羟基磷灰石(HA)陶瓷生产实验
1.实验目的
1.1初步训练方案设计、实验、生产、检验等的能力;
1.2培养查阅文献、市场调研、搜集和整理资料、设计、项目管理、科学实验、生产制造、分析问题和解决问题、发表见解的初步能力;
1.3掌握羟基磷灰石的基本性质、功能和用途，以及几种制备羟基磷灰石的原理和方法；
1.4实践利用湿化学法中的沉淀法制备羟基磷灰石粉体；
1.5熟悉和掌握相关仪器设备的使用。
2.实验原理
羟基磷灰石[Hydroxyapatite，HA；分子式：Ca10(PO4)6(OH)2]的化学组成和结晶结构类似于人骨骼系统中的磷灰石，优良的生物活性和生物相容性是其最大的优点，人体骨细胞可以在羟基磷灰石上直接形成化学结合，在普通合成的生物材料中添加少量纳米羟基磷灰石可显著改善材料对成骨细胞的粘附和增殖能力，促进新骨形成，因此适宜于做骨替代物。羟基磷灰石的钙磷摩尔比为1.67，与天然骨相近。
目前生产羟基磷灰石的方法主要分为湿法合成和干法合成，其中湿法包括溶胶-凝胶法、沉淀法和水热法三种[3,4,5]。
2.1溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是近些年来才发展起来的新方法，已经引起了广泛
的关注。找到合适的、能够合成最终的羟基磷灰石的溶胶一凝胶体系是其合成的关键。其原理是：将醇盐溶解在选定的有机溶剂中，在其中加蒸馏水使醇盐发生水解、聚合反应后生成溶胶，再将Ca2+溶胶缓慢滴加到(PO4)3-溶胶中，加水变为凝胶，凝胶经老化、洗涤、真空状态下低温干燥，得到干凝胶，再将干凝胶高温煅烧．就得到羟基磷灰石的纳米粉体。该方法的优点为：合成及烧结温度低、可存分子水平上混合钙磷的前驱体，使溶胶具有高度的化学均匀性。缺点是化学过程比较复杂、醇盐原料价格昂贵、有机溶剂毒性大，对环境易造成污染等。
2. 2沉淀法
沉淀法是制备羟基磷灰石粉体最典型的方法。这种方法通常采用把一定浓度的磷酸氢铵和硝酸钙反应或者磷酸与氢氧化钙在一定的温度下搅拌反应生成羟基磷灰石沉淀，反应过程中使用氨水（NaOH 溶液1mol/L）调节pH值，把沉淀物高温煅烧从而得到羟基磷灰石粉体。其典型工艺：Ca(NO3)2与磷酸盐[(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4]溶液进行反应，沉淀经过滤、干燥，制成粉末颗粒。2.3.水热法
水热法其特点是在特制的密闭的反应器（高压釜）内，水溶液为反应介质。在高温高压环境中，不受沸点的限制，可以使介质的温度上升到200-400℃，使原来难溶或不溶的物质溶解并重新结品的方法。这种方法通常采用磷酸氢钙等为原料的水溶液体系。在高压釜中制备HA粉体。其典型的工艺为：以CaCl2[或Ca(NO3)2]与NH4H2PO4
为原料，以钛网、Ti6Al6V片或其他合金为阴极，以石墨为阳极。控制一定的pH值和沉淀时间，可得CaHPO4·2H2O，随后经水蒸气处理，即得到羟基磷灰石。
化学反应如下：
H2PO4- = HPO42- + H+
HPO42- + Ca2+ + 2H2O = CaHPO4·2H2O
10CaHPO4·2H2O = Ca10(PO4)6(OH)2 + 4H3PO4 +18H2O 3.实验设计
3.1资料查询
3.1.1参考网站:
①中国化工信息网:
②中国知网羟基磷灰石陶瓷纤维制作工艺的研究
③万方数据: 硅灰石增韧多孔羟基磷灰石生物陶瓷的制备工艺及性能研究
④
3.1.2参考文献
①邱关明编.新型陶瓷.北京:兵器工业出版社,1993
②周松青,彩釉砖胚的裂纹和变形缺陷机理分析.陶瓷1990
③周松青.杜海清.彩釉砖版面细小裂纹的随机性及数理统计.中国陶瓷1994
3.1.3参考标准
国家陶瓷质量检测中心.彩色釉面砖外观质量.行业标准
3.1.4参考信息
目前为止我国生产羟基磷灰石陶瓷的方法有如下几种:
1)水热法:水热工艺为无水磷酸氢钙与磷酸在高压锅中反应。温度为100-500,压力为1-500大气压,制备时间约48小时。
2)固相反应法:将碳酸钙与磷酸盐混合均匀,在高温下发生固相反应,生成磷酸钙陶瓷。
3)湿法式.利用钙离子与磷酸根离子在一定条件下,在水溶液中反应合成羟基磷灰石陶瓷。
在以上三个工艺中,因反应在高温高压下进行,合成设备相当贵,而且设备操作复杂,能量消耗大。而湿式法工艺相对来说较为简单易行。
3.2市场调查
羟基磷灰石，又称羟磷灰石，是钙磷灰石（Ca5(PO4)3(OH)）的自然矿物化。但是经常被写成（Ca10(PO4)6(OH)2）的形式以突出它是由两部分组成的：羟基与磷灰石。OH-基能被氟化物、氯化物和碳酸根离子代替，生成氟基磷灰石或氯基磷灰石，其中的钙离子可以被多种金属离子通过发生离子交换反应代替，形成对应金属离子的M磷灰石（M代表取代钙离子的金属离子）。羟基磷灰石（HAP）是脊椎动物骨骼和牙齿的主要组成，人的牙釉质中羟基磷灰石的含量在96%以上。羟基磷灰石具有优良的生物相容性，并可作为一种骨骼或
牙齿的诱导因子，在口腔保健领域中对牙齿具有较好的再矿化、脱敏以及美白作用。实验证明HAP粒子与牙釉质生物相容性好，亲和性高，其矿化液能够有效形成再矿化沉积，阻止钙离子流失，解决牙釉质脱矿问题，从根本上预防龋齿病。含有HAP材料的牙膏对唾液蛋白、葡聚糖具有强吸附作用，能减少患者口腔的牙菌斑，促进牙龈炎愈合，对龋病、牙周病有较好的防治作用。
羟基磷灰石陶瓷的研究和应用,在生物材料工程界引起极大关注,利用陶瓷羟基磷灰石制成的人造骨,人造牙齿,人造关节等,已用于很多实验.
