用于有机污染物治理的介孔羟基磷灰石的合成(2)
1.1 课题背景
羟基磷灰石(Hydroxyapatite,一下简称HAP)是一种生物活性材料，因为它的力学
性能和良好的生物相容性，近些年来受到广大材料研究者的密切关注[1-3]
。HAP无毒
副作用、与动物体组织的相容性好、界面活性优于各类医用钛合金、硅橡胶和植骨用
碳素材料，并且HAP在齿骨中约占97%，在人骨中约占72%，是脊椎动物骨和齿的
主要成分，在生物硬组织的修复和替代方面[4-6]
应用前景广阔。随着人民生活水平的
不断提高、科学技术的快速发展以及社会老龄化日益严重，新的材料和新的技术在医
学领域的应用范围越来越广，人们在人造骨和人造齿等方面的需求量也越来越大，同
时由于汽车工业的高速发展所伴随的车祸等意外事故及污染而导致的骨折、骨缺损事
故也加大了人们对人造骨的需求。另外，HAP 还能做生物活性陶瓷，HAP作为生物
活性陶瓷良好的生物性能是传统金属材料无法比拟的，其在仿生医学领域有着良好的
发展前景。但是，HAP材料研究中也存在着许多亟待解决的问题，不同的制备方法
得到的HAP粉体的尺寸、纯度、形貌、以及性能差异非常大，从而严重影响了其烧
结性能和热稳定性。
多孔HAP能为纤文细胞和骨组织提供让其向其中生长的通道和生长空间，增大
组织液与HAP的接触表面积，由此加快反应过程。互相连通的空隙有利于组织液的
微循环并向HAP深部的新生骨组织提供营养，使界面的软硬组织都长入空隙内，形
成纤文组织和新生成的骨组织交叉结合状态[7]
。多孔HAP具有独特的骨架结构，植
入肌肉或韧带等软组织后，容易被一薄层结缔组织紧密包裹，作穿皮种植时能与颈部
和上皮组织密合，无炎症或被感染发生。因此，多孔HAP也可用于人工血管、气管
等软组织的修复[8]
。此外，它还可用作高效液相色谱分析中的固定相、血浆灌注基质
和药物，例如：抗生素、蛋白质药物的载体等[9]
。目前，很多研究机构把多孔HAP
和BMP(骨诱导因子)、胶原复合，进一步研究综合的应用效果。日本铃木乔等[10]
发现，水溶液中的某些阳离子可保留在合成的HAP上，其行为类似于水溶液中阳离子
与磷灰石经各种Ca2+
之间的例子交换反应。因此，可以将多孔HAP用作为新型的无
机离子和综合回收其中有价值元素具有潜在的应用前景[11]
。 多孔HAP的制备工艺目前已有很多的试验研究，并已取得了显著的成果。但与
国外的研究成果与水平相比，国内在多孔HAP产品结构、性能及临床应用上仍存在
很大的差距。目前，法国的贝奥路多孔HAP 制品各项性能指标处于国内外的领先水
平。由于该公司的关键技术属于商业机密，而进口多孔HAP的价格又相当的高，所
以在国内临床应用成本相对较高。因此，我们必须依靠自己完善多孔 HAP的制备工
艺，制备出满足临床要求的多孔HAP。
1.2 羟基磷灰石的晶体结构和性质
羟基磷灰石的理论组成为 Ca10(PO4)6(OH)2， Ca/P 的摩尔比例为 1.67，(当 Ca/P
小于1.67称为钙亏HAP；当Ca/P 为1.67是称为正常HAP，Ca/P大于1.67称为钙盐
HAP)。 HAP晶体为吹冰方晶系，属 L6PC对成型和P63/m空间群，其结构为吹冰角柱体(图
1.1)，与 C 轴垂直的面是一个吹冰边形，A、B 轴夹角为 120°，晶胞参数
a=b=0.943~0.938nm，c=0.688~0.686nm，单位晶胞含有10个 Ca
可以和晶胞中的 OH-
相互置换，形成连续的置换系列。结构
中 Ca2+
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