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1、(10)授权公告号 CN 101518659 B (45)授权公告日 2012.07.11 CN 101518659 B *CN101518659B* (21)申请号 200910097451.0 (22)申请日 2009.03.30 A61L 27/12(2006.01) C01B 25/32(2006.01) A61K 6/033(2006.01) (73)专利权人 浙江大学 地址 310027 浙江省杭州市浙大路 38 号 (72)发明人 苟中入 高欣 (74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人 韩介梅 CN 1762897 A,2006.04.26, 全文 。
2、. (54) 发明名称 一种生物活性仿生磷酸钙纳米材料及其制备 方法和用途 (57) 摘要 本发明公开的生物活性仿生磷酸钙纳米材 料， 是含硅、 锶、 锌和镁中至少两种元素的纳米磷 酸钙颗粒， 其组分以氧化物形式表示的质量百分 数含量为 ： CaO 4055； P2O53844； SiO20 0.3 ； SrO 0 5.5 ； ZnO 0 3.5 ； MgO0 4.5 ； H2O 3 8， 上述组分之和为 100， 且 SiO2、 ZnO、 MgO和SrO至少两种物质不同时为0。 其 制备方法是向模拟体液中添加含侧链羧基的链式 聚合物溶液， 并加入含硅、 锶、 锌和镁中至少两种 离子的无机盐溶。
3、液， 反应陈化， 析出微量元素协同 掺杂的仿生磷酸钙纳米粒， 过滤、 洗涤、 干燥而成。 这种纳米材料在骨组织中能持续降解并同步释放 钙、 磷酸根离子和微量元素， 适宜于人体骨齿损伤 修复应用。 本发明具有制备工艺简单、 纳米粒形貌 和尺寸容易控制、 微量元素复合比例易于操控等 特点。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 黄姗 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 5 页 1/1 页 2 1. 一种生物活性仿生磷酸钙纳米材料， 其特征在于它是含硅、 锶、 锌和镁中至少两种。
4、元 素的纳米磷酸钙颗粒， 其组分以氧化物形式表示的质量百分数含量为 ： CaO 40 55 ； P2O5 3 44 ； SiO2 0 0.3 ； SrO 0 5.5 ； ZnO 0 3.5 ； MgO 0 4.5 ； H2O 3 8， 上述组分之和为 100， 且 SiO2、 ZnO、 MgO 和 SrO 至少两种物质不同时 为 0。 2. 根据权利要求 1 所述的生物活性仿生磷酸钙纳米材料， 其特征在于所说的磷酸钙是 无定型磷酸钙、 部分结晶的磷酸三钙和羟基磷灰石中的一种或者一种以上的复合物。 3. 根据权利要求 1 所述的生物活性仿生磷酸钙纳米材料， 其特征在于所说的纳米磷酸 钙颗粒粒径为。
5、 20 1000nm。 4. 根据权利要求 1 所述的生物活性仿生磷酸钙纳米材料的制备方法， 其特征在于， 包 括以下步骤 ： 1) 在搅拌条件下向含有 Na+， 142mM； K+， 5mM； Ca2+， 2.5mM； Mg2+， 1.5mM； SO42-， 1mM； HPO42-， 1mM； Cl-， 36mM和 HCO3-， 14mM的模拟体液中添加含侧链羧基的链式聚合物溶液以及含 SiO32-、 Zn2+、 Sr2+和 Mg2+中至少两种离子的无机盐溶液， 得到混合溶液， 控制混合溶液中聚合物的 浓度为 1 20M； Si P、 Zn Ca 和 Sr Ca 的摩尔比分别为 (0 10)。
