DE10133449A1

DE10133449A1 - Rod-shaped apatite crystals for use e.g. in remineralization of teeth or bones or in toothpastes have improved length:breadth ratio and variable hydroxide:fluoride ion ratio

Info

Publication number: DE10133449A1
Application number: DE10133449A
Authority: DE
Inventors: Ralf Noerenberg; Hans-Josef Sterzel; Volker Koch
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2003-01-23

Abstract

Rod-shaped apatite crystals are such that the length:breadth ratio is \-5; and the hydroxide and fluoride ions can be exchanged. Rod-shaped apatite crystals of formula Ca5(PO4)3(OH)x(F)y are such that: (i) the length:breadth ratio is \-5; and (ii) x + y = 1 such that when x or y is not zero the crystals exist as single hydroxide and fluoride apatite crystals and/or a mixture of mixed crystals and (1-x). 100% of the hydroxide ions can be replaced by fluoride ions when y = zero.

Description

Die Erfindung betrifft stäbchenförmige Apatitkristalle, die ein Länge-zu-Breite-Verhältnis ≥ 5 aufweisen und bei denen sich das auf die Gesamtmenge der Kristalle bezogene Verhältnis von Hydroxidionen zu Fluoridionen einfach variieren lässt. Weiterhin betrifft die Erfindung Dispersionen, die solche stäbchenförmige Apatitkristalle enthalten, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Dispersionen bzw. der Apatitkristalle. The invention relates to rod-shaped apatite crystals which have a length-to-width ratio ≥ 5 and in which this related to the total amount of crystals Ratio of hydroxide ions to fluoride ions can simply vary. Furthermore concerns the invention dispersions containing such rod-shaped apatite crystals, and a method for producing the dispersions or the apatite crystals.

Der Zahnschmelz, ebenso wie menschliche Knochen, besteht überwiegend aus Hydroxylapatit. Durch mechanische Beanspruchung der Zähne (z. B. beim Essen oder aber auch beim Zähneputzen) entstehen im Zahnschmelz Risse und Kanäle, die Poren in das Innere des Zahnes freilegen. Durch diese Poren können Stoffe schnell in das Zahninnere eindringen und den Zahnnerv reizen, wodurch die Zähne empfindlich gegen Süßes, Hitze oder Kälte werden. Zudem entsteht bei Bakterienbefall in den Rissen bzw. in den Poren Karies, das weitläufig als sehr gefährliche Zahnkrankheit bekannt ist. The tooth enamel, like human bones, consists predominantly of Hydroxyapatite. Due to mechanical stress on the teeth (e.g. when eating or also when brushing teeth) cracks and channels appear in the enamel, the pores in the Expose the inside of the tooth. Through these pores, substances can quickly get inside the teeth penetrate and irritate the tooth nerve, making the teeth sensitive to sweets, heat or become cold. In addition, bacteria form in the cracks or in the pores Caries, which is widely known as a very dangerous dental disease.

Diese Problematik ist schon seit längerem bekannt und demzufolge gibt es unzählige Zahnpasten oder Zahngele, die auf unterschiedliche Arten die Porenbildung behandeln. Partikulär dispergierte Calziumphosphatkristalle (mit Durchmessern > 5 µm) werden häufig als Calzium- und Phosphationenlieferanten zum Aufbau von Hydroxylapatit eingesetzt, wodurch die Risse und Unebenheiten der Zahnoberfläche wieder ausgeglichen werden sollen. Am häufigsten werden aber fluoridhaltige Verbindungen wie Calciumfluorid eingesetzt, da durch Fluoridierung die Umwandlung des Hydroxylapatit des Zahnschmelzes in den wesentlich härteren Fluorapatit gefördert wird. Fluorapatit ist weniger anfällig für Bakterienbefall und Angriffe von Proteinen als reiner Hydroxylapatit. Folglich wird durch Fluorapatit der Zahnschmelz gefestigt und geglättet und die Poren in das Zahninnere werden besser verschlossen. Weiterhin gibt es auch Zahnpasten, die bereits Hydroxylapatit(-kristalle) und/oder Fluorapatit(-kristalle) enthalten. Generell können aber Fluoride nicht in beliebig großer Menge zugegeben werden, da sie in freier Form ab einer gewissen Konzentration die Zähne verfärben. This problem has been known for a long time and therefore there are countless Toothpastes or tooth gels that treat pore formation in different ways. Particle-dispersed calcium phosphate crystals (with diameters> 5 µm) are common used as a supplier of calcium and phosphate ions to build up hydroxyapatite, which compensates for the cracks and unevenness of the tooth surface should. However, fluoride-containing compounds such as calcium fluoride are the most common used because the conversion of the hydroxyapatite by fluoridation Tooth enamel is promoted in the much harder fluoroapatite. Is fluorapatite less susceptible to bacterial attack and protein attacks than pure hydroxyapatite. As a result, fluorapatite strengthens and smoothes the enamel and the pores in the inside of the teeth are better closed. There are also toothpastes that already exist Hydroxyapatite (crystals) and / or fluoroapatite (crystals) contain. Generally, however Fluorides should not be added in any amount, as they are in free form from one teeth stain to a certain degree.

