专利名称：一种连续透析法制备纳米钙磷生物材料的方法
技术领域：
本发明属于生物医学材料领域，具体涉及纳米钙磷生物材料的制备方法。
背景技术：
钙磷生物材料，主要包括羟基磷灰石(HA)、嫌酸三《丐(TCP)及元素 掺杂改性羟基磷灰石等。它们与动物体内天然骨组织中的主要无机成分类 似，具有良好的生物相容性和生物活性，可用作人体硬组织修复、替代材 料，以及金属骨修复、替代物的表面涂层材料。此外，钙磷生物材料还可 用于生物学研究，如可被用作生物活性物质(氨基酸、多肽、蛋白质等) 的分离、被用作生物催化剂载体以及被用作无机抗菌剂等。纳米尺寸的钙 磷生物材料因其具有纳米材料独特的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效 应、量子隧道效应等特殊性质，从而具备更好的生物活性、骨诱导性、降 解性能以及催化性能。由于具备这些优异的理化性质和生物学性能，钙磷 生物材料，尤其是纳米钙磷生物材料的合成与应用一直是国内外生物医学 材料领域的研究热点和重要课题之一。
然而，在纳米钩磷生物材料的制备过程中，物料中杂质物质的洗涤纯 化非常困难。目前实验室制备纳米钩磷生物材料过程中常用的纯化方法是 水洗抽滤法，即使用具有一定孔径微孔的滤膜(纸)作为过滤介质，将 待纯化的物料置于滤膜(纸)的一侧，在物料一侧加正压或在滤膜(纸) 的另一侧加负压，对物料进行固液分离，分离过程中不断往物料中添加洗 涤用水，使杂质离子、表面活性剂等被除去，再将滤膜(纸)上的固相取 下，在水或其它溶剂中重新分散，反复以上水洗抽滤搡作，直到杂质被完 全去除。这一方法具有如下缺点产量极低，每批次生产仅能得到几克纳 米钙磷生物材料；死端过滤极易发生纳米溶胶堵塞滤膜(纸)的情况，膜 污染严重；这是一个典型的间歇式人工操作步骤，工艺繁瑣，效率低下； 单位产品生产成本过高。
近十几年来，膜科学与技术逐渐兴起并迅速发展。膜分离技术具有能耗低、操作条件温和、可连续操作、分离过程无相变、膜的性能可调、易 于放大等优点，因此适用于纳米钙磷生物材料的制备。
中国发明专利ZL200610018593.X公开了一种用透析法制备纳米磷灰石 的方法，该方法以透析袋作为过滤介质，用透析的方法对纳米钙磷生物材 料制备过程中的初始物料进行纯化，透析后直接干燥透析袋中的产物，可 以得到粒度为50~ 200纳米的磷灰石粉体。该发明首次将膜分离技术引入 纳米钙磷生物材料的制备过程中，并得到了良好的效果。然而，该发明所 述的纳米钙磷生物材料的制备尚存在如下缺点
1、 透析袋容积有限，每批次透析操作只能处理少量物料，根据透析袋 规格和剪取长度的不同，可装填物料2 30亳升，每批次产量仅为几亳克 1.5克；
2、 透析袋的工作面积很小，纯化效率不高，以扁平宽度为50亳米、 长30毫米的透析袋为例，其可装填物料约24亳升，工作面积仅30平方厘 米，而中空纤维膜组件的装填密度可达到16000 ~ 30000m7m3;
3、 透析袋内物料在透析过程中基本处于静止状态，难以与膜外充分进 行物质交换；
4、 洗涤用水耗费量巨大，洗涤用水用量约为被处理物料的100 - 200
倍；
5、 由于浓差极化和膜污染，在透析一段时间后，透析袋的膜通量会明
显下降，浓差极化和膜污染同时也造成了透析膜使用寿命的降低。
6、 透析袋外部的洗涤用水需要在透析一段时间后进行更换，是一个间 歇式操作；
综合这几点可以看出，发明专利ZL200610018593.X所述的透析法制备 纳米磷灰石仍是一个间歇式人工操作，且消耗洗涤用水量非常大，而且由 于上述几个因素的综合作用，透析法制备纳米磷灰石的纯化效率局限在 94~99%，对于骨修复、蛋白质纯化等对材料的纯度要求极高医学和生物学 用途，这个纯度是远远不够的。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用连续透析法进行纳米钙磷生物材料制备 的方法，以实现钙磷生物材料制备的连续化操作，提高制备工艺的自动化程度；同时增大透析膜的工作面积，减轻浓差极化和膜污染，从而获得更 高纯度的产品，提高产品的品质。
