介孔羥基磷灰石的合成及藥物釋放性能研究*

李曉豐，藺彬彬，王婧菲，林 兵，王妍瑋，王 宇，徐 芳，曲鳳玉

（哈爾濱石油學(xué)院，黑龍江哈爾濱150028）

介孔羥基磷灰石的合成及藥物釋放性能研究*

李曉豐，藺彬彬，王婧菲，林 兵，王妍瑋，王 宇，徐 芳，曲鳳玉

（哈爾濱石油學(xué)院，黑龍江哈爾濱150028）

本文采用水熱合成法，制備出介孔羥基磷灰石，該材料具有較高比表面積和較大的孔容，藥物緩釋性能測(cè)試表明，材料具有較高的藥物組裝率和較好藥物緩釋性能，因此，可以作為藥物緩釋載體，從而更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)骨組織的修復(fù)。

水熱法；介孔；羥基磷灰石；藥物緩釋

羥基磷灰石（Ca（PO4）6（OH）2）簡(jiǎn)稱(chēng)HAP，是人和動(dòng)物牙齒及骨骼的主要無(wú)機(jī)成分[1]。HAP由于具有良好的生物相容性、生物活性、無(wú)毒、無(wú)刺激性以及良好的機(jī)械性能等特點(diǎn)[2,3]，使其成為生物醫(yī)藥和組織工程材料研究熱點(diǎn)之一。常被用于骨修復(fù)及牙科等領(lǐng)域。

HAP的最早研究始于上世紀(jì)70年代中期，Roy首先合成了羥基磷灰石，從此開(kāi)創(chuàng)了骨修復(fù)材料的新紀(jì)元，并迅速擴(kuò)大到臨床應(yīng)用[4-6]。與普通的HAP相比介孔HAP具有更加優(yōu)越的理化性能：如溶解度較高、表面能較大、生物活性更好、具有抑癌作用等[7]。因此，可以組裝抗炎類(lèi)藥物，從而更有助于材料在骨修復(fù)以及牙科領(lǐng)域的應(yīng)用[8]。目前，所合成的介孔羥基磷灰石材料的比表面積比較低，而且緩釋性能較差[9,10]。

本文中，我們采用水熱法合成了介孔HAP，對(duì)合成的材料進(jìn)行了系統(tǒng)的表征。并系統(tǒng)的研究了材料的pH值敏感藥物緩釋釋放性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料和儀器設(shè)備

CaCO3，乙醇，溴棕三甲基銨（CTAB），鹽酸二甲雙胍（MH），Na2HPO4。

掃描電鏡照片在Hitachi S-4800掃描電子顯微鏡上進(jìn)行（加速電壓200KV）；X-射線(xiàn)粉末衍射（XRD）采用Siemens D5005型衍射儀，掃描速度1° ·min-1，用來(lái)測(cè)試材料的介孔結(jié)構(gòu)；氮?dú)馕?脫附采用Micromeritics ASAP 2010M分析儀；比表面積采用BET比表面積；孔分布利用BJH方法計(jì)算；孔容根據(jù)t-plot計(jì)算。

高分辨透射電鏡照片在Hitachi H-8100透射電子顯微鏡上進(jìn)行；紅外光譜（FTIR）（JASCOFT/IR-420）測(cè)試載藥，采用KBr壓片（樣品占1（wt）%）；紫外用上海光譜儀器有限公司的752型紫外分光光度計(jì)。

1.2 介孔羥基磷灰石（MHAP）的合成

將1g CaCO3加入到100mL水和乙醇（水和乙醇體積比=1∶1）溶液中，離心攪拌，加入1g CTab.3.6gNa2HPO4，12mLH2O，50℃下磁力攪拌1h后，轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中80℃下晶化3h。將所得固體沉淀用水和乙醇洗滌，空氣中60℃干燥12h。最后，550℃下燒4h，產(chǎn)物命名為MHAP。

1.3 鹽酸二甲雙胍（MH）的組裝及釋放

組裝：將0.206gMHAP與0.206g鹽酸二甲雙胍置于10mL的水中，密封攪拌2h，室溫下過(guò)濾、干燥來(lái)分離載藥后的樣品。量取1.0mL的濾液適當(dāng)?shù)南♂尯螅⒂米贤夥止夤舛扔?jì)測(cè)定濾液中藥物的殘留量，差減法計(jì)算得出裝載量。