Weiterhin ist bekannt, dass flache, insbesondere stäbchenförmige Hydroxylapatitkristalle besser auf der Zahnoberfläche adsorbieren und durch Selbstorganisation eine Blattstruktur ausbilden, welche die Risse und Poren großflächig verschließen kann. Stäbchenförmige Kristalle haben deswegen eine bessere Adsorptionsfähigkeit, da die zugrundeliegenden von-der-Waals-Wechselwirkungen proportional zur (Ober-)Fläche sind. Dadurch bildet sich schnell nach dem Auftragen ein mineralischer Schutzfilm auf den Zähnen aus, der im Laufe der Zeit durch langsames Auflösen im Mundraum und Adsorption der ebenfalls in den Zahnpasten enthaltenen fluoridhaltigen Verbindungen zahnschmelzidentisch wird, den Zahnschmelz glättet und die Risse bzw. Poren wirkungsvoll verschließt. It is also known that flat, in particular rod-shaped, hydroxyapatite crystals better adsorb on the tooth surface and self-organization a leaf structure form, which can close the cracks and pores over a large area. rod-shaped Crystals therefore have a better adsorption capacity because the underlying ones von der der Waals interactions are proportional to the (surface) area. This forms a mineral protective film quickly forms on the teeth after application Over time through slow dissolution in the oral cavity and adsorption of the also in the fluoride-containing compounds contained in the toothpastes become identical to the enamel Tooth enamel smoothes and effectively seals the cracks or pores.

Problematisch ist allerdings die Bereitstellung von stäbchenförmigen (Hydroxyl-)Apatitkristallen, welche aufgrund eines verbesserten Länge-zu-Breite- Verhältnisses eine wirkungsvolle Adsorption auf der Zahnoberfläche ermöglichen. Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Apatitkristallen liefern zumeist Kristalle von kugelförmiger und unregelmäßiger Gestalt mit Partikelgrößen > 5 µm. In jüngster Vergangenheit sind allerdings Verfahren bekannt geworden, mit denen neben den unregelmäßigen und kugelförmigen Formen auch stäbchenförmige Apatitkristalle mit Partikelgrößen in Sub-Mikrometer-Bereich erzeugt werden können. However, the provision of rod-shaped ones is problematic (Hydroxyl) apatite crystals, which due to an improved length-to-width Ratio allow an effective adsorption on the tooth surface. The Hitherto known processes for the production of apatite crystals mostly provide crystals of spherical and irregular shape with particle sizes> 5 µm. Most recently However, procedures have become known in the past with which, in addition to the irregular and spherical shapes also with rod-shaped apatite crystals Particle sizes in the sub-micrometer range can be generated.

WO 00/37033 beschreibt Suspensionen von wenig wasserlöslichen Calciumphosphaten, Calciumfluoriden und Calciumfluorphosphaten sowie deren Verwendung in Zahnpflegemitteln. Die Herstellung der in den Suspensionen enthaltenen Calciumsalze erfolgt durch Ausfällung im alkalischen Milieu, wobei die Calciumsalze in Form von Kristallen (Primärteilchen) mit Dicken (Durchmessern) von 0,005 bis 0,05 µm und Längen von 0,01 bis 0,15 µm anfallen. Um die Suspensionen zu stabilisieren, wird die Ausfällung der Calciumsalze in Gegenwart von Agglomerationsinhibitoren, wie wasserlöslichen Tensiden oder wasserlöslichen polymeren Schutzkolloiden, durchgeführt. Auf diese Weise lassen sich auch Suspensionen von Hydroxylapatitkristallen sowie fluordotierten Hydroxylapatitkristallen herstellen. Die so hergestellten Calciumsalzkristalle weisen teilweise stäbchenförmige Strukturen auf. Der Methode haftet aber der Nachteil an, dass aufgrund der überlappenden Längen- und Breitenwerte der Kristalle auch eine zahlenmäßig große Menge von Kristallen erzeugt wird, deren Länge-zu-Breite-Verhältnis im Bereich von 1 bis 2 liegt, d. h. diese Kristalle haben keine bzw. nur eine schwach ausgeprägte Stäbchenform. WO 00/37033 describes suspensions of sparingly water-soluble calcium phosphates, Calcium fluorides and calcium fluorophosphates and their use in Dental care products. The preparation of the calcium salts contained in the suspensions is carried out by precipitation in an alkaline medium, the calcium salts in the form of Crystals (primary particles) with thicknesses (diameters) from 0.005 to 0.05 µm and lengths from 0.01 to 0.15 µm. In order to stabilize the suspensions, the precipitation the calcium salts in the presence of agglomeration inhibitors, such as water-soluble Surfactants or water-soluble polymeric protective colloids carried out. In this way suspensions of hydroxylapatite crystals as well as fluorine doped Produce hydroxyapatite crystals. The calcium salt crystals thus produced have partly rod-shaped structures. However, the method has the disadvantage that due to the overlapping length and width values of the crystals numerically large amount of crystals is produced, their length-to-width ratio is in the range of 1 to 2, d. H. these crystals have no or only a weak one pronounced rod shape.

