CN103627213A - 一种经过修饰的纳米羟基磷灰石的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种经过修饰的纳米羟基磷灰石的制备方法，分为两步：S1.P（MMA-co-MPS）的合成，在惰性气体下，将甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、硅烷偶联剂和四氢呋喃加入容器中，在60~70℃搅拌反应6~8小时，即得P（MMA-co-MPS）；S2.P(MMA-co-MPS)-HA的制备，将乙醇/水的混合溶液用冰醋酸调节至酸性，将步骤S1所述的P（MMA-co-MPS）加入其中，加入纳米羟基磷灰石，调节至碱性，将产物过滤干燥，再用四氢呋喃超声洗涤，即得。我们采用两亲性聚合物P(MMA-co-MPS)对HA纳米粒子的表面进行改性，制备了不同接枝率的HA纳米复合粒子，改性后的HA粒子改善了与基体的界面结合力及分散性。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高稳定性的方法，更具体地，涉及一种提高羟基磷灰石在甲基丙烯酸甲酯中稳定性的方法。
背景技术
中科院长春应化所近年来研究开发了多种方法对HA纳米粒子进行表面改性。首先，通过在纳米尺寸的HA粒子表面羟基上原位引发聚合的方法，将左旋丙交酯（L-LA）通过化学键的方式接枝到了HA粒子表面。
然而，在实验中发现修饰后的HA，由于表面覆盖一层有机分子，接枝率过高可能对复合材料的钙磷暴露、生物矿化和细胞粘附产生不利影响。因此，有必要进一步研究不同接枝率对复合材料的物理性能和生物学性能的影响，以期实现通过接枝改性既能改善材料的分散性和力学性能，又能保持或改善材料的生物活性。
发明内容
本发明的首要目的在于通过加强有机和无机的界面作用，提高HA在MMA中稳定性。
提供一种经过修饰的纳米羟基磷灰石的制备方法，分为两步：
（1）P(MMA-co-MPS)的合成
在保持通Ar气下将MMA、AIBN、MPS、巯基乙酸、THF加入反应瓶中，半小时后关掉Ar气。在60~70℃下搅拌反应6~8h。
（2） P(MMA-co-MPS)偶联修饰HA（P(MMA-co-MPS)-HA）的制备
配制乙醇/水的混合溶液，并用冰醋酸调节pH至酸性，再将适量的步骤（1）所得小分子聚合物加入其中，使小分子聚合物完全水解。然后取适量的HA加入其中，用]NaOH溶液调节pH至碱性来促进缩合反应。将所得的产物过滤干燥，将干燥的粉末用四氢呋喃(THF) 超声洗涤3次，然后干燥保存备用。
MMA：甲基丙烯酸甲酯；AIBN：偶氮二异丁腈；MPS：硅烷偶联剂；THF：四氢呋喃；Ar：氩气；HA：羟基磷灰石。
我们采用两亲性聚合物P(MMA-co-MPS)对HA纳米粒子的表面进行改性，制备了不同接枝率的HA纳米复合粒子，改性后的HA粒子改善了与基体的界面结合力及分散性。
HA表面悬空羟基容易以氢键的形式发生团聚，可通过表面修饰的方法防止HA在基体中的再次团聚，改善HA在基体中的分散性和稳定性，改善其与基体的相容性。本发明通过对HA进行表面修饰，一方面可以改善HA在骨水泥调配过程中的分散性和稳定性，加强HA其与基体的相互作用，另一方面还可赋予骨水泥一些新的功能。
本发明的优点在于：
（1）本发明中改性的纳米HA在MMA中分散性良好；
（2）本发明合成出的改性纳米HA相较于现有HA有力学性能有显著的提高且方法简单易行；作为骨科修复和固定材料有广阔的应用前景。
（3）利用本发明合成的纳米HA调配的骨水泥制备方便快捷，可在室温下成型，条件温和。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。除非特别说明，本发明采用的试剂、设备和方法为本技术领域常规市购的试剂、设备和常规使用的方法。
实施例1
在Ar气氛围下将MMA 27ml、AIBN 0.11808g、MPS 7.1424g、巯基乙酸249μl、THF 60ml加入反应瓶中，半小时后关掉Ar气。在70℃下搅拌反应6h得到P(MMA-co-MPS)。将所得的产物，用乙醚重沉淀2~3次，真空干燥得到样品，磨成粉末，密封保存，备用。
实施例2
