CN110446686A - 碳酸钙块的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供碳酸钙块的制造方法，所述方法是作为医疗中所需的骨填充材料或骨填充材料的原料而有用的碳酸钙块的制造方法，其中，所述碳酸钙块满足以下期望的性质：1)机械强度优异、2)可利用简便的制造方法进行制造、3)不含杂质、4)反应性高。碳酸钙块的制造方法，其具有：含水氢氧化钙块成型工序，和将氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中的碳酸化工序。

Description

碳酸钙块的制造方法
技术领域
本发明涉及适合用于医疗用途的碳酸钙块的制造方法。尤其是涉及满足1)机械强度优异、2)可利用简便的制造方法进行制造、3)不含杂质、4)反应性高、等医疗用途中所要求性质的碳酸钙块的制造方法。本发明的碳酸钙块可以作为骨填充材料等、或骨填充材料的原料等而用于医疗用途。
背景技术
无脊椎动物骨架的组成为碳酸钙，将对珊瑚(其组成为碳酸钙)进行化学处理后的物质作为骨填充材料而在临床上应用。但是，存在以下严重的问题：珊瑚的采集会对自然造成破坏，另外由于珊瑚是天然物质，因此不可避免地包含不期望的杂质；等等。所以，期望开发出人工制造的医疗用碳酸钙块。
医疗用碳酸钙块有时会在以压接于骨缺损部而进行植入等手术方式中使用。如果机械强度小的话，则临床价值会降低，因此，1)机械强度优异对于医疗用碳酸钙块而言是重要的期望性质之一。
正如以珊瑚为原料的骨填充材料的严重问题之一是存在不期望的杂质那样，在将人工制造的碳酸钙块作为骨填充材料使用的情况下，不期望的杂质也成为严重的问题。另外，即使在含有成分确定的组合物的情况下，由于作为碳酸钙块的原料即氢氧化钙的碱性高、会引起炎症反应，从而可能会成为严重问题，所以需要将其完全碳酸化而形成碳酸钙。因此，3)不含杂质对于医疗用碳酸钙块而言是重要的期望性质之一。
此外，碳酸钙块的反应性高是参与骨传导性、吸收性的重要的期望性质。在提高骨传导性、或加快吸收性的情况下，需要使用反应性高、结晶性低的碳酸钙来制造碳酸钙块。因此，4)反应性高对于医疗用碳酸钙块而言是重要的期望性质之一。
如上所述，无脊椎动物的骨架为碳酸钙，但脊椎动物的骨架则是碳酸磷灰石。由碳酸磷灰石组成的自体骨是骨重建术的首选，但是存在伴随自体骨采集的严重问题，对于异体骨、异种骨而言，存在未知的感染等严重问题。虽然可以制造碳酸磷灰石粉末，但是如果以粉末状态植入生物体内的话，则可能被异物巨细胞吞噬而引起炎症反应。20世纪70年代明确了羟基磷灰石粉末(其是从骨的无机主成分即碳酸磷灰石中除去碳酸基而成的)能够进行烧结，且羟基磷灰石烧结体显示出了骨传导性。即使是现在，羟基磷灰石烧结体也是代表性的骨填充材料，但与可置换为骨的自体骨不同，即使将羟基磷灰石烧结体埋植于骨缺损部，也不会实质上置换为骨。另外，由于羟基磷灰石也是吸附材料，因此还被指出了因术后感染而引起炎症等问题。
本申请的发明人提出了通过使用了前体的溶解析出型的组成转化反应可以制备碳酸磷灰石块(参见专利文献1)。例如，当使用碳酸钙块作为前体的情况下，将碳酸钙块浸渍于磷酸盐水溶液中时，通过溶解析出型的组成转化反应，碳酸钙块在保持形态的同时组成变为碳酸磷灰石。
碳酸磷灰石块的机械强度与作为其前体的碳酸钙块的机械强度密切相关。即，在溶解析出型的组成转化反应中，基本上在保持碳酸钙块的形态的同时，组成转化为碳酸磷灰石，所以，如果碳酸钙块的机械强度小，则只能制造机械强度小的碳酸磷灰石块。因此，1)机械强度优异对于医疗用碳酸钙块而言是重要的期望性质之一。
另外，当碳酸钙块含有不期望的杂质时，所制造的碳酸磷灰石也含有不期望的杂质，因此不适合作为医疗用碳酸钙块。当然，含有成分不明的杂质、引起组织损伤的成分的碳酸钙块作为医疗用碳酸钙是不合适的，就碳酸磷灰石块制造中的医疗用碳酸钙块等而言，即使在含有成分明确的氢氧化钙的情况下，有时也会出现问题。
当将作为杂质含有氢氧化钙的碳酸钙块浸渍于磷酸盐水溶液中时，碳酸钙的组成转化为碳酸磷灰石，氢氧化钙的组成转化为羟基磷灰石。因此，无法制造纯的碳酸磷灰石块，可以制造碳酸磷灰石和羟基磷灰石的混合物块。含有羟基磷灰石的碳酸磷灰石块不会置换为骨，或置换为骨需要花费时间。因此，3)不含杂质对于医疗用碳酸钙块而言是重要的期望性质之一。
此外，在使用碳酸钙块作为前体，通过溶解析出反应制备碳酸磷灰石块的情况下，重要的是使用反应性高的碳酸钙，即结晶性低的碳酸钙。在溶解析出型的组成转化反应中，溶解过程是必需的。由于结晶性高的碳酸钙块的包括溶解性在内的反应性差，因此将其浸渍于磷酸盐水溶液中以使组成转化时需要花费时间，导致制造成本变高，反应时间过长，因此可能存在实质上无法制造碳酸磷灰石块的情况。所以，4)反应性高对于医疗用碳酸钙块而言是重要的期望性质之一。
另外，在医疗用碳酸钙块的制造中，从制造成本等的观点考虑，优选2)制造方法简便。
这样一来，从医疗上的必要性、制造工序的简便性的观点考虑，优选医疗用碳酸钙块可以满足下述期望的性质：1)机械强度优异、2)可利用简便的制造方法进行制造、3)不含杂质、4)反应性高。
这种情况下，在医用碳酸钙块所要求的、1)机械强度优异、2)可利用简便的制造方法进行制造、3)不含杂质、4)反应性高、等期望的性质中，本申请的发明人提出了着眼于3)不含杂质、4)反应性高的碳酸钙块的制造方法(专利文献2)。
本发明为包括下述工序的碳酸钙块的制造方法：
(a)氢氧化钙块成型工序
(b)二氧化碳接触工序
(c)含碳酸根离子的水溶液浸渍工序。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利4854300号公报
专利文献2：国际公开第2016/052502号小册子