In WO 01/01930 werden Kompositmaterialien beschrieben, die in Wasser schwerlösliche Calciumsalze wie Calciumphosphate und Calciumfluorophosphate sowie eine Proteinkomponente umfassen. Die Calciumsalze, zu denen auch Hydroxylapatit, Fluorapatit und fluordotierter Hydroxylapatit zählen, werden hergestellt, indem sie im alkalischen Milieu in Gegenwart der Proteinkomponente ausgefällt werden. Gegebenenfalls weisen die Calciumsalze (zumindest teilweise) auch stäbchenförmige Strukturen auf, wobei aufgrund der ebenfalls überlappenden Längen- und Breitenwerte der mit dieser Methode hergestellten Calciumsalzkristalle eine zahlenmäßig große Menge von Kristallen mit einem Länge-zu-Breite-Verhältnis von 1 bis 2 entstehen. Die Kristalle lagern sich auf der Oberfläche der eingesetzten hochmolekularen Proteinkomponente ab, wodurch sie gewissermaßen die räumliche Struktur der Proteinkomponente abbilden. Diese Kompositmaterialien können für die sogenannte Biomineralisation (Mineralkristallisation in einer Proteinmatrix) verwendet werden, d. h. Protein und Calciumsalzkristalle werden in die Proteinmatrix der Zähne oder Kochen eingebaut. Folglich wird auf die bisherige (Zahn-)Oberfläche das 3-dimensionale Gebilde der Kompositmaterialien aufgebracht, während wie oben erwähnt Hydroxylapatitkristalle blattförmige, 2-dimensionale Schichten auf der (Zahn-)Oberfläche ausbilden. Der Biomineralisationsprozess ist allerdings vergleichsweise langsam und führt zu auf der (Zahn-)Oberfläche aufgebrachten Kompositmaterialien, deren mechanische Eigenschaften von denjenigen der reinen Kristalle erheblich abweichen können. WO 01/01930 describes composite materials that are sparingly soluble in water Calcium salts such as calcium phosphates and calcium fluorophosphates and one Include protein component. The calcium salts, which also include hydroxyapatite, Fluorapatite and fluorodoped hydroxylapatite count are made by using in alkaline environment are precipitated in the presence of the protein component. If appropriate, the calcium salts also have (at least partially) rod-shaped ones Structures, whereby due to the also overlapping longitude and latitude values of Calcium salt crystals produced with this method have a large number of Crystals with a length-to-width ratio of 1 to 2 are formed. Store the crystals on the surface of the high-molecular protein component used, whereby they reflect the spatial structure of the protein component to a certain extent. This Composite materials can be used for so-called biomineralization (mineral crystallization in a protein matrix), d. H. Protein and calcium salt crystals are in the protein matrix of the teeth or boiling built in. Consequently, the previous one (Tooth) surface applied the 3-dimensional structure of the composite materials, while, as mentioned above, hydroxyapatite crystals have sheet-like, two-dimensional layers form on the (tooth) surface. The biomineralization process is, however comparatively slow and leads to being applied to the (tooth) surface Composite materials whose mechanical properties differ from those of the pure Crystals can deviate significantly.

WO 98/18719 beschreibt ein Verfahren zur Verlängerung von stäbchenförmigen Hydroxylapatitkristallen in Suspensionen sowie das Einstellen bzw. Aufkonzentrieren des Feststoffgehaltes an Hydroxylapatitkristallen in diesen Suspensionen. Durch abwechselndes Rühren und Abfiltrieren in definierten Zeitintervallen und mit definierten Rührgeschwindigkeiten lässt sich einerseits die ursprüngliche Kristalllänge von 0,05 bis 0,1 µm auf 0,1 bis 0,5 µm bei gleichbleibender Breite von 0,01 bis 0,02 µm erhöhen, andererseits kann ein Feststoffgehalt von 7 bis 96% an Hydroxylapatitkristallen in der Suspension eingestellt werden. Das Verfahren ist in Folge der zahlreichen Rühr- und Filtrierschritte aufwendig, zudem ist es ausschließlich auf Suspensionen von Hydroxylapatitkristallen beschränkt. Die Kristalllänge scheint zudem auch von dem Feststoffgehalt in der Suspension abhängig zu sein. WO 98/18719 describes a method for elongating rod-shaped ones Hydroxyapatite crystals in suspensions and the adjustment or concentration of the Solids content of hydroxyapatite crystals in these suspensions. By alternating stirring and filtering at defined time intervals and with defined Stirring speeds can be on the one hand the original crystal length from 0.05 to Increase 0.1 µm to 0.1 to 0.5 µm with a constant width of 0.01 to 0.02 µm, on the other hand, a solids content of 7 to 96% of hydroxyapatite crystals in the Suspension can be adjusted. The process is due to the numerous stirring and Filtration steps are complex, moreover, it is only on suspensions of Hydroxyapatite crystals limited. The crystal length also seems from that Solids content in the suspension to be dependent.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung von stäbchenförmigen Apatitkristallen, die ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Länge-zu-Breite-Verhältnis aufweisen, und bei denen sich das auf die Gesamtmenge der Kristalle bezogene Verhältnis von Hydroxidionen zu Fluoridionen einfach variieren lässt. Gleichzeitig sollen auch Dispersionen der stäbchenförmigen Apatitkristalle mit variablem Feststoffgehalt bereitgestellt werden. The object underlying the invention is to provide rod-shaped apatite crystals, which are improved over the prior art Have length-to-width ratio, and which relates to the total amount of Crystals-related ratio of hydroxide ions to fluoride ions can easily vary. At the same time, dispersions of the rod-shaped apatite crystals with variable Solids content can be provided.

Es wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Dispersionen gelöst, welche die zuvor beschriebenen stäbchenförmigen Apatitkristalle enthalten. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die nachfolgenden Schritte auf:

a) In einem Autoklaven wird ein Gemisch erzeugt, welches die Edukte und Wasser enthält,
b) im Inneren des Autoklaven wird eine Temperatur von mindestens 100°C und ein Druck > 1 bar erzeugt und diese Bedingungen für mindestens 1 Stunde aufrechterhalten,
c) gegebenenfalls wird im Anschluss an Schritt b) mindestens eine fluoridhaltige Verbindung zur dem sich im Autoklaven befindlichen als Dispersion vorliegenden Gemisch zugegeben und über einen Zeitraum von mindestens 1 Stunde mit dieser Dispersion vermischt.

The object is achieved by a process for producing dispersions which contain the rod-shaped apatite crystals described above. The method according to the invention has the following steps:

a) A mixture is produced in an autoclave, which contains the starting materials and water,
b) a temperature of at least 100 ° C. and a pressure> 1 bar is generated inside the autoclave and these conditions are maintained for at least 1 hour,
c) optionally, after step b), at least one fluoride-containing compound is added to the mixture present as a dispersion in the autoclave and mixed with this dispersion over a period of at least 1 hour.

