羥基磷灰石（hydroxyapatite,HAP）與人體硬組織主要無機組分具有相同的化學組成,因而被認為具備良好的生物相容性、可降解性和生物活性,并已在生物醫(yī)學領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。迄今為止,形態(tài)豐富的HAP納米材料及其合成方法已經(jīng)被報道出來,但是具有仿生有序結(jié)構(gòu)的HAP材料及其制備方法仍然是相關(guān)領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的方向。在包括牙釉質(zhì)、皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨在內(nèi)的硬組織中,納米尺度的HAP通常會按照人體受力分布情況呈可控有序結(jié)構(gòu)排列。因此,通過仿生天然硬組織微結(jié)構(gòu)實現(xiàn)HAP的可控有序組裝,有望進一步提升傳統(tǒng)HAP基生物材料的力學和生物學性能。近年來,包括氧化鋁模板法、有機溶劑/小分子調(diào)控法、磷酸氫鈣相轉(zhuǎn)化法、高分子/蛋白分子誘導礦化法、冷凍鑄造等在內(nèi)的HAP有序結(jié)構(gòu)制備方法已經(jīng)被發(fā)展出來,并實現(xiàn)了在納米、微米等尺度上有序結(jié)構(gòu)的制備。最近,作者課題組報道了HAP納米線的擴大化溶劑熱制備方法,并進一步提出了適用于控制HAP納米線有序排列的表面小分子介導的液相自組裝策略,獲得了尺寸和方向均可控的宏觀尺度HAP納米線仿生有序結(jié)構(gòu)。相比于傳統(tǒng)無序結(jié)構(gòu)HAP基生物材料,具有仿生有序結(jié)構(gòu)的HAP表現(xiàn)出了良好的力學和... 

【文章來源】：中國材料進展. 2020,39(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：14 頁

【部分圖文】：

天然磷灰石(氟磷灰石)礦物晶體的照片(a)[7];HAP的晶體結(jié)構(gòu)示意圖(b)[8,9],HAP結(jié)構(gòu)中含有陽離子和陰離子，藍色、白色、紅色和黃色球體分別為Ca,P,O和OH;骨組織結(jié)構(gòu)示意圖(c)[12]，說明其是由納米尺度的HAP和膠原蛋白分子通過生物礦化和有序化組裝形成的復合結(jié)構(gòu)

如圖2所示，多種多樣的HAP納米材料已經(jīng)通過濕化學合成手段被制備出來，包括:零維的納米球/顆粒[21,23]，一維的納米棒[24]、納米/微米管[24-26]、納米帶/纖維[27-30]，二維的納米片[31]，以及由納米顆粒、納米片或納米棒組裝的多種三維結(jié)構(gòu)[32-40]。并且這些形貌豐富的HAP材料也已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于蛋白吸附、藥物遞送、生物成像和硬組織修復等眾多生物醫(yī)學研究或應(yīng)用領(lǐng)域[41-43]。雖然濕化學反應(yīng)合成策略在實現(xiàn)HAP基納米材料的結(jié)構(gòu)控制方面取得了令人矚目的成就，但是其對特定仿生結(jié)構(gòu)的調(diào)控合成仍然存在困難。隨著納米科學與技術(shù)的發(fā)展和生物醫(yī)學應(yīng)用性能要求的不斷提高，探索HAP的仿生結(jié)構(gòu)和性能將越來越重要。例如，在骨組織修復基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用領(lǐng)域，對具有天然骨組織中HAP的組成和有序結(jié)構(gòu)的仿生骨修復材料進行研究，具有重要的科學意義和實際應(yīng)用價值，但是其合成方法仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。3 微觀仿生有序及復合結(jié)構(gòu)羥基磷灰石

國內(nèi)外的相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者在探索仿生有序結(jié)構(gòu)HAP的制備方法上做了諸多探索和努力，取得了顯著的成就。目前，已經(jīng)可以在納米、微米等微觀尺度上獲得仿生有序結(jié)構(gòu)HAP，向理想的仿生硬組織材料體系的構(gòu)建更進了一步。但是，在微觀尺度上仿生有序結(jié)構(gòu)的研究工作仍然存在不足之處。例如，硬模板法是制備有序結(jié)構(gòu)陣列常用的手段，但是通常存在模板昂貴和難以完全去除等問題，限制了其大范圍的推廣使用;有機溶劑或生物分子作為軟模板調(diào)控HAP的合成具有操作簡便的特點，但是往往難以獲得大面積的有序結(jié)構(gòu)。天然硬組織是由眾多微觀有序結(jié)構(gòu)組成的連續(xù)宏觀有序體，因此發(fā)展新型HAP材料的有序化制備方法，獲得在宏觀尺度下可控有序化的HAP材料將十分重要。3.2 仿生有序結(jié)構(gòu)羥基磷灰石復合材料


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