CN118475535A - 羟基磷灰石悬浊液的制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

在本实施方式中，羟基磷灰石悬浊液的制备装置具备容器、第一注入装置、第二注入装置、pH计、控制装置和排出装置。第一注入装置将氢氧化钙注入到容器中。第二注入装置将磷酸注入到容器中容纳的溶液中。pH计测量容器中的溶液的pH。控制装置控制通过第一注入装置注入的氢氧化钙的浓度、通过第二注入装置注入的磷酸的浓度和注入速度中的至少一个，以使通过pH计测得的pH处于指定范围。排出装置将容器中的通过溶液的自然沉淀而浓缩的羟基磷灰石悬浊液排出到容器外。

Description

羟基磷灰石悬浊液的制备装置及方法

技术领域

本发明涉及一种羟基磷灰石悬浊液的制备装置及方法。

背景技术

羟基磷灰石(以下标记为HA)，例如用Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂表示。作为HA的制备方法的一例，有溶液法。一般地，HA以干燥粉末状的状态进行运输、售卖以及使用。HA在干燥时会聚集。聚集后的HA的粒子尺寸成为微米尺寸。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的实施方式提供一种含有小粒子尺寸的HA的悬浊液的制备装置及方法。

解决问题的技术手段

本发明的实施方式的HA悬浊液的制备装置具备容器、第一注入装置、第二注入装置、pH计、控制装置、排出装置。第一注入装置将氢氧化钙注入到容器中。第二注入装置将磷酸注入到容器中容纳的溶液中。pH计测量容器中的溶液的pH。控制装置对通过第一注入装置注入的氢氧化钙的浓度、通过第二注入装置注入的磷酸的浓度和注入速度中的至少一个进行控制，以使通过pH计测得的pH处于指定范围。排出装置将容器中的通过溶液的自然沉淀而浓缩的HA悬浊液排出到容器外。

发明效果

根据本发明的实施方式，可以制备含有小粒子尺寸的HA的悬浊液。

附图说明

图1为示出第1实施方式的制备装置的结构的一例的框图。

图2为示出根据第1实施方式的制备装置的氢氧化钙和磷酸的混合状态的一例的概念图。

图3为示出由第1实施方式的制备装置所执行的悬浊液制备方法的一例的流程图。

图4为示出第1实施方式的悬浊液制备方法中的自然沉淀的例子的概念图。

图5为示出一般活菌检查的实验结果的例子的图。

图6为示出真菌检查的实验结果的例子的图。

图7为示出高压釜杀菌的实验结果的例子的图。

图8为示出一般活菌检查的实验结果的例子的图。

图9为示出基于一般活菌检查的实验结果所得到的pH和活菌增殖倍率之间的关系的例子的图表。

图10为示出第2实施方式的将含银HA涂敷到不织布上的涂敷装置15的结构的例子的概念图。

图11为示出喷头以及超声波振子的例子的侧面图。

图12为示出支撑台的上表面的例子的立体图。

图13为由第2实施方式的涂敷装置所执行的将含银HA涂敷到不织布上的方法的例子的流程图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在下面的说明中，对基本相同或实质相同的功能以及组成要素，标注相同的附图标记，省略说明或者仅在必要时进行说明。

(第1实施方式)

在第1实施方式中，对使用溶液法、含有粒子尺寸小的HA、运输效率高、菌数的控制效果好的HA悬浊液的制备装置及方法进行说明。

由第1实施方式制备的HA悬浊液中含有的HA，可以保持纳米尺寸。

图1为示出第1实施方式的制备装置1的结构的一例的框图。

制备装置1具备控制装置2、第一容器3、第一注入装置4、第二注入装置5、pH(氢离子浓度指数)计6、温度计7、温度调节装置8、搅拌机37、第一排出装置9和第二排出装置10。由制备装置1制备以及浓缩的HA悬浊液11容纳在第二容器12中。

需要说明的是，组成制备装置1的各种装置可以适当地进行组合。例如，pH计6和温度计7可以是一个装置。例如，第一排出装置9和第二排出装置10可以是同一个泵。

并且，组成制备装置1的各种装置可以适当地进行分离。例如，第一容器3可以分离为用于将磷酸滴入氢氧化钙中的容器和氢氧化钙和磷酸混合后的溶液13进行自然沉淀的容器。

控制装置2接收由pH计6所测得的表示pH的信号，并接收由温度计7所测定的表示温度的信号。

控制装置2基于从pH计6接收到的信号所表示的pH以及从温度计7接收到的信号所表示的温度，控制由第一注入装置4注入到第一容器3中的氢氧化钙的浓度、由第二注入装置5注入(例如滴加)到第一容器3中的磷酸的浓度和注入速度(例如滴加速度)中的至少一个、溶液13的pH(合成pH)、HA合成时以及自然沉淀时根据温度控制装置8的对溶液13的温度管理。

控制装置2通过在滴加磷酸后进一步继续滴加磷酸而降低溶液13的pH，可以执行有目的地制备缺钙型HA或者含抗菌性重金属的缺钙型HA的控制。

在第1实施方式中，控制装置2控制氢氧化钙的浓度，以使氢氧化钙的浓度在第一范围内。第一范围可以是例如0.01％以上50％以下等。

控制装置2控制磷酸的浓度，以使磷酸的浓度在第二范围内。第二范围可以是例如0.01％以上50％以下等。

控制装置2控制磷酸的注入速度，以使相对于HA生产量的磷酸的注入速度在第三范围内。第三范围可以是例如0.01ml/min/g以上100ml/min/g以下等。第三范围可以优选0.1ml/min/g以上10ml/min/g以下等。