Aus den so erhaltenen Dispersionen können die reinen Apatitkristalle isoliert werden, indem in einem zusätzlichen Verfahrensschritt die Dispersionen einer Trocknung, insbesondere einer Sprühtrocknung, unterzogen werden. The pure apatite crystals can be isolated from the dispersions thus obtained, in an additional process step, the dispersions of drying, in particular spray drying.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass ein neues Verfahren bereitgestellt wird, mit welchem Apatitkristalle hergestellt werden können, die ausschließlich stäbchenförmig sind. Zudem ist das Verfahren nicht nur auf die Herstellung von Hydroxylapatitkristallen beschränkt, sondern es können auch Gemische aus stäbchenförmigen Hydroxylapatitkristallen und stäbchenförmigen Fluorapatitkristallen bzw. stäbchenförmige Mischkristalle aus Hydroxylapatit und Fluorapatit hergestellt werden. The advantage of the solution according to the invention is in particular that a new one Method is provided with which apatite crystals can be produced, the are exclusively rod-shaped. In addition, the process isn't just about manufacturing limited by hydroxyapatite crystals, but mixtures can also be made rod-shaped hydroxyapatite crystals and rod-shaped fluoroapatite crystals or rod-shaped mixed crystals made of hydroxyapatite and fluoroapatite become.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten stäbchenförmigen Apatitkristalle weisen ein Länge-zu-Breite-Verhältnis von ≥ 5 auf. Das bedeutet, dass die Kristalle im "ungünstigsten" Fall ein Länge-zu-Breite-Verhältnis von 5 aufweisen, während es aber auch eine signifikante Anzahl von Kristallen gibt, die ein Länge-zu-Breite-Verhältnis deutlich größer als 5, beispielsweise 8 bis 15, aufweisen. Bei den meisten Verfahren gemäß dem Stand der Technik wird hingegen, wie schon zuvor erwähnt, eine zahlenmäßig große Menge von Kristallen mit einem Länge-zu-Breite-Verhältnis von 1 bis 2 erzeugt. The rod-shaped apatite crystals produced using the method according to the invention have a length-to-width ratio of ≥ 5. This means that the crystals in the "worst case" have a length-to-width ratio of 5 while it is also gives a significant number of crystals that have a length-to-width ratio have significantly greater than 5, for example 8 to 15. According to most procedures The state of the art, on the other hand, is, as already mentioned, a large number Amount of crystals with a length to width ratio of 1 to 2 are produced.

Da alle Apatitkristalle ein Länge-zu-Breite-Verhältnis 5 aufweisen, funktioniert die Adsorption auf der Zahnoberfläche und die damit verbundene Selbstorganisation unter Ausbildung von blattförmigen Strukturen wesentlich besser als mit Apatitkristallen, die ein ungünstiges Länge-zu-Breite-Verhältnis aufweisen, weil auch die erfindungsgemäßen Apatitkristalle besonders eng gepackt werden können. Dies ist auch ein Vorteil gegenüber demjenigen Stand der Technik, bei dem die dort verwendeten Apatitkristalle auf der Oberfläche von Proteinen aufgebracht sind und zusammen mit diesen in einem Biomineralisierungsprozess in die Zahn- bzw. Knochenmaterie eingebaut werden. Die durch diesen Prozess eingebauten Kristalle können nicht so dicht auf der Zahnoberfläche gepackt werden wie die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten. Zudem sind die Herstellungskosten dieser Mischungen aus Proteinen und Apatitkristallen viel höher als die Herstellungskosten der stäbchenförmigen Apatitkristalle des erfindungsgemäßen Verfahrens, in welchem keine Proteinkomponente notwendig ist. Since all apatite crystals have a length-to-width ratio of 5, this works Adsorption on the tooth surface and the associated self-organization under Formation of leaf-shaped structures much better than with apatite crystals, the one have an unfavorable length-to-width ratio, because the invention Apatite crystals can be packed particularly closely. This is also an advantage over that prior art, in which the apatite crystals used there on the Surface of proteins are applied and together with these in one Biomineralization process can be built into the tooth or bone material. The Crystals built in through this process may not be as dense on the tooth surface are packed like those produced by the method according to the invention. Also are the manufacturing cost of these mixtures of proteins and apatite crystals is much higher than the manufacturing cost of the rod-shaped apatite crystals of the invention Process in which no protein component is necessary.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der einfachen Handhabung der Einstellung der Fluoridionenkonzentration zu sehen. Im ersten Verfahrensabschnitt werden die Hydroxylapatitkristalle bereits in Stäbchenform erzeugt, im zweiten Verfahrensabschnitt können eine definierte Anzahl von Hydroxidionen in einem Ionenaustauschprozess durch Fluoridionen ersetzt werden, ohne dass dabei die Stäbchenform der Kristalle verändert wird. Durch diesen Prozess, bei dem sowohl reine Fluorapatitkristalle als auch Mischkristalle aus Fluorapatit und Hydroxylapatit erzeugt werden, wird eine Gesamtmenge von Apatitkristallen bereitgestellt, die eine definierte, frei-einstellbare Menge von Fluoridionen enthält. Dies ist insbesondere bei der Verwendung der Apatitkristalle von Bedeutung, da die auf der Zahnoberfläche zur Verschließung von Löchern oder Rissen aufgebrachten Apatitkristalle einen mineralischen Schutzfilm ausbilden, der sich durch den Einbau von Fluoridionen schneller verfestigt und somit auch schneller zahnschmelzidentisch wird. Dadurch sind die Poren und Risse auf der Zahnoberfläche besonders wirkungsvoll und schnell verschlossen, und die Gefahr der Bildung von Karies besteht an diesen Stellen nicht mehr. Another advantage of the method according to the invention is that it is easy to use see the adjustment of the fluoride ion concentration. In the first stage of the procedure the hydroxyapatite crystals are already produced in rod form, in the second A defined number of hydroxide ions in one process step Ion exchange process can be replaced by fluoride ions without the Rod shape of the crystals is changed. Through this process, in which both pure Fluorapatite crystals as well as mixed crystals made of fluorapatite and hydroxyapatite a total amount of apatite crystals is provided that have a defined, contains freely adjustable amount of fluoride ions. This is particularly the case with Use of the apatite crystals is important, as they are used on the tooth surface Closure of holes or cracks in apatite crystals applied to a mineral Form protective film, which solidifies faster due to the incorporation of fluoride ions and thus it becomes identical to the enamel more quickly. This causes the pores and cracks on the Tooth surface closed particularly effectively and quickly, and the danger of Caries formation no longer exists at these points.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird geeigneterweise in einem Autoklaven, insbesondere einem Rührautoklaven, durchgeführt. Weiterhin können auch sonstige, dem Fachmann bekannten Gefäße oder Vorrichtungen verwendet werden, die den Reaktionsbedingungen unter erhöhtem Druck standhalten. The process according to the invention is suitably carried out in an autoclave, in particular a stirred autoclave. Furthermore, other, the Known vessels or devices can be used, the Withstand reaction conditions under increased pressure.