3.3实验依据
羟基磷灰石具有独特的分离机理，是唯一直接用于蛋白质和核酸纯化的无机层析填料，高度耐碱，生物安全性最高。其中磷酸离子与带正电的蛋白质以离子键结合，具有离子交换特性，可由NaCl浓度梯度或磷酸钠浓度梯度洗脱，其中的Ca2＋离子与带负电蛋白质的自由羧基以金属螯合方式结合，该结合方式对NaCl不敏感，可由磷酸钠浓度梯度洗脱。因此该填料既可以用磷酸钠单梯度洗脱，也可以采用NaCl梯度洗脱后以低浓度磷酸钠缓冲液平衡，再以磷酸钠浓度梯度洗脱的双梯度洗脱模型，以达到更高的分辨率。羟基磷灰石类型选择：羟基磷灰石因陶瓷化工艺不同分为2种类型：A型和B型，I型对蛋白质具有更大的保留，对普通蛋白质具有更大的动态载量，主要纯化大部分蛋白质（分子量一般在100kd一下）；B型由于孔径较A 型大，因而对抗体和部分重组疫苗等大分子量蛋白质的动态载量更
高，而对HSA几乎无保留，因而更适合于抗体的纯化，同时II型对核酸具有更大的保留，能够分辩单、双链、是否超螺旋等各种高级结构的核酸，因而也适合纯化核酸。
3.４所需设备和原料
实验原料
磷酸二氢钙（Ca(H2PO4)2·H2O）、氢氧化钙（Ca(OH)2）、柠檬酸（C6H8O7）、无水乙醇（C2H6O）和去离子水。
该实验以磷酸二氢钙和氢氧化钙为主要原料，按54：37的配比混合，用去离子水作为溶剂，并加入适量的添加剂（柠檬酸）。其化学反应式：3Ca(H2PO4)2·H2O+7Ca(OH)2→Ca10(PO4)6(OH)2+15H2O。
实验仪器及设备
该试验的仪器主要有：三角瓶、烧杯、量筒、蒸发皿、研钵、球磨棒；该试验的设备主要有：电热恒温水浴锅、强力搅拌机、离心机、电热鼓风干燥箱、烧结炉、电子天平。
4.主要设备的使用及注意事项
4.1电热恒温水浴锅
电热恒温水浴锅为水槽式，水槽用不锈钢制作，机箱用优质冷轧钢板精心制作而成。控温部分用特制的电子控温；以数显显示锅内实
际温度，具有造型美观‘耐腐蚀、控温稳定、节能实用、维修方便、长寿等特点。如图所示：
1、接通电源，设定温度：按SET键可设定或查看温度设定点。按一下SET键数码管字符开始闪动,表示仪表进入设定状态,按→键设定值增加，按←键设定值减小
，长按←键或→键数据会快速变动，再一次按SET键仪表回到正常工作状态温度设定完毕；
2、通电前应先将水注入锅内至隔板以上，使用过程中加热管绝不能露出水面，否则加热管将会烧毁甚
至爆裂或焊锡融化漏水、触电等；
3、安全用电：该产品用220V交流电源，电源插座应采用三孔安全插座，必须妥善接地，切不可将地
线接到煤气管上；
4、如需作100℃沸水蒸馏使用时，加水不能过多，以免沸腾时溢出。电热恒温水浴锅有加热和恒温二只指示灯表示工作状态，温度表头示
值为锅内实际温度。
4.2强力搅拌机
该实验采用的是JB系列搅拌机调速器，该设备由搅拌驱动主机、运行状态控制器、机架等组成。搅拌驱动主机采用高密度压铸铝合金机壳的微型电机、输出端应用多级增力机构，低速搅拌运行转矩输出大，运行稳定；运行状态控制器采用无级调速器，运行转速可按实验所需任意选择；机架开放式的应用，扩大混合介质容器的选择性；搅拌棒轧头，卸装简便。产品具有连续使用性能好，实验操作方便等特性。如图所示：
4.3离心机
离心原理，当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时，由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关，并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。象红血球大小的颗粒，直径为数微米，就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。
此外，物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的绝对的。扩散与物质的质量成反比，颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的，有条件的，要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比，颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等，它们在溶液中成胶体或半胶体状态，仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢，而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力，才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。如下图：
4.4电子天平
电子天平，用于称量物体质量。电子天平一般采用应变式传感器、电容式传感器、电磁平衡式传感器。应变式传感器，结构简单、造价低，但精度有限，目前不能做到很高精度；电容式传感器称量速度快，性价比较高，但也不能达到很高精度；采用电磁平衡传感器的电子天平。其特点是称量准确可靠、显示快速清晰并且具有自动检测系统、简便的自动校准装置以及超载保护等装置。
注意事项：
1、为正确使用天平，请您熟悉天平的几种状态：显示器右上角显示O：表示显示器处于关断状态；显示器左下角显示O：表示仪器处于待机状态，可进行称量；显示器左上角出现菱形标志：表示仪器的微处理器正在执行某个功能，此时不接受其他任务；
2、天平在安装时已经过严格校准，故不可轻易移动天平，否则校准工作需重新进行；
3、严禁不使用称量纸直接称量！每次称量后，请清洁天平，避免对
天平造成污染而影响称量精度，以及影响他人的工作。
4.5电热鼓风干燥箱
鼓风干燥箱根据应用的不同，又称为鼓风干燥箱和恒温干燥箱，老化箱，烘箱等。DHG系列电热鼓风干燥箱采用国内外技术设计，国内最新颖款式，采用低噪声风机，通用送风系统使空气所经过加热体时能最大限度的带走很多热量，很快达到设定温度。
DHG系列鼓风干燥箱根据应用的不同，又称为鼓风干燥箱和恒温干燥箱，老化箱，烘箱等。DHG系列电热鼓风干燥箱鼓风干燥箱采用国内外技术设计，国内最新颖款式，采用低噪声风机，通用送风系统使空气所经过加热体时能最大限度的带走很多热量，很快达到设定温度。DHG系列电热鼓风干燥箱具有设计优良，造型新颖，工艺先进，控温精确，性能稳定，容易维护，操作方便等优点。鼓风干燥箱适用于工矿企业、大专院校、医药卫生、科研单位等对物品进行烘焙、干燥、溶解等用。
4.5.1使用规范
干燥箱用于试样的烘熔，干燥或其它加热用。最高温度为250度，干燥箱在环境温度不大于40度，空气相对温度不大于85%条件下工作。干燥使用专用的插头插座，并用比电源线粗一倍之导线接地，使用前检查电气绝缘性能，并注意有否断路，短路及漏电现象。箱上放入温度计，打开电源调节温近期旋至较高位置，待温度上升至预业温度，往回调节温控钮至接触开头刚好断开，再经几次微调即可恒温。打开底部排气孔排除箱内湿气。试品钢板最大平均负荷为15kg，放置切勿过重、过密，一定要留有空隙，工作室底板上不能放置试品。
4.5.2注意事项：
1、干燥箱严禁放入易燃、易挥发物品，以防爆炸；
2、通上电源，绿色指示发亮，开启鼓风开关，豉风电机运转，开启
电源开关1，红色指示灯亮，表示一组电热丝通电升温，如需加高温，可将电源开关旋至开头2位置，使二组电热丝同时升温，恒温时，可关闭一组加热开关；
3、工作时，箱门不宜经常打开，以免影响恒温场。工作时应有专人监测箱内温度，一旦温度失控，应及时断电检查，以免事故发生。
4.6 烧结炉
烧结炉是一种在高温下，使陶瓷生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙（气孔）和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体的炉具。烧结炉主要用于陶瓷粉体、陶瓷插芯和其他氧化锆陶瓷的烧结，金刚石锯片的烧结，也可用于铜材，钢带退火等热处理。同样可用于厚膜电路、厚膜电阻、电子元件电极、LTCC、钢加热器、太阳能电池板等类似产品的高温烧结、热处理。烧结炉主要应用在钢铁行业、冶金行业、新材料行业等。
5.实验步骤
1、量取3000ml蒸馏水于5000ml三角瓶中并用电子天平称取适量（Ca（OH）2）粉末与之混合配制为饱和溶液。
2、用电子天平称取适量柠檬酸与Ca（H2PO4）2·H2O加入步骤一中饱和溶液并将之于70℃电热恒温水浴锅用强力搅拌机搅拌约2小时。（恒温水浴锅应提前预热至70℃）。
