无机牛骨的体外溶解行为研究

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2009-05-010

目的

探讨无机牛骨（ABB）的体外溶解行为。

方法

在37℃恒温水浴系统中以ABB 为固体滴定物，运用半导体激光散射系统确定滴定终点，利用滴定终点的固体滴定总量和溶液pH 值获取ABB 在0.1 mol/L 氯化钾溶液中的溶解度等温线。以合成羟基磷灰石（HA）的溶解度等温线作为对照。使用X 射线衍射（XRD）、能谱弥散X 射线谱（EDX）、透射电镜（TEM）和选区电子衍射（SAED）对ABB 在两种pH 值下（pH=3.99，4.46）的溶解-再沉淀物进行分析。

结果

37℃下ABB 在pH 为4 ～5 的0.1 mol/L 氯化钾溶液中的溶解度是合成HA的5 ～20 倍，且溶解度随pH 值降低而升高。溶解-再沉淀物为HA，结晶度和钙磷比随pH 值降低而降低。

结论

ABB 的溶解度与溶液的pH 值密切相关，溶液pH 值的改变影响ABB 溶解-再沉淀物的结晶度。

关键词: 无机牛骨, 羟基磷灰石, 溶解度, 固体滴定

Objective

To explore the in vivo solubility behavior of anorganic bovine bone（ABB）.

Methods

The titration end-point of the solid ABB used was monitored by a low-angle laser-scattering system. The solubility isotherm of ABB in 0.1 mol/L aqueous KCl was determined by total titration and the pH value of solution while that of synthetic hydroxyapatite was used as a comparison. The equilibrium compositions were characterized by X-ray diffraction （XRD）， energy dispersive X-ray spectroscopy （EDX）， transmission electron microscopy （TEM） and select area electron diffraction （SAED） under the pH of 3.99 and 4.46， respectively.

Results

The solubility of ABB in 0.1 mol/L aqueous KCl Increased 5 ~ 20 times than that of synthetic hydroxyapatite at 37℃， ranging from the pH of 4 ~ 5. The solubility increased significantly while pH value decreasing. No other phase than HA was detected in the precipitates. The crystallinity and calcium to phosphate ratio of the equilibrium compositions decreased with pH value.

Conclusions

Solubility of ABB was highly related to the solution pH. The change of solution acidity would affect the crystallinity of equilibrium composition.

Key words: Anorganic bovine bone, Hydroxyapatite, Solubility, Solid titration

图1 无机牛骨（ABB）固体滴定过程与激光散射记录图 A. 加入ABB 后固体随时间推移溶解，信号值回归基线水平； B. 微量添加ABB 后信号值稳定高于基线水平； C. 再次微量添加固体，信号值明显高于基线； D. 加入盐酸（HCl）调节pH 值后，信号值回归基线水平

表1 ABB 的化学组成

材料	摩尔百分比（%）
材料	Ca	P	O	Na	Mg	C	合计
ABB	17.16	11.49	58.50	0.45	0.50	11.90	100.00

表1 ABB 的化学组成

材料	摩尔百分比（%）
材料	Ca	P	O	Na	Mg	C	合计
ABB	17.16	11.49	58.50	0.45	0.50	11.90	100.00

图2 无机牛骨（ABB）和合成羟基磷灰石（HA）的X 射线衍射图谱JCPDS72-1243 为HA 的标准衍射图谱

图3 无机牛骨（ABB ▲）与羟基磷灰石（HA ●）在0.1 mol/L 氯化钾溶液中的溶解度等温线HA（●）的溶解度与以往报道（○）一致^［8］

表2 两种pH 值下溶解-再沉淀物的化学组成

溶解-再沉淀物	摩尔百分比（%）
溶解-再沉淀物	Ca	P	O	Na	Mg	C	Total
pH=3.99	15.07	9.83	59.21	-	-	15.89	100.00
pH=4.46	17.82	11.10	59.93	0.39	-	10.76	100.00

表2 两种pH 值下溶解-再沉淀物的化学组成

溶解-再沉淀物	摩尔百分比（%）
溶解-再沉淀物	Ca	P	O	Na	Mg	C	Total
pH=3.99	15.07	9.83	59.21	-	-	15.89	100.00
pH=4.46	17.82	11.10	59.93	0.39	-	10.76	100.00

图4 pH=3.99 和pH=4.46 的氯化钾溶液中无机牛骨溶解-再沉淀物的X 射线衍射图谱JCPDS72-1243 为HA 的标准衍射图谱

图5 pH=3.99（A）和pH=4.46（B）溶解再沉淀物的TEM 照片（右上角插入图为相应选区电子衍射花样）

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