Im ersten Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Autoklaven aas den Edukten und Wasser ein Gemisch, beispielsweise in Form einer Suspension, erzeugt. In the first step (a) of the method according to the invention, the aas in the autoclave Educts and water a mixture, for example in the form of a suspension.

Als Edukte eignen sich als calciumhaltige Komponente Calciumhydroxid und als phosphorhaltige Komponente Phosphorsäure. Gegebenenfalls können der Reaktion auch Zusatzstoffe wie Calciumchlorid, Calciumnitrat (Tetrahydrat), Ammoniumhydrogenphosphat oder Diammoniumhydrogenphosphat beigemengt werden. Insbesondere eignen sich Calciumhydroxid und Phosphorsäure, letztere wird vorzugsweise in 85 gew.-%iger Form eingesetzt. Unter Wasser versteht man im erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere vollentsalztes Wasser, gegebenenfalls kann das Wasser aber auch noch einen Restionengehalt aufweisen, beispielsweise an Hydroxidionen und/oder Protonen. Calcium hydroxide and as are suitable as educts as calcium-containing component phosphorus-containing component phosphoric acid. If necessary, the reaction can also Additives such as calcium chloride, calcium nitrate (tetrahydrate), Ammonium hydrogen phosphate or diammonium hydrogen phosphate can be added. In particular Calcium hydroxide and phosphoric acid are suitable, the latter is preferably in 85 wt .-% form used. Water is understood in the process according to the invention especially demineralized water, but if necessary the water can also be one Have residual content, for example on hydroxide ions and / or protons.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vollentsalztes Wasser im Autoklaven vorgelegt und Calciumhydroxid unter Rühren bei Raumtemperatur in den Autoklaven zugegeben. Die so erhaltene Suspension wird auf 40 bis 50°C erwärmt und über einen geeigneten Zeitraum wird die Phosphorsäure, die gegebenenfalls mit vollentsalztem Wasser verdünnt ist, in den Autoklaven unter Rühren zulaufen gelassen. In a preferred embodiment of the method according to the invention demineralized water in the autoclave and calcium hydroxide with stirring Room temperature added in the autoclave. The suspension thus obtained is brought to 40 heated to 50 ° C and over a suitable period, the phosphoric acid optionally diluted with deionized water in the autoclave with stirring run up.

Im zweiten Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens, das auch als hydrothermales Verfahren bezeichnet werden kann, wird im Inneren des Autoklaven eine Temperatur von mindestens 100°C und ein Druck > 1 bar erzeugt, diese Bedingungen werden für mindestens 1 Stunde, vorzugsweise 5 bis 16 Stunden, aufrecht erhalten. Bevorzugt wird der zweite Verfahrensschritt bei Drücken zwischen 1,5 und 6 bar, besonders bevorzugt zwischen 2 und 5 bar, durchgeführt. Bevorzugte Temperaturbereiche sind 105°C bis 150°C, besonders bevorzugt sind 110°C bis 130°C. Gegebenenfalls können auch Temperaturgradienten benutzt werden, wobei Temperaturänderungen auch Druckänderungen bewirken. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Bedingungen des zweiten Verfahrensschritts für 10 bis 14 Stunden unter Rühren aufrecht gehalten. Gegebenenfalls kann der zweite Verfahrensschritt auch in weniger als 1 Stunde durchgeführt werden. In the second step (b) of the process according to the invention, which is also called hydrothermal Process can be referred to, a temperature of inside the autoclave generated at least 100 ° C and a pressure> 1 bar, these conditions are for maintained for at least 1 hour, preferably 5 to 16 hours. Is preferred the second process step at pressures between 1.5 and 6 bar, particularly preferred between 2 and 5 bar. Preferred temperature ranges are 105 ° C to 150 ° C, particularly preferred are 110 ° C to 130 ° C. If necessary, too Temperature gradients are used, with temperature changes also Cause pressure changes. In a particularly preferred embodiment of the The inventive method are the conditions of the second step kept upright for 10 to 14 hours with stirring. If necessary, the second Process step can also be carried out in less than 1 hour.