3、将搅拌过的溶液静放一天进行陈化分层处理，并将上层较清水缓
慢倒除，将下层浑浊液体分别测量100ml左右于离心容器中并在离心机中依次进行离心处理，直到所有溶液离心完成得到凝胶。（离心机转速1500r／min，12min）。
4、将所得凝胶置于小坩埚中并在电热鼓风干燥箱中干燥，温度为70℃干燥12小时左右。
5、取出干凝胶于研钵中，加入适量无水乙醇，手工研磨一小时左右后，将粉末继续在干燥箱中100℃烘干。
6、将烘干后的粉末于750℃进行烧结处理，2小时后即得到HA粉末。
7、将粉末干燥冷却后置于特定模具中，用油压机进行压制成型，将压制后的胚体在烧结炉中烧结处理约2小时，即可得到HA陶瓷。8、将所得HA陶瓷进行检测分析,将所得HA陶瓷进行激光粒度分析得出不同烧结温度下HA的粒径分布。
６.成分检测和分析
6.1粒度分布的测定
①实验仪器设备
激光粒度仪一台，蒸馏水若干，电子天平，烧杯若干
②测定方法
1、接通仪器电源，预热10——15min。
2、称取1g制备的式样，放入加入350ml蒸馏水的烧杯中。
3、打开前盖板，用小块白纸插入光路，白纸上若出现一圆形红色光斑，说明激光器工作正常。
4、在样品池中注入蒸馏水，同时打开排水管以便排出管内气泡，用
卡子卡住排水管，使样品窗中充满蒸馏水，随时注意保持样品池水位不低于1/3。
5、打开电脑主机上的mastersizer程序，设置好各种参数后，点击加样品按钮。
6、加入适量被测样品池中，启动搅拌器与超声器，使样品在分散液中充分分散。
7、超声一段时间后，打开抽水泵机使样品悬浮液进入样品窗。
8、按下开始检测按钮，机器开始检测。液晶屏显示“稍候……”,随即显示测试结果数据表，显示颗粒群的粒度分布图。
9、样品池的清洗
⑴样品测试前后必须清洗样品池与样品窗及全部制样系统。
⑵清洗采用蒸馏水，自样品池注入，至排水管放出。反复多次。
⑶清洗时。观察能谱高度，能谱降至0位。认为清洗完毕。
③实验测定数据（详见表1、图1）
表1 不同烧结温度下HA的粒径分布值
d：所占体积的为10%时所对应的颗粒的粒径；
10
d：所占体积的为50%时所对应的颗粒的粒径；
50
d：所占体积的为90%时所对应的颗粒的粒径；
90
Mean size：平均粒径。
图1不同烧结温度下的粒度分布曲线
a 干燥态
b 分散态
c---h为700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃烧结时的粒度分布曲线
6.2抗压强度极限的测定
①实验仪器设备
YES–2000B型全自动压力试验机一台，磨片机一台，游标卡尺一个
②测定方法
3.1送三相及单相电源。
3.2 按下油泵启动按钮，启动油泵，预热5分钟。
3.3关闭回油伐，打开送油伐，并观看压力机活塞，控制送油阀使其缓慢上升。
3.4 压力机活塞上升1-4mm后，然后关闭送油阀。
3.5 此时按下压力机控制柜数字显示器上的“清零”键。
3.6按指定的加荷速度均匀加荷，直到试块破裂。
3.7试块破裂后关闭送油阀，打开回油阀。
3.8重复上述步骤，然后做下一组试验。
③实验测定数据（详见表2）
表2 不同烧结温度下HA的抗压强度极限
T：焙烧温度；
P：对应温度下，焙烧2小时的抗压强度极限；
７．实验的分析与讨论
7.1影响本次实验结果的因素归结于以下几点：
从实验结果可以看出不同的温度对HA陶瓷的粒径有十分明显的影响：从干燥态到分散态，微球平均粒径缓慢。烧结温度从700℃升高到1200℃，随着烧结温度的继续升高，微球平均粒径一直增加：1、大体上随着温度的升高HA陶瓷粉末的粒径也随之增加，因此在温度允许的情况下可以烧结出所需不同粒径的HA陶瓷粉末，但由于经济成本上考虑，不应选用温度过高的情况下进行烧结。
2、从平均粒度上看，其粒径都是随着温度的升高而升高。导致这种情况可能是HA体积较小，且烧结过程中颗粒之间的距离也比较小使得HA粉末互相团聚甚至长大成为一体，导致其平均粒度的增加，亦可能是其表面粗化造成。
3、所占体积的为10%时所对应的颗粒的粒径在700—800℃与1000—1100℃时出现了不同改变，粒径变小，说明可能HA占比较少，晶
化程度不高，所代表的粒径不能完全表现所造成的。
4、综之所诉，烧结使陶瓷表面的形貌发生了明显的变化，在800℃以上时其表面出现一系列的小孔，并且温度越高其孔径越大。
7.2产品市场价格评估
上海广锐生物科技有限公司生产的羟基磷灰石技术参数：含量：99%；水分：≤1.0%；砷：≤0.0003%；重金属：≤0.001%；平均粒径：5～20μm；目前价格150元/千克。
上海信然生物技术有限公司生产的羟基磷灰石技术参数：含量：95%；水分：≤5.0%；砷：≤0.0005%；重金属：≤0.002%；平均粒径：50～100μm；目前价格75元/千克。
上海瑞邦生物材料有限公司生产的羟基磷灰石技术参数：含量：99%；水分：≤5.0%；砷：≤0.0003%；重金属：≤0.001%；平均粒径：100～200μm；目前价格120元/千克。
西安瑞林生物科技有限公司生产的羟基磷灰石技术参数：含量：98%；水分：≤2.0%；砷：≤0.0003%；重金属：≤0.001%；平均粒径：5～20μm；目前价格120元/千克。
桂林红星生物科技有限公司生产的羟基磷灰石技术参数：含量：99%；水分：≤1.0%；砷：≤0.0003%；重金属：≤0.001%；平均粒径：50～100μm；目前价格130元/千克。
由羟基磷灰石、氟磷灰石、磷酸三钙和碳酸磷灰石等磷酸钙盐或其复合物构成的生物陶瓷。Ca/P原子比和材料结构决定其表面是否具有生物活性或生物可吸收性。 羟基磷灰石和磷酸三钙等磷酸钙类生物材料与脊椎动物骨和齿的主要无机成分十分相近，具有良好的生物相容性，植入骨组织后能在界面上与骨形成很强的化学键合，各国学者均给予广泛关注，是临床医生喜用的医用材料。目前，医用的磷酸钙粉末是用分析纯化学原料人工合成的，其主要制备方法有在高温下反应的干式方法与在溶液中进行沉淀反应的湿式方法。传统的磷酸钙粉末制备方法均很难得到力学性能好的磷酸钙陶瓷，这就限制了磷酸钙陶瓷材料作为承重骨的应用。因而有必要寻求一些合成及改性的新方法。冲击波技术作为材料制备、活化、改性等的研究手段，正日益受到人们的重视，它具有能产生高压、高温及作用时间短等特点，在材料研究中占有独特的地位。凝聚态物质经冲击波作用后，位错密度大大增加，表面能明显提高，化学活性增加，可显著改善粉体的烧结性能及反应活性。在冲击波作用下固体粉末混合物间相互碰撞、挤压、摩擦和穿透，能使晶粒粒度减小，分布均匀，达到细化与均化的目的。同时，在冲击波的作用下，固体颗粒发生高速运动，使其扩散速度是一般条件下固相反应中扩散速度的几倍，大大提高了反应速度，是一种合成超细粉末材料的新方法。因此，本研究提出了用冲击波技术合成磷酸钙
陶瓷粉末及对磷酸钙粉末活化改性这一新的研究课题，以制备力学性能优良的磷酸钙人工骨材料。经查新表明在国内外的相关文献中关于这一领域的研究还未见报道，本研究将填补这方面的空白，具有较大的科学价值和实际意义。本研究用冲击波方法处理CaCO3与CaHPO4·2H2O的混合物制备出了羟基磷灰石粉末。冲击波实验装置采用接触爆轰柱面装置，使用硝基甲烷液体炸药时，其炸药厚度应在20mm厚左右，既能顺利引爆又能保证样品的完整回收，所产生的初始入射压力约为16GPa，这种装置比现有用冲击波技术制备磷酸钙块状材料专利所用装置更简单、处理样品的量更多。与传统固相反应法相比较，冲击波合成的HA粉末有与之相似的晶体结构和组成，而且其粒度更细，分布更均匀，内部存在着大量的晶格畸变，有更高的活性。X射线衍射数据分析表明，用冲击波方法合成的HA粉末，其布拉格角队宽化度刀及晶面间距d三个参数均与动物骨的参数更为接近，作为骨修复和替换材料应用更为有利。用冲击波方法合成的HA粉末为含cO32一离子的碳酸盐轻基磷灰石，其钙磷含量的比值为1.65，与人骨的结构、组成相似，植入人体后更有利于促进骨的生长和骨性结合。作者认为冲击波合成方法是制备HA 粉末的一种有效的新方法。所制备的HA粉末与焙烧方法获得的HA粉末相比，在粒度分布、表面活性以及结构参数等方面具有更有利的优势。但是，冲击波方法合成HA粉末的具体反应机理、合适的反应条件以及反应条件与HA粉末的性能间的关系还可以
