在上一篇《Ca/P 比接近 1.67，就能证明是 HAp 吗？》中，我们讨论了一个常见误区：平均 Ca/P 比接近理论值，并不能单独确认样品只含 HAp。
反过来，Ca/P 比低于 1.67，也不能直接写成“HAp 不纯”或“已经形成缺钙 HAp”。较低的数值可能来自晶格钙缺位，也可能与其他钙磷相、非晶成分、离子取代或局部取样有关。
1.50–1.67 是组成范围，不是命名捷径
理想化学计量 HAp 的化学式为 Ca10(PO4)6(OH)2，理论 Ca/P 摩尔比约为 1.67。缺钙羟基磷灰石（calcium-deficient hydroxyapatite，CDHA）常用以下理想化形式表示：
Ca10−x(HPO4)x(PO4)6−x(OH)2−x，0 < x ≤ 1
其中，x = 0 对应理想化学计量 HAp 端元。按包含这一端元的连续组成模型，Ca/P 摩尔比可处于 1.50–1.67。Raynaud 等人在湿法合成研究中获得了这一范围内的单相磷灰石型粉体；超出该范围时则出现第二相：Ca/P 低于 1.50 时可见 CaHPO4，高于 1.667 时可见 Ca(OH)2［1］。
1.50–1.67 描述的是这一理想化组成模型的范围，并不是材料验收区间。Ca/P 给出元素比例，CDHA 则涉及结构和化学状态的确认。
缺钙 HAp 不只是“少了一点钙”
2026 年 Acta Biomaterialia 的一篇文献综述，将 CDHA 作为 Ca–P–O–H 体系中的特定材料类别讨论，并将其与离子取代磷灰石及定义宽泛的“仿生磷灰石”区分开来［2］。
该综述强调 CDHA 的结构二元性：晶体核心与非晶水合表面层同时存在。水合层会参与离子交换和溶解，也会影响热稳定性与表面反应。因此，确认 CDHA 不能只问“少了多少钙”，还要判断样品是否仍以磷灰石型结构为主，以及电荷平衡如何维持。
四种情况都会使 Ca/P 比下降
- 其他钙磷相共存：HAp 与富磷相或未反应前驱体同时存在时，整体平均 Ca/P 会下降，但这不等于单一晶格发生了钙缺位。
- 非晶或低有序度组分：非晶磷酸钙和水合表面层未必在常规 XRD 中形成清晰峰，主要磷灰石峰不能代表样品中的全部钙、磷都进入同一晶格。
- 离子或碳酸根取代：Na、Mg、Sr 等阳离子以及碳酸根相关取代会改变组成和电荷平衡，但离子取代磷灰石不应自动归入严格意义上的 Ca–P–O–H 缺钙 HAp。
- EDS 局部测量差异：颗粒尺寸、取样位置、表面状态和加速电压都会影响局部 Ca/P 结果。EDS 不能直接代替整批粉体的整体化学分析［5］。
判断缺钙 HAp，需要怎样的证据链
| 检测证据 | 可以回答的问题 | 不能单独证明什么 |
|---|---|---|
| 整体 Ca、P 化学分析 | 整批样品的平均 Ca/P 是否低于理论 HAp？ | 偏低来自晶格缺钙、杂相还是表面层 |
| SEM-EDS | 指定颗粒或区域的局部元素组成如何？ | 整批粉体的准确 Ca/P 与物相身份 |
| XRD | 主要可识别结晶相及明显杂相有哪些？ | 低含量、峰重叠或非晶组分 |
| FTIR 或 Raman | HPO42−、PO43−、OH− 与 CO32− 等相关振动信息 | 各物相的精确含量 |
| 热处理前后的物相与光谱对比 | 热处理后是否出现脱水相关变化、分解产物或物相转变？ | 原始湿态样品表面层的完整结构 |
| 固体 NMR | 磷、氢等核的局部化学环境如何？ | 不一定适合作为常规批次检测项目 |
| XPS | 近表面元素组成和化学态如何？ | 不能代表整批粉体的体相组成 |
较稳妥的判断顺序是：先用整体化学分析确认平均 Ca/P，随后用 XRD 判断主要结晶相和可识别杂相，再以 FTIR 或 Raman 观察非化学计量磷灰石相关基团。若样品含外来离子、碳酸根或明显水合表面层，还需增加相应的组成与局部结构分析。Drouet 的方法学研究同样强调，磷灰石身份需要多种互补方法共同确认［4］。
热处理会改变被评价的材料
干燥、煅烧和烧结可能使水合层脱水，并改变氢磷酸根和羟基状态。在 Raynaud 等人的研究条件下，缺钙磷灰石在约 700 °C 及以上发生热分解，形成 HAp/β-TCP 双相体系；两相比例受初始 Ca/P 和热处理制度影响［3］。这一温度来自特定粉体和加热条件，不是所有 CDHA 的固定转变温度。