Durch den zweiten Verfahrensschritt werden Dispersionen erhalten, die stäbchenförmige Hydroxylapatitkristalle enthalten und die bevorzugt homogen sind. Der Feststoffgehalt dieser Dispersionen beträgt 5 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 bis 30 Gew.-%, an Hydroxylapatitkristallen; gegebenenfalls kann der Feststoffgehalt auch < 5 Gew.-% betragen. Die auf diese Weise hergestellten Hydroxylapatitkristalle weisen (nahezu alle) eine stäbchenförmige Gestalt auf, wobei das Länge-zu-Breite-Verhältnis der (einzelnen) Kristalle ≥ 5 beträgt, aber nur in Ausnahmefällen > 20 ist. Bevorzugt ist ein Länge-zu-Breite-Verhältnis von 8 bis 15, besonders bevorzugt von 9 bis 12. Insbesondere lassen sich stäbchenförmige Hydroxylapatitkristalle herstellen, die eine Länge von 0,1 bis 0,2 µm und ein Breite von 0,01 bis 0,02 µm aufweisen, jeweils bezogen auf die einzelnen Kristalle. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform entspricht die Dicke (d. h. die 3. Dimension) der Kristalle ihrer Breite. Somit ist ersichtlich, dass die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Kristalle nur im "ungünstigsten" Fall ein Länge-zu-Breite (bzw. Dicke)- Verhältnis von 5 aufweisen. Dieser Fall tritt ein bei einer Kristalllänge von 0,1 µm und einer Kristallbreite bzw. -dicke von 0,02 µm. Das Länge-zu-Breite-Verhältnis kann aber maximal auch 20 betragen (Länge: 0,2 µm; Breite: 0,01 µm). Das Länge-zu-Breite- Verhältnis der einzelnen Kristalle kann im zweiten Verfahrensschritt durch die Parameter Druck, Temperatur und Reaktionsdauer gesteuert werden. The second process step produces dispersions which are rod-shaped Contain hydroxyapatite crystals and which are preferably homogeneous. The solids content of these dispersions is 5 to 70% by weight, preferably 10 to 40% by weight, particularly preferably 15 to 30% by weight of hydroxyapatite crystals; if necessary, the Solids content can also be <5% by weight. The manufactured in this way Hydroxyapatite crystals have (almost all) a rod-like shape, whereby the Length-to-width ratio of the (individual) crystals is ≥ 5, but only in Exceptional> 20. A length-to-width ratio of 8 to 15 is preferred. particularly preferably from 9 to 12. In particular, can be rod-shaped Produce hydroxyapatite crystals that have a length of 0.1 to 0.2 microns and a width of Have 0.01 to 0.02 µm, each based on the individual crystals. In a continued preferred embodiment corresponds to the thickness (i.e. the 3rd dimension) of the crystals their width. It can thus be seen that the method according to the invention produced crystals only in the "worst case" a length-to-width (or thickness) - Ratio of 5. This happens with a crystal length of 0.1 µm and a crystal width or thickness of 0.02 µm. The length-to-width ratio can, however a maximum of 20 (length: 0.2 µm; width: 0.01 µm). The length-to-width The ratio of the individual crystals can be determined in the second process step by the parameters Pressure, temperature and reaction time can be controlled.

Die stäbchenförmigen Hydroxylapatitkristalle können aus der Dispersion auch isoliert werden. Das Dispersionsmittel kann durch einfaches Verdampfen, gegebenenfalls mit Hilfe von Vakuum, entfernt werden. Weiterhin kann die Dispersion zur Isolierung der Apatitkristalle auch einer Gefriertrocknung unterzogen werden. Vorzugsweise werden die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten stäbchenförmigen Hydroxylapatitkristalle durch Sprühtrocknung aus der Dispersion isoliert, wobei die hierfür notwendige Vorrichtung sowie die Durchführung der Sprühtrocknung dem Fachmann bekannt sind. Die isolierten Hydroxylapatitkristalle können problemlos wieder in Wasser zu homogenen Dispersionen redispergiert werden. Gegebenenfalls können anstelle von Wasser auch organische Verbindungen wie wasserlösliche, niedere Alkohole und Glykole, Polyethylenglykole, Glycerin sowie Mischungen der zuvor genannten organischen Verbindungen untereinander und/oder mit Wasser als Dispersionsmittel zum Redispergieren verwendet werden. The rod-shaped hydroxylapatite crystals can also be isolated from the dispersion become. The dispersant can be removed by simple evaporation, optionally with With the help of vacuum. Furthermore, the dispersion can be used to isolate the Apatite crystals are also freeze-dried. Preferably the rod-shaped produced with the inventive method Hydroxyapatite crystals isolated by spray drying from the dispersion, the for this necessary device and the implementation of spray drying to the specialist are known. The isolated hydroxyapatite crystals can easily be returned to water be redispersed to homogeneous dispersions. If necessary, instead of Water also organic compounds such as water-soluble, lower alcohols and glycols, Polyethylene glycols, glycerin and mixtures of the aforementioned organic Compounds with each other and / or with water as a dispersant for Redispersing can be used.

In einem dritten Verfahrensschritt (c) können bei den erfindungsgemäß hergestellten Hydroxylapatitkristallen die Hydroxidionen (teilweise) durch Fluoridionen ausgetauscht werden. Hierfür wird der im zweiten Verfahrensschritt hergestellten Dispersion mindestens eine fluoridhaltige Verbindung zugegeben. Als fluoridhaltige Verbindungen eignen sich Natriumfluorid, Calciumfluorid, Kaliumfluorid und Ammoniumfluorid, bevorzugt eignet sich Natriumfluorid. Das so erhaltene Gemisch wird über einen Zeitraum von mindestens einer Stunde, bevorzugt 10 bis 14 Stunden, vermischt. Vorzugsweise wird bei Raumtemperatur gerührt, gegebenenfalls können auch höhere Temperaturwerte und/oder geringere Vermischungszeiten als 1 Stunde angewendet werden. Der dritte Verfahrensschritt beruht vermutlich auf einem Ionenaustauschmechanismus. In a third step (c) of the process according to the invention Hydroxyapatite crystals replaced the hydroxide ions (partially) with fluoride ions become. For this purpose, the dispersion produced in the second process step is at least added a fluoride-containing compound. Are suitable as fluoride-containing compounds Sodium fluoride, calcium fluoride, potassium fluoride and ammonium fluoride, are preferably suitable sodium fluoride. The mixture thus obtained is used for a period of at least one hour, preferably 10 to 14 hours, mixed. Preferably at Room temperature stirred, possibly higher temperature values and / or mixing times shorter than 1 hour can be used. The third The process step is presumably based on an ion exchange mechanism.