控制装置2控制氢氧化钙和磷酸中的至少一个的注入量，以使第一容器3中的溶液13的pH在第四范围内。第四范围可以是例如5以上13以下等。

控制装置2控制溶液13的温度，以使混合氢氧化钙和磷酸并合成HA悬浊液的合成温度以及氢氧化钙和磷酸反应时的温度在第五范围内。第五范围可以是例如5℃以上50℃以下等。第5范围可以优选例如5℃以上30℃以下等。在HA制备反应中，由于反应热，溶液13的温度趋于升高，但可以通过控制装置2以及温度调节装置8的操作，实现适于HA制备的状态。

控制装置2例如可以具备存储装置2a以及处理器2b。这种情况下，存储装置2a存储软件2c。存储装置2a可以包含非临时存储装置和高速缓冲存储器等的临时存储装置。软件2c可以包含程序和数据。处理器2b执行存储在存储装置2a中的软件2c，并执行用于制备HA悬浊液11的各种控制。

控制装置2在氢氧化钙和磷酸混合(HA合成)时，在搅拌机37执行用于搅拌容器3中的溶液13的控制。更加具体地，当第二注入装置5进行磷酸的滴加处理时，控制装置2向搅拌机37发送表示转速的信号。例如，控制装置2向搅拌机37发送用于使搅拌机37以例如50rpm以上1000rpm以下的速度旋转的信号。更加优选控制装置2向搅拌机37发送用于使搅拌机37以例如100rpm以上500rpm以下的速度旋转的信号。

控制装置2在从第一容器3中排出溶液13的上清部分之后且从第一容器3中排出浓缩的HA悬浊液11之前，在搅拌机37执行用于搅拌第一容器3中的浓缩的HA悬浊液11的控制。更加具体地，在排出浓缩的HA悬浊液11之前，控制装置2向搅拌机37发送表示转速的指令。例如，控制装置2向搅拌机37发送用于使搅拌机37以例如50rpm以上1000rpm以下的速度旋转的信号。更加优选控制装置2向搅拌机37发送用于使搅拌机37以例如100rpm以上500rpm以下的速度旋转的信号。通过根据该搅拌机37的搅拌，可以使浓缩的HA悬浊液11的浓度均匀化。

控制装置2命令第一排出装置9排出第一容器3中容纳的溶液13中的上清部分。

控制装置2命令第二排出装置10排出第一容器3中容纳的溶液13中的沉淀部分(即浓缩的HA悬浊液11)。

第一容器3容纳从第一注入装置4注入的氢氧化钙(液)。

第一容器3接收通过第二注入装置5注入(例如滴加)的磷酸(液)。

在第一容器3中，氢氧化钙和磷酸反应，从而制备(合成)含HA的溶液13。

第一注入装置4接收来自控制装置2的表示氢氧化钙浓度的信号。第一注入装置4基于所接收的信号，调节氢氧化钙的浓度，并将调节浓度后的氢氧化钙注入到第一容器3中。在第1实施方式中，氢氧化钙的浓度可以是90％以上100％以下。

第一注入装置4可以将氢氧化钙和含抗菌性重金属的化合物的混合液注入到第一容器3中。在第1实施方式中，抗菌性重金属可以是例如银、铜、钯、铂、镉、镍、钴、锌、锰、铊、铅或汞。

第二注入装置5接收来自控制装置2的表示磷酸浓度的信号以及表示磷酸的注入速度的信号。第二注入装置5以所接收到的信号表示的注入速度，将所接收到的信号表示的浓度的磷酸滴加到第一容器3中储存的含氢氧化钙的溶液13中。

第二注入装置5可以将磷酸和含抗菌性重金属的化合物的混合液滴加到第一容器3中的溶液13中。

pH计6测量储存在第一容器3中的溶液13的pH，并将表示pH的信号发送给控制装置2。

温度计7测量储存在第一容器3中的溶液13的温度，并将表示温度的信号发送给控制装置2。

温度调节装置8接收来自控制装置2的表示温度的信号。温度调节装置8执行第一容器3中的溶液13的温度管理(例如加热或冷却)，以使第一容器3中的溶液13在氢氧化钙和磷酸的混合中(HA合成中)以及在对溶液13执行自然沉淀中时，达到接收到的信号所表示的温度。

搅拌机37接收来自控制装置2的表示转速的信号。搅拌机37按照所接收的信号所表示的转速来搅拌容器3中的溶液13。搅拌机37在滴加磷酸时(合成HA时)搅拌溶液13。并且，搅拌机37在浓缩的HA悬浊液11排出之前搅拌浓缩的HA悬浊液11。排出上清部分后的沉淀部分存在浓度梯度。在第1实施方式中，可以通过搅拌沉淀部分使沉淀部分的浓度均匀化。

第一排出装置9接收来自控制装置2的表示排出指令的信号。第一排出装置9基于所接收到的信号，从第一容器3中排出溶液13的上清部分，并将溶液13的沉淀部分(即浓缩的HA悬浊液11)留在第一容器3中。

第一排出装置9的排水口可以根据上清部分和沉淀部分之间的边界位置上下移动。更加具体地，第一排出装置9的排水口的高度调节为高于上清部分和沉淀部分之间的边界位置。由此，可以高效地排出上清部分，并将沉淀部分留在第一容器3中。

第二排出装置10接收来自控制装置2的表示排出指令的信号。第二排出装置10基于所接收的信号，将第一容器3中的溶液13的沉淀部分作为浓缩的HA悬浊液注入到运输用的第二容器12中。

图2为示出根据第1实施方式的制备装置1的氢氧化钙和磷酸的混合状态(HA合成状态)的一例的概念图。在该图2中，省略了制备装置1中的第一排出装置9以及第二排出装置10。