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供碳酸钙块的制造方法，所述碳酸钙块满足1)机械强度优异、2)可利用简便的制造方法进行制造、3)不含杂质、4)反应性高等多个期望的性质，所述性质为医疗用碳酸钙块、或在医疗用碳酸磷灰石块的制造中作为前体有用的碳酸钙块所要求的性质。
用于解决课题的手段
在如上所述的医疗用碳酸钙块所要求的期望性质中，本申请的发明人提出了特别着眼于3)不含杂质、4)反应性高的碳酸钙块的制造方法。(专利文献2)。
具体而言，该方法是包括下述工序的方法：
(a)氢氧化钙块成型工序
(b)二氧化碳接触工序
(c)含碳酸根离子的水溶液浸渍工序，
使氢氧化钙块与二氧化碳接触，将块的表面部分碳酸化，然后，浸渍在含碳酸根离子的水溶液中，即使在未反应的氢氧化钙残留的情况下，使其与溶液中的碳酸根离子反应，由此也能够制造不含杂质的碳酸钙块。
在该方法中，(b)二氧化碳接触工序，即预碳酸化工序是必需的工序。该工序的目的在于，使二氧化碳与经成型的实质上不含水的氢氧化钙块接触，将块的表面进行部分碳酸化以赋予其形态稳定性。就实质上不含水的氢氧化钙块而言，如果将成型的氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中，则块会崩解无法保持形态，因此为了使块在浸渍于含碳酸根离子的水溶液中时也不会发生崩解，二氧化碳接触工序是必需的。
因此，对于医疗用碳酸钙块所寻求的2)可利用简便的制造方法进行制造、这一期望性质的满意度是有限制的。另外，对于1)机械强度优异，有时也存在无法充分令人满意的情况。
在这种情况下，本申请的发明人在对上述研究进行进一步深入研究中发现，通过将含水氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中以形成碳酸钙块，可以省略以往的部分碳酸化工序而使制造方法更加简便，并且所制造的碳酸钙块的机械强度也飞跃性地提高，从而完成了本发明。
即，本发明为下述的发明。
[1]碳酸钙块的制造方法，其具有：将含水氢氧化钙块进行成型的氢氧化钙块成型工序，和将氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中从而形成碳酸钙块的碳酸化工序。
[2]如[1]所述的碳酸钙块的制造方法，其在氢氧化钙块成型工序和碳酸化工序之间具有预碳酸化工序，所述预碳酸化工序使氢氧化钙块与二氧化碳接触从而形成部分碳酸化的氢氧化钙块。
[3]如[1]或[2]所述的碳酸钙块的制造方法，其还具有孔形成物质混合工序、和孔形成工序。
[4]如[1]～[3]中任一项所述的碳酸钙块的制造方法，其中，在氢氧化钙块成型工序中所成型的含水氢氧化钙块包含4重量％以上的水。
[5]如[1]～[4]中任一项所述的碳酸钙块的制造方法，其中，在碳酸化工序中得到的碳酸钙块的体积为10-13m3以上。
[6]如[1]～[5]中任一项所述的碳酸钙块的制造方法，其中，碳酸化工序中使用的含碳酸根离子的水溶液含有浓度为0.1摩尔以上的碳酸根离子。
[7]如[1]～[6]中任一项所述的碳酸钙块的制造方法，其中，碳酸化工序中使用的含碳酸根离子的水溶液的pH为6以上。
[8]碳酸磷灰石块的制造方法，其特征在于，向利用[1]～[7]中任一项所述的制造方法所制造的碳酸钙块中赋予磷酸盐溶液。
发明效果
根据本发明的碳酸钙块的制造方法，可以制造满足1)机械强度优异、2)可利用简便的制造方法进行制造、3)不含杂质、4)反应性高等多个期望性质的适合用于医疗用途的碳酸钙块。
附图说明
[图1]a)是示出在本发明制造方法的各工序中的块的状态的概念图，b)是示出在以往制造方法的各工序中的块的状态的概念图。
[图2]是在实施例1的碳酸化工序中，在碳酸氢钠水溶液中浸渍4天所制造的碳酸钙块的扫描电子显微镜图像。
[图3]是在比较例3的碳酸化工序中，在碳酸氢钠水溶液中浸渍4天所制造的碳酸钙块的扫描电子显微镜图像。
[图4]是实施例5中制造的多孔体碳酸钙块的截面的扫描电子显微镜图像。
具体实施方式
<本发明的必要条件>
本发明的碳酸钙块的制造方法包括：
将含水氢氧化钙块进行成型的氢氧化钙块成型工序，和
将氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中从而形成碳酸钙块的碳酸化工序。
<本发明的基本机理>
本申请的发明人认为，本发明中可制造满足1)机械强度优异、2)可利用简便的制造方法进行制造、3)不含杂质、4)反应性高等多个期望性质的碳酸钙块的基本原理如下所述。需要说明的是，该基本机理是本申请的发明人认为目前是正确的机理，但本发明不受下述说明的基本机理的正确性、准确性等的影响。
就本发明的基本机理而言，通过将含水氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中，利用碳酸钙使氢氧化钙粉末彼此瞬时桥联，从而抑制氢氧化钙块的崩解性，并且氢氧化钙粉末彼此被所形成的碳酸钙大面积桥联，且进行完全碳酸化，由此能够用简便的方法制造出机械强度也优异的碳酸钙块，特别地，通过在水的存在下进行碳酸化从而将氢氧化钙粉末大面积桥联这点是制造出1)机械强度优异的碳酸钙块的重要机理。
需要说明的是，氢氧化钙的碳酸化包括干式碳酸化和湿式碳酸化，碳酸钙形成的基本反应通过(式1)～(式5)进行说明。
(干式碳酸化)
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O (式1)
(湿式碳酸化)
Ca(OH)2→Ca2++2OH- (式2)
CO2+H2O→CO3 2-+2H+ (式3)
Ca2++CO3 2-→CaCO3 (式4)
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O (式5)
