牡蛎壳为原料制备医用CaCO3/HA复合生物材料

刘子阳, 耿振, 李朝阳

牡蛎壳为原料制备医用CaCO3/HA复合生物材料

刘子阳, 耿振, 李朝阳

(天津大学 材料科学与工程学院, 天津 300350)

以牡蛎壳为原材料, 通过水热法制备了碳酸钙(CaCO3)/羟基磷灰石(HA)复合材料, 拟达到降低HA生产成本并改善其降解性能的目的。通过物相分析和SEM、TEM观察发现制得的CaCO3/HA复合材料呈现片层状, 其微观形貌呈现纳米颗粒状。实验通过控制钙、磷元素的投料比例制备了HA含量为20%、40%、60%的三种CaCO3/HA复合材料(20%HA、40%HA、60%HA), 通过ICP测试计算得出HA的实际含量为17.52%、34.30%、43.24%。随着HA含量的增加, CaCO3/HA复合材料的比表面积和热稳定性显著提升。体外降解实验结果表明, 三种不同HA含量的复合材料在PBS模拟体液中14 d的降解率分别为15.2%, 12.0%和10.8%, 降解率随HA比例的增高而降低。这些结果表明: 水热法合成CaCO3/HA复合材料可通过钙、磷元素的投料比例来调控HA的转化率, 进而调控CaCO3/HA复合材料的降解速率, 实现其在骨科领域的潜在应用。

牡蛎壳; 羟基磷灰石; 碳酸钙; 降解性能; 骨科

羟基磷灰石(HA)是钙磷灰石Ca5(PO4)3(OH)的自然矿物化产物, 具有良好的生物相容性、吸附性能和骨传导性, 目前在生物医学领域有着广泛的应用[1-3]。以钙磷盐作为原料, 传统制备HA的方法[4]原材料价格较高、产率较低, 在成本与生产效率等方面都有较大的提升空间。另一方面, HA虽能在体内降解成钙、磷离子, 但降解周期较高分子材料更长, 不能及时地为新生骨提供必需的生长空间。因此HA作为骨修复材料以及药物载体材料的应用受到了限制[5]。

海洋贝类的壳是日常生活中常见的废弃物。……