纳米掺锶羟基磷灰石及其在牙膏中的应用研究

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20年第 4 05期

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纳米掺锶羟基磷灰石及其在牙膏中的应用研究 林英光李伟李毅苹2程， 2江杨卓如 501) 1 0 4 (. 1华南理工大学化工与能源学院广州 504; 2美晨集团股份有限公司， 1 0 6 .广州

摘

要：采用化学沉淀法以金属锶元素取代纳米羟基磷灰石中的部分钙元素。 可制

得纳米掺锶羟基磷灰石；通过 X D F I、E R、 rR T M等手段，纳米掺锶羟基磷灰石进行了结对

构分析；掺锶后提高了纳米掺锶羟基磷灰石的生物性能和使用性能，其应用于牙膏，将 可以提高牙膏的使用功效作用，具有广阔的应用前景。 关键词：纳米掺锶羟基磷灰石生物特性化学沉淀法方法牙膏

1前言

在 1 0r的材料可称为纳米材料。纳米羟基磷—10m i

灰石其颗粒尺寸小于 10m, 0r与普通的羟基磷灰石 i相比，由于纳米羟基磷灰石具有纳米粒子的小尺寸

羟基磷灰石(yr ypte简称 H P是脊椎动 hd xaat o i, A) 物骨骼和牙齿的主要组成，的牙釉质中羟基磷灰人石的含量在 9%以上。人工合成的羟基磷灰石具 5有优良的生物相容性，对新骨生长有一定的诱导作用n。此外，]羟基磷灰石对口腔保健具有一定的再矿化、脱敏以及美白等作用。然而，人工合成的羟基磷灰石用于硬组织置换和口腔保健还存在一些不

效应、量子效应、表界面效应，使之比普通羟基磷灰 石更具活性。用金属锶元素置换纳米羟基磷灰石中 的部分钙元素，可以得到纳米掺锶羟基磷灰石，由于掺入了活性锶元素，使得纳米掺锶羟基磷灰石的生

物性能、使用性能大大提高。将纳米掺锶羟基磷灰 石应用于牙膏，将提高牙膏的功效作用，具有广阔的 应用前景。 2羟基磷灰石掺入锶后生物特性的变化由于锶和钙之间原子半径和性质的差异，的锶

足，如物理机械性能不理想、脆性大、骨诱导作用弱、 高结晶度不易生物降解、吸附和再矿化作用较慢等。 为了研制和探索更适合于临床应用的骨修复和口腔保健材料，改进羟基磷灰石的性能已成为研究的一个热点。从 2世纪 8年代以来， 0 0许多研究从羟基

掺入会使羟基磷灰石原有晶格发生畸变[, 2从而改 l变材料的结晶性、溶解性以及生物降解性等生物特性。羟基磷灰石掺锶后，主要生物特

性发生以下其 改变。 2 1增强骨强度[ . 3]

磷灰石分子结构及仿生学等角度出发，以人工合成的羟基磷灰石为基体，采用离子置换、有机或无机材 料掺杂、复合等方法，羟基磷灰石的物理机械性对能、表面和整体生物活性进行了改进。 羟基磷灰石的分子式 Cl P 46O ), a ( 0 )( H 2钙磷原 0子比约为 16。羟基磷灰石有较强的活性， .7分子结

锶是人体内一种必需的微量元素，在骨中的含

量约占骨质量的 00%。锶的存在被认为具有增 .1 强骨强度的作用，口腔保健中具有防龋作用。这在是掺锶羟基磷灰石的一个重要生物特性。 2 2改善溶解性能 .

构中的钙元素比较容易被别的元素取代。利用这一 特性，通过在合成过程中加入不同元素可以合成得

到不同的羟基磷灰石掺杂化合物。在化学元素周期 表中锶与钙同族，离子(锶 )与钙离子( a之 c2 )间具地球化学相似性，羟基磷灰石中的钙元素容易被锶元素取代或部分取代，锶元素掺杂于羟基磷灰

从种植学的观点，理想的骨缺损修复材料在植

入生物体后能逐步溶解、降解和吸收，并和自然骨之 间有良好的物质交换，通过物理化学作用使骨缺损

石结构中后可形成置换式固溶体，掺锶羟基磷灰石 的分子结构式可以写成 Cl ( 0 )( H),≤ a一 0 P 46O 2a l, 0简写为 CSH P arA。

部位得到彻底修复。羟基磷灰石掺入锶后，使羟基 磷灰石的结晶性降低，物理化学溶解性增大。 23增大生物降解性能 .

纳米( )姗是表示 1 -m的长度单位， 09颗粒尺寸

掺锶羟基磷灰石固溶体材料比纯的羟基磷灰石