本发明的 一种连续透析法制备纳米钙磷生物材料的方法，其制备步骤
依次如下
步骤l、按照欲制备的钙磷生物材料的钙磷比，用含钙化合物配制含钙 水溶液，用含磷化合物配制含磷水溶液。如需掺杂改性元素(基团)，则可 在钩盐水溶液中添加含改性元素(基团)的化合物，或者在磷盐水溶液中 添加含改性元素的化合物，或者另行配制含改性元素(基团)的化合物的 水溶液，所添加的改性阳离子的量按照欲制备的钙磷生物材料中钙被取代 的量计算，所添加的改性阴离子的量按照欲制备的钙磷生物材料中羟基和/
或磷酸根被取代的量计算；
步骤2、将步骤1配制的含钩水溶液和含磷水溶液缓慢混合到一起形成 混合液，混合过程中保持混合液处于搅拌状态，适时向该混合液中补充 pH调节剂以保持混合液的pH值恒定在7. 0 ~ 14. 0，保持混合液的温度为室 温 10(TC恒温。若在步骤1中另行配制含改性元素的化合物的水溶液，可 以在本步骤中将含改性元素的化合物的水溶液加入到4丐盐水溶液或磷盐水 溶液或混合液中；
步骤3、维持混合液处于搅拌状态至少2小时，保持混合液的pH值恒 定在7. 0~14. 0、并保持混合液的温度为室温 10(TC恒温；
步骤4、将用于纯化物料的膜分离装置用洗涤用水预清洗干净，将洗涤 用水通入膜分离装置中，并让洗涤用水经由透析膜的一侧流过膜分离装置；
步骤5、将步骤3恒温搅拌若干小时后的物料取出，通入膜分离装置中， 并让物料从透析膜非洗涤用水流经的一侧流过膜分离装置，根据物料浓度、 膜分离装置工作面积等参数调节洗涤用水和物料的流量，保持洗涤用水的 流量为物料流量的1~30倍；
步骤6、将纯化后的物料收集起来，进行干燥、碾磨，得到纳米钙磷生
'步;骤2中所述的含钙水溶液和含磷水溶液缓慢混合可以是将含钙水溶 液升温至室温 100。C，调节pH值至7. 0~14. 0,将含磷水溶液往含钙水溶 液中滴加；或者将含磷水溶液升温至室温~ IO(TC,调节pH值至7. 0 ~ ". 0, 将含钙水溶液往含磷水溶液中滴加；或者将含钙水溶液和含磷水溶液同时滴加到另一容器中，该容器中可以是一个空容器，也可以预装有水并升温
至室温-100。C,调节pH值至7. 0~ 14. 0。
所述的PH调节剂可以是任意水溶液呈碱性的可溶性物质，可以是氢氧 化钠固体、氢氧化钾固体、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水、氨 气、有机胺中的一种或几种。
所述的纳米钙磷生物材料制备过程的步骤2和步骤3中，混合液应保持 在室温 100。C间某一温度恒定，混合液的pH值应保持在7.0-14.0间某 一数值恒定。
所述的含钩化合物是可溶性钩盐，包括硝酸钩、氯化钩、醋酸锅，或者 氧化钙、氢氧化钙中的一种或几种；含磷化合物是可溶性磷酸盐、磷酸氩 盐、磷酸二氢盐，包括磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸钠、磷酸氢二钠、 磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾，或者磷酸中的一种或几
所述的含改性元素的化合物，其含有的改性阳离子可以是镁、铜、锌、 锶、银，铁、钌、铅、钇、镧、铈等中的一种或几种，改性阳离子占欲制 备钙磷生物材料中钩元素的比例为a% ( 0<a < 100 );含有的改性阴离子可以 是氟、氯、碳酸根等中的一种或几种，改性阴离子占欲制备钧磷生物材料 中氢氧根基团和磷酸根基团的比例分别为b。/。和c%( 0《b《100, (K c《100， 且b+cf0, b+c^ 200 )。