羟基磷灰石的制备及表征 一、实验目的 1.掌握纳米羟基磷灰石的制备及原理 2.了解羟基磷灰石的表征方法及生物相容性 二实验原理 羟基磷灰石（hydrrosyapatite,HAP）分子式为Ca10(PO4)6(OH)2是自然骨无机质的主要成分，具有良好的生物相容性和生物活性，可以引导骨的生长，并与骨组织形成牢固的骨性结合。HAP是生物活性陶瓷的代表性材料，生物活性材料是指能够在材料和组织界面上诱导生物或化学反应，使材料与组织之间形成较强的化学键，达到组织修复的目的。HAP在组成上与人体骨的相似性，使HAP与人体硬组织以及皮肤、肌肉组织等都有良好的生物相容性，植入体内不仅安全、无毒，还能引导骨生长，即新骨可以从HAP植入体与原骨结合处沿着植入的体表面或内部贯通性空隙攀附生长，材料植入体内后能与骨组织形成良好的化学键结合。HAP主要的生物学应用作骨组织代替材料，磷酸钙类生物陶瓷材料在临床应用中遇到的最大困难之一是材料强度差，尤其是韧性低，且机械可加工性差，导致其在临床应用中受到了极大的限制。为了改善HAP陶瓷的脆性和强度问题，一般会在其中添加ZrO2和碳纤维或是Al2O3和玻璃等物质进行增韧。纳米级羟基磷灰石的制备方法很多，主要分为固相法和液相法两大类。固相法合成在一定条件下（高温、研磨）让磷酸盐与钙盐充分混合发生固相反应，合成HAP粉末。液相法合成是在水液中，一磷酸盐和钙盐为原料，在一定条件下发生化学反应，生成溶解度较小的HAP晶粒，包括化学沉淀法。水热合成法、溶胶-凝胶法、自然烧法、微乳液法、微波法等。 化学沉淀法因具有实验条件要求不高、反应容易控制，适合制备纳米材料等优点从而得到广泛应用。沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合溶液中加入适量的沉淀剂得到纳米材料的前驱沉淀物，再将此沉淀物结晶进行干燥或煅烧制得相应的纳米材料。金属离子在沉淀过程是不平衡的，需要控制溶液中的沉淀剂的浓度，使沉淀过程缓慢发生，才会使溶液中的沉淀处于平衡状态，使沉淀能均匀的出现在整个溶液中。此法制备纳米HAP大多采用无机钙盐和磷酸盐反应得到。常采用的钙盐有：CaCl2、Ca(OH)2、Ca(NO)2等，常采用的磷酸盐有：K2HPO4、Na3PO4、（NH4)2HPO4、和H3PO4，发生酸碱中和反应反应生成HAP纳米颗粒。沉淀法的影响因素主要有HP值、合成温度、反应原料纯度、反应原料浓度、反应物的混合步骤、沉淀剂的选择和添加速率等。采用化学沉淀法制备HAP纳米颗粒，需要的设备简单，相应的生产的经济成本也较低，很容易实现工业上大批量的生产。但化学沉淀法制备HAP也存在问题，制备所得的纳米HAP颗粒粒径均匀性差，并且团聚现象严重。化学沉淀法制备HAP的主要原理是在含有可溶性钙盐和磷酸盐的水溶液中，加入适量的沉淀剂，在特定条件，使溶液中两种溶剂发生化学反应，形成不溶性的水合氧化物从溶液中析出，再进行加入脱水对得到的溶液进行离心干燥，进而得到HAP纳米粉体。反应方程式如下： 10Ca(OH)2+6H3PO4→Ca10(PO4)6(OH)2+18H2O 三实验设备及材料
羟基磷灰石研究进展 摘要：由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物 相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。同时，羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点，是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素，应用等方面对羟基磷灰石进行介绍，并对其进行研究展望。 关键词：羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展 前言 羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在 化学成分和晶体结构上具有相似性，是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。单位晶胞含有10 个 [ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个 [ OH]-, 这样的结构和组成使 得H A 具有较好的稳定性。 磷灰石是自然界广泛分布的 磷酸钙盐矿物，根据其结构通 道中存在的阴离子的种类, 可分为氟-、氯-、羟磷灰石等 不同亚种矿物。其中，羟基磷 灰石(hydroxyapatite，缩写为 HA或HAp)的研究和应用最 广泛。羟基磷灰石是人体和动 物的骨骼和牙齿的主要无机 成分，具有良好的生物相容性和生物活性，HA材料对动物体人体无毒、无害、无致 癌作用，可增强骨愈合作用，能与自然骨产生化学结合，HA植入人体后对组织无刺 激和排斥作用,能与骨形成很强的化学结合,用作骨缺损的充填材料,为新骨的形成提供
BioLogic DuoFlow
层析系统简明使用教程
DuoFlow 层析系统
一、 仪器名称：BioLogic DuoFlow 层析系统 二、 规格型号：DuoFlow 10/40，QuadTec 10/40，Maximizer 20/80，Pathfinder 20/80 三、 生产厂家：Bio-Rad Laboratories, Inc 四、 产品简介 随着生命科学研究进入后基因组时代，以蛋白质为主要对象的研究成为各实验室研究的主 题，其中，对单个蛋白质的分离纯化是蛋白质研究的基础工作，也是非常重要的工作。对纯度均 一蛋白质的研究是揭示生命规律的重要手段，也是新药研发的必要途径，因为只有获得一定量的 蛋白质纯品，才能满足结构和功能的分析、物理化学参数测定、生物活性、毒理和药理实验等等， 乃至大量制备用于诊断和治疗。 蛋白质分离纯化的重要问题是如何在纯化过程中保持温和的条件，从而保证在此过程中蛋白 质的结构和活性不受影响。层析技术（Chromatography）为蛋白质纯化提供了这样的条件，大都 在室温或低温下操作，所用的流动相可以是与生理液相似的具有一定 pH 值、离子强度的缓冲水 溶液，所用的填料表面修饰各种基团，可与蛋白质分子温和接触，从而保持了蛋白质分子的原有 构象和生物活性。层析系统以及各种分离纯化所需的填料和层析柱是保证该纯化过程的稳定性、 重现性和自动化进行所必需的设备。 五、 技术原理 将一种混合物分成单个组份是一个熵减的过程，故外界必须要给此过程提供能量。如下图所 示，完整的层析系统主要包含泵、各种阀门、层析柱、各种在位检测器和收集器。
泵
层析柱 阀门
检测器
组分收集器 其主要过程是：由泵推动溶液；各种阀门控制溶液流向，或者进样，或者洗脱层析柱；样 品经过层析柱并洗脱后，以样品各组分在流动相和固定相（层析介质）中的分配系数不同而保 留不同，从而分开；不同组分经过各种在位检测器，如紫外检测器、电导检测器、pH 检测器等 确定各组分的位置和浓度；最后各组分由收集器自动收集。 其中，泵是层析系统的心脏，用以推动溶液流动，DuoFlow 的泵是双柱塞双泵，可提供精 确稳定，双向变速可调的液流，并可根据层析柱的不同而提供一定的压力。检测器是层析系统 的眼睛，必须具有足够的灵敏度。在层析中需要检测的指标有 pH,离子强度，紫外/可见光吸收 值，折光度，荧光值等。 层析系统为层析技术及其过程提供了稳定、准确、可靠的自动化平台，而各种层析介质和 层析柱则是层析技术的核心。各种层析技术简介如下： 1、离子交换（ion exchange chromatography, IEC） ：利用蛋白质在一定缓冲液和 pH 条件下不同蛋
2010-2011 第2学期《生物医用材料》期中考试 姓名： 学号： 学院： 专业： 班级： 任课老师：
羟基磷灰石研究进展 摘要：由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物 相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。同时，羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点，是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素，应用等方面对羟基磷灰石进行介绍，并对其进行研究展望。 关键词：羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展 前言 羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在 化学成分和晶体结构上具有相似性，是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。单位晶胞含有10 个[ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个 [ OH]-, 这样的结构和组成使 得H A 具有较好的稳定性。 磷灰石是自然界广泛分布的 磷酸钙盐矿物，根据其结构通 道中存在的阴离子的种类, 可分为氟-、氯-、羟磷灰石等 不同亚种矿物。其中，羟基磷 灰石(hydroxyapatite，缩写为 HA或HAp)的研究和应用最 广泛。羟基磷灰石是人体和动 物的骨骼和牙齿的主要无机 成分，具有良好的生物相容性和生物活性，HA材料对动物体人体无毒、无害、无致 癌作用，可增强骨愈合作用，能与自然骨产生化学结合，HA植入人体后对组织无刺 激和排斥作用,能与骨形成很强的化学结合,用作骨缺损的充填材料,为新骨的形成提供
