第一章绪论
1.1骨的矿化与生物磷灰石
生物矿化(Biomineralization)是指生物体通过有机大分子对无机矿物离子在界面处调控生成无机矿物的过程;是在特定的部位，在一定的物理化学条件下，在生物有机物质的控制或影响下，将溶液中的离子转变为固相矿物的过程。生物矿化的特点是:特殊的反应介质，基质对矿化的指导以及细胞的参与等。大体上，它可以分为四个阶段:即有机大分子的预组织、界面分子识别、生长调制以及细胞加工过程等。
骨是最复杂的生物矿化系统之一，其无机成分(矿物相)主要是经基磷灰石和碳酸磷灰石等，约占总质量的65%;有机成分主要是I型胶原，约占总质量的34%;其余主要以水的形式存在。
1.2骨质疏松及其治疗研究进展
骨质疏松症(Osteoporosis，简称OP)是一种以骨量减少，骨的微观结构退化为特征，致使骨脆性增加而易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病。根据世界卫生组织的标准，骨质疏松症被定义为骨密度 (BoneMineralDensity，BMD)低于正常成人平均值2.5个标准差以上。
一般认为，骨质疏松症是由于雌激素缺乏，制动、骨重建功能减退、钙及维生素D缺乏等原因引起，破骨细胞与成骨细胞之间的平衡被打破，导致骨量减少，骨组织微结构破坏，进而导致骨折风险度增加。
目前，抗骨质疏松防治主要分为以骨吸收抑制剂、骨矿化物、骨形成促进剂为主的药物治疗和运动疗法，营养疗法、生活方式管理等多方面。其中，骨吸收抑制剂主要包括雌激素、选择性雌激素受体调节剂、植物雌激素、降钙素和二麟酸盐类。其主要作用机理是基于其对成骨细胞和破骨细胞的相互作用从而影响骨的代谢过程。骨矿化物药物主要包括钙剂、维生素D及其代谢产物以及各种微量元素。骨形成促进剂主要有氟化物类、PTH以及他汀类等。它们的主要是通过刺激成骨细胞的生长或抑制骨吸收以及加强骨合成代谢活力等。
非药物的预防及治疗主要包括运动疗法、营养疗法、生活方式管理等多方面。合理的体育运动对于预防骨量丢失，增加发育中的骨骼的密度骨及骨小梁新骨的形成有积极的意义和良好的防治效果。一般认为，适当的体育运动对预防OP的机制可以概括为:调节骨的生长发育;促进骨内的局部循环;促进雌激素的分泌;长期适宜的体育运动能促进血液循环和神经体液的调节，促进钙磷吸收利用。
第二章阿仑麟酸钠对磷酸八钙晶体形貌及相转化的影响...................... 18
2.1前言.................................................................................... 18
2.2实验材料与方法............................................................................ 18
2.3实验方法........................................................................................ 20
2.4测试与表征............................................................................ 21
2.4.1产物形态与相态........................................................................ 21
24.2产物形貌与相态随陈化时间的变化........................................ 23
2.4.3红外谱图分析................................................................................. 26
2.4.4核磁共振分析...................................................................... 28
2.4.5透射电镜分析及电子衍射...................................................... 30
2.5无CTAB时，阿仑麟酸钠对OCP晶体生长的影响............ 31
2.5.1实验材料与方法...................................................................... 31
2.52测试与表征..................................................................................... 32
2.6实验讨论与理论假设........................................................ 33
2.7本章小结............................................................................ 34
第三章微量元素对磷酸八钙晶体形貌与相转变的影响.......................... 37
3.1实验部分............................................................................ 37
3.2实验结果与讨论................................................ 38
3.2.1掺锌磷酸产人钙微球的合成..................................................... 38
3.2.2.掺鳃磷酸人钙微球的合成................................................................. 39
3.2.3.掺镁磷酸八钙微球的合成............................................... 41
3.2.4掺镁磷酸八钙微球的陈化............................................. 41
第四章结论及展望................................................................ 45
参考文献............................................................................... 47
第四章结论及展望
本文采用传统湿化学合成方法，将具有仿细胞膜双分子层结构的表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基澳化按)引入反应体系，构建了一个相对完善的体外仿生体系，成功合成出“蒲公英”状经基磷灰石前驱体一磷酸八钙晶体。在此基础上，我们将具有抗骨质疏松效果的药物小分子阿仑磷酸钠和无机微量元素(锌、鳃、镁)引入反应体系，对进行了初步的尝试与探索性的研究，从而为更深刻理解骨的矿化过程以及揭示其抗骨质疏松机理提供有价值的线索，并且为将来开发新一代抗骨质疏松药物等提供了新的思路和理论支持。
1.对比实验表明，反应体系中作为表面活性剂的CTAB，仅对产物形貌起到了重要的调控作用(CTAB的存在使得产物形貌更加规整)，却对产物相态并无影响;阿仑腾酸钠或微量元素离子的引入是产物形态与相态发生变化的唯一原因。
2.低浓度的阿仑麟酸钠会使磷灰石晶体形貌以及相态产生显著的变化;并且这种变化呈现出浓度以及陈化时间的依赖性:一方面，当反应体系中阿仑麟酸钠浓度较低时(低于8林M)，产物中开始出现水合磷酸氢钙相，并且其含量随阿仑麟酸钠浓度的升高而增加，直至产物完全转变为水合磷酸氢钙相(8林M);当阿仑麟酸钠的浓度较高时(高于16林M)，产物又转变为经基磷灰石相(HA)。另一方面，当产物中含有DCPD相时，延长陈化时间，产物中的DCPD相会逐渐减少，并逐渐转变为OCP相，并最终转变为HA相。SEM观察结果印证了XRD的检测结果。随着体系中阿仑麟酸钠含量的增加，产物逐渐从纳米带微球(ocP相)变为由“纳米棒”组成的“荷花”状(DCPD相)，再到最后的碎片状团聚体(HA相)。HRTEM和NMR测试结果均表明:没有阿仑麟酸钠分子或基团进入晶格内部;NMR测试结果在一定程度上表明阿仑麟酸钠是吸附在磷灰石表面从而对产物形貌以及相转化过程产生影响的。
3.微量元素离子对OCP晶体成核与生长以及相转化过程均有重要影响。但是ocP晶体对不同微量元素离子的“敏感程度”是不一样的:极少量(2一4%0)的锌离子就会使产物的形貌与相态产生显着地变化:较多量(10一20%)的镁离子才会对产物的形貌与相态产生影响;而即使高浓度(40%)的鳃离子也不会对产物的相态产生影响，却会使产物的形貌变得不规则。
以上的研究结果表明二麟酸盐和微量元素离子对磷灰石前驱体形貌与相态具有重要影响，在一定程度上揭示出其抗骨质疏松机理，有助于我们进一步理解骨的矿化过程和骨质疏松的发病机理，并为临床上的给药剂量及方式等提供借鉴或指导。然而，目前为止，我们只是对阿仑麟酸钠与微量元素离子对磷灰石前驱体磷酸/\钙晶体的影响进行了初步的探索，得到了一些实验现象和初步的实验结论，对造成这些实验现象的机理还没有真正的阐释清楚，得到的某些实验结论也缺乏更翔实的实验数据支持。
参考文献
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