可以在所述的步骤1 ~步骤3操作中的任何时刻向反应体系中加入表面 活性剂，也可以在整个制备过程中不加入表面活性剂。若使用表面活性剂， 该表面活性剂可以被加入到所述的含钙水溶液、含磷水溶液以及混合溶液 中的任何溶液中。该表面活性剂可以是三聚磷酸钠(STPP)、六偏磷酸钠、 焦磷酸钠(SPP)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)、羧甲基纤维素钠(CMCNa)、 聚丙烯酸钠(PAANa)、聚丙烯酸铵(PAAWU、聚乙二醇(PEG)、肝素钠中 的一种或几种等。
所述的膜分离装置可以是单个膜组件，也可以是由多个膜组件串联或者 并联或者串并联混合连接组成。膜组件的构造可以是帘式、管式、毛细管 式或中空纤维式。
在膜组件中，膜材质可以是任意符合医用卫生要求的有机材料、陶瓷材 料、金属材料或者其它材料，其中有机材料可以是再生纤维素(Cellu)、 硝酸纤维素(CN)、醋酸纤维素(CA)、三醋酸纤维素(CTA)、乙基纤维素(EC)、涤纶(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚 甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)、聚丙 烯(PP)、聚4-甲基戊烯-1 (PMP)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)、聚 氯乙烯(PVC)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯
(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰胺
(PEI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚二甲基 硅氧烷(PDMS)、聚三甲基丙炔(PTMSP)、壳聚糖(Chitosan)或者其他有 机材料以及它们的改性材料，或者由多种有机材料制备的复合材料；陶瓷 材料可以是氧化铝Ul203 )、氧化锆(Zr02)、 二氧化硅(Si02)、 二氧化钛
(Ti02)或者其他陶瓷材料；金属材料可以是不锈钢、紀(Pd)、铂(Pt)、 银(Ag)、钌(Ru)或者其它金属材料，或者由多种金属材料制备的合金材 料，或者由一种或多种金属材料与一种或多种非金属材料制备的合金材料。 膜可以含有离子基团或不含有离子基团，当使用含有离子基团的膜时，该 膜可以是阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性离子交换膜、双极性离子交 换膜或镶嵌离子交换膜。膜的形态结构可以是对称膜或者非对称膜。膜孔 径可以根据所制备产物粒径的要求在lnm ~ 10 ju m之间选择。膜组件中的膜
如果使用支撑物，支撑物可以是符合医用卫生要求的不锈钢、陶瓷、塑料 或者其它材料，该支撑物要求不能将膜完全包裹。膜组件的两端如果使用 封口材料，该材料可以是符合医用卫生要求的环氧树脂或者其它材料，该 材料要求密封性能好，化学性质稳定，不溶于水。膜组件如果有外壳，该 外壳可以是符合医用卫生要求的不锈钢、硬聚氯乙烯、聚四氟乙烯、丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、有机玻璃或者其它材料，该外壳要求密
封性能好，化学性质稳定，不渗漏。
所述的洗涤用水可以是符合制药用纯化水标准的蒸馏(Distilled)水、 反渗透(RO)水、去离子(DI)水、电去离子(EDI)水或其它方式制得的 纯水，或者同时使用多种方法制得的纯水，水的电导率不大于2ns。
步骤4一步骤5所述的透析纯化步骤中，可以釆用洗涤用水流经膜丝(管) 内、物料流经膜丝(管)外的操作方式，或者釆用洗涤用水流经膜丝(管) 外、物料流经膜丝(管)内的操作方式。无论釆用哪种操作方式，洗涤用 水与物料能且只能通过膜进行物质交换。洗涤用水和物料在膜两侧的流动 方式可以是错流或者并流。保持洗涤用水的流量为物料流量的1~30倍。