6、 100、 (0 1.0) 100 和 (0 10) 100， 添加的 Mg2+离子与模拟体液中的 Ca2+离子之比 Mg Ca 为 (0 1.0) 100， 调节混合溶液的 pH 值为 7.25 7.40 ； 2) 将步骤 1) 制备的混合溶液升温到 45 150并反应陈化 5 180 分钟， 析出至少 含硅、 锶、 锌和镁中两种微量元素的磷酸钙纳米颗粒， 过滤后， 依次用 pH 值为 3.5 4.5 的 盐酸溶液、 去离子水和无水乙醇洗涤， 干燥。 5. 根据权利要求 4 所述的生物活性仿生磷酸钙纳米材料的制备方法， 其特征在于， 所 说的含 SiO32-的无机盐是 Na2SiO3； 所说。
7、的含 Sr2+无机盐是 SrCl2， 所说的含 Zn2+无机盐是 ZnCl2； 所说的含 Mg2+无机盐是 MgCl2。 6. 根据权利要求 4 所述的生物活性仿生磷酸钙纳米材料的制备方法， 其特征在于， 所 说的含侧链羧基的链式聚合物是聚天冬氨酸、 聚丙烯酸、 聚天冬氨酸钠和聚丙烯酸钠中的 一种或者任意几种组合。 7. 根据权利要求 1 所述的生物活性仿生磷酸钙纳米材料的应用， 其特征是在骨科、 整 形外科、 颅颌面外科、 脑外科或口腔科中的骨齿损伤修复填充材料中的应用。 权 利 要 求 书 CN 101518659 B 2 1/7 页 3 一种生物活性仿生磷酸钙纳米材料及其制备方法和用途 。
8、技术领域 0001 本发明涉及一种含至少两种微量元素并具有显著促进骨齿损伤再生修复的仿生 磷酸钙纳米材料及其制备方法和用途， 属于生物医用材料技术领域。 背景技术 0002 中老年人体内因骨质疏松造成骨量显著下降和骨折等骨损伤并发症 ； 其次， 因其 它病变 ( 如骨肿瘤 )、 手术 ( 如开颅术 ) 和机械损伤 ( 如工伤、 交通事故 ) 等造成的骨齿缺 损等的快速、 完全再生修复是目前临床医学的难题。目前， 由 CaO、 SiO2、 P2O5和 Na2O 组成的 玻璃粉末材料 ( 商品名 ： 45S5 Bioglass) 具有优良的生物活性， 能诱导类骨磷灰石沉积 和与活体骨组织形成骨性化。
9、学键合。不仅如此， 45S5 Bioglass溶出的硅、 钙和磷离子还 能激活成骨细胞中大量转录因子和细胞周期调节因子表达， 并促进碱性磷酸酶和骨钙蛋白 等与骨形成相关的蛋白快速地表达， 但是生物玻璃类材料降解与组织再生速率不能很好协 同匹配， 并且一年期降解率不到 50 (Hamadouche M.， et al.J Biomed.Mater Res.2001 ； 54 ： 560)。通常， 临床骨齿缺损填充用羟基磷灰石 (Ca5(PO4)3(OH)2) 颗粒或者块状材料 制品降解极为缓慢， 传导骨再生能力相当有限， 应用大大受限。磷酸三钙 (Ca3(PO4)2H2O) 也被广泛研究报道， 。
10、其陶瓷材料目前已经在骨缺损填充修复中得到应用。但是， 这种材料 损伤修复以爬行替代为主， 并存在存在降解缓慢、 修复期长等系列问题 (Handschel J.， et al.Biomaterials 2002 ； 23 ： 1689)。 0003 随着材料学化学、 组织病理学、 细胞分子生物学以及营养学等的发展， 人们发 现， 人体生理代谢所必需的一些微量元素， 如硅能激活成骨细胞基因表达 (Xynos I.D.， Biochem.Biophys.Res.Commun.2000， 276， 461) ； 锶能调节骨骼内钙浓度和骨代谢 (Marie PJ.， Calcif.Tissue Int.。
11、2001， 69， 121) ； 镁摄入不足引起钙代谢失调并造成骨强度下降 (Heroux O.， Can.J.Pharmacol.1975， 53， 304) ； 锌能增加碱性磷酸酶活性并提高 DNA 含量、 改善骨骼强度 (Ovesen J.， Bone， 2001， 29， 565 ； Yamaguchi M.， Biochem.Pharmacol.1986， 35， 773)， 还显示出抑制细菌感染和破骨细胞骨吸收活性等效应 (Peters WJ.， J.Biomed. Mater.Res.1974， 8， 53 ； MoongaBS.， J.Bone Miner Res.1995， 。