配制乙醇/水（v/v = 9:1）的混合溶液110ml,其中V乙醇90ml，V水10ml。去离子水配成混合溶液，并用冰醋酸调节pH值3.5～4.0, 再将0.5g的P(MMA-co-MPS) 加入其中，50℃反应1h，使硅氧烷完全水解。取100ml HA乳液（16g HA粉末溶于400ml去离子水中）加入其中，用10% NaOH调节PH至10来促进缩合反应。将所得的产物过滤，120℃干燥，将干燥的粉末用四氢呋喃(THF) 超声30min，反复用THF超声洗3遍，然后120℃干燥，得到P(MMA-co-MPS)-HA。
实施例3
配制乙醇/水（v/v = 9:1）的混合溶液100ml,其中V乙醇90ml，V水10ml。去离子水配成混合溶液，并用冰醋酸调节pH值3.5～4.0, 再将1.5g的P(MMA-co-MPS) 加入其中，50℃反应1h，使硅氧烷完全水解。取100ml的HA加入其中，用10% NaOH调节PH=10来促进缩合反应。将所得的产物过滤，120℃干燥，将干燥的粉末用四氢呋喃(THF) 超声30min，反复用THF超声洗3遍，然后120℃干燥，得到P(MMA-co-MPS)-HA。
实施例4
配制乙醇/水（v/v = 9:1）的混合溶液100ml,其中V乙醇90ml，V水10ml。去离子水配成混合溶液，并用冰醋酸调节pH值3.5～4.0, 再将2.5g的P(MMA-co-MPS) 加入其中，50℃反应1h，使硅氧烷完全水解。取100ml的HA加入其中，用10% NaOH调节PH=10来促进缩合反应。将所得的产物过滤，120℃干燥，将干燥的粉末用四氢呋喃(THF) 超声30min，反复用THF超声洗3遍，然后120℃干燥，得到P(MMA-co-MPS)-HA。
实施例5
将实施例1、实施例3、实施例4中的HA、0.5g P(MMA-co-MPS)修饰的HA，和2.5g修饰的 P(MMA-co-MPS)-HA分别溶于MMA中。超声后静置1min时，L-HA和H-HA在MMA溶剂中可形成均一的悬浮液，尤其H-HA能够均匀的分散，没有观察到沉降的团聚体；在静置5min后，HA基本沉降，而经过表面修饰的HA大部分都悬浮在溶剂中，只有少部分沉降的现象，该现象表明经过表面修饰后的HA，改善了在MMA溶剂中的分散性和稳定性。以上分析得到：HA在MMA溶剂中的稳定性及分散性由强到弱的排列顺序为H-HA>L-HA>HA。说明HA经P(MMA-co-MPS)表面修饰后，提高了HA在MMA溶剂中的分散性和稳定性，改善HA与PMMA基体材料的相容性。
实施例6
弯曲实验样品尺寸为长约75mm，宽10mm，厚3.3mm的板条。实验样品试验前应浸泡在37 1℃的水浴中50h
2h。将弯曲实验样品，在三思拉力机上以5mm/min的加载速率加载，进行三点弯曲实验，跨距60mm。可以看到HA均匀的分散在PMMA基体中。
Claims (4)
1. 一种提高纳米羟基磷灰石在甲基丙烯酸甲酯中稳定性的方法，其特征在于，在羟基磷灰石上用P（MMA-co-MPS）进行修饰。
2. 一种经过修饰的纳米羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，
S1. P（MMA-co-MPS）的合成；
在惰性气体下，将甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、硅烷偶联剂和四氢呋喃加入容器中，在60~70℃搅拌反应6~8小时，即得 P（MMA-co-MPS）；
S2. P(MMA-co-MPS)-HA的制备；
将乙醇/水的混合溶液用冰醋酸调节至酸性，将步骤S1所述的P（MMA-co-MPS）加入其中，加入纳米羟基磷灰石，调节至碱性，将产物过滤干燥，再用四氢呋喃超声洗涤，即得。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2所述的乙醇/水的混合溶液中乙醇和水的体积比为8~10:1。
4. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2所述的酸性为pH3~4。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140312 |