第三容器4a容纳氢氧化钙的溶液。第一注入装置4将氢氧化钙调节到从控制装置2接收到的信号所表示的浓度，并将调节浓度后的氢氧化钙注入到第一容器3中。

第四容器5a容纳磷酸的溶液。第二注入装置5将磷酸调节到从控制装置2接收到的信号所表示的浓度，并以从控制装置2接收到的信号所表示的滴加速度，将调节浓度后的磷酸滴加到第一容器3中。

控制装置2接收来自pH计6的表示溶液13的pH的信号，并基于溶液13的pH，控制第一注入装置4以及第二注入装置5的动作以及搅拌机37的搅拌处理。

控制装置2接收来自温度计7的表示溶液13的温度的信号，并基于溶液13的温度，控制温度调节装置8的动作。

在第1实施方式中，第一注入装置4以及第二注入装置5可以是例如管式泵。

图3为示出由第1实施方式的制备装置1执行的HA悬浊液11的制备方法的一例的流程图。图3的制备方法按照根据控制装置2的控制来执行。

在S301中，第一注入装置4将由控制装置2指定的浓度的氢氧化钙注入到第一容器3中。

在S302中，搅拌机37以由控制装置2指定的转速进行动作，并搅拌第一容器3中的溶液13。

在S303中，第二注入装置5以由控制装置2指定的浓度以及注入速度，将磷酸滴加到第一容器3中的溶液13(氢氧化钙)中。

在S304中，pH计6测量第一容器3中的溶液13的pH，并将表示pH的信号发送给控制装置2，温度计7测量第一容器3中的溶液13的温度，并将表示温度的信号发送给控制装置2。

在S305中，控制装置2对氢氧化钙的浓度、磷酸的浓度以及注入速度、第一容器3中的溶液13的pH和溶液13的温度之间的关系是否合适进行判断。所述合适的各种材料的浓度、注入速度、pH和温度之间的关系在后面进行说明。

当控制装置2判断浓度、注入速度、pH和温度之间的关系不合适的情况下，在S306中，控制装置2确定新的氢氧化钙的浓度、新的磷酸的浓度和新的磷酸的注入速度、新的pH和第一容器3中的溶液13的新的温度。然后，控制装置2向第一注入装置4发送表示新的氢氧化钙的浓度的信号。第一注入装置4基于从控制装置2接收到的信号来调节氢氧化钙的浓度。控制装置2向第二注入装置5发送表示新的磷酸的浓度的信号以及表示新的磷酸的注入速度的信号。第二注入装置5基于从控制装置2接收到的信号来调节磷酸的浓度以及注入速度。控制装置2向温度调节装置8发送表示新的温度的信号。温度调节装置8基于从控制装置2接收到的信号来调节溶液13的温度。之后处理返回到S301。

需要说明的是，在第1实施方式的上述S306中，控制装置2可以不确定新的氢氧化钙的浓度，也可以不向第一注入装置4发送表示新的氢氧化钙的浓度的信号。这种情况下，处理返回到S302。

在上述S305中，当控制装置2判断浓度、注入速度、pH和温度之间的关系合适时，在S307中，控制装置2判断是否满足向氢氧化钙滴加磷酸的动作的结束条件(滴加结束条件)。

滴加结束条件可以是例如第一容器3中的溶液13的pH达到目标范围(目标pH)。

在溶液13的pH达到目标pH后不久，溶液13的pH还会上升。因此，即使在溶液13的pH达到目标pH之后，控制装置2也可以在之后再次执行向第二注入装置5滴加适量磷酸，并且当溶液13的pH稳定的情况下，也可以判断为满足滴加结束条件。

滴加结束条件可以是例如第一容器3中的溶液13的量超过阈值等。

控制装置2通过在滴加磷酸之后进一步继续滴加磷酸并降低溶液13的pH，可以有目的地制备缺钙型HA或含抗菌性重金属的缺钙型HA。

当控制装置2判断为不满足结束条件的情况下，处理返回到S301。需要说明的是，在第1实施方式的S306中，控制装置2在没有确定新的氢氧化钙的浓度的情况下，处理可以返回到S302。

当控制装置2判断为满足结束条件的情况下，在S308中，控制装置2向第一注入装置4、第二注入装置5和搅拌机37发送停止信号。第1注入装置4和第2注入装置5按照从控制装置2接收到的信号停止注入动作。搅拌机37按照从控制装置2接收到的信号停止搅拌动作。

在S309中，控制装置2向温度调节装置8发送表示适合自然沉淀的温度的信号。温度调节装置8基于从控制装置2接收到的信号来调节溶液13的温度。

在步骤S310中，第一容器3中的溶液13的自然沉淀实施指定时间以上。

在S311中，第一排出装置9服从控制装置2的控制，排出第一容器3中的溶液13的上清部分，并将沉淀部分留在第一容器3中。

在S312中，搅拌装置37服从控制装置2的控制，搅拌作为第一容器3中的沉淀部分的浓缩的HA悬浊液11。

在S313中，第二排出装置10服从控制装置2的控制，排出第一容器3中的浓缩的HA悬浊液11，并容纳在第二容器12中。

图4是示出第1实施方式的HA悬浊液11的制备方法中的自然沉淀的例子的概念图。

对在第一容器3中制备的含HA的溶液13进行指定时间的自然沉淀。根据实验的结果，进行自然沉淀的指定时间可以是例如1天以上60天以下，可以更加优选9天以上28天以下。