Aufgrund des zusätzlichen dritten Verfahrensschrittes lassen sich erfindungsgemäß Dispersionen enthaltend stäbchenförmige Apatitkristalle der Formel Ca₅(PO₄)₃(OH)_xF_y herstellen, wobei x + y = 1 ist. Im Fall von x oder y ≠ 0 liegt die Gesamtmenge der Kristalle als Gemisch einzelner Hydroxylapatitkristalle und Fluorapatitkristalle (d. h. im Kristall sind die Hydroxidionen vollständig durch Fluoridionen ausgetauscht worden) und/oder als Mischkristalle von Fluorapatit und Hydroxylapatit vor, wobei, bezogen auf die Gesamtmenge der Kristalle, (1-x).100% der im Fall von y = 0 vorhandenen Hydroxidionen durch Fluoridionen ausgetauscht sind. Due to the additional third process step, dispersions containing rod-shaped apatite crystals of the formula Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (OH) _x F _{y can be} produced according to the invention, where x + y = 1. In the case of x or y ≠ 0, the total amount of the crystals is in the form of a mixture of individual hydroxyapatite crystals and fluoroapatite crystals (ie in the crystal the hydroxide ions have been completely replaced by fluoride ions) and / or in the form of mixed crystals of fluorapatite and hydroxylapatite, whereby, based on the total amount of Crystals, (1-x). 100% of the hydroxide ions present in the case of y = 0 are replaced by fluoride ions.

Sofern im dritten Verfahrensschritt fluoridhaltige Verbindungen bzw. Gemische fluoridhaltiger Verbindungen eingesetzt werden, die als Kationen keine oder nicht ausschließlich Calciumionen enthalten, können die Calciumionen der stäbchenförmigen Apatitkristalle teilweise durch die aus den fluoridhaltigen Verbindung stammenden Kationen substituiert werden. Im nachfolgenden Text sollen auch diejenigen stäbchenförmigen Apatitkristalle, bei denen die Calciumionen teilweise durch die aus den fluoridhaltigen Verbindungen stammenden Kationen ersetzt sind, durch die Formel Ca₅(PO₄)₃(OH)_xF_y erfasst werden. If fluoride-containing compounds or mixtures of fluoride-containing compounds which contain no or not exclusively calcium ions as cations are used in the third process step, the calcium ions of the rod-shaped apatite crystals can be partially substituted by the cations originating from the fluoride-containing compound. In the text below, those rod-shaped apatite crystals in which the calcium ions are partially replaced by the cations derived from the fluoride-containing compounds are also to be recorded by the formula Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (OH) _x F _y .

Durch den Austausch der Hydroxidionen durch Fluoridionen sowie gegebenenfalls durch den partiellen Calciumionenaustausch haben sich weder die Gestalt oder Größe der Apatitkristalle noch der Feststoffgehalt in der Dispersion geändert, d. h. die diesbezüglich für die Hydroxylapatitkristalle (x = 1) gemachten Angaben gelten auch für die Apatitkristalle der Formel Ca₅(PO₄)₃(OH)_xF_y. Es sei nochmals ausdrücklich erwähnt, dass sich durch das erfindungsgemäße Verfahren stäbchenförmige Apatitkristalle der Formel Ca₅(PO₄)₃(OH)_xF_y herstellen lassen, bei denen das Länge-zu-Breite-Verhältnis der Kristalle ≥ 5, bevorzugt 8 bis 15, besonders bevorzugt 9 bis 12, beträgt. Weiterhin bevorzugt ist, dass die Dicke der Kristalle ihrer Breite entspricht. By replacing the hydroxide ions with fluoride ions and, if necessary, by partially exchanging calcium ions, neither the shape or size of the apatite crystals nor the solids content in the dispersion have changed, i.e. the information given in this regard for the hydroxyapatite crystals (x = 1) also applies to the apatite crystals of the formula Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (OH) _x F _y . It should be expressly mentioned once again that rod-shaped apatite crystals of the formula Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (OH) _x F _y can be produced by the process according to the invention, in which the length-to-width ratio of the crystals ≥ 5, preferably 8 to 15, particularly preferably 9 to 12. It is further preferred that the thickness of the crystals corresponds to their width.

Es lassen sich beliebige Werte für y von 0 bis 1 einstellen; dies wird durch die Menge der zugegebenen fluoridhaltigen Verbindungen, die Temperaturwerte sowie die Dauer des Vermischungsprozesses im dritten Verfahrensschritt gesteuert. Bevorzugt werden stäbchenförmige Apatitkristalle hergestellt, bei denen, bezogen auf die Gesamtmenge der Kristalle, 0,01 bis 30%, besonders bevorzugt 0,5 bis 20%, der im Fall von y = 0 vorhandenen Hydroxidionen durch Fluoridionen ausgetauscht sind. Die Isolierung der stäbchenförmigen Apatitkristalle der Formel Ca₅(PO₄)₃(OH)_xF_y aus der Dispersion erfolgt analog zu den Ausführungen für den Fall mit x = 1 (Hydroxylapatitkristalle). Any values for y from 0 to 1 can be set; this is controlled by the amount of fluoride-containing compounds added, the temperature values and the duration of the mixing process in the third process step. Rod-shaped apatite crystals are preferably produced in which, based on the total amount of crystals, 0.01 to 30%, particularly preferably 0.5 to 20%, of the hydroxide ions present in the case of y = 0 are replaced by fluoride ions. The rod-shaped apatite crystals of the formula Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (OH) _x F _{y are} isolated from the dispersion analogously to the explanations for the case with x = 1 (hydroxylapatite crystals).