12、10， 453)。 其次， 一些研究也发 现， 硅、 锶、 锌或镁等微量元素被单一掺入磷酸钙材料后能改善材料的生物活性、 生物降解 性和骨缺损修复效果 (Pietal A.M.， Biomaterials 2007， 28， 4023 ； Wong C.T.， J Biomed. Mater Res.2004， 513 ； Ishikawa K.， Biomaterials 2002， 23， 423 ； Serre C.M.， JBiomed. Mater.Res.1998， 42， 626)。但是， 相关研究结果也证实硅、 锶、 锌或镁等单一微量元素对 成骨细胞活性和骨组织代谢调节存在显著。
13、剂量依赖关系， 从植入材料中释放过高剂量的 硅、 锶、 镁或锌会引起细胞毒性或者造成其它离子代谢失调 (Dahl S.G.， Bone 2001， 28， 446 ； Gough J.E.， Biomaterials 2004， 25， 2039 ； Ito A.， Mater.Sci.Eng.C 2002， 22， 21 ； Saravanapavan P.， Key Eng.Mater.2004， 254-256， 785) ； 反之， 骨组织中长期缺乏这些微 量元素将造成组织畸变甚至严重疾病。现有技术中， 不少研究者试图通过掺杂等途径在磷 酸三钙或者羟基磷灰石中引入硅、 锶、 镁或锌等单。
14、一生物活性物质， 提高材料的细胞诱导活 说 明 书 CN 101518659 B 3 2/7 页 4 性， 促进细胞增殖和基因表达， 加快骨缺损再生修复和材料降解速度。 常规湿化学工艺合成 中， 微量元素往往抑制磷酸钙晶粒成核和生长， 微量元素掺杂率受到严重限制。 高温烧结技 术尽管能方便调节微量元素的掺杂率， 但在任意调控材料中活性物质释放速度反面存在严 重制约(Ito A.， J.Biomed.Mater.Res.2000， 50， 178 ； Li Y.W.， J.Biomed.Mater.Res.2000， 52， 164-170 ； Reid J.W.， Biomaterials20。
15、05， 26， 2887 ； Ito A.， J.Biomed.Mater.Res.2000， 60， 224)。 在迄今磷酸钙类材料的生物活性改性研究中， 尚未有运用仿生矿化技术实现二元 到多元微量元素协同掺杂来实现对磷酸钙材料的生物活性和降解性进行显著改进的报道。 0004 骨齿组织中无机磷酸钙矿物是以含碳酸根、 钠、 钾以及多种微量元素的羟基磷灰 石构成， 微量元素成分在调节成骨细胞活性、 促进幼骨发育和稳定骨骼正常代谢、 调控无机 矿物吸收中发挥了不可替代的作用。 仿生矿化是依据生物体内各种物质参与化学反应的基 本原理和一般规律， 通过体外模拟生物体环境实现类似生物体硬组织的化学矿物合。
16、成。但 是， 迄今尚未涉及硅、 锶、 锌或 / 和镁协同掺杂类骨磷酸钙材料仿生矿化合成及应用的专利 技术或实验报道。 0005 根据现有临床应用文献报道和骨组织代谢的最新知识来看， 迫切需要探索仿生矿 化技术研制在化学组成和生物学性能上均能满足临床上人体骨齿缺损实现快速、 完全修复 更为理想的活性材料， 这样的材料具备类似骨组织无机矿物的化学成分， 尤其是多种微量 元素的复合， 从而具备在细胞及分子水平上实现对成骨相关 ( 干 ) 细胞增殖和分化的主动 调控， 激活与骨再生相关的基因快速表达， 实现在宿主分子、 细胞和组织上接受摄取或植入 提供的活性物质准确调控和应答， 并且多种微量元素能协同。