溶液13中的纳米尺寸的HA缓慢沉淀。当除去溶液13的上清部分时，保留作为溶液13的沉淀部分的浓缩的HA悬浊液11。该HA悬浊液11中含有的HA保持纳米尺寸。

通过将浓缩的HA悬浊液11与牙膏混合，可以制备纳米尺寸的HA扩散后的牙膏。

下面，对第1实施方式中的氢氧化钙的浓度、磷酸的注入速度和溶液13的温度之间的关系进行说明。

作为HA的制备方法之一的溶液法，与水热合成和干式合成相比，可以减小HA的粒子尺寸，是适合大规模生产的方法。

溶液法具有在硝酸钙中加入磷酸铵进行合成的氨系溶液法和在氢氧化钙中加入磷酸的氢氧化钙系溶液法。在氨系溶液法中，由于使用氨，因此需要洗涤。由于该洗涤，在氨系溶液法中HA的产量产生损失。在氢氧化钙系溶液法中，由于没有副产物，因此不需要洗涤。因此，氢氧化钙系溶液法比氨系溶液法可以提高HA产率。

在这里，HA产率是实际的HA产量相对于从原料计算出的理论上的HA合成量的比值。

当HA以干燥粉末状销售和使用时，即使制备了纳米尺寸的HA，也可能会因干燥而聚集，从而HA变成微米尺寸。

因此，在第1实施方式中，使用氢氧化钙系溶液法，制备粒子尺寸小并且运输效率以及菌数控制优秀的浓缩的HA悬浊液11。下面，对在第1实施方式的HA悬浊液11的制备装置1及方法中适用的各种条件(原料浓度、注入速度、温度、pH的影响等)进行说明。

在第1实施方式中，通过调节第一容器3中的溶液13的pH实现菌数控制。

在第1实施方式中，通过不使用离心分离机及干燥，而是使用自然沉淀来浓缩溶液13，从而保持HA的小粒子尺寸的状态，并且提高运输效率。

进一步地，在第1实施方式中，对优选的用于自然沉淀的温度和浓缩的期间进行说明。

在第1实施方式中，进行对悬浊液进行干燥或加热并对产物进行分析以及鉴定的实验。从通过该实验得到的产物中检测到磷酸三钙(TCP)或氧化钙(CaO)。认为产物中含有磷酸三钙是因为悬浊液中存在缺钙型HA。认为产物中含有氧化钙是因为悬浊液中存在氢氧化钙。为了使HA的制备量最大，将悬浊液控制在合适的pH很重要。

并且，产物的pH根据温度改变。温度下降时，成为最佳条件的pH也降低。

表1示出温度与pH与HA产率之间的关系的实验结果的例子。

【表1】

表1

由表1可知，会增大HA产率的pH根据温度而变化。在表1中，25.5℃的温度下，会增大HA产率的合适的pH为8.5～9.0。与此相对，19.1℃的温度下，会增大HA产率的合适的pH上升到9.5。

表2示出pH与氢氧化钙的浓度之间的关系的实验结果的例子。

【表2】

表2

氢氧化钙的浓度从96％～97％上升到超高浓度99.99％的情况下，会增大HA产率的合适的pH会下降1.5左右。

表3示出合成时的磷酸的注入速度与HA的粒子尺寸之间的关系的实验结果的例子。该表3示出HA的产量为50g时磷酸的注入速度与HA的粒子尺寸之间的关系。

【表3】

表3

注入速度(ml/min)	HA粒径(um)
		4	10～30
8	10～50
		16	10～50
32	60～100

合成时的磷酸的注入速度上升的同时，HA的粒子尺寸变大。

表4示出HA产量与磷酸的注入速度与HA的粒子尺寸之间的关系的实验结果的例子。

【表4】

表4

HA产量(g)	注入速度(ml/min)	HA粒径(um)
			25	4	10～40
50	8	10～50
			100	16	10～50

由该表4可知，在粒径相同的情况下，HA产量增加的同时可以加快磷酸的注入速度。例如，若要得到两倍的HA产量，磷酸的注入速度也可以变成两倍。

表5示出氢氧化钙与磷酸与HA的粒径之间的关系的实验结果的第1例子。在该表5中，使磷酸的浓度恒定。

【表5】

表5

Ca(OH)2浓度(倍)	H3PO4浓度(倍)	HA粒径(um)
			20	11	50～200
40	11	30～70

由表5可知，氢氧化钙的浓度越高，可以使HA的粒径越小。

表6示出氢氧化钙与磷酸与HA的粒径之间的关系的实验结果的第2例子。在该表6中，使氢氧化钙的浓度恒定。

【表6】

表6

Ca(OH)2浓度(倍)	H3PO4浓度(倍)	HA粒径(um)
			10	11	40～100
10	23	10～50

由表6可知，磷酸的浓度越高，可以使HA的粒径越小。

表7示出氢氧化钙的浓度与磷酸的浓度与HA的粒径之间的关系的实验结果的第3例子。

【表7】

表7

Ca(OH)2浓度(倍)	H3PO4浓度(倍)	HA粒径(um)
			100	11	1～10
100	23	1～10
			100	47	1～5
200	47	<1

由表7可知，氢氧化钙的浓度和磷酸的浓度越高，可以使HA的粒径越小。

根据上述的表3至表7，控制装置2例如，以使氢氧化钙的浓度高于第一阈值，磷酸的浓度高于第二阈值，磷酸的注入速度低于第三阈值的方式执行控制。第一阈值可以是例如0.01％以上50％以下的范围内的任意值。第二阈值可以是例如0.01％以上50％以下的范围内的任意值。第三阈值是与相对于HA制备量的注入速度相关的值，可以是例如0.01ml/min/g以上10ml/min/g以下的范围内的任意值。

由此，可以使溶液13以及HA悬浊液11中含有的HA的粒子尺寸小到例如纳米尺寸。

在第1实施方式中，在第一容器3中制备的溶液13没有被干燥就使用自然沉淀进行浓缩，浓缩的HA悬浊液11容纳在第二容器12中，然后被运输以及使用。

在第1实施方式中，HA以悬浊液的状态进行运输以及使用。因此抑制HA粒子聚集，可以使用保持小粒子尺寸的HA。小粒子尺寸的HA与附着对象之间的紧贴性优秀。小粒子尺寸的HA可以防止附着对象的表面积减少。

