羟基磷灰石表面结构的分子动力学模拟研究

【作者】 谢青； 薛志宇； 胡翠芳； 王欣； 杨明理； 徐定国；

【机构】 四川大学化学学院； 四川大学原子与分子物理所；

【摘要】 羟基磷灰石(Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂,HAP)是人体骨和牙的主要的矿物成分,具有优异的生物相容性、骨诱导性和机械力学性能,在骨组织缺损的修复和重建中有着广泛应用[1,2]。研究表明,骨和牙的生长或抑制与HAP表面和生物分子的相互作用息息相关,因此,研究HAP表面结构对研究HAP和其他生物分子之间的作用机理起着至关重要的作用[3,4]。Bertinetti等人通过对制备的纳米HAP晶体进行表征时发现,HAP晶体中心被一层1-2nm厚的无序表面覆盖[5];而且有其他学者在骨诱导过程中也观察到了HAP表面有无序的微米和纳米孔[6,7]。在本研究中,我们采用分子动力学模拟退火方法对HAP的（001）、（010）、（100）以及（110）面在不同力场参数下的表面结构进行了研究,并统计了各晶面在不同力场参数下无序层的厚度,计算了各个面的表面能和电荷密度分布。结果表明,我们用自己拟合的杂化力场模拟退火之后的HAP表面无序层的厚度与实验得出的结论一致[5]。我们的研究结果能为研究基于HAP生物材料与各分子的相互作用提供理论指导和相应的模型。更多还原