日用化学品期末复习资料整理 （7#301） 一、选择题、填空题、名词解释 第一章：绪论 1、牙膏清洁牙齿的功能主要是通过摩擦剂来实现的，摩擦剂在牙膏配方中的比例占45w%～55w%。国际上通用的四种摩擦剂为碳酸钙、磷酸氢钙、氢氧化铝和二氧化硅。 2、美国牙膏配方中磷酸氢钙和二氧化硅占97w%，我国碳酸钙占86w%。 第二章:表面活性剂 1、表面活性剂具有分散、增溶、乳化、起泡、洗涤、匀染、润滑、渗透、抗静电、防腐蚀和杀菌等功能。（记4个即可） 2、表面张力：把液体表面任意单位长度上的收缩力称之为表面张力。（名词解释3） 3、元素表面活性剂：指的是含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性剂，由于这些元素的引入从而赋予表面活性剂更独特、优异的性能。（名词解释2） 4、临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度，低于此浓度，表面活性剂以单分子体方式存在于溶液中，高于此浓度表面活性剂以单体和胶束的动态平衡状态存在于溶液中。当表面活性剂浓度达到CMC时，继续加入表面活性剂，单体分子浓度不再增加，而只能增加胶束的数量。 5、表面活性剂按照亲水基团是否为离子型分为阴离子型（羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸酯盐）、阳离子型（伯、仲、叔胺盐、季铵盐）、两性离子型（甜菜碱型、咪唑啉型）和非离子型（失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯）。 6、HLB：表示了表面活性剂的亲水基团和亲油基团所具有的亲水亲油平衡值。（名词解释1） 7、规定石蜡为0，十二烷基硫酸钠为40，表面活性剂的HLB一般在1～40之间，转折点为10，HLB小于10的乳化剂具有亲油性，大于10的乳化剂具有亲水性。 第三章：家用洗涤用品 1、污垢分为固体污垢、液体污垢和特殊污垢。
实验方案 课题六 纳米羟基磷灰石的制备与表征 小组成员 段东斑、陆文心、耿明宇 1.背意义景 羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简称HA，化学分子式:(Ca10 (PO4)6(OH)2)是人体和动物骨骼的主要无机成份。在人体骨中，HA 大约占60%，它是一种长度为20~40nm，厚1.5~3.0nm 的针状结晶，其周围规则地排列着骨胶原纤维[36]。齿骨的结构也类似于自然骨，但齿骨中HA 的含量高达97%。医学领域长期以来广泛使用的金属和有机高分子等生物医学材料，其成分和自然骨完全不同，用来作为齿骨的代材料(人工骨、人工齿)填补骨缺损材料，其生物相容性和人体适应性尚不令人满意。而羟基磷灰石具有无毒、无刺激性、无致敏性、无致突变性和致癌性，是一种生物相容性材料，可与骨发生化学作用，有很好的骨传导性。因此，近二十年来，研究接近或类似于自然骨成份的无机生物医学材料极其活跃，其中特值得重视的是与骨组织生物相容性最好的HA 活性材料的研究、临床应用。近年来，随着人们对纳米领域的认识与关注，医学界也相继开始了对纳米HA 粒子(或称超细HA 粉)的研究，HA 纳米粒子与普通的HA 相比具有不同的理化性能：如溶解度较高、表面能较大、生物活性更好、具有抑癌作用等，可以作为药物载体用于疾病的治疗，是一种生物相容性良好的治疗材料。 目前，人们已经开发出多种方法来制备纳米HA，如水解法、水热反应法、溶胶一凝胶法及最近发展的微乳液法等，其中化学沉淀法是各种水溶性的化合物经混合、反应生成不溶性的沉淀，然后将沉淀物过滤、洗涤、煅烧处理，得到符合要求的粉体。化学沉淀法因工艺简单、成本低、颗粒小等优点被广泛应用。但是目前对这种方法的研究还处于初级阶段，制备出的纳米粒子粒径不均一，分散性差且有易团聚的现象。为此，我们希望对化学沉淀法制备HA纳米粒子的条件的进行深入研究，分析各种因素对纳米HA晶型与粒径的影响，为HA的工业化生产提供依据。 2.1实验基本原理 目前报道，常用的制备羟基磷灰石粉体的钙的反应物有Ca(NO3)2、Ca(OH)2、CaCl2、CaO、Ca(OC2H5)2等，常用的磷的反应物有(NH4)2HPO4、H3PO4、K2HPO4、Na2HP04和((CH3O)3PO)等。 以硝酸钙和磷酸氢二氨为例，反应方程式为： Ca(N03)2·4H20+6(NH4)2HP04+8NH3·H20=Ca10 (P04)6(OH)2+20NH4N03+6H20 以氢氧化钙和磷酸盐为例，反应方程式为： 10Ca(OH)2+6H3P04= Ca10(PO4)6(OH)2+18H20 不同反应物合成HA的方法有一定差异，但总体而言，化学沉淀法的实质是羟基磷灰石的溶解平衡的逆反应，即 10Ca2++6PO43-+2OH- = Ca10(PO4)6(OH)2 Ksp=2.34*10-59 2.2实验条件的选择与调控。 影响化学沉淀法的工艺参数主要有：Ca/P 摩尔比、pH 值、磷酸的加入速度、反应温
羟基磷灰石 (HA) 陶瓷生产实验 1.实验目的 1.1 初步训练方案设计、实验、生产、检验等的能力; 1.2 培养查阅文献、市场调研、搜集和整理资料、设计、项目管理、 科学实验、生产制造、分析问题和解决问题、发表见解的初步能力; 1.3 掌握羟基磷灰石的基本性质、功能和用途，以及几种制备羟基磷 灰石的原理和方法； 1.4 实践利用湿化学法中的沉淀法制备羟基磷灰石粉体； 1.5 熟悉和掌握相关仪器设备的使用。 2.实验原理 羟基磷灰石 [Hydroxyapatite ，HA ；分子式： Ca10 (PO4 )6(OH) 2] 的化学组成和结晶结构类似于人骨骼系统中的磷灰石，优良的生物活性和生物相容性是其最大的优点，人体骨细胞可以在羟基磷灰石上直接形成化学结合，在普通合成的生物材料中添加少量纳米羟基磷灰石可显著改善材料对成骨细胞的粘附和增殖能力，促进新骨形成，因此 适宜于做骨替代物。羟基磷灰石的钙磷摩尔比为 1.67 ，与天然骨相 近。 目前生产羟基磷灰石的方法主要分为湿法合成和干法合成，其中湿法包括溶胶 -凝胶法、沉淀法和水热法三种[3,4,5] 。 2.1 溶胶 - 凝胶法 溶胶 - 凝胶法是近些年来才发展起来的新方法，已经引起了广泛
的关注。找到合适的、能够合成最终的羟基磷灰石的溶胶一凝胶体系 是其合成的关键。其原理是：将醇盐溶解在选定的有机溶剂中，在其 中加蒸馏水使醇盐发生水解、聚合反应后生成溶胶，再将 Ca2+溶胶缓慢滴加到 (PO 4)3-溶胶中，加水变为凝胶，凝胶经老化、洗涤、真空状态下低温干燥，得到干凝胶，再将干凝胶高温煅烧．就得到羟基磷灰石的纳米粉体。该方法的优点为：合成及烧结温度低、可存分子水平上混合钙磷的前驱体，使溶胶具有高度的化学均匀性。缺点是化学过程比较复杂、醇盐原料价格昂贵、有机溶剂毒性大，对环境易造成污染等。 2.2 沉淀法 沉淀法是制备羟基磷灰石粉体最典型的方法。这种方法通常采用把一定浓度的磷酸氢铵和硝酸钙反应或者磷酸与氢氧化钙在一定的 温度下搅拌反应生成羟基磷灰石沉淀，反应过程中使用氨水（NaOH 溶液 1mol/L ）调节 pH 值，把沉淀物高温煅烧从而得到羟基磷灰石 粉体。其典型工艺： Ca(NO 3)2与磷酸盐 [(NH 4 )3 PO4、(NH 4 )2 HPO 4、NH 4H2 PO4 ]溶液进行反应，沉淀经过滤、干燥，制成粉末颗粒。 2.3. 水热法 水热法其特点是在特制的密闭的反应器（高压釜）内，水溶液为 反应介质。在高温高压环境中，不受沸点的限制，可以使介质的温度 上升到200-400 ℃，使原来难溶或不溶的物质溶解并重新结品的方法。这种方法通常采用磷酸氢钙等为原料的水溶液体系。在高压釜中制备 HA 粉体。其典型的工艺为：以 CaCl2 [ 或 Ca(NO 3 )2 ]与 NH 4H2 PO4