在第1实施方式中，可以制备通过自然沉淀而浓缩的HA悬浊液11，因此可以提高运输效率。

下面对第一容器3中的溶液13的pH与抗菌效果之间的关系进行说明。

图5为示出一般活菌检查的实验结果的例子的图。在图5中，培养基是标准琼脂培养基。样本的pH为6.0、10.0、10.5。向琼脂培养基中滴加0.1g的第一容器3中的溶液13(原液)。在35℃下进行48小时的培养。在图5中，对各样本标记了每一克菌的菌落的数量。

图6为示出真菌检查的实验结果的例子的图。在图6中，培养基是添加有氯霉素的马铃薯葡萄糖琼脂培养基。样本的pH为6.0、10.0、10.5。向琼脂培养基滴加0.1g的第一容器3中的溶液13(原液)。在25℃下进行5天的培养。在图6中，对各样本标记了每一克菌的菌落的数量。

在图5以及图6的任意一个中，pH在10以下没有杀菌效果，pH在10.5以上获得杀菌效果。

一般活菌检查中的在碱性区域下的繁殖极限为pH8至pH9。真菌检查中的在碱性区域下的繁殖极限为pH8.5。在溶液13中，pH为10时不能获得充分的菌数控制的结果。但是，在溶液13中，pH为10.5以上时能获得菌数控制的效果。pH为10.5以上的溶液13中含有少许未反应的氢氧化钙。该未反应的氢氧化钙使悬浊液的pH为高值，抑制菌的繁殖。因此，通过控制溶液13的pH，可以抑制菌数。

图7为示出高压釜杀菌的实验结果的例子的图。在图7中，高压釜杀菌在121℃下进行15分钟。样本的pH为6.0、9.5、10.0。在图7中，对各样本标记了每一克菌的菌落的数量。

通过对溶液13执行高压釜灭菌处理，可以在pH10以下的情况下抑制菌数。执行高压釜灭菌后的溶液13中的HA，可能会出现微晶增大20％左右的情况。但是，不会发生HA的粒子之间的聚集。在实验中，执行高压釜灭菌后的溶液13，即使在空气中暴露两小时后也能保持菌数的抑制效果。

图8为示出一般活菌检查的实验结果的例子的图。在图8中，培养基为标准琼脂培养基。样本的pH(合成pH)为10.0、10.5、11.0、11.5。向琼脂培养基滴加0.1g的第一容器3中的溶液13(原液)。在35℃下进行48小时的培养。在图8中，对各样本标记了每一克菌的菌落的数量。

pH从10上升到10.5时，菌的菌落数量减少大约1/7。pH从10.5上升到11.0时，菌的菌落数量减少大约1/1.5。pH从11.0上升到11.5时，菌的菌落数量减少大约1/3。

图9为示出基于一般活菌检查的结果所得到的pH与活菌增殖倍率之间的关系的例子的图表。图9示出了从浓度测定操作开始到倒入第二容器12操作为止的期间的每个pH的活菌增殖倍率。

由图9可知，pH为10.5以上时活菌增殖倍率大幅减少。

由上述图8以及图9可知，在菌数的抑制中，第一容器3中的溶液13的pH越高，对活菌数的抑制越有效果。具体地，第一容器3中的溶液13的pH为10.5以上时，活菌增殖的抑制效果提高，活菌数大幅减少。

根据实验求出第一容器3中的溶液13的pH与HA产率之间的关系时，第一容器3中的溶液13的pH越高HA产率越低。

需要说明的是，HA产率是指实际的产量相对于从原料计算出的理论上的HA合成量的比值。

根据以上的图8以及图9的实验结果和溶液13的pH与HA产率之间的关系的实验结果，抑制活菌并且提高HA产率的溶液13的pH为10以上12以下。

因此，第1实施方式的控制装置2以使第一容器3中的溶液13的pH包含在10以上12以下的方式执行控制，。

在以上说明的第1实施方式中，为了将HA的粒子尺寸保持为纳米尺寸左右，制备溶液13并浓缩，将浓缩的HA悬浊液11容纳在第二容器12中，并运输第二容器12。

在第1实施方式中，通过调节例如氢氧化钙的浓度、磷酸的浓度、磷酸的注入速度、溶液13的温度等的各种条件，可以制备含有小粒子尺寸的HA的溶液13并高效地浓缩，调节溶液13的pH，从而实现菌数控制。

在第1实施方式中，HA以包含在悬浊液中的状态出货和使用。因此，可以抑制HA粒子的聚集，并且可以使用小粒子尺寸的HA。

在第1实施方式中，通过自然沉淀进行浓缩。在这里，对第1实施方式中使用的自然沉淀与作为对比例的根据离心分离机的浓缩的不同点进行说明。使用离心分离机对溶液13进行浓缩时，会引起HA粒子的聚集，再分散很困难。与此相对，在第1实施方式中是通过自然沉淀进行的浓缩，因此可以抑制HA粒子聚集。并且，通过进行浓缩，可以使HA悬浊液11的运输效率化，处理容易。

需要说明的是，在实验中，关于含有纳米尺寸的HA的悬浊液，可以通过自然沉淀浓缩四倍左右。在HA的粒子尺寸可以不是纳米尺寸的情况下，悬浊液可以浓缩到约15％左右。

自然沉淀所需要的时间根据第一容器3中的溶液13的温度而改变。例如，在实验中，浓度浓缩到3％左右所需要的天数为9天至28天。通过制备200个100L级的HA悬浊液11的数据得到自然沉淀受温度氛围的影响。根据该结果，在第1实施方式中，控制装置2以使第一容器3中的溶液13的温度为适合自然沉淀的温度的方式进行控制。在第1实施方式的制备装置1中，通过在5℃以上40℃以下实施自然沉淀，可以缩短沉淀期间。因此，在第1实施方式中，可以通过高效地浓缩溶液13来制备HA悬浊液11。