因此，热处理后的 XRD 不能完整倒推原始湿态沉淀的表面结构。对需要烧结、喷涂或复合加工的 HAp材料，原料阶段的“缺钙”描述也不能自动延续到加工后的材料。
缺钙不是性能等级
CDHA 因其组成、溶解行为和水合表面受到骨修复材料研究关注，但 Ca/P 越低并不等于材料越接近骨，也不表示溶解越快就一定更适合某项应用。2026 年综述汇总的是结构、组成、合成路径及体外和体内研究，不能把其中的材料趋势直接写成某种原料的临床性能结论［2］。
粒径、颗粒形貌、比表面积、孔隙结构、结晶状态和加工方式仍会共同影响最终表现。“缺钙”描述材料的组成与结构状态，本身不代表质量高低。
检测报告可以怎样写
只有元素结果时：样品测得的 Ca/P 摩尔比低于理想化学计量 HAp；该结果本身不能区分晶格钙缺位、其他钙磷相、离子取代或取样差异。
已有 XRD 和光谱支持时：样品以磷灰石型结构为主，整体 Ca/P 低于理想化学计量 HAp，并观察到与非化学计量磷灰石相关的组成特征；具体缺陷结构仍需进一步确认。
证据链较完整时：整体组成、磷灰石型结构、杂相控制及局部化学环境相互支持，可在所述制备和检测条件下将材料描述为缺钙羟基磷灰石。
Ca/P 比低于 1.67 不一定意味着材料不纯，也不自动证明它是 CDHA。最终应追溯这个比例由何种物相组成或缺陷化学产生，再判断证据是否足以使用 CDHA 这一名称。
本文为材料组成与表征方法解读，不构成对具体医疗产品、临床用途或注册符合性的判断。
参考文献
- Raynaud S, Champion E, Bernache-Assollant D, Thomas P. Calcium phosphate apatites with variable Ca/P atomic ratio I. Synthesis, characterisation and thermal stability of powders. Biomaterials. 2002;23(4):1065–1072. DOI: 10.1016/S0142-9612(01)00218-6.
- Bohner M, Döbelin N, Drouet C, Ginebra MP, Maazouz Y, Marchat D. Calcium-Deficient hydroxyapatite as a bone graft material: From hydrated-layer chemistry to clinical performance. Acta Biomaterialia. 2026;218:1–37. DOI: 10.1016/j.actbio.2026.06.010.
- Raynaud S, Champion E, Bernache-Assollant D. Calcium phosphate apatites with variable Ca/P atomic ratio II. Calcination and sintering. Biomaterials. 2002;23(4):1073–1080. DOI: 10.1016/S0142-9612(01)00219-8.
- Drouet C. Apatite Formation: Why It May Not Work as Planned, and How to Conclusively Identify Apatite Compounds. BioMed Research International. 2013;2013:490946. DOI: 10.1155/2013/490946.
- Miculescu F, Luță C, Constantinescu AE, et al. Considerations and Influencing Parameters in EDS Microanalysis of Biogenic Hydroxyapatite. Journal of Functional Biomaterials. 2020;11(4):82. DOI: 10.3390/jfb11040082.