17、调控材料降解性， 以达到骨缺 损再生修复协同匹配的最佳效果。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种能够明显促进骨齿缺损完全再生修复所需的生物活性 仿生磷酸钙纳米材料及其制备方法和用途。 0007 本发明的生物活性仿生磷酸钙纳米材料， 是含硅、 锶、 锌和镁中至少两种元素的纳 米磷酸钙颗粒， 其组分以氧化物形式表示的质量百分数含量为 ： 0008 CaO 40 55 ； 0009 P2O5 38 44 ； 0010 SiO2 0 0.3 ； 0011 SrO 0 5.5 ； 0012 ZnO 0 3.5 ； 0013 MgO 0 4.5 ； 0014 H2O 3 8， 上述组分之和为 10。
18、0， 且 SiO2、 ZnO、 MgO 和 SrO 至少两种物质不同 时为 0。 0015 上述的磷酸钙颗粒的粒径为201000nm。 磷酸钙是无定型磷酸钙、 部分结晶的磷 酸三钙和羟基磷灰石中的一种或者一种以上的复合物。 0016 生物活性仿生磷酸钙纳米材料的制备方法， 包括以下步骤 ： 0017 1) 在搅拌条件下向含有 Na+， 142mM ； K+， 5mM ； Ca2+， 2.5mM ； Mg2+， 1.5mM ； SO42-， 1mM ； HPO42-， 1mM ； Cl-， 36mM 和 HCO3-， 14mM 的模拟体液中添加含侧链羧基的链式聚合物溶液以及 说 明 书 CN 1。
19、01518659 B 4 3/7 页 5 含SiO32-、 Zn2+、 Sr2+和Mg2+中至少两种离子的无机盐溶液， 得到混合溶液， 控制混合溶液中聚 合物的浓度为 1 20M ； Si P、 Zn Ca 和 Sr Ca 的摩尔比分别为 (0 10) 100、 (01.0)100和(010)100， 添加的Mg2+离子与模拟体液中的Ca2+离子之比MgCa 为 (0 1.0) 100， 调节混合溶液的 pH 值为 7.25 7.40 ； 0018 2) 将步骤 1) 制备的混合溶液升温到 45 150并反应陈化 5 180 分钟， 析出 至少含硅、 锶、 锌和镁中两种微量元素的磷酸钙纳米颗粒。
20、， 过滤后， 依次用pH值为3.54.5 的盐酸溶液、 去离子水和无水乙醇洗涤， 干燥。 0019 本发明中， 对掺杂硅、 锌、 锶或镁活性元素所使用的无机盐均不存在严格种类限 制， 一般含SiO32-的无机盐采用Na2SiO3； 含Sg2+无机盐采用SrCl2， 含Zn2+无机盐采用ZnCl2； 含 Mg2+无机盐采用 MgCl2。 0020 本发明中， 对所说的含侧链羧基的链式聚合物不存在严格种类限制， 一般选用聚 天冬氨酸、 聚丙稀酸、 聚天冬氨酸钠和聚丙稀酸钠中的一种或者任意几种组合。 0021 本发明的生物活性仿生磷酸钙纳米材料， 可用于骨科， 整形外科， 颅颌面外科， 脑 外科或口。
21、腔科中的骨齿损伤修复作为填充材料。 0022 本发明制备过程中， 通过改变含 SiO32-、 Zn2+、 Sr2+和 / 或 Mg2+无机盐溶液的添加量 和反应陈化时间， 可以调节磷酸钙盐中微量元素的百分含量。 0023 本发明制备过程中， 通过改变陈化时间， 可以调节纳米粒尺寸。 0024 本发明的有益效果在于 ： 0025 本发明的生物活性仿生磷酸钙纳米材料含多种微量元素， 在纳米微粒结构上， 纳 米磷酸钙颗粒是由球状、 片状或棒状纳米晶聚集形成的高比表面疏松团族颗粒， 因而有利 于生物降解和活性物质迁移扩散 ； 在颗粒组成上， 磷酸钙晶格中部分钙、 磷原子位置以及部 分晶格空位被人体生理。
22、必需的微量元素锶、 锌、 硅或镁离子替代， 成核后初始阶段为无定型 磷酸钙、 部分结晶的磷酸三钙或羟基磷灰石纳米粒， 在陈化阶段颗粒结晶性逐步提高， 因而 有利于控制和调节多元微量元素复合比例及其释放速度。这种纳米粒材料最显著的特征 是 ： 1) 颗粒尺寸由陈化时间调控， 可以在 20 1000 纳米连续调节， 可用于骨齿缺损填充修 复 ； 2) 硅、 锌、 锶和 / 或镁等在纳米粒材料内属于钙、 磷原子晶格位置或者空位替代， 多元活 性物质的释放速度与磷酸钙盐的生物降解速率控制， 能保证活性物质的持久释放， 并不存 在短期内爆发式释放的风险。此外， 本发明涉及的材料制备均在 45 150条件。
