一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，1)將Ca(NO3)2·4H2O水溶液與H3PO4水溶液混合均勻，得到混合液，調(diào)節(jié)混合液的pH值至出現(xiàn)沉淀物，分離出沉淀物并洗滌；2)將步驟1)所得沉淀物進(jìn)行干燥，并在1300℃～1500℃下煅燒后快速冷卻制得α-磷酸鈣粉末；3)將步驟2)制得的α-磷酸鈣粉末分散在含有K+和F-的堿性溶液中，在80～160℃條件下靜置陳化12h以上，分離出粉末后洗滌干燥，制備出摻氟、鉀羥基磷灰石材料。本發(fā)明制備方法克服了鉀鹽易溶于水，不易摻入羥基磷灰石的困難，制備的摻氟、鉀羥基磷灰石材料納米晶晶粒尺寸小，晶體純度高，可作為治療牙本質(zhì)過(guò)敏兼具脫敏功能與修復(fù)功能的新型材料，更加長(zhǎng)期、高效的治療牙本質(zhì)過(guò)敏癥。
【專利說(shuō)明】一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及羥基磷灰石材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氟化物已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)材料，如治療骨質(zhì)疏松癥或增強(qiáng)牙齒的酸侵蝕抵抗能力，有報(bào)道稱，氟離子通過(guò)刺激骨細(xì)胞增殖和分化，促進(jìn)礦化和骨形成，研究表明含氟的羥基磷灰石具有明顯的高溫?zé)岱€(wěn)定性及生物活性，氟離子部分替代或全部替代氫氧根離子的羥基磷灰石材料的晶格能提升，使得這些羥基磷灰石的耐酸性提高，此外，氟化的羥基磷灰石涂層可以促進(jìn)細(xì)胞增殖和骨骼生長(zhǎng)，然而在實(shí)際中，由于含氟羥基磷灰石在生產(chǎn)規(guī)模上的存在困難，以及臨床醫(yī)生對(duì)含氟材料缺乏信心。
[0003]牙本質(zhì)過(guò)敏癥(Dentin Hypersensitivity, DH)為口腔常見病和多發(fā)病。氟化物涂膜在多項(xiàng)研究中被證實(shí)可以治療牙本質(zhì)過(guò)敏，推測(cè)除了氟的再礦化作用外，涂膜本身有效的封閉了牙本質(zhì)小管的開口，并在牙面和唾液中維持氟濃度，從而促進(jìn)了脫敏功能。含鉀的化合物長(zhǎng)期被應(yīng)用在口腔局部脫敏，研究表明，K~+可以阻止牙髓神經(jīng)纖維的去極化作用。因此，為了尋求兼具脫敏與修復(fù)功能的新型材料，更加長(zhǎng)期、高效的治療DH，需要制備出摻氟、鉀的羥基磷灰石材料，但鉀鹽易溶于水，不易摻入羥基磷灰石。
[0004]目前，羥基磷灰石材料的合成方法主要是液相沉淀法和溶膠凝膠法。納米級(jí)羥基磷灰石具有優(yōu)良的吸附性和生物相容性，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)、新型材料等諸多領(lǐng)域。近幾年，納米級(jí)羥基磷灰石材料的研究和應(yīng)用已有很大進(jìn)展，目前已有部分產(chǎn)品面世。例如，
[0005]張敬之等(張敬之，王麗娜，劉啟成。大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32，3，312~314)，含鉀離子牙膏治療牙本質(zhì)過(guò)敏的療效觀察，探討通過(guò)使用含鉀離子牙膏治療牙本質(zhì)過(guò)敏，觀察脫敏療效，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，含鉀離子牙膏組空氣敏感性VAS值和觸覺敏感性VAS值均小于安慰劑牙膏組空氣敏感性VAS值和觸覺敏感性VAS值，差異均具有顯著性意義。說(shuō)明含鉀離子牙膏能明顯緩解牙本質(zhì)過(guò)敏，改善患者的牙齒的整體舒適度，值得推廣使用。