釋放：把樣品MH@MHAP浸泡在300mL pH值為7.4，3.4的磷酸緩沖溶液中，36.7℃條件下靜置恒溫釋放，在指定時(shí)間取3mL釋液，配成25mL的溶液紫外定量，然后再向母體液加入3mL緩沖液以保證原溶液體積不變。在波長(zhǎng)為233nm時(shí)通過(guò)紫外分光光度計(jì)可以測(cè)出MH的釋放量。

2 結(jié)果和討論

2.1 樣品的結(jié)構(gòu)表征

2.1.1 掃描電鏡（SEM）分析圖1為樣品MHAP的掃描電鏡圖。

圖1 樣品MHAP1掃描電鏡Fig.1 SEM image of MHAP

從圖1可以觀察到，樣品都具有不規(guī)則的球形形貌，粒徑約為3～5μm，表面略顯粗糙。

2.1.2 XRD分析圖2為MHAP的廣角X射線(xiàn)衍射圖。

圖2 樣品MHAP的廣角XRDFig.2 The wide X-ray diffraction patterns of MHAP

從圖中可以看出樣品MHAP，在2θ=29.4和31.36出現(xiàn)兩個(gè)明顯的衍射峰，表明合成的材料是羥基磷灰石，樣品的比表面積和孔容分別為36.321 m2·g-1，0.165cm3·g-1。

2.1.3 TEM分析圖3是材料的透射電鏡照片，可以看出材料具有有序的介孔孔道。

圖3 樣品MHAP的TEMFig.3 TEM of sample MHAP

2.2 MH的組裝及釋放性能

圖4是MHAP。

圖4 樣品MMHAP@MH紅外曲線(xiàn)Fig.4 FTIR spectra of samples MHAP

從圖4可以明顯的觀察到，載藥樣品在872cm-1處有吸收峰，在604和503cm-1處有吸收峰，同時(shí)在3174cm-1處載藥樣品出現(xiàn)氨基吸收峰，證明鹽酸二甲雙胍已經(jīng)被載入到了磁性介孔羥基磷灰石體系中。

圖5為樣品MHAP分別在pH值為3.4和7.4的磷酸緩沖溶液釋放48h的釋放曲線(xiàn)。

圖5 樣品MHAP@MH的釋放曲線(xiàn)Fig5 Cumulative release rates of MHAP@MH

從圖5可以看出，樣品在pH值為7.4時(shí)都具有較低的釋放量，最終釋放量約為19.7%。而在pH值為3.4時(shí)樣品都具有較高的藥物釋放率，最終接近55%。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的根本原因主要是因?yàn)樵谳^小pH值的條件下，羥基磷灰石溶解速率大，即在酸性條件下羥基磷灰石的降解速度快，這就使藥物從載體里快速的釋放出來(lái)。

3 結(jié)論

本文通過(guò)水熱法合成了介孔羥基磷灰石，所合成的材料具有較高的比表面積和較大孔容，藥物緩釋性能測(cè)試表明，該材料具有較高的藥物組裝量及較好藥物緩釋釋放性能。因此，該材料可用于pH敏感的藥物緩釋系統(tǒng)，從而更有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)骨組織的修復(fù)。

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［7］Darmawati Mohamad Yunos,Oana Bretcanu,Aldo R.Boccaccini［J］.J Mater Sci，2008，43：4433-4442.

［8］Masami Hashimoto,Hiroaki Takadama,Mineo Mizuno,Tadashi Kokubo［J］.Mater Res Bull，2006，41：515-524.

［9］Sandor GK,Kainulainen VT,Queiroz JO,et al.［J］J.Dent.Traumatol，2003，19（4）：221-227.

［10］Kim HW,Knowles JC,Kim HE.J.Mater Sci.Mater Med.，2005，16（3）：189-95.

Synthesis of mesoporous hydroxyapatite and drug release properties*

LI Xiao-feng，LIN Bin-bin，WANG Jing-fei，LIN Bing，WANG Yan-wei，WANG Yu，XU Fang，QU Feng-yu
（Harbin Institute of Petroleum，Harbin 150028，China）

The mesoporous hydroxyapatite was synthesized by hydrothermal synthesis method.The material has high specific surface area and pore volume.The drugs release test showcd that the material has high assembly rate and better drugs release performance,therefore,it can be used as a drug carrier,so as to better realize the bone tissue repair.

hydrothermal method；mesoporous；hydroxyapatite；drug release

TB383 R318.08

A

1002-1124（2014）10-0014-03

2014-05-26

黑龍江省教育廳基金資助項(xiàng)目（12533037）

李曉豐（1976-），男，講師，研究方向：生物醫(yī)用材料。