本发明将基于膜分离技术的连续透析方法引入纳米钙磷生物材料的制法，并改进了利用透析袋进行透析纯化的操作。该连续透析法与利用透析 袋进行物料纯化的操作方法相比，等量物料的纯化时间缩短了 50% ~90%,
洗涤用水的使用量减少了 75% ~97%，杂质去除率提高到99%以上，获得 了粒度为40 500纳米的高纯度纳米钩磷生物材料产品。 使用该连续透析法制备纳米钙磷生物材料不仅降低了生产成本，提高了产 品品质，而且实现了纳米钩麟生物材料的连续化生产，避免了繁瑣的间歇 式操作。而且连续透析减轻了浓差极化和膜污染，有效提高了透析膜的使 用效率和使用寿命。在实际操作中，还可以灵活选择不同规模、结构、材 质和性能的膜分离装置，以满足不同应用的需要。因此，该连续透析法可 以方便地用于从实验室到工业化生产等各个规模的纳米钙磷生物材料的制 备，获得高品质纳米钩磷生物材料。
具体实施例方式
以下通过具体实例对本发明作进 一 步阐释。 实施例1:少量制备纳米羟基磷灰石Cai。(P04)6(OH)2 配制0. 5升0. 01摩尔/升的氢氧化钙(Ca(OH)2)悬液和0. 3升0. 01摩 尔/升的磷酸(H3P04)溶液，膜组件使用单个中空纤维膜组件，膜材质为聚 砜(PS),截留分子量为10000 (对应孔径约3. 8nra)，膜面积为1. 3m2,洗 涤用水使用二级反渗透水，电导率为1.5ias。
用氨水(NH3'H20)将氢氧化钙悬液的pH值调节为10，置于油洛槽中 加热至75'C并保持恒温搅拌；然后通过分液漏斗将磷酸溶液缓慢滴加到氢 氧化钙悬液中，在滴加过程中维持混合液的PH值恒定为10、温度为75°C 恒温并持续搅拌；磷酸溶液滴加结束后，继续匀速搅拌6小时并保持75°C 恒温；然后停止加热与搅拌，将洗涤用水通入膜组件中的中空纤维膜丝外 侧，流量为120mL/min，将物料通入中空纤维膜丝内侧，流量为30mL/min， 釆用错流方式透析；将透析纯化后的产品物料收集起来，放入真空干燥箱 里干燥24小时，取出后碾磨成粉，即得到纳米羟基磷灰石粉体。
经透射电镜观测，该纳米羟基磷灰石为长约400纳米的针状晶体，分 散良好，产量为0.48克。分别检测透析过程中洗涤用水和物料中的杂质浓 度，结果显示透析过程去除了物料中99. 3%的冊4+。实施例2:大量制备纳米羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2
配制5升0.3摩尔/升的硝酸钩(Ca(N03)2)溶液和5升0. 18摩尔/升 的磷酸二氢铵(NH4H2P04)溶液，膜组件使用单个中空纤维膜组件，膜材质 为聚醚砜(PES)，截留分子量为50000(对应孔径约6. 8nm),膜面积为4. 2m2, 洗涤用水使用二级反渗透水，电导率为1.6jas。
用氨水(NH3 . H20)将硝酸钙溶液的pH值调节为12,置于油浴槽中加 热至9(TC并保持恒温搅拌；然后通过计量泵将磷酸二氢铵溶液缓慢加入到 硝酸钙溶液中，在滴加过程中维持混合液的pH值恒定为12、温度为90°C 恒温并持续搅拌，滴加快结束时往混合液中加入少量分子量为400的聚乙 二醇(PEG)分散剂；磷酸二氢铵溶液滴加结束后，继续匀速搅拌3小时并 保持9(TC恒温；然后停止加热与搅拌，将洗涤用水通入膜组件中的中空纤 维膜丝外侧，流量为2. 5L/min，将物料通入中空纤维膜丝内侧，流量为 20L/min,釆用错流方式透析；将透析纯化后的产品物料收集起来，放入干 燥箱里干燥48小时，取出后碾磨成粉，即得到纳米羟基磷灰石粉体。
经透射电镜观测，该纳米羟基磷灰石为长约100纳米的针状晶体，分 散良好，产量为148.4克。分别检测透析过程中洗涤用水和物料中的杂质 浓度，结果显示透析过程去除了物料中99. 5%的朋4+和99. 4。/。的N0"在产 品中未检测出分散剂残留。
实施例3:少量制备含锶纳米羟基磷灰石Ca8Sr2(P04)6(OH)2