干式碳酸化是需要高温但不需要水的直接碳酸化反应。在干式碳酸化中，如(式1)所示，氢氧化钙与二氧化碳在约270℃以上直接反应而形成碳酸钙。由于使用了高温，因此所形成的碳酸钙的结晶性变高、反应性变低。因此，当氢氧化钙块的全部碳酸化以干式方式进行时，则无法满足医疗用碳酸钙块所要求的4)反应性高这一性质。
另一方面，湿式碳酸化需要水但不需要高温。因此，可以制造出结晶性低、反应性高的碳酸钙。
基于湿式碳酸化的碳酸钙的形成基本上是离子反应。由于存在水或水分，如(式2)和(式3)那样，氢氧化钙以及二氧化碳离子化而形成钙离子和碳酸根离子。钙离子和碳酸根离子通过(式4)的离子反应而成为碳酸钙。作为结果，如将(式2)～(式4)总结后的(式5)所示，在水的存在下由氢氧化钙和二氧化碳形成碳酸钙。
在医疗用碳酸钙块的期望性质、即1)机械强度优异、2)可利用简便的制造方法进行制造、3)不含杂质、4)反应性高之中，4)反应性高这一性质可以通过湿式碳酸化来实现，但为了满足1)机械强度优异、2)可利用简便的制造方法进行制造、3)不含杂质这样的性质，则需要克服下述的课题。
第一，实质上不含水的氢氧化钙压粉体在浸渍于含碳酸根离子的水溶液中时会崩解而无法保持形态。
第二，在相对湿度为100％的条件下，使实质上不含水的氢氧化钙压粉体与二氧化碳接触时，碳酸化会经时地进行，但要使其完全碳酸化则是极其困难的。
第三，在相对湿度为100％的条件下，使实质上不含水的氢氧化钙压粉体与二氧化碳接触而进行碳酸化，然后将氢氧化钙压粉体浸渍在含碳酸根离子的水溶液中，可以制造不含氢氧化钙而完全为碳酸钙的碳酸钙块，但碳酸钙块的机械强度是有限的。
第四，就含水氢氧化钙块而言，即使在相对湿度为100％的条件下与二氧化碳接触也难以碳酸化。
第五，如果必须进行预碳酸化工序，则会损害制造工序的简便性。
本发明将上述课题通过以下基本机理解决：“通过将含水氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中，利用碳酸钙使氢氧化钙粉末彼此瞬时桥联，从而抑制氢氧化钙块的崩解性，并且利用所形成的碳酸钙将氢氧化钙粉末彼此大面积桥联，且进行完全碳酸化，由此能够用简便的方法制造出机械强度也优异的碳酸钙块”，并提供满足1)机械强度优异、2)可利用简便的制造方法进行制造、3)不含杂质、4)反应性高这样的期望性质的适合用于医疗用途的碳酸钙块。
在此，图1中示出了本发明的基本机理的概念图。如图1a)所示，氢氧化钙溶于水中(虽然为微量)从而形成钙离子。因此，经由氢氧化钙块成型工序所制造的含水氢氧化钙块，是含有钙离子的含水氢氧化钙块。
将该块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中时，钙离子与碳酸根离子瞬时发生如(式4)所示的反应，并在氢氧化钙粉末的表面上形成碳酸钙，氢氧化钙粉末被碳酸钙桥联。其结果，即使将该块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中，也可以保持形态而不会崩解。
之后，如(式4)所示，由氢氧化钙的溶解所形成的钙离子、与碳酸根离子发生离子反应，从而形成碳酸钙。由于碳酸钙的形成是在水中，所以碳酸钙结晶容易生长得大，因此氢氧化钙粉末彼此被所形成的碳酸钙大面积桥联。其结果，能够制造出机械强度优异的碳酸钙块。
需要说明的是，就含水氢氧化钙块而言，水占据在氢氧化钙的粉末之间。因此，认为当将块浸渍于水中时，水浸入粉末之间以拉开粉末彼此的效果小，这也是即使没有进行预碳酸化，将块浸渍于含碳酸根离子的水中也不会崩解的原因之一。
另一方面，当将实质上不含水的氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水中时，含碳酸根离子的水浸入形成氢氧化钙块的氢氧化钙粉末之间并将粉末彼此拉开。因此，在不进行预碳酸化而将氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水中时，则该块会崩解。
因此，如图1b)所示，预碳酸化工序是必需的，所述预碳酸化工序的目的在于利用预碳酸化，使得实质上不含水的氢氧化钙块即使被浸渍于含碳酸根离子的水中时也不会发生崩解。所以，制造工序必定要增加一个。
此外，由于预碳酸化是在并不存在足够量水的条件下进行碳酸化的，如图1b)所示，所以基于形成的碳酸钙的氢氧化钙粉末彼此的接触面积受到限制。因此，所制造的碳酸钙块的机械强度受到限制。
<本发明的详细说明>
以下，详细说明本发明。
<氢氧化钙块成型工序>
在氢氧化钙块成型工序中，将含水氢氧化钙块进行成型。
(氢氧化钙粉末)
作为原料氢氧化钙，只要不含杂质，则可以没有特别限定地使用。另外，为了达到预期目的，可以将其它物质与氢氧化钙混合以制成块状。
例如，为提高骨传导性等，可以混合羟基磷灰石、碳酸磷灰石、β型磷酸三钙、硫酸钙等。
(含水氢氧化钙块的成型)
利用用水捏合氢氧化钙粉末的方法、在氢氧化钙粉末上喷水的方法等可将含水氢氧化钙块进行成型。由于当氢氧化钙粉末中存在水时则可呈现出赋型性，所以无需将实质上不含水的氢氧化钙块进行成型时那样必须进行压粉等，但根据需要将含水氢氧化钙粉末装入框架中进行压粉、成型是有效的。通过压粉，可以将过量的水从氢氧化钙块中除去，因气孔率降低，因此特别适合用于提高机械强度。
作为成型压力，可以从所得的块的机械强度和多孔体形成的均衡来适当地进行设定，例如，优选为5～100MPa，更优选为7～70MPa，进一步优选为10～50MPa，特别优选为15～50MPa。
(含水氢氧化钙块中的含水量)
