成非晶形的磷酸鈣。但是，由于低溫，在生成的非晶形的磷酸鈣顆粒中沒有自由離子參加，并且沉淀出結(jié)晶的量慢慢減少和達(dá)到平衡。該溶液在4℃保持10分鐘，然后，產(chǎn)生的非晶形的磷酸鈣通過用0.2微米尺寸的過濾器過濾除去制得中性離子緩沖溶液。
制備溶液的離子產(chǎn)物濃度用原子吸收光譜(Perkin ElmerUSA)和比色分析法測(cè)定為15-20mM2[Ca2+]×[HPO2-4]，即該溶液是超飽和的溶液。
上述制備的超飽和溶液在4℃到使用。實(shí)施例2超飽和磷酸鈣溶液2的制備用與實(shí)施例1相同的條件制備磷酸鈣溶液，不同的是用0.2M的三[羥甲基]氨基甲烷的溶液代替0.2N氫氧化鈉制備pH值為7.4的三個(gè)[羥甲基]氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液。
所制備溶液的離子產(chǎn)物的濃度用原子吸收光譜(Perkin ElmerUSA)和比色分析法測(cè)定為15-20mM2[Ca2+]×[HPO2-4]，即該溶液是超飽和的溶液。
上述制備的超飽和溶液在4℃到使用。實(shí)施例3超飽和磷酸鈣溶液3的制備用與實(shí)施例1相同的條件制備磷酸鈣溶液，不同的是改變酸性溶液。
使用N-[2-羥乙基]哌嗪-N’-[2-乙烷磺酸]和鹽酸代替0.1N的鹽酸水溶液加入0.2M N-[2-羥乙基]哌嗪-N’-[-乙烷磺酸]溶液，在此過程中，它們的pH值在4℃保持。含鈣和磷酸根離子的酸性溶液與0.2N氫氧化鈉混合后，攪拌制備pH值為7.4的Hepes緩沖溶液。
所制備的溶液的離子產(chǎn)物濃度用原子吸收光譜(Perkin ElmerUSA)和比色分析法測(cè)定為15-20mM2[Ca2+]×[HPO2-4]，即該溶液是超飽和的溶液。
上述制備的超飽和溶液在4℃到使用。實(shí)施例4超飽和磷酸鈣溶液4的制備通過與實(shí)施例1相同的條件制備磷酸鈣溶液，不同的是將93毫克二水氯化鈣和52毫克磷酸二氫鉀直接溶于75毫升0.2M的鹽酸中。
所制備溶液的離子產(chǎn)物的濃度用原子吸收光譜(Perkin ElmerUSA)和比色分析法測(cè)定為15-20mM2[Ca2+]×[HPO2-4]，即該溶液是超飽和的溶液。
上述制備的超飽和溶液在4℃到使用。實(shí)施例5超飽和磷酸鈣溶液5的制備通過與實(shí)施例4相同的條件制備磷酸鈣溶液，不同的是使用0.2M三[羥甲基]氨基甲烷的堿性溶液代替0.2M氫氧化鈉溶液，制備pH值為7.4的三[羥甲基]氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液。
所制備溶液的離子產(chǎn)物的濃度用原子吸收光譜(Perkin ElmerUSA)和比色分析法測(cè)定為15-20mM2[Ca2+]×[HPO2-4]，即該溶液是超飽和的溶液。
上述制備的超飽和溶液在4℃到使用。實(shí)施例6超飽和磷酸鈣溶液6的制備通過與實(shí)施例4相同的條件制備磷酸鈣溶液，不同的是改變酸性溶液。
利用N-[2-羥乙基]哌嗪-N’-[2-乙烷磺酸和鹽酸代替鹽酸制備酸性溶液。0.1N鹽酸溶液加入0.2M N-[2-羥乙基]哌嗪-N’-[2-乙烷磺酸]溶液，在該過程期間，它們的pH值在4℃保持。含鈣和磷酸根離子的酸性溶液與0.2N氫氧化鈉溶液混合，攪拌制備pH值為7.4的Hepes緩沖溶液。
所制備溶液的離子產(chǎn)物的濃度用原子吸收光譜(Perkin ElmerUSA)和比色分析法測(cè)定為15-20mM2[Ca2+]×[HPO2-4]，即該溶液是超飽和的溶液。
