無(wú)形勝有形—談無(wú)定形磷酸鈣(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上無(wú)形勝有形談無(wú)定形磷酸鈣許多人對(duì)于物質(zhì)的狀態(tài)的認(rèn)識(shí)，只停留在氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的層面。不過(guò)，也情有可原，這三種形態(tài)是最常見(jiàn)的物態(tài)。其實(shí)，除此之外還有其它的物態(tài)，比如我們今天介紹的無(wú)定形磷酸鈣，它就是磷酸鈣的一種物態(tài)形式。那么什么是無(wú)定形態(tài)的磷酸鈣，它又有什么樣的作用，將在文章中詳細(xì)解答。性質(zhì)晶體態(tài)到無(wú)定形態(tài)（簡(jiǎn)圖）無(wú)定形磷酸鈣簡(jiǎn)稱ACP，是一類X射線衍射為非晶態(tài)的磷酸鈣材料的總稱，化學(xué)成分上，它的鈣磷比有一定的范圍，與相應(yīng)的制備條件有關(guān)。因此，其化學(xué)組成并不固定，但物理性質(zhì)與玻璃態(tài)類似，如缺少長(zhǎng)程有序結(jié)構(gòu)。無(wú)定形態(tài)磷酸鈣在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，會(huì)自發(fā)轉(zhuǎn)化為磷酸鈣類晶體，但

2、通常為磷灰石類。結(jié)構(gòu)方面，ACP是無(wú)定形態(tài)，是一類遠(yuǎn)程無(wú)序、近程有序的玻璃態(tài)物質(zhì)。我們常說(shuō)的ACP的結(jié)構(gòu)是指其近程結(jié)構(gòu)，當(dāng)然由于其化學(xué)組成范圍較大（鈣磷比=1.02.0），在涉及ACP結(jié)構(gòu)時(shí)，一般是在鈣磷比=1.5。早期的研究認(rèn)為ACP的結(jié)構(gòu)可能是磷灰石結(jié)構(gòu)，只是磷灰石的晶粒非常小，導(dǎo)致其XRD圖譜中沒(méi)有晶體衍射峰出現(xiàn)。各種證據(jù)都表明ACP是一種區(qū)別于晶態(tài)磷酸鈣的具有特殊結(jié)構(gòu)的磷酸鈣物質(zhì)。團(tuán)簇結(jié)構(gòu)模型（圖片來(lái)自文獻(xiàn)）形貌方面，一般來(lái)說(shuō)，由于無(wú)定形物質(zhì)具有各向同性，不存在晶態(tài)物質(zhì)的選擇性生長(zhǎng)，因而具有典型的無(wú)定形物質(zhì)的球形形貌，這也是材料缺乏內(nèi)部有序結(jié)構(gòu)的一種反映在電鏡下觀察到的ACP顆粒為直徑

3、大約幾十納米的球形初生顆粒，該初生顆粒很容易發(fā)生二次團(tuán)聚、長(zhǎng)大到數(shù)個(gè)以至數(shù)十個(gè)微米大小的顆粒。溶解方面，ACP在水溶液中不能穩(wěn)定存在的根本原因是ACP在水溶液中的溶解度太大。它的溶解過(guò)程是先由顆粒離解為Ca9（PO4）6團(tuán)簇，然后再由Ca9（PO4）6團(tuán)簇溶解成為Ca2+、PO43-、HPO42-等離子。由于無(wú)定形態(tài)在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的狀態(tài)，所以容易自發(fā)相變（變成磷灰石結(jié)構(gòu)），使得ACP的溶解度很難測(cè)量，通常的做法是用表觀溶解度來(lái)表征的，具體是通過(guò)添加一些有機(jī)物和某些無(wú)機(jī)物來(lái)改變ACP的溶解性能，進(jìn)而控制ACP向磷灰石的轉(zhuǎn)變特性，最終測(cè)得其具體的溶解度。應(yīng)用無(wú)定形磷酸鈣，由于它的獨(dú)特性質(zhì)，在生

4、物材料，醫(yī)藥載體方面有著較為廣泛的用途。其在生物礦化過(guò)程中有三個(gè)方面的作用：一、作為礦物相的前驅(qū)體；二、作為鈣、磷元素的儲(chǔ)存體，調(diào)節(jié)成骨速度和體內(nèi)的鈣磷含量，預(yù)防缺鈣；三、由于ACP的各向同性，能賦予骨骼更強(qiáng)的力學(xué)性能。此外，有成骨細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，ACP及其復(fù)合材料無(wú)細(xì)胞毒性、具有良好的生物活性，明顯促進(jìn)細(xì)胞增殖、提高堿性磷酸酶活性和增進(jìn)骨橋蛋白的合成，這更加奠定了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)。制取晶態(tài)磷酸鈣，不同鈣磷比和較高的反應(yīng)活性的ACP，不僅在熱處理?xiàng)l件下能制備各種晶態(tài)磷酸鈣階，而且可以在低溫下甚至室溫下制備出一般方法無(wú)法制備出來(lái)的磷酸三鈣。改進(jìn)骨水泥（骨粘固劑，主要用于人工關(guān)節(jié)置換手

5、術(shù)），由于ACP可以快速轉(zhuǎn)變?yōu)榱谆沂突瘜W(xué)組成可以調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，可以將ACP添加到骨水泥中制備出高生物活性、可快速吸收、與骨礦物組成相似、可注射的鈣磷系統(tǒng)骨水泥。組織工程支架，由于ACP具有較其他晶態(tài)磷酸鈣更大的溶解性能，將ACP加入可降解聚合物中形成無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合材料，這種材料可以根據(jù)不同的需求調(diào)節(jié)其生物降解速率和生物活性。牙科材料，在牙科的應(yīng)用主要集中在齲齒防治和牙科填充物方面，研究表明，將酪蛋白磷酸肽穩(wěn)定的ACP（CPPACP）加入口香糖、牛奶、牙膏甚至漱口水中可以有效地增加牙釉質(zhì)的補(bǔ)充礦物，抑制脫礦作用、促進(jìn)再礦化，從而預(yù)防和治療齲齒，同時(shí)也可以用于提高牙釉質(zhì)的抗酸蝕性能。釋放載體，由于A

6、CP具有降解速率可調(diào)節(jié)和初生顆粒細(xì)小等優(yōu)點(diǎn)，ACP可以用作各類釋放的載體。ACP的顆粒不僅具有可變的化學(xué)組成，還可以通過(guò)自組裝困，等新技術(shù)手段來(lái)控制磷酸鈣顆粒的表面形態(tài)，表面親水性等，這樣可以更好地滿足藥物分子和人體細(xì)胞對(duì)載體的多重要求?？偨Y(jié)ACP是一個(gè)非常不穩(wěn)定的磷酸鈣物相，在潮濕環(huán)境下它可以迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楦臃€(wěn)定的物相。只有在特定離子或者生物大分子的存在下，它才能在存在一定的時(shí)間和保持無(wú)定形的物相。它獨(dú)特的性質(zhì)，使它在某些特殊領(lǐng)域可以一展身手，它不僅在生物醫(yī)學(xué)方面具有其他磷酸鈣材料無(wú)法替代的地位，而且在生物礦化方面也具有十分重要的意義。經(jīng)過(guò)多年的探索和研究，人們已初步掌握了ACP的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，為ACP的實(shí)際應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)，并且隨著社會(huì)的進(jìn)步，人類對(duì)健康方面的訴求愈加強(qiáng)烈，醫(yī)用植入材料、組織工程以及藥物控釋等迅速發(fā)