生物陶瓷材料的研究及应用 张波化工07-3班 120073304069 摘要介绍了生物陶瓷的定义，对羟基磷灰石生物陶瓷材料、磷酸钙生物陶瓷材料、复合生物陶瓷材料、涂层生物陶瓷材料和氧化铝生物陶瓷的特性和制备方法进行了较为深入的分析，在现代医学中的应用及发展前景。 关键词生物陶瓷，磷酸钙，复合生物陶瓷材料，涂层生物陶瓷材料，氧化铝陶瓷，生物陶瓷应用。 Bioceramic Materials Research and Application Zhangbo Chemical Engineering and Technology 073 class 120073304069 Abstract This paper introduces the definition of bio-ceramics, bio-ceramic material of hydroxyapatite, calcium phosphate bio-ceramic materials, composite bio-ceramic materials, coating materials, bio-ceramics and alumina ceramics of biological characteristics and preparation methods for a more in-depth analysis In modern medicine the application and development prospects. Key words bio-ceramics, calcium phosphate, composite bio-ceramic materials, coating materials, bio-ceramic, alumina ceramic, bio-ceramic applications. 1 引言 生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，即直接用于人体或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。做为生物陶瓷材料，需具备如下条件：生物相容性；力学相容性；与生物组织有优异的亲和性；抗血栓；灭菌性并具有很好的 物理、化学稳定性。生物陶瓷材料可分为生物惰性陶瓷（如Al 2O 3 、ZrO 2 等）、生物活性 陶瓷(如致密羟基磷灰石、生物活性微晶玻璃等)和生物复合材料三类。生物陶瓷材料因其与人的生活密切相关，故一直倍受材料科学工作者的重视。 2 生物陶瓷材料的发展 目前世界各国相继发展了生物陶瓷材料，它不仅具有不锈钢塑料所具有的特性，而且具有亲水性、能与细胞等生物组织表现出良好的亲和性。因此生物陶瓷具有广阔的发展前景。生物陶瓷的应用范围也正在逐步扩大，现可应用于人工骨、人
中文名：羟基磷灰石 英文名：Hydroxyapatite 简称：HAP 分子式：Ca10(PO4)6(OH)2 分子量：1004 理化性质：熔点：1650°C，比重：3.16g/cm，溶解度：0.4ppm，Ca/P：1.67 结晶构造：六角晶系 产品规格：粉末、多孔颗粒、块状（非标定型）产品 应用领域：骨替代材料、整形和整容外科、齿科、层析纯化、补钙剂 羟基磷灰石，又称羟磷灰石，是钙磷灰石（Ca5(PO4)3(OH)）的自然矿物化。但是经常被写成（Ca10(PO4)6(OH)2）的形式以突出它是由两部分组成的：羟基与磷灰石。-OH基能被氟化物、氯化物和碳酸根离子代替，生成氟基磷灰石或氯基磷灰石。羟基磷灰石（HAP）是脊椎动物骨骼和牙齿的主要组成，人的牙釉质中羟基磷灰石的含量在96%以上。羟基磷灰石具有优良的生物相容性，并可作为一种骨骼或牙齿的诱导因子，在口腔保健领域中对牙齿具有较好的再矿化、脱敏以及美白作用。实验证明HAP粒子与牙釉质生物相容性好，亲和性高，其矿化液能够有效形成再矿化沉积，阻止钙离子流失，解决牙釉质脱矿问题，从根本上预防龋齿病。含有HAP材料的牙膏对唾液蛋白、葡聚糖具有强吸附作用，能减少患者口腔的牙菌斑，促进牙龈炎愈合，对龋病、牙周病有较好的防治作用。 *高达50%的骨骼都是由均匀成分的无机羟基磷灰石构成。 *目前广泛应用于制造认同牙齿或骨骼成份的尖端新素材 功能效果： *健康亮白 *去除牙菌斑 *改善牙龈问题 *防止蛀牙 *清新口气 制法：可由Ca(PO4)2和CaCO3按拟定比例在高温下反应同时注入高压水蒸气，粉末经NH4Cl水溶液洗涤后干燥而成，分多孔型和致密型两种，前者是粉料发泡后于1250℃烧结制备，后者成型后于1250℃烧结而成。 分布：广泛存在于人体和牛乳中，人体内主要分布于骨骼和牙齿中，牛乳内主要分布于酪蛋白胶粒和乳清中。
羟基磷灰石的使用方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
羟基磷灰石填料 ——纯化蛋白、多肽、核酸 分离机理：羟基磷灰石具有独特的分离机理，是唯一直接用于蛋白质和核酸纯化的无机层析填料，高度耐碱，生物安全性最高。其中磷酸离子与带正电的蛋白质以离子键结合，具有离子交换特性，可由NaCl浓度梯度或磷酸钠浓度梯度洗脱，其中的Ca2＋离子与带负电蛋白质的自由羧基以金属螯合方式结合，该结合方式对NaCl不敏感，可由磷酸钠浓度梯度洗脱。因此该填料既可以用磷酸钠单梯度洗脱，也可以采用NaCl梯度洗脱后以低浓度磷酸钠缓冲液平衡，再以磷酸钠浓度梯度洗脱的双梯度洗脱模型，以达到更高的分辨率。 羟基磷灰石类型选择：羟基磷灰石因陶瓷化工艺不同分为2种类型：I型和II 型，I型对蛋白质具有更大的保留，对普通蛋白质具有更大的动态载量，主要纯化大部分蛋白质（分子量一般在100kd一下）；II型由于孔径较I型大，因而对抗体和部分重组疫苗等大分子量蛋白质的动态载量更高，而对HSA几乎无保留，因而更适合于抗体的纯化，同时II型对核酸具有更大的保留，能够分辩单、双链、超螺旋等各种高级结构的DNA，因而也适合纯化核酸。 ●高动态载量、高流速、高产率 ●更好的化学稳定性和机械强度，更长的寿命 ●刚性结构，保证了其在PH>的范围内使用，可用NaOH清洗 ●良好的批次重现性，容易放大化 ●可随意选用阳离子和金属螯合两个模式分离纯化蛋白或其他分子 ●能用于层析系统、重力流柱、AcroPrep多孔板等 应用 ●碱性蛋白的纯化（免疫球蛋白） ●抗体纯化 ●酸性蛋白（白蛋白） ●去除DNA和内毒素 ●纯化磷多肽 ●分离纯化复杂的蛋白混合物 ●纯化质粒 流动相：平衡液：5mM的磷酸钠缓冲液，PH= 洗脱液：的磷酸钠缓冲液，或2M的氯化钠缓冲液，PH= 使用步骤：建议使用干法填柱
羟基磷灰石具有良好的生物相容性和骨传导性,新骨在界面上和HA植入体直接接触，两者间无纤维组织存在。HA植入体与骨界面的结合强度往往超过HA植入体或者骨自身的结合强度. 磷酸三钙是一种具有优秀亲和性的生物材料，通过细胞的吞噬和体液的侵蚀作用被机体部分或全部吸收而被取代，可在骨缺损修复中起到暂时性的支架作用，能促进骨组织的生长. 羟基磷灰石在体内稳定性较高，磷酸三钙在体内的降解吸收较快，因此希望复合羟基磷灰石和磷酸三钙，利用二者在体内的不同降解吸收速率，改善材料的生物活性。 在HA和TCP的吸收、降解性能互补的情况下，BCP陶瓷材料的生物相容性要优于单相磷酸钙陶瓷，力学性能方面，磷酸三钙的断裂强度会因为羟基磷灰石的重结晶而增强，特定的HA/TCP比则会提高BCP陶瓷的抗弯强度和弹性模量。 传统羟基磷灰石陶瓷的弹性模量和强度都比较高，但断裂韧性小；同时随着烧结条件的改变，将出现很大的力学性能波动。纳米生物陶瓷的显微结构中，晶界、晶粒及其结合都处于纳米量级水平，晶粒细化及晶界数量大幅度增加，可使其生物学性能和力学性能大幅度提高. 反应温度低，反应组成容易控制，所需设备简单;由于胶体是从溶液反应开始的，可以在分子水平上混合钙和磷的前驱物，使溶液有高度的化学均匀性，所得产品纯度高，晶粒尺寸小。其基本原理是利用金属无机盐或金属醇盐在溶液中水解或醇解，生成溶胶，经脱水或干燥转变为凝胶，然后经热处理，得到所需的粉体. 粉体表面自由能和比表面积有关：物质被分割得越细，比表面积就越大，相应地体系总的表面自由能必然会大大增加。表面自由能过高使整个体系在热力学上不稳定，粒子就有相互聚结从而降低表面自由能的趋势。因此，粉料越细，就越容易聚结成团，最终导致粉料分散性变差. 团聚现象影响了样品的导电性，亮度大的区域颗粒较大，在高度上优于相对暗 区域，二次电子产率较高而发亮；也可能是制样不佳，喷金太薄影响了导电性。 XRD数据本身只能说明一个连续的晶面长度在40nm左右，而SEM显示的是粒子的相对真实的粒径，即XRD表现的是晶粒度，而SEM则表现出颗粒度，所以比根据XRD图得出的平均晶粒尺寸大