从有效地显现下述效果的观点考虑，所述效果为在充足量的水的存在下，将氢氧化钙粉末进行碳酸化，利用所形成的碳酸钙将氢氧化钙粉末彼此以更大的面积桥联，氢氧化钙块中的含水率优选为1重量％以上，更优选为4重量％以上，进一步优选为6重量％以上，特别优选为8重量％以上，最优选为10重量％以上。另一方面，从确保氢氧化钙块的良好的操作性的观点考虑，氢氧化钙块中的含水率优选为70重量％以下，更优选为60重量％以下，更优选为50重量％以下。
需要说明的是，由于氢氧化钙粉末不具备吸湿性，因此通常吸附在氢氧化钙粉末上的水约为0.4重量％。
就氢氧化钙块中的含水量而言，例如可以通过将氢氧化钙块于氮气下、以100℃干燥3个小时，使氢氧化钙块中的水完全蒸发，测量干燥前后的重量从而来计算。
(氢氧化钙块的尺寸)
本发明中所制造的碳酸钙块的体积优选为10-13m3以上。尽管在该工序中所制造的氢氧化钙块的体积与作为最终产品的碳酸钙块的体积不完全相同，但通常情况下，该工序中所制造的氢氧化钙块的体积与最终产品的碳酸钙块的体积为同等程度。另外，通过留意将块粉碎而制成颗粒等，可以确定待成型的氢氧化钙块的尺寸。
作为待成型的块的尺寸，优选直径(对角线)为0.1cm～50cm、厚度为0.1cm～5cm左右，更优选直径(对角线)为3cm～10cm、厚度为1cm～2cm左右。另外，作为块的形状，可举例有圆柱体、长方体、平板状等，但没有特别限定。
<预碳酸化工序>
预碳酸化工序是使氢氧化钙块与二氧化碳接触从而形成部分碳酸化氢氧化钙块的工序，是在本发明的制造方法中可根据需要进行的工序。
(预碳酸化工序的目的)
当利用浸渍等方法将氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中时，两个现象竞争性地进行。
一个现象是，水浸入到形成氢氧化钙块的粉末之间。水起到拉开粉末彼此的作用。在浸入到氢氧化钙粉末之间的水拉开氢氧化钙粉末的情况下，氢氧化钙块会崩解，无法保持形态。
另一个现象是，含碳酸根离子水溶液中的碳酸根离子与含水氢氧化钙块的水中的钙离子发生反应，从而形成碳酸钙。所形成的碳酸钙将氢氧化钙粉末彼此桥联。由碳酸钙桥联的氢氧化钙块即使在水中也不会崩解。
两者的现象竞争性地进行。即使为含水氢氧化钙块的情况下，根据制造条件的不同，在将氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中时，也会有无法完全保持形态的情况。另外，由于水浸入到氢氧化钙粉末之间，所形成的碳酸钙的机械强度也可能变小。
即使不能完全保持形态，在将所制造的碳酸钙块粉碎来制造碳酸钙颗粒等的情况下是没有问题的，但是，通过进行预碳酸化，则可以完全抑制将氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子水溶液的情况下的崩解。
需要说明的是，由于含水氢氧化钙块在包含钙盐的情况下，钙离子浓度高，所以与含碳酸根离子的水反应所形成的碳酸钙的量多，从而块的崩解性抑制效果大。
尽管有些情况优选进行预碳酸化工序，但是存在制造工序增加的缺点，有时未必需要完全抑制块的崩解性。因此，是否进行预碳酸化工序要从两者的均衡来决定。
(使氢氧化钙块与二氧化碳接触的方法)
为了使氢氧化钙块与二氧化碳接触，简单地把氢氧化钙块放在二氧化碳环境下即可。就二氧化碳环境而言，例如可以举出使用碳酸气孵育箱的方法。碳酸化条件根据块的尺寸、成型压力等的不同而不同，但通过使用碳酸气孵育箱，能够适当地控制碳酸气浓度、相对湿度、温度等碳酸化条件。
氢氧化钙块与二氧化碳接触的条件没有特别限制，但从制造时间的关系考虑，碳酸气浓度优选为5％～100％。另外，从不使氢氧化钙块中所含的水快速蒸发的观点考虑，相对湿度需要大于0％。从高效地湿式碳酸化以及防止块中的水蒸发的观点考虑，相对湿度优选为50％～100％，更优选为80％～100％，进一步优选为90％～100％。
另外，从制造时间的观点考虑，温度优选为0℃～80℃。需要说明的是，温度低的情况下，可以制造结晶性低、反应性高的碳酸钙。
碳酸化时间根据氢氧化钙块与二氧化碳接触时的温度、氢氧化钙块的大小等适当决定，例如，为1分钟～300小时。
<碳酸化工序>
碳酸化工序是将氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中从而形成碳酸钙块的工序。作为氢氧化钙块，可以是经过上述预碳酸化工序的部分碳酸化氢氧化钙块。
(碳酸化工序的目的)
碳氧化工序的目的在于，使由氢氧化钙形成的钙离子、与含碳酸根离子水溶液中包含的碳酸根离子在水中发生反应，“利用所形成的碳酸钙将氢氧化钙粉末彼此大面积桥联，且进行完全碳酸化”。
在本发明中，因为使用了含水氢氧化钙块，所以在进行预碳酸化工序的情况下，钙离子与碳酸根离子会在充足量的水的存在下反应而形成碳酸钙，在碳酸化工序中，钙离子与碳酸根离子也会在充足量的水的存在下反应而形成碳酸钙。
与实质上不含水的氢氧化钙块相比，含水氢氧化钙块通过预碳酸化工序极难进行碳酸化。认为这是因为，在含水氢氧化钙块的情况下，即便使该块与二氧化碳接触，向该块内部的二氧化碳的扩散也会被水阻碍。然而，在含水氢氧化钙块的情况下，原本预碳酸化工序就不是必需的。当然，在进行预碳酸化工序的情况下，通过之后进行的碳酸化工序也能使氢氧化钙块完全碳酸化。
(含碳酸根离子的水溶液)
在碳酸化工序中，由于将氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中，从而存在足够量的水。因此，在氢氧化钙粒子表面所形成的碳酸钙结晶可以在水中生长。所以，氢氧化钙粒子彼此可以以更大的面进行接触，从而制造出机械强度优异的碳酸钙块。
另外，由于在碳酸化工序中存在水，从而能够以充分的速度向氢氧化钙提供碳酸根离子。进一步地，可以提高碳酸根离子的浓度或碳酸根离子的绝对量，使氢氧化钙完全被碳酸化，从而可以制造不含氢氧化钙的碳酸钙块。
(含碳酸根离子水溶液的碳酸根离子浓度)
