人工合成羟基磷灰石有序阵列取得突破进展

羟基磷灰石是一种天然矿物质,具有良好的生物相容性;它是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机成份, 因此被广泛应用于骨缺损修复材料。脊椎动物的牙釉质是由高度有序羟基磷灰石晶体组成的。然而,脊椎动物骨骼和牙齿在体内的生物矿化是一个非常缓慢的过程,通常需要很多年,因此模仿骨和牙釉质的生物矿化生长过程是一个巨大的挑战,而且该漫长的生物矿化过程并不具备实际的应用价值。有关人工合成羟基磷灰石有序阵列仿生材料的研究有助于理解牙齿和骨骼的生长过程,对于生物材料的仿生合成和牙/骨硬组织缺损修复具有重要的意义。

中国科学院上海硅酸盐研究所朱英杰研究员科研团队新近报道了一种大尺寸羟基磷灰石高度有序仿生材料的溶剂热合成技术,这一新方法可以合成毫米级大尺寸高度有序羟基磷灰石微米管阵列,这种材料模仿了牙釉质的结构,因此对牙科病人来说具有重要的意义。而在先前的制备研究中,通常采用有机分子、模板或衬底等辅助手段合成羟基磷灰石有序结构,但这些合成方法具有局限性,例如,所得到的羟基磷灰石有序结构的尺寸较小,通常小于几微米的量级;而且去除硬模板或衬底容易造成有序结构的损坏;尺寸大于100 微米的羟基磷灰石高度有序结构材料的制备是一个巨大的挑战,也很少有报道。

 由于通过该技术制备的羟基磷灰石高度有序仿生材料具有微管结构,它可以提供空间和通道装载药物、生长因子或抗生素等客体分子,用于植入手术后的消炎、抗菌和治疗等;而且还有利于动物软组织在生物分子水平与材料紧密结合并嵌入生长进入管状结构内部。因此,这一制备技术和所制备的仿生材料在牙齿和骨硬组织缺损修复领域具有非常良好的应用前景。在该研究工作发表在 Chemistry-A European Journal, DOI: 10.1002/chem.201400252