doi ：檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪殏殏 殏殏10．13819/j．issn．1006－9674．2014．03．003 引用本文格式：李守宏，李金超，夏伟，等．Bioss 和羟基磷灰石骨粉在种植外科牙槽窝位点保护中的应用研究［J ］．湖北医药学院学报， 2014，33（3）：208－211．Bioss 和羟基磷灰石骨粉在种植外科牙槽窝位点保护中的应用研究李守宏，李金超，夏伟，高子龙，刘茁，李伟（湖北医药学院附属东风口腔医院颌面外科，十堰湖北442001）［摘要］目的：利用牙槽窝保护技术，在拔牙后牙槽窝中即刻植入Bioss 骨粉或羟基磷灰石骨材料。后期完成种植手术，同期取牙槽窝骨标本，行影像学及组织学检测，对比不同材料保护牙槽窝的临床意义。方法：选择本院口腔颌面外科门诊患者50例，因创伤致牙脱位、断裂，牙槽窝骨折者25例，牙周病15例，残根伴根尖囊肿6例，咬合致牙折4例。患者在局麻下微创拔除病灶牙根，刮净牙槽窝，分别植入Bioss 骨粉或羟基磷灰石骨粉，表面用可吸收胶原膜覆盖，严密缝合创口。5 6月后局麻下用环钻钻取牙槽窝上方骨柱，行硬组织切片检测，对比新骨形成和人工骨代谢情况。结果：50例患者中，牙槽窝骨质均得到有效保护，牙槽嵴的宽度均满足临床种植需求。刚植入人工骨粉时，数字牙片显示牙槽窝的骨密度高，人工骨颗粒清晰，到3个月时，骨粉密度渐变淡，颗粒也渐渐变得模糊。由标本硬组织切片来看，无论是羟基磷灰石还是Bioss 人工骨粉，在牙槽窝中均有新骨形成，在人工骨粉颗粒间有骨质形成，越往根部，骨质形成越多，骨结构越成熟。Bioss 骨粉植入的牙槽窝标本，其新骨形成量多，人工骨代谢更快。结论：利用牙槽窝保护技术，将Bioss 或羟基磷灰石人工骨粉在拔牙后即刻植入牙槽窝中，均可以有效保护牙槽骨量，维持牙槽骨形态，顺利完成种植手术，软硬组织美学效果良好。Bioss 骨粉的成骨效果好于羟基磷灰石人工骨粉。［关键词］牙槽窝；保护；种植［作者简介］李守宏（1971－），男，宁夏中卫市人， 主任医师，副教授，博士，研究方向：口腔种植、颌面肿瘤和口腔颌面外科临床及教学工作。E-mail ：lishouhong689@126．com Study of Bioss and Hydroxyapatite Materials on Protecting Teeth Socket in Implant Surgery LI Shou-hong ，LI Jin-chao ，XIA Wei ，Gao Zi-long ，LIU Zhuo ，LI Wei （Department of Oral and Maxillofacial Surgery ，Dongfeng Stomatologi- cal Hospital ，Hubei University of Medicine ，Shiyan ，Hubei 442001，China ）Abstract ：Objective Bioss and hydroxyapatite materials was filled into teeth socket after extraction immediately ，then the bone sample was extraed from teeth socket while the denture implantation．The sample was determined with iconography and histology．The protective effect of different materials on teeth socket was compared．Methods Fifty out-patients were enrolled in this study ，including 25cases of teeth dislocation ，teeth abruption and socket fracture ，15cases of paradentosis ，6cases of residual root complicated periapical cyst ，4cases of odontagma．The focus tooth root was extracted under focal anesthesia and the socket was scraped clearly ，then Bioss or hydroxyapatite materials was filled into the socket ，and the surface of socket was covered with adsorbable collagen coating ，finally ，the incision was exactly sewed up．The bone sample of extraction sock-et were drilled with hole saw after 5to 6months ，then the biopsy of bone sclerous tissue was used to evaluate the new bone formation and artificial bone metabolism．Ｒesults The teeth socket sclerotin were protected from absorption in all 50pa-tients ，the width of alveolar ridge was suitable for implantation．The digital film showed that the high density of bone in sock-et and the clear granules of artifical bone were found ，and the density and granules of the bone was decreased until 3months later．In teeth socket filled with Bioss or hydroxyapatite materials ，the new bone formed among the granules of artifical bone dust ，the sclerotin density and architecture was more and more dense and mature along the teeth root．Furthermore ，the new bone formation was more and artificial bone metabolism was faster in teeth socket filled with Bioss compared with hydroxyap-atite．Conclusion Bioss and hydroxyapatite materials could protect socket from absorption in imlant surgery ，moreover ，the effect of Bioss on bone formation was better than that of hydroxyapatite．·802·湖北医药学院学报（J HBUM ）网址：http ：//yyyx．cbpt．cnki．net 2014年4月，33（3）