在碳酸化工序中，由于使用了含碳酸根离子的水溶液，因此能提高碳酸根离子浓度。碳酸根离子浓度高的话，则(式4)的碳酸钙形成反应会变快。因此，碳酸化工序中的含碳酸根离子水溶液的碳酸根离子浓度优选为0.1摩尔浓度以上，更优选为0.3摩尔浓度以上，进一步优选为0.6摩尔浓度以上。
(含碳酸根离子的水溶液的pH)
在碳酸化工序中，使用含碳酸根离子的水溶液，但是，根据pH的不同二氧化碳在水中的存在状态也不同，可作为碳酸(H2CO3)、碳酸氢根离子(HCO3-)、碳酸根离子(CO3 2-)存在。碳酸氢根离子及碳酸根离子与钙离子反应而成为碳酸钙。pH低时，碳酸氢根离子及碳酸根离子的存在率小。因此，碳酸化工序中的含碳酸根离子水溶液的pH优选为6以上，更优选为7以上，进一步优选为8以上。
就上述含碳酸根离子的溶液而言，例如可以通过将碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢铵、碳酸铵等溶解于水中来制造。
(含碳酸根离子的水溶液的温度)
从氢氧化钙的碳酸化反应速度的观点考虑，水溶液的温度优选为高温。另一方面，在水溶液的温度高的情况下，可制造结晶性高、反应性低的碳酸钙。从上述两者的均衡的角度考虑，作为含碳酸根离子水溶液的温度，优选为5℃～95℃，优选为10℃～90℃，进一步优选为15℃～80℃。
(碳酸钙块的洗涤及干燥)
所制造的碳酸钙块在进行碳酸化工序后，可以通过常规方法进行洗涤及干燥。例如，就洗涤而言，在用蒸馏水洗涤表面之后，进一步浸渍于蒸馏水中，由此可以除去碳酸化工序中使用的含碳酸根离子水溶液的成分等。例如，通过将洗涤后的碳酸钙块在60℃下干燥24小时，可以从含水碳酸钙块中除去水。
(制造的医疗用碳酸钙块的体积)
通过本发明的制造方法所制造的碳酸钙块的体积优选为10-13m3以上。这是因为本发明的碳酸钙块被用作骨填充材料或制造骨填充材料的前体。当粉末被埋植入生物体内时，巨噬细胞被激活，从而巨噬细胞释放细胞因子。由于该细胞因子使得异物巨细胞被激活，并吞噬粉末，引起炎症反应。当所要埋植的碳酸钙块的体积为10-13m3以上的情况下，可以抑制炎症反应的发生。
从更可靠地抑制炎症反应发生的观点考虑，通过本发明的制造方法所制造的碳酸钙块的体积更优选为10-12m3以上，进一步优选为10-11m3以上，特别优选为10-10m3以上。
在本发明中，碳酸钙块的体积被定义为碳酸钙块在三维空间中所占的量。即，为多孔体的情况下，将包括多孔体内部的空气等的表观体积作为本发明中所述的体积。
<孔形成物质混合工序、孔形成工序>
孔形成物质混合工序及孔形成工序是在制造多孔质的碳酸钙块的情况下所设置的工序。
(孔形成物质向含水氢氧化钙块中的混合)
通过将孔形成物质混合到含水氢氧化钙块中，可以制造出多孔质碳酸钙块。例如，经过孔形成物质混合工序、氢氧化钙块成型工序、碳酸化工序以及孔形成工序的制造工序，可以制造多孔质碳酸钙块。
就孔形成物质而言，若为可溶解于孔形成工序中所使用的溶剂中的物质，则可以适当地选择。在溶剂为水的情况下，例如可例示氯化钠、糖等。
孔形成物质混合工序是将用特定的溶剂溶解的物质(孔形成物质)混合到原料氢氧化钙中的工序。通过设置该孔形成物质混合工序及后述的孔形成工序，能得到孔分布于全体而成的多孔质碳酸钙块。该氢氧化钙与孔形成物质的混合体积比优选为2∶1～1∶2。另外，由于孔形成物质的大小成为所形成的气孔的大小，所以能够适当地选择，优选为10μm～1000μm，更优选为30μm～500μm，进一步优选为50μm～300μm。
在孔形成物质混合工序中，可以先混合孔形成物质和氢氧化钙后再加水，也可将孔形成物质混合到含水氢氧化钙中，但为了防止孔形成物质溶解于水后形态等发生变化，在混合入氢氧化钙块的水中预先使该孔形成物质溶解是有效的。关于使孔形成物质溶解的浓度，没有特别限制，但是优选使孔形成物质在水中饱和。
孔形成工序是将块中的孔形成物质溶解在水等中以形成气孔的工序。该工序可以独立进行，也可以与碳酸化工序同时进行。
<使用本发明的碳酸钙作为原料的制造碳酸磷灰石的方法>
通过本发明所涉及的碳酸钙块的制造方法所得到的碳酸钙块是如上所述的不含杂质的碳酸钙块，因此如果向其赋予磷酸盐溶液并使其反应，则可以制造不含杂质、机械强度也优异的碳酸磷灰石块。作为向碳酸钙块赋予磷酸盐溶液的方法，可以举出：将碳酸钙块浸渍于磷酸盐溶液中的方法、将磷酸盐溶液喷雾到碳酸钙块上的方法，等。
实施例
以下，举出例子来具体地说明本发明所涉及的碳酸钙块的制造方法，但本发明并不限定于实施例。需要说明的是，本实施例以及比较例是在下述条件下进行的研究。
就氢氧化钙块的含水率而言，通过将氢氧化钙块在氮气环境下、以100℃干燥3小时并使水分蒸发，从而来计算氢氧化钙块所包含的含水率。
预碳酸化工序中氢氧化钙块与二氧化碳的接触是使用二氧化碳接触装置进行的。二氧化碳接触装置如下：从容量为19L的容器的气体导入口以每分钟200mL供给调整了相对湿度的二氧化碳气体，并从气体排出口排出过量的二氧化碳。
就碳酸化工序中的氢氧化钙块与含碳酸根离子水溶液的接触而言，是通过将氢氧化钙块浸渍于80℃的1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液中进行的。需要说明的是，1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液的pH为8.6。
就氢氧化钙块的碳酸化率而言，通过使用Bruker制粉末X射线衍射仪(D8Advance)，由来自氢氧化钙(2θ＝34.2度)和碳酸钙(2θ＝29.4度)的峰面积，对两者的摩尔比进行定量而算出。
对于氢氧化钙块完全成为碳酸钙组成而言，不仅要通过粉末X射线衍射法进行，还要通过敏感度更高的酚酞试验来进行。酚酞为无色透明，但在碱性下呈红色，因此，当碱性的氢氧化钙残留时会呈红色。所以，将块分割，在露出的中心部滴加酚酞溶液来确认是否呈红色。