23、下一步仿 生矿化合成， 不涉及高温高热处理， 工艺极为简单， 颗粒尺寸、 磷酸钙组分以及微量元素掺 杂率容易控制， 生物活性物质释放速度易于调控等特点， 具有显著促进骨再生生物活性的 特点。 0026 用本发明的生物活性仿生磷酸钙纳米材料制成的制品将具有优异的生物安全性、 生物活性和生物降解性， 在骨科， 整形外科， 颅颌面外科， 脑外科或口腔科中具有优良的应 用价值。 附图说明 0027 图 1 为本发明的生物活性仿生磷酸钙纳米材料 X 射线衍射图谱， 图中 (a) 曲线为 陈化 30 分钟含 Mg 和 Zn 微量元素材料的图谱， (b) 曲线为陈化 30 分钟含 Mg， Zn 和 Sr 微。
24、量 元素的图谱， (c) 曲线为陈化 30 分钟含 Mg， Zn， Sr 和 Si 微量元素的图谱。 说 明 书 CN 101518659 B 5 4/7 页 6 0028 图 2 为本发明的生物活性仿生磷酸钙纳米材料扫描电镜照片， 图中 (a) 为陈化 30 分钟含 Mg 和 Zn 微量元素材料的照片， (b) 为陈化 30 分钟含 Mg， Zn 和 Sr 微量元素的照片， (c) 为陈化 30 分钟含 Mg， Zn， Sr 和 Si 微量元素的照片。 0029 图 3 为含 Mg， Zn 和 Sr 微量元素的仿生磷酸钙纳米材料 X 射线衍射图谱， 图中 (a) 曲线为陈化 30 分钟并立即。
25、过滤分离后纳米粒的图谱， (b) 曲线为陈化 30 分钟并自然冷却 室温和过滤分离后纳米粒的图谱， (c) 曲线为陈化 30 分钟并自然冷却到室温静置 36 小时 后过滤分离的纳米粒图谱。 0030 图 4 为含 Mg， Zn 和 Sr 的仿生磷酸钙纳米材料透射电镜和能谱图， 图中 (a) 为纳米 团族透射电镜照片， (b) 为 X- 射线衍射能谱图， (c) 为纳米团族 X- 射线面扫描 Mg 元素分布 能谱图谱， (d) 为纳米团族 X- 射线面扫描 Zn 元素分布能谱图谱， (e) 为纳米团族 X- 射线面 扫描 Sr 元素分布能谱图谱。 0031 图 5 为含 Mg 和 Zn 微量元素。
26、仿生磷酸钙纳米材料中掺杂不同 Zn 后 Mg 和 Zn 含量 变化图 ( 其中横坐标 Zn(x) 表示 Zn 离子相对于 Ca 离子的百分率 )。 0032 图 6 为含 Mg， Zn 和 Sr 微量元素仿生磷酸钙纳米材料中掺杂不同 Sr 后 Mg， Zn 和 Sr 含量变化图 ( 其中横坐标 Sr(x) 表示 Sr 离子相对于 Ca 离子的百分率 )。 0033 图 7 为含 Mg， Zn， Sr 和 Si 微量元素仿生磷酸钙纳米材料中掺杂不同 Si 后 Mg， Zn， Sr 和 Si 含量变化图 ( 其中横坐标 Si(x) 表示 Si 离子相对于 P 离子的百分率 )。 0034 图 8 。
27、为含 Mg， Zn 和 Sr 微量元素仿生磷酸钙纳米材料 (TEs-CaP) 与仅含镁的磷酸 钙纳米材料 (Mg-CaP) 股骨缺损修复模型 X 光照片。 0035 图 9 为含 Mg， Zn 和 Sr 微量元素仿生磷酸钙纳米材料 (TEs-CaP) 与仅含镁的磷酸 钙纳米材料 (Mg-CaP)、 空白对照组股骨缺损修复模型创面大体形态光学照片。 具体实施方式 0036 下面结合实例进一步阐明本发明的内容， 但这些实例并不限制本发明的范围， 凡 基于本发明上述内容所实现的技术和制备的材料均属于本发明的保护范围。 实施例所使用 试剂纯度均不低于其分析纯试剂纯度指标。 0037 实施例 1 003。