上述制備的超飽和溶液在4℃到使用。
實(shí)施例7超飽和磷酸鈣溶液7的制備將實(shí)施例1制備的超飽和溶液倒入培養(yǎng)皿中(Corring,USA)，在8℃培養(yǎng)2天。然后，溫度升到20℃，被涂覆的培養(yǎng)皿在20℃溫度下繼續(xù)培養(yǎng)24小時(shí)形成薄膜。
通過掃描式電子顯微鏡(SEM)(840A,JEOL,Japan)檢驗(yàn)磷酸鈣磷灰石結(jié)晶的薄膜。

圖1示出了表面的SEM照片(×10000)。如圖1所示，按本發(fā)明制備的磷灰石薄膜有均勻的結(jié)晶尺寸和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。在培養(yǎng)皿上結(jié)晶的尺寸長度為16.7±3.7納米和寬度為12.2±2.4納米(n=50)。
從培養(yǎng)皿表面削去的結(jié)晶的長度通過在100mA和50kv下粉末X-射線衍射(XRD)(MXP 18,Mac Science,Japan)測(cè)定。
結(jié)果證實(shí)，在薄膜中沒有磷酸鈣結(jié)晶的其它相，只有磷灰石。磷灰石結(jié)晶的X-射線衍射譜圖已經(jīng)證實(shí)，磷灰石是低結(jié)晶度，與骨組織結(jié)晶的相似(參見表1)。結(jié)晶極度小的尺寸可以得到極大的比表面積，這就能夠使它們?cè)诩?xì)胞中強(qiáng)烈地相互作用或提供高表面反應(yīng)性的有機(jī)環(huán)境。
表1磷酸鈣結(jié)晶的XRD數(shù)據(jù)
實(shí)施例8-12磷灰石薄膜2-6的制備在與實(shí)施例7相同的條件下，通過使用實(shí)施例2-6制備的溶液，分別制備磷灰石的薄膜。
所制備的磷灰石薄膜的SEM照片與實(shí)施例7制備薄膜相似。也就是說，所制備的磷灰石薄膜有均勻的結(jié)晶尺寸和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例13磷灰石薄膜1的制備和生物適應(yīng)性試驗(yàn)在與實(shí)施例7相同的條件下，制備磷灰石薄膜，不同的是利用polyglactin910(vicryl)纖維代替培養(yǎng)皿。然后，將在纖維上生成磷灰石薄膜置入L929成纖維細(xì)胞(ATCC NTCC克隆929)培養(yǎng)介質(zhì)中并在37℃輸送95％空氣和5％二氧化碳的氣氛下進(jìn)行培養(yǎng)。在三天之后，用SEM(X1,300)檢驗(yàn)纖維。
如圖2所示，細(xì)胞附著在磷酸鈣磷灰石薄膜上并均勻而穩(wěn)定地增殖。結(jié)果證實(shí)，按本發(fā)明制備的磷酸鈣磷灰石薄膜具有生物適應(yīng)性。實(shí)施例14-18磷灰石薄膜2-6的制備和生物適應(yīng)性試驗(yàn)在與實(shí)施例13相同的條件下，利用實(shí)施例2-6制備的溶液分別制備磷灰石薄膜。然后，在與實(shí)施例13相同的條件下，在上述磷灰石薄膜上培養(yǎng)成纖維細(xì)胞。所制備的磷灰石薄膜的SEM照片與實(shí)施例13所制備的薄膜相似。也就是說，細(xì)胞附著在磷酸鈣磷灰石薄膜上并在其上均勻而穩(wěn)定地增殖。
權(quán)利要求
1．一種用于制備保持鈣和磷酸根離子高濃度的磷酸鈣超飽和溶液的方法，該方法包括以下步驟1)通過將磷酸鈣晶體或鈣鹽和磷酸鹽溶解在酸性溶液中，制備鈣和磷酸根離子的高濃溶液(步驟1)；2)在低溫下，將步驟1的高濃度的鈣和磷酸根離子的酸性溶液與堿性溶液混合(步驟2)；和3)從步驟2制備的溶液中，排除可以作為結(jié)晶成核作用或生長的晶核的非晶形的磷酸鈣顆?；蚓w，以進(jìn)一步抑制溶液中的成核反應(yīng)和晶體的生長(步驟3)。