需要说明的是，在本发明中，将呈红色的情况称为酚酞试验阳性，而将未呈色的情况称为酚酞试验阴性。
作为氢氧化钙块的机械强度的指标，通过岛津制的万能试验机(AGS-J型)测量氢氧化钙块的间接拉伸强度。以每分钟为10mm的十字头速度对试样进行破坏，由达到破坏的最大力来测定间接拉伸强度。
[实施例1]
<氢氧化钙块成型工序>
将氢氧化钙(和光纯药制)与蒸馏水以混合比为1.13进行混合。使用模具将混合物以20MPa进行单轴加压成型，成型为直径为6mm、高度为3mm的氢氧化钙压粉体。单轴加压时，一部分水被排出。成型的氢氧化钙块的含水率为26重量％。
<预碳酸化工序>
使用二氧化碳接触装置，将成型的氢氧化钙压粉体用相对湿度为100％的二氧化碳进行碳酸化。
使用该装置与二氧化碳接触12小时、24小时、48小时后的氢氧化钙块的碳酸化率分别为18摩尔％、20摩尔％、22摩尔％。
另外，氢氧化钙块的间接拉伸强度分别为5.7MPa、6.8MPa、7.9MPa。
可知当含水氢氧化钙块被预碳酸化时，块的机械强度显著提高，但碳酸化显著缓慢。
<碳酸化工序>
将经碳酸化工序的含水氢氧化钙块在80℃的1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液中浸渍1天及4天。将各个块用蒸馏水洗涤，且在80℃的蒸馏水中浸渍24小时来进行洗涤。进一步地，将块于60℃干燥24小时。
浸渍1天及4天后的氢氧化钙块的碳酸化率为92摩尔％及100摩尔％。浸渍4天后的块的酚酞试验呈阴性。因此，可知该块中完全没有残留氢氧化钙，已完全成为碳酸钙。
需要说明的是，块的间接拉伸强度分别为8.1MPa及8.2MPa。
图2示出了碳酸化工序中在碳酸氢钠水溶液中浸渍4天所制造的实施例1的医疗用碳酸钙块的扫描电子显微镜图像。可知粉末彼此被析出物以大面积桥联。
[实施例2]
<氢氧化钙块成型工序>
将氢氧化钙(和光纯药制)与蒸馏水以混合比为0.1进行混合。使用模具将混合物以20MPa进行单轴加压成型，成型为直径为6mm、高度为3mm的氢氧化钙压粉体。在单轴加压时未发现水被排出。成型的氢氧化钙块的含水率为9重量％。
<预碳酸化工序>
未进行预碳酸化工序。
<碳酸化工序>
将含有9重量％的水的氢氧化钙块在80℃的1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液中浸渍4天。之后，将块用蒸馏水洗涤，且在80℃的蒸馏水中浸渍24小时来进行洗涤。进一步地，将块于60℃干燥24小时。
氢氧化钙块的碳酸化率为100摩尔％，酚酞试验为阴性。因此，可知该块中完全没有残留氢氧化钙，已完全成为碳酸钙。
由此可见，就含有9重量％以上的水的氢氧化钙的压粉体而言，即使不进行预碳酸化工序，浸渍于1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液中时也不会崩解，可以在保持形态的状态下被碳酸化，从而成为碳酸钙。
需要说明的是，碳酸钙块的间接拉伸强度为2.6MPa。
另一方面，对实施例1和实施例2的结果进行比较可知，使用包含更多量的水的氢氧化钙且也进行预碳酸化的情况下，可以制造出机械强度优异的碳酸磷灰石块。
[比较例1]
出于明确实施例1中的碳酸化工序的必要性的目的，将实施例1中成型后的含水氢氧化钙块仅通过预碳酸化工序进行碳酸化。由于该制造方法不进行碳酸化工序，因此为本发明范围外的制造方法。需要说明的是，预碳酸化工序中的碳酸化期间合计为3天及6天(其为实施例1的预碳酸化期间加上碳酸化工序中的碳酸化期间即1天及4天而得到的)。
使用二氧化碳接触装置使氢氧化钙压粉体与二氧化碳接触3天及6天，然后，将块用蒸馏水洗涤，且在80℃的蒸馏水中浸渍24小时来进行洗涤。进一步地，将块于60℃干燥24小时。
与二氧化碳接触3天及6天后的块的碳酸化率分别为27摩尔％、28摩尔％，即使延长与二氧化碳的接触期间，碳酸化率的增大也是极为有限的。
根据实施例1与比较例1结果的不同可知，在制造医疗用碳酸钙块时碳酸化工序是必须的，单通过预碳酸化工序，只能制造残留有氢氧化钙的块。
[比较例2]
<氢氧化钙块成型工序>
使用模具将氢氧化钙(和光纯药制)以20MPa进行单轴加压成型，成型为直径为6mm、高度为3mm的实质上不含水的氢氧化钙压粉体。需要说明的是，成型的氢氧化钙块的含水率为0.4重量％。
<预碳酸化工序>
未进行预碳酸化工序。
<碳酸化工序>
将实质上不含水的氢氧化钙块浸渍于80℃的1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液中。
刚浸渍后，氢氧化钙块即发生崩解，无法保持形态。
可知使用实质上不含水的氢氧化钙块制造碳酸钙块时，预碳酸化工序是必需的。
[比较例3]
<氢氧化钙块成型工序>
用与比较例2相同的方法制造实质上不含水的氢氧化钙块。
<预碳酸化工序>
使用二氧化碳接触装置使氢氧化钙块于30℃与相对湿度为100％的二氧化碳接触1小时。
部分碳酸化后的氢氧化钙块的碳酸化率为14摩尔％，间接拉伸强度为1.3MPa。
<碳酸化工序>
将通过预碳酸化工序进行了部分碳酸化的氢氧化钙块在80℃的1摩尔浓度碳酸氢钠水溶液中浸渍1天及4天。
浸渍1天及4天后的氢氧化钙块的碳酸化率分别为94摩尔％及100摩尔％。
浸渍4天后的块在酚酞试验中呈阴性，可知已经完全成为碳酸钙。
另外，碳酸钙块的间接拉伸强度为3.3MPa和4.8MPa。
图3示出了碳酸化工序中在碳酸氢钠水溶液中浸渍4天而制备的、比较例3的碳酸钙块的扫描电子显微镜图像。