28、8 1) 将含有 Na+， 142mM ； K+， 5mM ； Ca2+， 2.5mM ； Mg2+， 1.5mM ； SO42-， 1mM ； HPO42-， 1mM ； Cl-， 36mM 和 HCO3-， 14mM 的 2.0L 模拟体液 (SBF) 等分于三只 2.5L 容积洁净菌种瓶中， 并分别标 记为 A、 B 和 C， 在搅拌条件下分别向上述 SBF 溶液中添加聚天冬氨酸溶液、 Na2SiO3、 MgCl2、 ZnCl2和 / 或 SrCl2溶液， 其中， A 瓶 Zn Ca 摩尔比为 0.4 100 ； 新添加的 Mg2+离子与 SBF 中的 Ca2+离子摩尔比 Mg Ca 为。
29、 0.2 100 ； B 瓶 Zn Ca 和 Sr Ca 摩尔比分别为 0.4100和6100 ； 新添加的Mg2+离子与SBF中的Ca2+离子摩尔比MgCa为0.8100 ； C 瓶 Si P、 Zn Ca 和 Sr Ca 摩尔比分别为 6 100、 0.8 100 和 3 100 ； 新添加的 Mg2+离子与 SBF 中的 Ca2+离子摩尔比 Mg Ca 为 0.2 100 ； 并控制 A、 B 和 C 三瓶溶液中 聚天冬氨酸 (PAsp) 浓度分别为 2、 10 和 20M， 混合溶液的 pH 值均再调节到 7.25。 0039 2) 将步骤 1) 制备的三瓶混合溶液放入湿法灭菌系统中，。
30、 升温到 120， 反应陈化 30 分钟， 析出纳米粒， 对 A、 C 瓶自然冷却后过滤悬浮液， 并用 pH 值为 4.2 的盐酸溶液、 去离 子水和无水乙醇依次各洗涤 3 次， 然后干燥， 分别获得掺杂锌与镁二元微量元素以及掺杂 说 明 书 CN 101518659 B 6 5/7 页 7 硅、 锶、 锌与镁四元微量元素的仿生型磷酸钙纳米粒材料 ； 对 B 瓶吸取总体积量的三分之一 悬浮液后立即过滤洗涤， 三分之一在自然冷却到室温后吸取并过滤， 余下三分之一在室温 放置 36 小时后也过滤， 经不同介质洗涤后得到不同结晶性锶、 锌与镁三元微量元素掺杂的 仿生磷酸钙纳米粒材料。 0040 3)。
31、 上述步骤 2) 制备的含二元、 三元和四元微量元素掺杂的仿生型磷酸钙纳米粒 材料的 X 射线衍射图谱和扫描电镜照片分别如图 1 和图 2 所示， 二元微量元素掺杂的仿生 型磷酸钙纳米粒为球形无定型磷酸钙， 三元微量元素掺杂的仿生型磷酸钙纳米粒为片状纳 米单元组装聚集形成的部分结晶的羟基磷灰石， 四元微量元素掺杂的仿生型磷酸钙纳米粒 为棒状纳米单元组装聚集形成的部分结晶的为磷酸三钙。 陈化不同时间后的三元微量元素 掺杂的仿生型磷酸钙纳米粒材料 X 射线衍射图谱如图 3 所示， 陈化时间延长结晶性逐步提 高 ； 自然冷却后的样品形态结构透射电镜照片、 元素组成 X- 射线衍射能谱和微量元素元素 。
32、面扫描分布图如图 4 所示， 在纳米粒中能检测到掺杂锶、 锌与镁元素， 表明这种仿生合成在 多元微量元素协同掺杂合成仿生型磷酸钙纳米粒材料方面相当有效。 0041 实施例 2 0042 制备方法同实施例 1， 区别在于 ： 向 A、 B 和 C 瓶各 2.0L 的 SBF 溶液中加入含 MgCl2 和 ZnCl2的溶液， 新添加的 Mg2+离子与 SBF 中的 Ca2+离子之比 Mg Ca 为 0.4 100， 但 Zn Ca 摩尔比依次为 0.8 100、 1.2 100 和 2 100， 控制三瓶溶液中聚丙烯酸 (PAA) 浓度为 5M， 陈化温度为 90， 陈化时间为 5 分钟。纳米粒中。
33、 Mg 和 Zn 含量如图 5 所示， 随 着 SBF 溶液中 Zn 离子浓度增加， 纳米粒中锌含量也逐渐增加， 表明二元微量元素协同掺杂 仿生合成中可通过增加微量元素浓度实现掺杂率增长。 0043 实施例 3 0044 制备方法同实施例1， 区别在于 ： 向A、 B和C瓶各2.0L的SBF溶液中加入含MgCl2、 SrCl2和ZnCl2的溶液， 新添加的Mg2+离子与SBF中的Ca2+离子之比MgCa均为0.4100， Zn Ca 摩尔比均为 0.4 100， 但 Sr Ca 摩尔比依次为 3 100、 6 100 和 10 100， 控制三瓶溶液中聚丙烯酸钠(PAAS)浓度为1.0M ； 。