在第1实施方式中，通过搅拌机37搅拌浓缩的悬浊液11后，容纳在第二容器12中。因此，在第1实施方式中，可以使浓缩的悬浊液11的浓度均匀化。

在第1实施方式中，依照实验的结果，通过将溶液13以及浓缩的HA悬浊液11的保管温度控制在2℃以上30℃以下的范围，获得菌数抑制的效果。可以更加优选通过将溶液13以及浓缩的HA悬浊液11的保管温度控制在2℃以上20℃以下的范围，可以抑制菌数。

因此，控制装置2以及温度调节装置8，可以将溶液13的温度以及浓缩的HA悬浊液11的温度控制在2℃以上30℃以下的范围，更加优选控制在2℃以上20℃以下的范围。

在第1实施方式中，为了缩短沉淀时间，控制装置2以及温度调节装置8可以将沉淀期间的溶液13的温度控制在15℃以上25℃以下的范围，并在经过沉淀期间后，为了抑制菌数，可以将溶液13以及浓缩的HA悬浊液11的温度控制在2℃以上20℃以下的范围。在第1实施方式中，温度调节装置8除了对第一容器3中的溶液13进行温度调节以外，也可以对第二容器12中的浓缩的HA悬浊液11进行温度调节。这种情况下，控制装置2可以使用温度调节装置8，将第二容器12中的浓缩的HA悬浊液11的温度控制在2℃以上20℃以下的范围。

在第1实施方式中，通过自然沉淀浓缩溶液13。但是，为了保持溶液13中的HA的分散性，也可以通过使用非常弱的离心力的离心分离来执行浓缩。进一步地，在第1实施方式中，也可以对通过自然沉淀浓缩的HA悬浊液进一步地通过离心分离机使用弱离心力进行浓缩。这种情况下，为了使HA在浓缩的HA悬浊液中分散，搅拌机37可以剧烈地搅拌HA悬浊液。使用弱离心力进行浓缩的情况下，可以制备HA的聚集抑制到6％左右的浓缩的HA悬浊液。

(第2实施方式)

在第2实施方式中，对将通过上述第1实施方式制备的HA悬浊液11涂敷到不织布上的装置及方法进行说明。第2实施方式可以与上述第1实施方式组合适用。

在第2实施方式中，通过将不织布浸泡在AgHA的悬浊液中，从而将AgHA涂敷在不织布上。在第2实施方式中，涂敷是指使用润湿和固化的技术。

需要说明的是，在第2实施方式中对将作为HA的一例的AgHA涂敷到不织布上的情况进行了说明，但同样的装置及方法也适用于将不含银的其他的HA涂敷到不织布上的情况。具体地，HA也可以含有例如铜、钯、铂、镉、镍、钴、锌、锰、铊、铅和汞等的抗菌性重金属。

图10为示出第2实施方式的将AgHA涂敷到不织布14上的涂敷装置15的结构的例子的概念图。图1例示了涂敷装置15的侧面截面图。

涂敷装置15主要具备：将处理前的不织布14送出的送出部16、水槽部17、干燥部18、卷绕处理后的不织布14的卷绕部19、液滴接收部20。

连续的不织布14从送出部16送出，通过水槽部17的滚筒211～214和干燥部18的滚筒22调节位置，通过根据卷绕部19的卷绕，从图10的左侧朝向右侧移动。将该图10中的从右侧朝向左侧的方向称为不织布传送方向。

水槽部17具备：滚筒211～214、水槽23、第一泵24、第二泵25、喷头26、超声波振子27和散热器28。

滚筒211和滚筒212将从送出部16送出的不织布14引导至储存在水槽23中的AgHA悬浊液29(相当于HA悬浊液11)中。

滚筒212进一步地将不织布14引导至喷头26和超声波振子27之间。

滚筒213和滚筒214将已通过喷头26和超声波振子27之间的不织布14引导至储存在水槽23中的悬浊液29之外。

滚筒214进一步地将不织布14中含有的多余的悬浊液从不织布14返回到水槽23。

水槽23储存悬浊液29。水槽23具备第一出水口30、进水口31和第二出水口32。

第一出水口30设置于水槽23的第一侧面23a。

进水口31设置于水槽23的第二侧面23b。第二侧面23b可以是与第一侧面23a对置的面。

第一泵24将悬浊液29从第一出水口30排出到水槽23外，并使悬浊液29从进水口31流入到水槽23中。由此，悬浊液29在水槽23中流动。

第二出水口32设置于水槽23的底面23c。

第二泵25将悬浊液29从第二出水口32排出到水槽23外，并将悬浊液29供应给喷头26。由此，可以存在于水槽23的较深位置且将AgHA浓度较高的悬浊液29供应给喷头26，使悬浊液29从喷头26喷出，从而使悬浊液29在水槽23中流动。

喷头26从液体喷出面喷出悬浊液29。喷头26的液体喷出面隔着间隙与超声波振子27的振动面对置。

超声波振子27是超声波发生装置的一例。超声波振子27高频振动而从超声波发出面发出超声波。超声波振子27可以是例如发出用于破碎细胞的强超声波的装置。超声波振子27的超声波发出面隔着间隙与喷头26的液体排出面对置。

在第2实施方式中，喷头26配置在上方，超声波振子27设置在下方。

喷头26的液体排出面与超声波振子27的振动面之间的间隙为例如大于不织布14的厚度且3mm以下。根据实验结果，间隙即使处于例如6.5mm以下的范围也可以将悬浊液29渗入不织布14。通过增强超声波和/或增强悬浊液29的水流，间隙能够在50mm以下的范围内适用。