通过对实施例1中使用含水氢氧化钙块所制造的碳酸钙块(图2)、与比较例3中使用实质上不含水的氢氧化钙块所制造的碳酸钙块(图3)的扫描电子显微镜图像进行比较，可知实施例1的使用含水氢氧化钙块所制造的碳酸钙块的粉末彼此被析出物以大面积桥联，相对于此，比较例3中使用实质上不含水的氢氧化钙块所制造的碳酸钙块的基于析出物的桥联是有限的。
以间接拉伸强度为指标的机械强度在比较例3中为4.8MPa，相对于此，实施例1中为8.2MPa，可知通过使用含水氢氧化钙块，而非实质上不含水的氢氧化钙压粉体，从而所制造的碳酸钙块的机械强度显著变大。
<实施例3>
(氢氧化钙块成型工序)
将氢氧化钙(和光纯药制)与蒸馏水以混合比为1.0进行混合。使用模具将混合物以5MPa进行单轴加压成型，成型为直径为6mm、高度为3mm的氢氧化钙压粉体。在单轴加压时，一部分水被排出。成型的氢氧化钙块的含水率为35重量％。
<预碳酸化工序>
未进行预碳酸化工序。
(碳酸化工序)
将含水氢氧化钙块在80℃的1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液中浸渍4天。之后，将块用蒸馏水洗涤，且在80℃的蒸馏水中浸渍24小时来进行洗涤。进一步地，将块于60℃干燥24小时。
浸渍4天后的氢氧化钙块的碳酸化率为100摩尔％。另外，酚酞试验为阴性。因此，可知该块中氢氧化钙完全没有残留，已完全成为碳酸钙。
需要说明的是，块的间接拉伸强度为1.1MPa。从扫描电子显微镜图像可知，粉末彼此被析出物以大面积桥联。
尽管本实施例所得到的块的气孔率较高，但也有充分的强度
<实施例4>
(氢氧化钙块成型工序)
将氢氧化钙(和光纯药制)与蒸馏水以混合比为1.0进行混合。使用模具将混合物以5MPa进行单轴加压成型，成型为直径为6mm、高度为3mm的氢氧化钙压粉体。在单轴加压时，一部分水被排出。成型的氢氧化钙块的含水率为35重量％。
(预碳酸化工序)
使用二氧化碳接触装置，将制造的氢氧化钙块用相对湿度为100％的二氧化碳进行10分钟碳酸化。
(碳酸化工序)
将含水氢氧化钙块在80℃的1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液中浸渍4天。之后，将块用蒸馏水洗涤，且在80℃的蒸馏水中浸渍24小时来进行洗涤。进一步地，将块于60℃干燥24小时。
浸渍4天后的氢氧化钙块的碳酸化率为100摩尔％。另外，酚酞试验为阴性。因此，可知该块中氢氧化钙完全没有残留，已完全成为碳酸钙。
需要说明的是，块的间接拉伸强度为1.5MPa。从扫描电子显微镜图像可知，粉末彼此被析出物以大面积桥联。
尽管本实施例所得到的块的气孔率较高，但也有充分的强度。
通过对实施例3与实施例4的结果进行比较可知，通过进行预碳酸化能够制造出机械强度高的碳酸磷灰石块。
另外，通过对实施例1与实施例3以及实施例4的结果进行比较可知，氢氧化钙的压粉压力高的情况下，能够制造出机械强度高的碳酸钙块。
<比较例4>
(氢氧化钙块成型工序)
使用模具将氢氧化钙(和光纯药制)以5MPa进行单轴加压成型，成型为直径为6mm、高度为3mm的实质上不含水的氢氧化钙压粉体。需要说明的是，成型的氢氧化钙块的含水率为0.4重量％。
<预碳酸化工序>
未进行预碳酸化工序。
(碳酸化工序)
将实质上不含水的氢氧化钙块浸渍于80℃的1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液中。
刚浸渍后，氢氧化钙块即发生了崩解。
通过对比较例4与实施例3及4的结果进行比较可知，当实质上包含水的氢氧化钙块未进行预碳酸化，而浸渍于含碳酸根离子的水溶液中时，会发生崩解，但含水氢氧化钙块即使浸渍于含碳酸根离子的水溶液中也不会崩解，因此能够制造碳酸钙块。
[实施例5]
<孔形成物质混合工序>
将氯化钠(和光纯药制)进行筛分，制造出212～300μm的氯化钠。接着，将氢氧化钙(和光纯药制)与蒸馏水以混合比为1.0进行混合，在所得到的混合物中以重量比为1∶1混合该氯化钠。
<氢氧化钙块成型工序>
使用模具将混合物以20MPa进行单轴加压成型，成型为直径为6mm、高度为3mm的氢氧化钙压粉体。在单轴加压时，一部分水被排出。成型的氢氧化钙块的含水率为10重量％。
<预碳酸化工序>
使用二氧化碳接触装置将所制造的氢氧化钙块用相对湿度为100％的二氧化碳进行1小时的碳酸化。
<碳酸化工序>
将含水氢氧化钙块在80℃的1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液中浸渍4天。
<孔形成工序>
在碳酸化工序后，将块用蒸馏水洗涤，且在80℃的蒸馏水中浸渍24小时来进行洗涤。进一步地，将块于60℃干燥24小时。
浸渍4天后的氢氧化钙块的碳酸化率为100摩尔％。另外，酚酞试验为阴性。因此，可知该块中完全没有残留氢氧化钙，已完全成为碳酸钙。
图4示出实施例5中所制造的多孔体碳酸钙块的截面。
从扫描电子显微镜图像可知能够制造出多孔体碳酸钙。
[比较例5]
<孔形成物质混合工序>
将实施例5所制造的212～300μm的氯化钠与氢氧化钙(和光纯药制)以重量比为1∶1进行混合。
<氢氧化钙块成型工序>
使用模具将混合物以20MPa进行单轴加压成型，成型为直径为6mm、高度为3mm的氢氧化钙压粉体。成型的氢氧化钙块的含水率为0.2重量％。
<碳酸化工序>
将氢氧化钙块浸渍于80℃的1摩尔浓度的碳酸氢钠水溶液中。刚浸渍后，块即开始崩解，无法保持形态。

Claims (8)

1.碳酸钙块的制造方法，其具有：
将含水氢氧化钙块进行成型的氢氧化钙块成型工序，和
将氢氧化钙块浸渍于含碳酸根离子的水溶液中从而形成碳酸钙块的碳酸化工序。
2.如权利要求1所述的碳酸钙块的制造方法，其在氢氧化钙块成型工序和碳酸化工序之间具有预碳酸化工序，
所述预碳酸化工序使氢氧化钙块与二氧化碳接触从而形成部分碳酸化氢氧化钙块。
3.如权利要求1或2所述的碳酸钙块的制造方法，其还具有下述工序：