34、陈化温度为150， 陈化90分钟后纳米 粒中 Sr、 Mg 和 Zn 含量如图 6 所示， 随着 SBF 溶液中 Sr 离子浓度增加， 纳米粒中锶含量也 逐渐增加， 表明三元微量元素协同掺杂仿生合成中可通过增加微量元素浓度实现掺杂率增 长。 0045 实施例 4 0046 制备方法同实施例 1， 区别在于 ： 0047 向 A、 B 和 C 瓶各 2.0L 的 SBF 溶液中加入含 Na2SiO3、 MgCl2、 SrCl2和 ZnCl2的溶液， 新添加的 Mg2+离子与 SBF 中的 Ca2+离子之比 Mg Ca 均为 6 100， Zn Ca 摩尔比均为 0.8 100， Sr Ca 摩尔。
35、比依次为 10 100、 6 100 和 10 100， 但 Si Ca 摩尔比依次 为 3 100、 6 100 和 10 100， 控制三瓶溶液中聚天冬氨酸浓度为 2.0M ； 陈化温度为 50， 陈化 60 分钟后纳米粒中 Si、 Sr、 Mg 和 Zn 含量如图 7 所示， 随着 SBF 溶液中 Si 离子浓 度增加， 纳米粒中硅含量也逐渐增加， 表明四元微量元素协同掺杂仿生合成中可通过增加 微量元素浓度实现掺杂率增长。 0048 实施例 5 11 0049 对实施例 1 中搅拌速度和 SiO32-、 Sr2+、 Zn2+和 Mg2+原始溶液的加入量、 陈化温度、 说 明 书 CN 1。
36、01518659 B 7 6/7 页 8 陈化时间按表 1 所示进行调整， 其它条件同实施例 1， 制备含多种微量元素仿生磷酸钙纳米 材料， 各实施例所得纳米材料中微量元素含量 ( 以氧化物表示 ) 如表 2 所示。 0050 表 1 0051 0052 表 2 0053 0054 实施例 12 0055 实施例 10 和实施例 11( 对照组， 合成仅含镁离子的磷酸钙 ) 制备的纳米颗粒材料 的骨损伤再生修复活性和降解性进行测试， 具体如下 ： 对纳米粒粉末样品进行高压蒸气灭 菌， 对18只16周龄健康雌性大鼠(体重30015g)分成3组， 经全身消毒灭菌后， 在后腿股 骨颈距关节头1.82。
37、.0cm处沿骨干方向用骨钻造长宽深为423mm的缺损， 第1、 2 组分别填充实施例 10 和实施例 11 制备的含硅、 锌、 锶和镁的纳米材料 ( 标记为 TEs-CaP) 和仅含镁的磷酸钙纳米粒 (Mg-CaP)， 第三组不填充材料， 即为空白对照组， 分别对肌肉组织 和外层皮肤组织缝合， 并各注射青霉素20万单位。 按饲养条件进行饲养， 在第4、 6和8周末 说 明 书 CN 101518659 B 8 7/7 页 9 分别对其活体X光测试后， 并处死2、 2和2只大鼠， 大体拍照， 观察缺损修复效果。 图8为活 体 X 光照片， 图片显示多元微量元素协同复合型 TEs-CaP 比仅含镁。
38、的 Mg-CaP 纳米粒材料具 有更为快速的修复效果 ； 图 9 为术后不同时间段创面大体观察光学照片， 图片显示 TEs-CaP 比 Mg-CaP 和空白对照组具有更为快速的修复和降解速度。 说 明 书 CN 101518659 B 9 1/5 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 101518659 B 10 2/5 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 101518659 B 11 3/5 页 12 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 101518659 B 12 4/5 页 13 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 101518659 B 13 5/5 页 14 图 9 说 明 书 附 图 CN 101518659 B 14 。