[0006]高京等(高京，王勤。北京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，25，3，199~200)，對(duì)離體牛牙釉質(zhì)的早期人工齲進(jìn)行了再礦化研究；對(duì)正常牛牙釉面進(jìn)行了抗齲的體外實(shí)驗(yàn)，并以顯微硬度、顯微X線照相及圖像分析為指標(biāo)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察。結(jié)果表明:含氟、鈣、磷的牙膏對(duì)釉質(zhì)早期齲的再礦化效果最好；含氟而無(wú)鈣、磷的牙膏則無(wú)再礦化作用；兩者均有提高正常釉面抗齲性的作用。夏露等(嵇穎辰，夏露，陳亞明，熊正慧，孫桂芳?？谇徊牧掀餍?，2012，21，1，12~21)，通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)研究導(dǎo)入氟離子的不同條件對(duì)牙本質(zhì)小管封閉的效果。結(jié)果脫礦組大部分牙本質(zhì)小管開放，再礦化組牙本質(zhì)小管內(nèi)可見明顯的礦化物沉積，各組的牙本質(zhì)小管面積和相對(duì)面積有顯著性差異(P0.05);而能量色散X射線分析顯示脫礦組與再礦化各組表面鈣磷比無(wú)顯著性差異(P0.05)。結(jié)論NF-1I型護(hù)齒儀的氟離子導(dǎo)入對(duì)于牙本質(zhì)小管有一定封閉作用。
[0007]韓要叢，a -TCP水化法制備HA晶須及其熱穩(wěn)定性研究[D].廣西大學(xué)2009.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用a -TCP水化法可以制備長(zhǎng)度達(dá)5um，長(zhǎng)徑比大于10的缺鈣型羥基磷灰石晶須。在影響α-TCP水化的各種因素中，水化初始pH值和水化溫度的影響最為顯著。水化初始PH值對(duì)a -TCP水化產(chǎn)物的形貌有很大的影響，當(dāng)水化初始pH值較低時(shí)，水化產(chǎn)物呈片狀和針狀，而當(dāng)水化初始pH值較高時(shí),則均呈針狀。
[0008]20世紀(jì)中葉流行病學(xué)研究指出，氟化物具有防治齲齒的作用。詳細(xì)研究發(fā)現(xiàn):氟離子能與牙齒表面發(fā)生礦化反應(yīng)，使其表面堅(jiān)固，不易被食物殘?jiān)a(chǎn)生的酸性物質(zhì)所腐蝕，從而減弱了過(guò)敏反應(yīng)并降低了齲齒的發(fā)生概率。
[0009]綜上所述，摻氟、鉀的羥基磷灰石是一種性能優(yōu)越，應(yīng)用廣泛的物質(zhì)。但是到目前為止，還沒有一種方法可以制備出純度高，產(chǎn)量大的摻氟、鉀羥基磷灰石。目前文獻(xiàn)報(bào)道大都圍繞摻氟的羥基磷灰碾開研究，關(guān)于制備摻氟、鉀的羥基磷灰石的相關(guān)研究沒有報(bào)道。另外，以上文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，原料中的雜質(zhì)對(duì)所制備的樣品晶體性能影響較大，高純的原料有利于制備出性能優(yōu)越的摻氟、鉀的羥基磷灰石。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種鉀鹽易摻入羥基磷灰石且產(chǎn)品純度高、產(chǎn)量大的摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法。
[0011]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0012]包括以下步驟:
[0013]I)將Ca (NO3) 2.4H20水溶液與H3PO4水溶液混合均勻，得到混合液，其中Ca (NO3) 2.4H20與H3PO4的摩爾比為3: 2，調(diào)節(jié)混合液的pH值至8~14出現(xiàn)沉淀物，分離出沉淀物并洗滌；