2．按權(quán)利要求1磷酸鈣超飽和溶液的制備方法，其中酸性溶液和堿性溶液的溫度和步驟2中的反應(yīng)溫度為0-37℃。
3．按權(quán)利要求1磷酸鈣超飽和溶液的制備方法，其中步驟1中酸性溶液是通過利用無機(jī)酸、有機(jī)酸或它們的混合酸制備。
4．按權(quán)利要求3磷酸鈣超飽和溶液的制備方法，其中無機(jī)酸選自鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、硫酸、磷酸、硝酸和碳酸，而有機(jī)酸選自N-[2-羥乙基]哌嗪-N’-[2-乙烷磺酸]、N-三個(gè)-[羥甲基]甲基-2-氨基乙烷磺酸、1,4-哌嗪二乙烷磺酸、(3-N-嗎啉代)丙烷磺酸和乙酸。
5．按權(quán)利要求1磷酸鈣超飽和溶液的制備方法，其中步驟2中的堿性溶液是通過利用無機(jī)堿、有機(jī)堿或它們的混合堿制備的。
6．按權(quán)利要求5磷酸鈣超飽和溶液的制備方法，其中無機(jī)堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈣、氫氧化鎂和氫氧化銨，而有機(jī)堿選自三[羥甲基]氨基甲烷、雙[2-羥乙基]氨基三[羥甲基]甲烷和1,3-二[三(羥甲基)甲基氨基]丙烷。
7．按權(quán)利要求1磷酸鈣超飽和溶液的制備方法，其中通過加入堿性溶液將步驟2中pH值設(shè)置為6.0-8.0。
8．按權(quán)利要求1磷酸鈣超飽和溶液的制備方法，其中在步驟3中非晶形的磷酸鈣顆?；蚪Y(jié)晶是通過多孔過濾器過濾或通過離心分離排除。
9．一種用于制備磷酸鈣結(jié)晶薄膜的方法，是通過將權(quán)利要求1制備的磷酸鈣的超飽和溶液涂覆到固體表面上來制備。
10．按權(quán)利要求9的磷酸鈣結(jié)晶薄膜的制備方法，其中溫度為0-60℃。
11．按權(quán)利要求10的磷酸鈣結(jié)晶薄膜的制備方法，其中成晶的起始步驟的溫度為0-37℃，而結(jié)晶增長和成熟的溫度為0-60℃。
12．按權(quán)利要求9的磷酸鈣結(jié)晶薄膜的制備方法，其中固體表面是帶電或不帶電的表面。
13．按權(quán)利要求9的磷酸鈣結(jié)晶薄膜的制備方法，其中固體表面是選自金屬、陶瓷、有機(jī)聚合物、玻璃和動(dòng)物或植物的生物組織的材料的表面。
14．通過權(quán)利要求9所述的方法制備的磷酸鈣結(jié)晶的薄膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及鈣和磷酸根離子超飽和溶液的制備方法和利用所述的溶液在固體表面上制備磷酸鈣結(jié)晶薄膜的方法。具體地說,降低溫度和/或利用適合緩沖體系抑制溶液中磷酸鈣的成核作用,由此可以制得鈣和磷酸根離子的超飽和溶液。利用上述的溶液可以在固體表面上迅速和在反應(yīng)性和低結(jié)晶度方面都優(yōu)質(zhì)的磷酸鈣結(jié)晶薄膜。按本發(fā)明制備的磷酸鈣薄膜具有生物適應(yīng)性并可作為生物材料應(yīng)用。
文檔編號(hào)A61L27/32GK1321137SQ99811036
公開日2001年11月7日 申請(qǐng)日期1999年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月17日
發(fā)明者金鉉滿, 高在丞, 金玧志, 樸修禛 申請(qǐng)人:奧斯考泰克公司, 金鉉滿