配制240亳升0.05摩尔/升的硝酸钙(Ca(N03)2)溶液、300亳升0. 03 摩尔/升的磷酸二氢钠(NaH2P04)溶液和100亳升0.03摩尔/升的硝酸锶 (Sr(N03)2)溶液，膜组件使用三个毛细管膜组件串联连接，膜材质为聚甲 基丙烯酸甲酯(P薩A)，截留分子量为12000 (对应孔径约3. 9nm)，膜面积 共为2.8m2,洗涤用水使用三次蒸馏水，电导率为O.lMS。
用氢氧化钠(NaOH)将硝酸钙溶液的pH值调节为12，置于油浴槽中加 热至9(TC并保持恒温搅拌，将硝酸锶溶液加入到硝酸钙溶液中；然后通过 恒流泵将磷酸二氩钠溶液缓慢滴加到混合液中，在滴加过程中维持混合液 的pH值恒定为12、温度为9(TC恒温并持续搅拌，滴加快结束时往混合液 中加入少量分子量为400的聚乙二醇(PEG)分散剂；磷酸二氢钠溶液滴加 结束后，继续匀速搅拌5小时并保持9(TC恒温；然后停止加热与搅拌，将洗涤用水通入膜组件中的毛细管膜外侧，流量为150mL/min,将物料通入毛 细管膜内侧，流量为20mL/min，釆用错流方式透析；将透析纯化后的产品 物料收集起来，放入干燥箱里干燥24小时，取出后碾磨成粉，即得到含锶 纳米羟基磷灰石粉体。
经透射电镜观测，该含锶纳米羟基磷灰石为长约IOO纳米的针状晶体, 分散良好，产量为1.48克。分别检测透析过程中洗涤用水和物料中的杂质 浓度，结果显示透析过程去除了物料中99. 2%的Na+和99. 1%的NO,，在产 品中未检测出分散剂残留。
实施例4:大量制备含锌纳米氟羟基磷灰石Ca9Zn (P04) 6 (OH) F
配制2. 7升0. 5摩尔/升的醋酸钩(Ca (Ac) 2)溶液、1. 8升0. 5摩尔/ 升的磷酸二氢钠(NaH2P04)溶液、1升0.15摩尔/升的醋酸锌(Zn(Ac)2) 溶液和l升O. 15摩尔/升的氟化钠(NaF)溶液，膜组件使用单个中空纤维 膜组件，膜材质为聚醚醚酮(PEEK),截留分子量为15000 (对应孔径约 4. Onm)，膜面积为1.2m2，洗涤用水使用电去离子水，电导率为0. 06 p s。
用稀氢氧化钠(NaOH)溶液将醋酸钙溶液的pH值调节为8.0,置于油 洛槽中加热至8(TC并保持恒温搅拌，将醋酸锌溶液加入到醋酸钙溶液中； 然后通过分液漏斗将磷酸二氢钠溶液缓慢滴加到混合液中，同时通过分液 漏斗将氟化钠溶液缓慢滴加到混合液中，在滴加过程中维持混合液的PH值 恒定为8.0、温度为8(TC恒温并持续搅拌，滴加快结束时往混合液中加入 少量低分子量聚丙烯酸钠(PAANa)分散剂；磷酸二氢钠溶液和氟化钠溶液 滴加结束后，继续勾速搅拌3小时并保持8(TC恒温；然后停止加热与搅拌， 将洗涤用水通入膜组件中的中空纤维膜丝外侧，流量为160mL/min，将物料 通入中空纤维膜丝内侧，流量为18mL/min，釆用错流方式透析；将透析纯 化后的产品物料收集起来，放入干燥箱里干燥24小时，取出后碾磨成粉，
即得到含锌纳米氟羟基磷灰石粉体。
经透射电镜观测，该含锌纳米氟羟基磷灰石为长约80纳米的针状晶体，
分散良好，产量为148.8克。分别检测透析过程中洗涤用水和物料中的杂 质浓度，结果显示透析过程去除了物料中99. 5"/。的Na+和99. r/。的C00—，在 产品中未检测出分散剂残留。
实施例5:少量制备纳米氟羟基磷灰石Ca10(PO4)6,L5F0.5配制100亳升0. 03摩尔/升的硝酸锦(Ca(N03)2)溶液、100亳升0. 018 摩尔/升的磷酸氢二铵((NH4)2HP04)溶液和50亳升0. 003摩尔/升的氟化铵 (冊4F)溶液，膜组件使用单个管式膜组件，膜材质为聚偏氯乙烯(PVDC), 截留分子量为300000 (对应孔径约18nm),膜支撑物为316L不锈钢，膜面 积为0.3m2,洗涤用水使用二级反渗透水，电导率为1.5jas。