[0014]2)將步驟I)所得沉淀物進(jìn)行干燥，并在1300°C~1500°C下煅燒后快速冷卻制得α-磷酸鈣粉末；
[0015]3)將步驟2)制得的α -磷酸鈣粉末分散在含有K+和F_的堿性溶液中，在80~160°C條件下靜置陳化12h以上，分離出粉末后洗滌干燥，制備出摻氟、鉀羥基磷灰石材料。
[0016]所述步驟I)中Ca(NO3)2.4H20水溶液是Ca(NO3)2.4H20與水按1: (10~20)的質(zhì)量比混合配制而成的。
[0017]所述步驟I)中H3PO4水溶液是H3PO4和水按1: (45~90)的質(zhì)量比混合配制而成的。
[0018]所述步驟I)中使用NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH值。
[0019]所述步驟I)中離心分離出沉淀物，并連續(xù)洗滌、抽濾。
[0020]所述步驟2)中，干燥是在100~200°C條件下保溫I~2小時(shí)。
[0021]所述步驟2)中沉淀物干燥后進(jìn)行研磨再煅燒，煅燒時(shí)間為0.5~2小時(shí)。
[0022]所述步驟3)中含有K+和F_的堿性溶液為KOH和NH4F溶解在水中形成，且α -磷酸鈣與Κ0Η、NH4F的摩爾比為(I~2): (I~4): (I~2)。
[0023]所述步驟3)中靜置陳化的時(shí)間為12~72小時(shí)。
[0024]所述步驟3)中制備出的摻氟、鉀羥基磷灰石的化學(xué)式為Ca1(l_xKx(PO4)6(OH)2_yFy其中 0<x<2,0<y<2。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0026]本發(fā)明通過(guò)Ca(NO3)2.4H20和H3PO4在堿性環(huán)境下反應(yīng)生成沉淀物，從而制備磷酸鈣原料，再通過(guò)高溫煅燒磷酸鈣原料，高溫迅速冷卻制得α -磷酸鈣粉末，避免了隨爐冷卻降溫過(guò)程中磷酸鈣相轉(zhuǎn)化導(dǎo)致成分不均勻的影響，所制得的磷酸鈣純度為99.9% ;將α -磷酸鈣粉末進(jìn)行水化法制備出的羥基磷灰石具有很好的熱穩(wěn)定性，同時(shí)通過(guò)水化法將氟、鉀引入羥基磷灰石中，在80~160°C條件下陳化12小時(shí)以上，由于鉀離子和鈣離子同屬于堿金屬元素，堿金屬化學(xué)性質(zhì)都很活潑，同時(shí)鉀離子的半徑大于鈣離子的半徑，所以通過(guò)離子替換的方式，用鉀離子替換鈣離子形成置換型固溶體，使得鉀離子充分引入。本發(fā)明制備方法克服了鉀鹽易溶于水，不易摻入羥基磷灰石的困難；同時(shí)，采用80~160°C陳化溫度，有利于去除沉淀中包藏的雜質(zhì)，讓沉淀晶體生長(zhǎng)，增大晶體粒徑，并使其粒徑分布更均勻。按照本發(fā)明制備方法制得的摻氟、鉀羥基磷灰石純度高，雜相極少，原料價(jià)格低廉，來(lái)源豐富，制備工藝簡(jiǎn)單，是制備高品質(zhì)羥基磷灰石生物醫(yī)用材料的優(yōu)質(zhì)原料，聯(lián)合化療藥物使用可增強(qiáng)藥效和減少毒副作用，可作為治療牙本質(zhì)過(guò)敏兼具脫敏功能與修復(fù)功能的新型材料，更加長(zhǎng)期、高效的治療牙本質(zhì)過(guò)敏癥，所以本發(fā)明提供了一種制備高品質(zhì)，產(chǎn)量大的摻氟、鉀羥基磷灰石的制備方法。
[0027]進(jìn)一步，100~200°C的熱處理加速原料的干燥。
[0028]進(jìn)一步，沉淀物干燥后進(jìn)行研磨再煅燒，使粉體粒徑分布更均勻。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的摻氟、鉀羥基磷灰石粉末在X射線衍射儀檢測(cè)的衍射照片，其中橫坐標(biāo)為衍射角2 Θ /(° )，縱坐標(biāo)為衍射強(qiáng)度。