孔形成物质混合工序，和
孔形成工序。
4.如权利要求1～3中任一项所述的碳酸钙块的制造方法，其中，在氢氧化钙块成型工序中所成型的含水氢氧化钙块包含4重量％以上的水。
5.如权利要求1～4中任一项所述的碳酸钙块的制造方法，其中，在碳酸化工序中得到的碳酸钙块的体积为10-13m3以上。
6.如权利要求1～5中任一项所述的碳酸钙块的制造方法，其中，碳酸化工序中使用的含碳酸根离子的水溶液含有浓度为0.1摩尔以上的碳酸根离子。
7.如权利要求1～6中任一项所述的碳酸钙块的制造方法，其中，碳酸化工序中使用的含碳酸根离子的水溶液的pH为6以上。
8.碳酸磷灰石块的制造方法，其特征在于，向利用权利要求1～7中任一项所述的制造方法所制造的碳酸钙块中赋予磷酸盐溶液。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102450679B1 (ko) * 2022-03-30 2022-10-06 한국지질자원연구원 첨가제 없이 칼슘 용액과 탄산 용액의 혼합 조건 조절을 통한 탄산칼슘의 크기 및 형태 조절방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5232678A (en) * 1990-07-27 1993-08-03 Ecc International Limited Precipitated calcium carbonate
CN1809391A (zh) * 2003-06-24 2006-07-26 国立大学法人九州大学 医疗用骨修复填充材料及其制造方法
JP2014201469A (ja) * 2013-04-03 2014-10-27 古手川産業株式会社 カルサイト型炭酸カルシウムおよびその製造方法
RU2588525C1 (ru) * 2014-12-11 2016-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Наноапатит" Способ получения наноразмерного кальций-дефицитного карбонатсодержащего гидроксиапатита
CN106458626A (zh) * 2014-09-30 2017-02-22 株式会社Gc 碳酸钙块的制造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5558850A (en) 1990-07-27 1996-09-24 Ecc International Limited Precipitated calcium carbonate
KR950008586B1 (ko) * 1993-01-29 1995-08-03 대원화학공업주식회사 칼슘염을 주재로 한 건축재 및 그의 제조방법
JP3248514B2 (ja) * 1998-10-29 2002-01-21 日本鋼管株式会社 排出炭酸ガスの削減方法
JP6588097B2 (ja) * 2015-08-31 2019-10-09 株式会社ジーシー 炭酸カルシウムを含有する多孔質体の製造方法、炭酸アパタイトを含有する多孔質体の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5232678A (en) * 1990-07-27 1993-08-03 Ecc International Limited Precipitated calcium carbonate
CN1809391A (zh) * 2003-06-24 2006-07-26 国立大学法人九州大学 医疗用骨修复填充材料及其制造方法
US20110295383A1 (en) * 2003-06-24 2011-12-01 Kyushu University, National University Corporation Bone substitute material for medical use and method of producing the same
JP2014201469A (ja) * 2013-04-03 2014-10-27 古手川産業株式会社 カルサイト型炭酸カルシウムおよびその製造方法
CN106458626A (zh) * 2014-09-30 2017-02-22 株式会社Gc 碳酸钙块的制造方法
RU2588525C1 (ru) * 2014-12-11 2016-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Наноапатит" Способ получения наноразмерного кальций-дефицитного карбонатсодержащего гидроксиапатита

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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NORIKO KOGA ET AL.: ""Effects of acidic calcium phosphate concentration on mechanical strength of porous calcite fabricated by bridging with dicalcium phosphate dihydrate"", 《CERAMICS INTERNATIONAL》 *

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