将pH值为11的稀氨水溶液置于油洛槽中加热至7(TC并保持恒温搅拌, 通过恒流泵将硝酸钙溶液和磷酸氢二铵溶液同时缓慢滴加到稀氨水溶液 中，同时通过分液漏斗将氟化铵溶液缓慢滴加到混合液中，在滴加过程中 维持混合液的pH值恒定为11、温度为7(TC恒温并持续搅拌，滴加快结束 时往混合液中加入少量低分子量聚丙烯酸钠(PAANa)分散剂；所有溶液滴 加结東后，继续勻速搅拌2小时并保持7(TC恒温；然后停止加热与搅拌， 将洗涤用水通入膜组件中的膜管外侧，流量为120mL/min,将物料通入膜管 内侧，流量为10mL/min，釆用并流方式透析；将透析纯化后的产品物料收 集起来，放入干燥箱里干燥24小时，取出后碾磨成粉，即得到纳米氟羟基 磷灰石粉体。
经透射电镜观测，该纳米氟羟基磷灰石为长约50纳米的针状晶体，分 散良好，产量为0.29克。分别检测透析过程中洗涤用水和物料中的杂质浓 度，结果显示透析过程去除了物料中99. 4%的冊4+和99. 4。/。的N0「，在产品 中未检测出分散剂残留。
实施例6:少量制备纳米含锌璘酸45: Znfl.3Ca,7(P04)2
配制180亳升0. 03摩尔/升的硝酸钩(Ca(N03)2)溶液、200亳升0. 02 摩尔/升的磷酸氢二铵((NH4)2HP04)溶液和60亳升0. 01摩尔/升的硝酸锌 (Zn(N03)2)溶液，膜组件使用单个中空纤维膜组件，膜材质为聚偏氟乙烯 (PVDF)，截留分子量为20000 (对应孔径约4. 2nm)，膜面积为1. Ora2，洗 涤用水使用去离子水，电导率为O. ll)is。
用稀氨水(冊3 .H20)将硝酸钙溶液的pH值调节为8. 5,置于油浴槽中 加热至9(TC并保持恒温搅拌，将硝酸锌溶液加入到硝酸钩溶液中；然后通 过分液漏斗将磷酸氢二铵溶液缓慢滴加到混合液中，同时通过分液漏斗将 氟化钠溶液缓慢滴加到混合液中，在滴加过程中维持混合液的pH值恒定为 8.5、温度为9(TC恒温并持续搅拌，滴加快结東时往混合液中加入少量低分子量聚丙烯酸钠(PAANa)分散剂；磷酸氢二铵溶液滴加结東后，继续匀速 搅拌3小时并保持9(TC恒温；然后停止加热与搅拌，将洗涤用水通入膜组 件中的中空纤维膜丝外侧，流量为90mL/min,将物料通入中空纤维膜丝内 侧，流量为15mL/min,釆用错流方式透析；将透析纯化后的产品物料收集 起来，放入干燥箱里干燥24小时，取出后碾磨成粉，即得到含锌纳米氟羟 基磷灰石粉体。
经透射电镜观测，该含锌磷酸锦为长约150纳米，宽约30nm的棒状晶 体，分散良好，产量为0.60克。分别检测透析过程中洗涤用水和物料中的 杂质浓度，结果显示透析过程去除了物料中99. 2%的NH/和99. 1%的NO" 在产品中未检测出分散剂残留。
权利要求
1.一种连续透析法制备纳米钙磷生物材料的方法，其特征在于依次包括以下制备步骤步骤1、按照欲制备的钙磷生物材料的钙磷比，用含钙化合物配制含钙水溶液，用含磷化合物配制含磷水溶液；步骤2、将步骤1配制的含钙水溶液和含磷水溶液缓慢混合到一起形成混合液，混合过程中保持混合液处于搅拌状态，适时向该混合液中补充pH调节剂以保持混合液的pH值恒定在7.0～14.0；步骤3、维持混合液处于搅拌状态至少2小时，保持混合液的pH值恒定在7.0～14.0、并保持混合液的温度为室温～100℃恒温；步骤4、将用于纯化物料的膜分离装置用洗涤用水预清洗干净，将洗涤用水通入膜分离装置中，并让洗涤用水经由透析膜的一侧流过膜分离装置；步骤5、将步骤3恒温搅拌若干小时后的物料取出，通入膜分离装置中，并让物料从透析膜非洗涤用水流经的一侧流过膜分离装置，根据物料浓度、膜分离装置工作面积等参数调节洗涤用水和物料的流量，保持洗涤用水的流量为物料流量的1～30倍；步骤6、将纯化后的物料收集起来，进行干燥、碾磨，得到纳米钙磷生物材料粉体。
