羟基磷灰石(Hydroxyapatite)简称HAP或HA，化学分子式：Ca,o(P04)‘(OH)：，是人体和动物骨骼的主要无机成份。羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性，能与骨形成很强的化学结合，在体液的作用下，会发生部分降解，游离出钙和磷，并被人体组织吸收、利用，生长出新的组织，从而产生骨传导作用，因此引起了全世界材料工作者和医学工作者的广泛关注。在骨质中，羟基磷灰石大约占60％，它是一种长度为200—400，厚度15-30的针状结晶，其周围规则地排列着骨胶原纤维。齿骨的结构也类似于自然骨，但齿骨中羟基磷灰石的含量高达97％。医学领域长期以来广泛使用的金属有机高分子等生物医学材料，其成分和自然骨完全不一样，用来作为齿骨的替代材料填补骨缺损，其生物兼容性和人体适应性尚不令人满意。人工合成的HA可制成多种材料如人工骨材料、荧光材料等，而纳米HA更因其特有的表面多孔型结构、比表面积大、吸附能力强等性能应用效果更佳。

    近年来，随着人们对纳米领域的认识与关注，医学界也相继开始了对纳米羟基磷灰石粒子(或称超细HA粉)的研究。羟基磷灰石纳米粒子与普通的HA相比具有不同的理化性能：如溶解度较高，表面能较大，生物活性更好，具有抑癌作用等，作为药物载体用于疾病的治疗，是一种生物兼容性良好的治疗材料。研究中发现羟基磷灰石纳米粒子本身就有一定的生物学效应。因此，如何在一般条件下，制备出分散性良好的稳定的纯度较高的HA纳米粒子就成为一个重要课题。

    目前，制备纳米粉体的方法主要有水热法、溶胶凝胶法、微乳液法、化学沉淀法等。下面对这些方法进行简单的介绍。

    1  沉淀法

    沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合溶液中加入适当的沉淀剂制备超微颗粒的前驱体沉淀物，再将此沉淀物进行干燥煅烧，从而制得相应的超微颗粒。沉淀法制备超微颗粒主要分为直接沉淀法、共沉淀法、均相沉淀法。化合物沉淀法、水解沉淀法等多种。在纳米羟基磷灰石的制备中主要采用均相沉淀法，一般的沉淀过程是不平衡的，但如果控制溶液中的沉淀剂浓度使之缓慢地增加，则使溶液中的沉淀处于平衡状态，且沉淀能在整个溶液中均匀地出现。通常是通过溶液中的化学反应使沉淀剂慢慢地生成，从而克服了由外部向溶液中加沉淀剂而造成沉淀剂的局部不均匀性，结果沉淀不能在整个溶液中均匀出现的缺点。用这种方法可以制备出小粒径、单分散的纳米微粒。

    2  水热法

    水热反应是高温高压下在水(水溶液)或蒸气等流体中进行有关化学反应的总称。水热法是在特制的密闭反应容器里，采用水溶液作为反应介质，在高温高压环境中，使得通常难溶或不溶的物质溶解且重结晶的一种方法。它可以用来生长各种单晶，制备超细、无团聚或少团聚、结晶完好的陶瓷粉体和无机纤维或晶须增强材料。

    3  溶胶—凝胶法

    溶胶凝胶法是20世纪60年代发展起来的一种制备无机材料的新工艺。其基本原理是：将金属醇盐或无机盐水经水解，然后使溶质聚合胶化，再将凝胶干燥、焙烧，最后得到无机材料。溶胶凝胶法除了用来制备纳米微粒，还可用于制备纳米粒子薄膜，粒子化学均匀性好、纯度高、颗粒细。该法可容纳不溶性组分或不沉淀组份。烘干后的球形凝胶颗粒自身烧结温度低，但凝胶颗粒之间烧结性差，块体材料烧结性不好。干燥时收缩大。HAP微粉可通过此方法制备。

    综合上述各种制备方法可以看出：沉淀法工艺简单，制造成本低，但是制备的粉体粒径均匀性差，可能发生团聚，需要加入适当的分散剂，控制沉淀速度；水热法制备的HA结晶度较高，无团聚或少团聚，工艺条件要求较高，需高温高压环境；溶胶—凝胶法制备的HA化学均匀性好、纯度高、颗粒细，具有较高表面活性，但结晶度较差，烧结性差。此外，溶胶法和沉淀法有交叉研究状态，研究表明：控制粒子的生校长大速度、借助产物(m)与溶剂的水化作用，就有可能使沉淀反应的产物(HA)呈胶体状态存在。上述三方面的研究决定了所制备纳米羟基磷灰石的纯度、结晶度、有序度、晶体形貌和粉体粒度，是今后研究制备纳米羟基磷灰石的重要研究课题。此外，纳米羟磷灰石的制备与生物医学的应用研究的结合也是重点研究的方向。