[0030]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1制備的摻氟、鉀羥基磷灰石粉末表面在掃描電子顯微鏡下的圖像。
[0031]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2制備的摻氟、鉀羥基磷灰石粉末表面在掃描電子顯微鏡下的圖像。

【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明包括以下制備步驟:
[0033]I)按Ca (NO3) 2.4H20與H3PO4的摩爾比為3:2稱取原料；將Ca (NO3) 2.4H20與蒸餾水按1: (10~20)的質(zhì)量比混合配制成Ca(NO3)2.4Η20溶液；將H3PO4和蒸餾水按1: (45~90)的質(zhì)量比混合配制成H3PO4溶液；將Ca (NO3) 2.4Η20水溶液與H3PO4水溶液混合均勻，得到混合液，使用NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH值至8~14出現(xiàn)沉淀物,離心分離出沉淀物,并連續(xù)洗滌、抽濾。
[0034]2)將步驟I)所得沉淀物放入馬弗爐中，在100~200°C條件下保溫I~2小時(shí)進(jìn)行干燥，取出研磨，接著放入剛玉坩堝中以10°c /分鐘升溫至1300°C~1500°C煅燒，保溫
0.5~2小時(shí)，立即取出，快速冷卻制得白色的α -磷酸鈣粉末。
[0035]3)將步驟2)制得的α -磷酸鈣粉末與Κ0Η、NH4F按摩爾比為(I~2): (I~4):(I~2)，溶解在蒸餾水中，在80~160°C條件下靜置陳化12h~72小時(shí)，取出后洗滌抽濾，然后進(jìn)行干燥，制備出摻氟、鉀羥基磷灰石材料，其中摻氟、鉀羥基磷灰石的化學(xué)式為Ca10_xKx (PO4) 6 (OH) 2_yFy 其中 0<x ≤ 2，0<y ≤ 2。
[0036]本發(fā)明的主要反應(yīng)過(guò)程及原理:步驟I)中在堿性環(huán)境下，主要反應(yīng)過(guò)程為3Ca (NO3) 2.4Η20+2Η3Ρ04 = Ca3 (P04) 2 I +6HN03+4H20，從而制備磷酸鈣原料；原料在步驟 2)中經(jīng)過(guò)干燥和研磨后粒徑分布均勻，再通過(guò)高溫煅燒磷酸鈣原料，高溫迅速冷卻制得α -磷酸鈣粉末，避免了隨爐冷卻降溫過(guò)程中磷酸鈣相轉(zhuǎn)化導(dǎo)致成分不均勻的影響，所制得的磷酸鈣純度高；步驟3)中將α-磷酸鈣粉末進(jìn)行水化法制備出的羥基磷灰石具有很好的熱穩(wěn)定性，同時(shí)通過(guò)水化法將氟、鉀引入羥基磷灰石中，在80~160°C條件下陳化12小時(shí)以上，由于鉀離子和鈣離子同屬于堿金屬元素，堿金屬化學(xué)性質(zhì)都很活潑，同時(shí)鉀離子的半徑大于鈣離子的半徑，所以通過(guò)離子替換的方式，用鉀離子替換鈣離子形成置換型固溶體，使得鉀離子充分引入，克服了鉀鹽易溶于水，不易摻入羥基磷灰石的困難；同時(shí)，采用80~160°C陳化溫度，有利于去除沉淀中包藏的雜質(zhì)，讓沉淀晶體生長(zhǎng)，增大晶體粒徑，并使其粒徑分布更均勻。
[0037]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0038]實(shí)施例1
[0039]本發(fā)明制備方法包括以下步驟:
[0040]I)按Ca (NO3) 2.4H20與H3PO4的摩爾比為3:2稱取原料，將Ca (NO3) 2.4H20與蒸餾水按1:10的質(zhì)量比混合，然后將H3PO4和蒸餾水按1:45的質(zhì)量比混合，再將H3PO4水溶液加入到Ca(NO3)2溶液中混合均勻，得到混合液，用NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH，使得混合液體系的pH值維持在8 ~10，再將混合液進(jìn)行離心，連續(xù)洗滌，抽濾。