2. 根据权利要求1所述的连续透析法制备纳米钙磷生物材料的方法， 其特征在于在锦盐水溶液中或在磷盐水溶液中添加含改性元素(基团)的化合物， 或者另行配制含改性元素的化合物的水溶液，所添加的改性阳离子的量按 照欲制备的钙磷生物材料中钙被取代的量计算，所添加的改性阴离子的量 按照欲制备的钙磷生物材料中羟基和/或磷酸根被取代的量计算，并在步骤 2中将含改性元素的化合物的水溶液加入到钙盐水溶液或磷盐水溶液或混 合液中。
3.根据权利要求2所述的连续透析法制备纳米钙磷生物材料的方法， 其特征在于含改性元素的化合物，其含有的改性阳离子是镁、铜、锌、锶、 银、铁、钌、铅、钇、镧、铈中的一种或几种，改性阳离子占欲制备钙磷 生物材料中钙元素的比例为a%, 0<a<100;含有的改性阴离子是氟、氯、碳酸根中的一种或几种，改性阴离子占欲制备钩磷生物材料中氢氧根基团和磷酸根基团的比例分别为W/。和c%，其中，(Kb<100， 0<c《100,且b+c #0， b+c# 200。
4. 根据权利要求l、 2或3所述的连续透析法制备纳米钙磷生物材料的 方法，其特征在于所述的含钙化合物是可溶性钩盐，包括硝酸钙、氯化钙、 醋酸钙，或者氧化钩、氢氧化钩中的一种或几种；含磷化合物是可溶性磷 酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐，包括磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸钠、 磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、嫌酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾，或者嫌酸 中的一种或几种。
5. 根据权利要求1、 2或3所述的连续透析法制备纳米钙磷生物材料 的方法，其特征在于步骤1 步骤3操作中的任何时刻向含钩水溶液、含磷 水溶液或混合溶液中加入表面活性剂，所述表面活性剂是三聚磷酸钠、六 偏磷酸钠、焦磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、 聚丙烯酸铵、聚乙二醇、肝素钠中的一种或几种。
6. 根据权利要求1、 2或3所述的连续透析法制备纳米钙磷生物材料 的方法，其特征在于所述膜分离装置是单个膜组件，或者是由多个膜组件 串联或者并联或者串并联混合连接而成。
7. 根据权利要求1、 2或3所述的连续透析法制备纳米钙磷生物材料 的方法，其特征在于所述洗涤用水是符合制药用纯化水标准的蒸馏水、反 渗透水、去离子水或电去离子水。
8. 根据权利要求7所述的连续透析法制备纳米钙嫌生物材料的方法， 其特征在于所述洗涤用水的电导率不大于2 ja s。
9. 根据权利要求1、 2或3所述的连续透析法制备纳米钙磷生物材料 的方法，其特征在于洗涤用水和物料在膜两侧的流动方式是错流或者并流。
10. 根据权利要求l、 2或3所述的连续透析法制备纳米钙磷生物材料 的方法，其特征在于膜组件的构造是帘式、管式、毛细管式或中空纤维式。
全文摘要
一种连续透析法制备纳米钙磷生物材料的方法，将基于膜分离技术的连续透析方法引入纳米钙磷生物材料的制备中，在制备纳米钙磷生物材料的纯化工艺中取代了传统的水洗抽滤纯化法，并改进了利用透析袋进行透析纯化的操作。该连续透析法与利用透析袋进行物料纯化的操作方法相比，等量物料的纯化时间缩短了50％～90％，洗涤用水的使用量减少了75％～97％，杂质去除率提高到99％以上，获得了粒度为40～500纳米的高纯度纳米钙磷生物材料产品。连续透析法实现了纳米钙磷生物材料的连续化生产，避免了繁琐的间歇式操作，降低了生产成本。而且连续透析减轻了浓差极化和膜污染，有效提高了产品品质，并提高了透析膜的使用效率和使用寿命。
文档编号C01B25/32GK101318641SQ20081004828
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日
发明者仇志烨, 为 周, 张胜民 申请人:华中科技大学