中国组织工程研究 第18卷 第3期 2014–01–15出版 Chinese Journal of Tissue Engineering Research January 15, 2014 Vol.18, No.3 P .O. Box 10002, Shenyang 110180 https://www.doczj.com/doc/d91456985.html, 464 www. CRTER .org 温从游，男，1986年生，浙江省温州市人，重庆医科大学在读硕士，主要从事脊柱外科研究。 通讯作者：蒋电明，教授，主任医师，重庆医科大学附属第一医院骨科，重庆市 400016 doi:10.3969/j.issn.2095-4344. 2014.03.022 [https://www.doczj.com/doc/d91456985.html,] 中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 (2014)03-00464-06 稿件接受：2013-10-27 Wen Cong-you, Studying for master’s degree, Department of Orthopedics, First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 400016, China Corresponding author: Jiang Dian-ming, Professor, Chief physician, Department of Orthopedics, First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 400016, China Accepted: 2013-10-27 纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料的研究及应用 温从游1，孟纯阳2，蒋电明1 (1重庆医科大学附属第一医院骨科，重庆市 400016；2 济宁医学院附属医院骨科，山东省济宁市 272000) 文章亮点： 1 此问题的已知信息：纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料无细胞毒性性、无致敏反应、无热源反应、不溶血，具有良好的生物安全性，在骨科领域的研究已有10余年。 2 文章增加的新信息：纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料研究及引用主要集中于人工椎体、人工椎板及椎间融合器等，并取得了良好临床治疗效果。 3 临床应用的意义：比较全面地综述了纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料的研究及进展，使读者更好地了解该材料的发展及应用情况，为下一步研究提供理论依据。 关键词： 生物材料；骨生物材料；纳米；羟基磷灰石；聚酰胺66；人工椎体；人工椎板；椎间融合器；进展；863项目 主题词： 生物相容性材料；纳米粒；纳米复合物；羟基磷灰石类；综述 基金资助： 国家高技术研究发展计划(863)资助项目(2002AA326020) 摘要 背景：纳米羟基磷灰石在骨修复替代材料中有明显优势，但骨诱导活性低、力学性能差等缺陷限制了其临床应用。为克服弊端，国内外学者从仿生学等角度出发，以纳米羟基磷灰石为基础，掺杂、复合有机或无机材料，得到多种仿生复合材料。 目的：综述纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料的研究及应用进展。 方法：应用计算机检索1987年1月至2012年12月PubMed 数据库相关文章，检索词为“nano ，hydroxyapatite ，polyamide 66”。同时，计算机检索1987年1月至2012年12月中国期刊网全文数据库相关文章，检索词为“纳米，羟基磷灰石，聚酰胺66”。共检索到文献93篇，最终纳入符合标准的文献56篇。 结果与结论：纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料具有良好的热稳定性、生物力学性能及生物相容性。目前，纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料研究及引用主要集中于人工椎体、人工椎板及椎间融合器等，并取得了良好临床治疗效果，但仍有很多问题尚需要解决，如诱导成骨、降解情况都缺少长期而详尽的随访资料，而且目前主要是通过细胞学、组织学等方面来评价其生物安全性，尚未涉及到分子水平。 温从游，孟纯阳，蒋电明. 纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料的研究及应用[J].中国组织工程研究，2014，18(3):464-469. Research and application of nano-hydroxyapatite/polyamide 66 biocomposites Wen Cong-you 1, Meng Chun-yang 2, Jiang Dian-ming 1 (1Department of Orthopedics, First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 400016, China; 2Department of Orthopedics, Affiliated Hospital of Jining Medical University, Jining 272000, Shandong Province, China) Abstract BACKGROUND: The nano-hydroxyapatite has obvious advantages in bone repairing and reconstruction, but its clinical application is limited for its low osteoinductive activity and poor mechanical properties. To overcome these defects, researchers, based on the bionics principles, composite nano-hydroxyapatite with inorganic or/and organic materials to get various biomimetic composite materials. OBJECTIVE: To review the research and application of nano-hydroxyapatite/polyamide 66 biocomposites. METHODS: A computer-based search of PubMed database was undertaken with the keywords of “nano, hydroxyapatite, polyamide 66” in English to retrieve the rele vant articles published from January 1987 to December 2012. Simultaneously, the relevant articles between January 1987 to December 2012 were searched in CNKI database with the key words of “nano, hydroxyapatite, polyamide 66” in Chinese. A total of 93 lite ratures were retrieved, and finally 56 standard literatures were included. RESULTS AND CONCLUSION: The nano-hydroxyapatite/polyamide 66 biocomposites have appropriate thermostability and mechanical properties as well as good biocompatibility. So far, the research and application of nano-hydroxyapatite/polyamide 66 biocomposites mainly focus on artificial vertebral body, lamina, and cage. The satisfactory clinical effects of the biocomposites show their broad clinical application prospects. However, there