[0041]2)將步驟I)所得沉淀物放入馬弗爐中，在200°C條件下加熱保溫I小時(shí)，取出，研磨，再放入剛玉坩堝中以10°c /分鐘升溫至1300°C，保溫2小時(shí)后，立即取出，冷卻后制得白色粉末為α-磷酸鈣。
[0042]3)再將制得的α -磷酸鈣粉末與Κ0Η、NH4F按摩爾比為2:2:1，溶解在蒸餾水中，在80°C條件下靜置陳化24h，取出后洗滌抽濾，然后進(jìn)行干燥，制備出摻氟、鉀羥基磷灰石材料，其化學(xué)式為 Ca9.5K0.5 (PO4) 6 (OH) L 5FQ.5。
[0043]如圖1所示，制備出摻雜后的羥基磷灰石粉體晶粒尺寸較大，結(jié)晶性較好，雜質(zhì)很少，純度較高。
[0044]如圖2所示為制備出的粉體在掃描電子顯微鏡下的照片，由圖可以看出晶體形貌為柱狀結(jié)構(gòu)，原因是羥基磷灰石基本晶體形態(tài)屬于六方晶系，晶粒長(zhǎng)度約為3-5um;部分柱狀晶粒出現(xiàn)新的結(jié)晶，可能是因?yàn)閾饺隟+和F_，由于K+的半徑大于Ca+，所以摻雜后形成置換型固溶體，使得晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
[0045]實(shí)施例2
[0046]本發(fā)明制備方法包括以下步驟:
[0047]I)按Ca (NO3) 2.4H20與H3PO4的摩爾比為3:2稱取原料，將Ca (NO3) 2.4H20與蒸餾水按1:12的質(zhì)量比混合，然后將H3PO4和蒸餾水按1:90的質(zhì)量比混合，再將H3PO4水溶液加入到Ca(NO3)2溶液中混合均勻，得到混合液，用NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH，使得混合液體系的pH值維持在11~12，再將混合液進(jìn)行離心，連續(xù)洗滌，抽濾。
[0048]2)將步驟I)所得產(chǎn)物放入馬弗爐中，在150°C條件下加熱保溫1.5小時(shí)，取出，研磨，再放入剛玉坩堝中以10°c /分鐘升溫至1400°C，保溫0.5小時(shí)后，立即取出，冷卻后制得白色粉末為α-磷酸鈣。
[0049]3)再將制得的α -磷酸鈣粉末與Κ0Η、NH4F按摩爾比為1:1:1，溶解在蒸餾水中，在120°C條件下靜置陳化48h，取出后洗滌抽濾，然后進(jìn)行干燥，可制備出摻氟、鉀羥基磷灰石材料，其化學(xué)式為Ca9.5K0.5 (PO4) 6 (OH) F。
[0050]圖3為所制備摻氟、鉀羥基磷灰石粉末表面在掃描電子顯微鏡下的照片。整體晶粒形成比較規(guī)則，分布均勻，部分地方出現(xiàn)團(tuán)簇。
[0051]實(shí)施例3
[0052]本發(fā)明制備方法包括以下步驟:
[0053]I)按Ca (NO3) 2.4Η20與H3PO4的摩爾比為3:2稱取原料，將Ca (NO3) 2.4Η20與蒸餾水按1:14的質(zhì)量比混合，然后將H3PO4和蒸餾水按1:80的質(zhì)量比混合，再將H3PO4水溶液加入到Ca(NO3)2溶液中混合均勻，得到混合液，用NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH，使得混合液體系的pH值維持在13~14，再將混合液進(jìn)行離心，連續(xù)洗滌，抽濾。
[0054]2)將步驟I)所得沉淀物放入馬弗爐中，在100°C條件下加熱保溫2小時(shí)，取出，研磨，再放入剛玉坩堝中以10°c /分鐘升溫至1350°C，保溫I小時(shí)后，立即取出，冷卻后制得白色粉末為α-磷酸鈣。
[0055]3)再將制得的α -磷酸鈣粉末與Κ0Η、NH4F按摩爾比為1:2:1.5，溶解在蒸餾水中，在160°C條件下靜置陳化72h，取出后洗滌抽濾，然后進(jìn)行干燥，制備出摻氟、鉀羥基磷灰石材料，其化學(xué)式為Ca9K (PO4) 6 (OH) ο.5FL50
[0056]實(shí)施例4
[0057]本發(fā)明制備方法包括以下步驟:
[0058]I)按Ca (NO3) 2.4H20與H3PO4的摩爾比為3:2稱取原料，將Ca (NO3) 2.4H20與蒸餾水按1:16的質(zhì)量比混合，然后將H3PO4和蒸餾水按1:50的質(zhì)量比混合，再將H3PO4水溶液加入到Ca(NO3)2溶液中混合均勻，得到混合液，用NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH，使得混合液體系的pH值維持在9~11，再將混合液進(jìn)行離心，連續(xù)洗滌，抽濾。
[0059]2)將步驟I)所得沉淀物放入馬弗爐中，100~200°C條件下保溫I~2小時(shí)進(jìn)行干燥，取出，研磨，再放入剛玉坩堝中以10°C/分鐘升溫至14501:，保溫1.5小時(shí)后，立即取出，冷卻后制得白色粉末為α-磷酸鈣。
[0060]3)再將制得的α -磷酸鈣粉末與Κ0Η、NH4F按摩爾比為1.5:4:1，溶解在蒸餾水中，在150°C條件下靜置陳化12h，取出后洗滌抽濾，然后進(jìn)行干燥，制備出摻氟、鉀羥基磷灰石材料，其化學(xué)式為 Ca8.5KL5 (PO4) 6 (OH) L25F0.75。
[0061]實(shí)施例5
[0062]本發(fā)明制備方法包括以下步驟:
[0063]I)按Ca (NO3) 2.4H20與H3PO4的摩爾比為3:2稱取原料，將Ca (NO3) 2.4H20與蒸餾水按1:18的質(zhì)量比混合，然后將H3PO4和蒸餾水按1:60的質(zhì)量比混合，再將H3PO4水溶液加入到Ca(NO3)2溶液中混合均勻，得到混合液，用NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH，使得混合液體系的pH值維持在10~11，再將混合液進(jìn)行離心，連續(xù)洗滌，抽濾。
[0064]2)將步驟I)所得沉淀物放入馬弗爐中，100~200°C條件下保溫I~2小時(shí)進(jìn)行干燥，取出，研磨，再放入剛玉坩堝中以10°C /分鐘升溫至1500°C，保溫1.5小時(shí)后，立即取出，冷卻后制得白色粉末為α-磷酸鈣。
[0065]3)再將制得的α -磷酸鈣粉末與Κ0Η、NH4F按摩爾比為1:3:1.75，溶解在蒸餾水中，在130°C條件下靜置陳化36h，取出后洗滌抽濾，然后進(jìn)行干燥，制備出摻氟、鉀羥基磷灰石材料，其化學(xué)式為 Ca8.75KL25 (PO4) 6 (OH) ο.4FL60
[0066]實(shí)施例6
[0067]本發(fā)明制備方法包括以下步驟:
[0068]I)按Ca (NO3) 2.4H20與H3PO4的摩爾比為3:2稱取原料，將Ca (NO3) 2.4H20與蒸餾水按1:20的質(zhì)量比混合，然后將H3PO4和蒸餾水按1:70的質(zhì)量比混合，再將H3PO4水溶液加入到Ca(NO3)2溶液中混合均勻，得到混合液，用NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH，使得混合液體系的pH值維持在12~13，再將混合液進(jìn)行離心，連續(xù)洗滌，抽濾。
[0069]2)將步驟I)所得沉淀物放入馬弗爐中，100~200°C條件下保溫I~2小時(shí)進(jìn)行干燥，取出，研磨，再放入剛玉坩堝中以10°C /分鐘升溫至1420°C，保溫2小時(shí)后，立即取出，冷卻后制得白色粉末為α -磷酸鈣。
[0070]3)再將制得的α -磷酸鈣粉末與Κ0Η、NH4F按摩爾比為1:4:2，溶解在蒸餾水中，在100°C條件下靜置陳化60h，取出后洗滌抽濾，然后進(jìn)行干燥，制備出摻氟、鉀羥基磷灰石材料，其化學(xué)式為 Ca8.A8 (PO4) 6 (OH) ο.2Fl 8。