    上面我们介绍过，羟基磷灰石是具有良好生物相容性的生物活性材料，植入骨组织后能与骨表面形成很强的化学性键合。因此羟基磷灰石在生物医学僵域中的应用也就成为各国生物医用材料研究者的主要课题。将HA应用于牙膏中，近几年来国内外均有报道：含有HA的牙膏在预防牙周炎、牙龈炎方面取得良好疗效。近年来，随着人们对纳米材料的认识与关注，医学界也相继开始了对纳米羟基磷灰石粒子(或称超细HA粉)的研究，并且已发现纳米羟基磷灰石粒子较普通的羟基磷灰石具有更强的生物活性，具有抑癌作用。羟基磷灰石(HA)具有吸附蛋白质、氨基酸、脂质和葡聚糖的作用，同时还能促进牙釉质表面再矿化、增强釉质的抗龋力。羟基磷灰石与牙槽骨具有良好的生物相溶性，可以促进缺损牙槽骨的修复，有效地防止槽骨吸收和萎缩。

    为了控制和预防龋病和牙周病的发生和发展，现在我们研制出羟墓碑灰石牙膏，为预防两大口腔疾病提供一种新的手段。

    人们都喜欢有一口整齐、洁白的牙齿，但是，由于儿童时候长期服用抗生素和四环素，或长期吸烟、喝嘲啡和喝茶等，使牙齿变成灰或灰褐色，侵蚀牙齿的珐琅质，通常人们称为牙石(龋齿)，给牙齿的健康造成危害，影响着人们的容貌和心灵。因而，美白牙齿已成为世界各国口腔研究开发的重点，美容牙膏也就应运而生。以往常常使用过氧化氢等过氧化物去除牙齿染色，但是这类产品不稳定，而且用量不好控制，使用不当会给牙齿造成损伤，带来安全问题，通常要在牙医的指导下使用。为解决稳定性，有些公司将过氧化物与其它组份分开，即开发出双管牙膏，一管装的是普通牙膏，一管是装有过氧化物的牙膏，使用时再合在一起；有些公司开发了家用的漂白牙托，用时将过氧化物放于托盘上，但操作也相当麻烦。现在，我们利用现代生物活性物质，开发出活性羟基磷灰石牙膏，既可以美白牙齿，又能使用安全、方便。

    羟基磷灰石是脊椎动物的骨和齿的重要成分，并具有良好的生物相容性和生物活性．对它的研究和应用引起世人越来越多的关注，当今已广泛应用于人工骨、人造牙齿等外科手术，并有报导用于牙膏，具有增白牙齿、去除牙菌斑、促进牙齿再矿化、预防龋齿功能。它作为牙膏中的添加剂在每天的刷牙过程中，将从生物物理作用上不断地刺激和活化牙组织。研究证明，羟基磷灰石是蛋白质和酶等的吸附剂，加快了牙齿对所缺营养的吸收和补充，堵塞牙齿中新生裂缝，起到预防龋齿、减少齿垢(洁齿)的作用。也正因为羟基磷灰石与牙齿有类似的组成，对牙齿表面有高的吸附力，当其放于牙膏中，可U攻击由于龋齿造成的缺陷部位，因此，广泛用于口腔护理上。用羟基磷灰石作牙膏磨擦剂，不仅有良好的磨擦抛光效果，而且不会损伤牙釉，能消除烟黄(尼古丁)和色斑、牙垢，使牙齿变白；又能预防和治疗牙周病，使牙釉表面再造结晶化(再矿化)，牙面亮泽。

    现在，新型羟基磷灰石牙膏在世界各国，尤其是象日本等发达国家，已投放市场，井受到消费者的欢迎。其主要功能表现为：消除牙垢；防治早期龋齿；弥补牙齿表面的微小破损；最终使牙齿表面光滑、洁白；消除口臭等功效。生物活性羟基灰石牙膏在我国开发较晚，有采用湿法制备的羟基磷灰石来开展牙膏的研制，质量指标达到国家标准，分析认为具有止血、消炎作用，从根本上达到防龋的目的。另外羟基磷灰石又是良好的磨擦剂，牙釉质的硬度为7，而羟基磷灰石的硬度为5，磨擦温和，不损牙龈。

    通过对羟基磷灰石牙膏的研究分析，我们知道，有关羟基磷灰石的研究探讨工作还有待于我们去努力探索，纳米羟基磷灰石牙膏的研制及应用的研究不仅具有较高的经济效益，而且会产生较高的社会效益。对口腔疾病的预防及治疗都将产生深远的影响。

    作者：李显波（国家牙膏蜡制品质量监督检测中心）