通过喷头26和超声波振子27之间的间隙后的不织布14，变为被悬浊液29渗入的状态。

散热器28抑制由超声波导致的水槽23中的悬浊液29的温度上升。更加具体地，散热器28在水槽23中的悬浊液29的温度超过阈值时动作，降低悬浊液29的温度。

液滴接收部20配置于水槽部17与干燥部18之间。液滴接收部20接收从不织布14滴落的悬浊液29的液滴。

干燥部18具备壳体33、多个滚筒22、吹气口34和支撑台35。

壳体33中搬入不织布14的一侧的面可以是例如透明的亚克力板33a。如此，通过使用透明的亚克力板33a，操作人员可以容易地观察干燥部18的内部的状态。亚克力板33a具有用于将不织布14从壳体33的外部搬入内部的开口部33c。

壳体33中搬出不织布14的一侧的面可以是例如具有柔软性的硅板33b。硅板33b例如，仅顶部与壳体33的上面连接，以类似垂幕的状态进行配置。操作人员可以抬起该硅板33b对壳体33的内部进行设定以及变更。如此通过使用具有柔软性的硅板33b，操作人员可以容易地观察干燥部18的内部的状态，并进行变更。并且，通过使用具有柔软性的硅板33b，可以灵活地排出壳体33中的空气等的气体。硅板33b具有用于将不织布14从壳体33的内部搬出到外部的开口部33d。

多个滚筒22使从形成于干燥部18的亚克力板33a处的开口部33c搬入不织布14移动，使得从形成于干燥部18的硅板33b处的开口部33d搬出。

吹气口34排出用于使不织布14干燥的风(例如热风)。在第2实施方式中，在壳体33中的亚克力板33a侧，吹气口34以垂直于不织布14的平面的方向排出风。更加具体地，吹气口34设置于壳体33的上面且壳体33内部的不织布14的搬入侧，排出相对于不织布14向下方向的风。在第2实施方式中，吹气口34的形状例如优选为圆形，但也可以是例如椭圆、四边形等的其他形状。

不织布14的与吹气口34侧相反的滚筒22侧设置有用于防止接收到风的不织布14被滚筒22卷入的支撑台35。

支撑台35位于壳体33的内部，在不织布14接收风的搬入侧支撑不织布14。

在第2实施方式中，支撑台35的上表面(支撑不织布14的表面)为网状。

图11为示出喷头26以及超声波振子27的例子的侧面图。

喷头26和超声波振子27例如以隔着大于不织布14的厚度且3mm以下的间隙36对置的方式设置。在第2实施方式中，喷头26设置在上方，超声波振子27设置在下方。但是，也可以适用例如喷头26在下方，超声波振子27在上方等其他配置关系。

喷头26的下表面形成有多个孔。从喷头26的下表面的孔朝向不织布14喷出悬浊液29。

超声波振子27通过超声波使存在于间隙36中的不织布14以及悬浊液29振动。

在水槽23中的悬浊液29中浸泡后的不织布14含有气泡。在第2实施方式中，从喷头26喷出的悬浊液29压在不织布14上。通过悬浊液29的喷出和由超声波振子27发射的超声波的协同效果，从不织布14排出气泡，疏水性的不织布14被悬浊液29润湿。

图12为示出支撑台35的上表面的例子的立体图。

通过使支撑台35的上表面成为网状，可以提高从吹气口34排出的风穿过不织布14的效率，进一步地，可以防止不织布14卷入支撑台35的下方的滚筒22。

图13为示出通过第2实施方式的涂敷装置15执行的将AgHA涂敷到不织布14上的方法的例子的流程图。

在步骤S1301中，不织布14以能够从送出部16开始经由水槽部17以及干燥部18到卷绕部19沿着不织布传送方向移动的状态设置在涂敷装置15上。

在步骤S1302中，水槽23储存悬浊液29。

在步骤S1303a中，第一泵24使水槽23中的悬浊液29循环。

在步骤S1303b中，第二泵25将水槽23中的悬浊液29供给给喷头26，并从喷头26喷出悬浊液29。

在步骤S1303c中，超声波振子27根据振动动作向不织布14发射超声波，从不织布14去除气泡。

通过这些步骤S1303a～S1303c，悬浊液29渗入疏水性的不织布14。

在步骤S1304中，送出部16、滚筒211～214、滚筒22、卷绕部19使不织布14在不织布传送方向上移动。

在步骤S1305中，干燥部18通过从吹气口34排出的风，使渗入悬浊液29的不织布14干燥。

对以上说明的第2实施方式的作用效果进行说明。

相比干燥的AgHA，悬浊液29中的AgHA的粒子尺寸更小。在第2实施方式中，通过将悬浊液29渗入不织布14使其变成润湿状态，然后使其干燥，从而将小粒子尺寸的AgHA涂敷到不织布14上。

不织布14为疏水性的情况下，仅将不织布14浸在悬浊液29中，存在悬浊液29不能充分渗入不织布14中，且AgHA不能充分涂敷到不织布14上的情况。

因此，在第2实施方式中，通过超声波振子27使不织布14振动，并从喷头26朝向不织布14喷出悬浊液29以产生水流，从而从不织布14中赶出气泡，使不织布14成为被悬浊液29润湿的状态，然后使不织布14迅速干燥。在第2实施方式中，喷头26除了喷出均匀的悬浊液29之外，还参与气泡的赶出。

由此，可以将作为悬浊成分的小粒子尺寸的AgHA附着在不织布14上。

在第2实施方式中，可以通过使用超声波振子27使悬浊液29振动，从而使水槽23中的悬浊液29的浓度均匀化。

在第2实施方式中，不织布14通过彼此对置的喷头26和超声波振子27之间的间隙36。通过使该间隙36的宽度大于不织布14的厚度且3mm以下，可以促进悬浊液29向不织布14的渗入。