[0071]本發(fā)明所制得的磷酸鈣純度為99.9%，再通過(guò)水化法將氟、鉀引入羥基磷灰石中，在80~160°C條件下陳化一段時(shí)間，使得鉀離子充分引入，通過(guò)高溫煅燒磷酸鈣原料，高溫迅速冷卻，避免了隨爐冷卻降溫過(guò)程中磷酸鈣相轉(zhuǎn)化導(dǎo)致成分不均勻的影響。熱處理加速原料的干燥；同時(shí)，采用80~160°C陳化溫度，有利于去除沉淀中包藏的雜質(zhì)，讓沉淀晶體生長(zhǎng)，增大晶體粒徑，并使其粒徑分布比較均勻。該制備過(guò)程克服了鉀鹽易溶于水，不易摻入羥基磷灰石的困難，提供了一種制備高品質(zhì)，產(chǎn)量大的摻氟、鉀羥基磷灰石的制備方法。按照本發(fā)明制備方法制得的摻氟、鉀羥基磷灰石純度高，雜相極少，原料價(jià)格低廉，來(lái)源豐富，制備工藝簡(jiǎn)單，是制備高品質(zhì)羥基磷灰石生物醫(yī)用材料的優(yōu)質(zhì)原料，聯(lián)合化療藥物使用可增強(qiáng)藥效和減少毒副作用。
【權(quán)利要求】
1.一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)將Ca(NO3) 2.4Η20水溶液與H3PO4水溶液混合均勻，得到混合液，其中Ca (NO3) 2.4Η20與H3PO4的摩爾比為3: 2，調(diào)節(jié)混合液的pH值至8~14出現(xiàn)沉淀物，分離出沉淀物并洗滌； 2)將步驟I)所得沉淀物進(jìn)行干燥，并在1300°C~1500°C下煅燒后快速冷卻制得α-磷酸鈣粉末； 3)將步驟2)制得的α-磷酸鈣粉末分散在含有K+和F—的堿性溶液中，在80~160°C條件下靜置陳化12h以上，分離出粉末后洗滌干燥，制備出摻氟、鉀羥基磷灰石材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中Ca(NO3)2.4H20水溶液是Ca(NO3)2.4H20與水按1: (10~20)的質(zhì)量比混合配制而成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中H3PO4水溶液是H3PO4和水按1: (45~90)的質(zhì)量比混合配制而成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中使用NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中離心分離出沉淀物，并連續(xù)洗滌、抽濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，其特征在于:所述步驟2)中，干燥是在100~200°C條件下保溫I~2小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，其特征在于:所述步驟2)中沉淀物干燥后進(jìn)行研磨再煅燒，煅燒時(shí)間為0.5~2小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，其特征在于:所述步驟3)中含有K+和F—的堿性溶液為KOH和NH4F溶解在水中形成，且α -磷酸鈣與Κ0Η、NH4F的摩爾比為(I~2): (I~4): (I~2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，其特征在于:所述步驟3)中靜置陳化的時(shí)間為12~72小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任意一項(xiàng)所述的一種摻氟、鉀羥基磷灰石材料的制備方法，其特征在于:所述步驟3)中制備出的摻氟、鉀羥基磷灰石的化學(xué)式為Ca1(l_xKx (PO4)6 (OH) 2_yFy其中 0<x<2,0<y<2。
【文檔編號(hào)】A61K6/033GK104071764SQ201410307955
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】殷海榮, 李思媛, 吳陽(yáng), 劉盼, 李艷肖 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)