在第2实施方式中，悬浊液29的浓度可以是例如0.005％以上5.0％以下。这种情况下，可以使AgHA充分地附着在不织布14上，并且可以防止AgHA过度附着在不织布14的纤维上从而导致AgHA粉末脱落。

悬浊液29的合适的浓度根据粒子尺寸变化。

AgHA为纳米尺寸的情况下，与AgHA为微米尺寸的情况相比，细小的AgHA粒子更均匀地紧贴在不织布上，从而成为良好的涂敷状态。

为了使水槽23中的悬浊液29的浓度为指定值以上，可以向水槽23中补充悬浊液29。

在第2实施方式中，通过调整从喷头26喷出的悬浊液29的流量，并且通过超声波振子27向不织布14施加的超声波，可以高效地排出不织布14中的气泡，使不织布14通过悬浊液29变为润湿的状态。

在第2实施方式中，对将AgHA涂敷在不织布14上的情况进行了说明，但同样的装置及方法也可以适用于用HA替换AgHA涂敷在不织布14上的情况。

在第2实施方式中，使用喷头26和超声波振子27使疏水性的不织布14处于润湿状态。但是，当不织布为亲水性的情况下，不使用超声波振子27也可以使不织布处于润湿状态。

在第2实施方式中，不织布14通过喷头26和超声波振子27之间，附着在不织布14上的多余的悬浊液被滚筒214挤出，并返回到水槽23。然后，适当润湿的不织布14被搬送到干燥部18的内部。如此通过从喷头26喷出悬浊液29，可以提高不织布14的润湿效率，并且可以搅拌水槽23中的悬浊液29。

在第2实施方式中，除了由喷头26产生的流动之外，通过使从第一出水口30流出的悬浊液29从进水口31流入，可以进一步地搅拌以及循环水槽23中的悬浊液29。由此，可以使水槽23中的悬浊液29的浓度均匀化，并且可以将AgHA均匀地涂敷在不织布14上。

上述的实施方式是例示，但并没有意图限定发明的范围。上述的实施方式可以以其他各种方式进行实施，并且在没有脱离发明要旨的范围内可以进行各种省略、替换、变更。上述的实施方式及其变形，包含在发明的范围和要旨中，也同样包含在权利要求书中所记载的发明和其等同物的范围内。

Claims (8)

1.一种羟基磷灰石悬浊液的制备装置，其特征在于，具备：

容器；

第一注入装置，将氢氧化钙注入到所述容器；

第二注入装置，将磷酸注入到所述容器中容纳的溶液中；

pH计，测量所述容器中的所述溶液的pH；

控制装置，对通过所述第一注入装置注入的所述氢氧化钙的浓度、通过所述第二注入装置注入的所述磷酸的浓度和注入速度中的至少一个进行控制，以使通过所述pH计测量的所述pH处于指定范围；

排出装置，将所述容器中的通过所述溶液的自然沉淀而浓缩的羟基磷灰石悬浊液排出到所述容器外。

2.根据权利要求1所述的羟基磷灰石悬浊液的制备装置，其特征在于，

还具备搅拌机，所述搅拌机搅拌所述容器内的所述溶液。

3.根据权利要求1所述的羟基磷灰石悬浊液的制备装置，其特征在于，

所述排出装置在所述溶液的所述自然沉淀之后，从所述容器中排出所述溶液中的上清部分，并将所述溶液中的沉淀部分留在所述容器中；

还具备搅拌机，所述搅拌机搅拌所述容器内的所述沉淀部分；

所述排出装置将搅拌后的所述沉淀部分作为所述浓缩的羟基磷灰石悬浊液排出到所述容器外。

4.根据权利要求1所述的羟基磷灰石悬浊液的制备装置，其特征在于，

还具备温度计和温度调节装置，所述温度计测量所述容器内的所述溶液的温度；所述温度调节装置加热或冷却所述容器内的所述溶液；

所述控制装置控制所述温度调节装置，以使在所述自然沉淀时，通过所述温度计测量的所述温度处于指定范围。

5.根据权利要求4所述的羟基磷灰石悬浊液的制备装置，其特征在于，

所述控制装置控制所述温度调节装置，以使在所述自然沉淀时，所述温度处于15℃以上25℃以下的范围，并且控制所述温度调节装置，以使在所述自然沉淀后，所述温度处于2℃以上20℃以下的范围。

6.根据权利要求1所述的羟基磷灰石悬浊液的制备装置，其特征在于，所述第二注入装置将所述磷酸滴加到所述容器中容纳的含有所述氢氧化钙的所述溶液中。

7.根据权利要求1所述的羟基磷灰石悬浊液的制备装置，其特征在于，具备：

水槽，储存所述浓缩的羟基磷灰石悬浊液；

喷头，在所述水槽中的所述浓缩的羟基磷灰石悬浊液中，将所述浓缩的羟基磷灰石悬浊液喷出到不织布上；

超声波发生装置，向所述不织布发射超声波；

干燥部，干燥从所述水槽中的所述浓缩的羟基磷灰石悬浊液中取出的润湿状态的所述不织布。

8.一种羟基磷灰石悬浊液的制备方法，其特征在于，具备以下步骤：

通过第一注入装置将氢氧化钙注入到容器中；

通过第二注入装置将磷酸注入到所述容器容纳的溶液中；

通过pH计测量所述容器中的所述溶液的pH；

通过控制装置对通过所述第一注入装置注入的所述氢氧化钙的浓度、通过所述第二注入装置注入的所述磷酸的浓度和注入速度中的至少一个进行控制，以使通过所述pH计测量的pH处于指定范围；

通过排出装置将所述容器中的通过所述溶液的自然沉淀而浓缩的羟基磷灰石悬浊液排出到所述容器外。