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die in der Dispersion enthaltenen stäbchenförmigen Apatitkristalle der Formel Ca₅(PO₄)₃(OH)_xF_y von einem oder mehreren Oberflächenmodifikationsmitteln umhüllt sein. Unter Oberflächenmodifikationsmitteln sind Stoffe zu verstehen, welche an der Oberfläche der Kristalle physikalisch anhaften, mit diesen jedoch nicht chemisch reagieren. Unter Oberflächenmodifikationsmitteln sind insbesondere Dispergiermittel zu verstehen; letztere sind dem Fachmann beispielsweise auch unter den Begriffen Emulgatoren, Schutzkolloide, Netzmittel oder Detergentien bekannt. Geeignete Oberflächenmodifikationsmittel sind beispielsweise in der WO 01/01930 beschrieben. Weiterhin können Antiallergika und/oder entzündungshemmende Wirkstoffe als Oberflächenmodifikationsmittel verwendet werden. Die Oberflächenmodifikationsmittel werden im Anschluss an das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung stäbchenförmiger Apatitkristalle durch dem Fachmann bekannte Verfahren auf die Oberfläche der stäbchenförmigen Apatitkristalle aufgebracht. In a further embodiment of the present invention, the rod-shaped apatite crystals of the formula Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (OH) _x F _y contained in the dispersion can be encased by one or more surface modification agents. Surface modification agents are understood to mean substances which physically adhere to the surface of the crystals but do not react chemically with them. Surface modifiers are to be understood in particular as dispersants; the latter are also known to the person skilled in the art, for example, under the terms emulsifiers, protective colloids, wetting agents or detergents. Suitable surface modification agents are described, for example, in WO 01/01930. Antiallergics and / or anti-inflammatory agents can also be used as surface modification agents. Following the process according to the invention for producing rod-shaped apatite crystals, the surface modification agents are applied to the surface of the rod-shaped apatite crystals by processes known to those skilled in the art.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Apatitkristalle der Formel Ca₅(PO₄)₃(OH)_xF_y eignen sich in isolierter Form und/oder in Form von Dispersionen zur Verwendung als remineralisierende Komponente für Zähne und/oder Knochen. Die Apatitkristalle können sowohl in Reinigungs- und Pflegeformulierungen als auch in Formulierungen für die Behandlung von Zahn- und Knochendefekten vorhanden sein. Insbesondere genannt seien Zahngele, Zahnpasten (bzw. Zahncremes), Mundwasser (bzw. Mundspülungen) und Kaugummis. Weiterhin finden die Apatitkristalle gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung als Bestandteil von Formulierungen zur Induktion oder Förderung der Neubildung von Knochengewebe und zur Beschichtung von Implantaten. The apatite crystals of the formula Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (OH) _x F _y produced by the process according to the invention are suitable in isolated form and / or in the form of dispersions for use as a remineralizing component for teeth and / or bones. The apatite crystals can be present both in cleaning and care formulations and in formulations for the treatment of tooth and bone defects. In particular, tooth gels, tooth pastes (or tooth creams), mouthwash (or mouth rinses) and chewing gums are mentioned. Furthermore, the apatite crystals according to the present invention are used as a constituent of formulations for inducing or promoting the formation of new bone tissue and for coating implants.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele zusätzlich verdeutlicht. The invention is further illustrated by the following examples.

example 1

In einem (Rühr)-Autoklav von 55 l Volumen wurden 16,0 kg vollentsalztes Wasser vorgelegt. Unter Rühren mit einem Ankerrührer bei 90 Umdrehungen pro Minute (Upm) wurden 5,925 kg Calciumhydroxid (Fa. Schäfer Weißkalkhydrat, Precal 54) eingerührt und die daraus entstandene Suspension auf 45°C aufgeheizt. 16.0 kg of completely demineralized water were placed in a (stirring) autoclave of 55 l volume submitted. While stirring with an anchor stirrer at 90 revolutions per minute (rpm) 5.925 kg of calcium hydroxide (Schäfer Weißkalkhydrat, Precal 54) were stirred in and the resulting suspension is heated to 45 ° C.

Bei dieser Temperatur wurden innerhalb von 120 min 5,534 kg 85%-ige Phosphorsäure, die mit 10,390 kg vollentsalztem Wasser verdünnt war, zulaufen gelassen. Anschließend wurde der Autoklav verschlossen und die Temperatur auf 100°C erhöht. Nach 20 min Rühren bei 100°C wurde die Temperatur auf 120°C erhöht, worauf sich ein Druck von 2,3 bar einstellte. At this temperature, 5.534 kg of 85% phosphoric acid, which was diluted with 10.390 kg of completely deionized water. The autoclave was then closed and the temperature increased to 100 ° C. After stirring for 20 min at 100 ° C, the temperature was increased to 120 ° C, whereupon a Set a pressure of 2.3 bar.

Unter diesen Bedingungen wurde 12 h gerührt, danach auf Raumtemperatur abgekühlt. Under these conditions, the mixture was stirred for 12 h, then cooled to room temperature.

Für die so erhaltene Dispersion wurde nach dem Abkühlen ein Feststoffgehalt von 21,6% sowie ein Ca/P-Verhältnis von 1,69 bestimmt. Der Dispersion wurde eine Probe entnommen, aus welcher anschließend das Dispergiermittel durch Trocknen bei 120°C und ca. 10 mbar entfernt wurde. Die getrockneten Kristalle zeigten im Röntgendiffraktogramm die Beugungsreflexe von reinem Hydroxylapatit. After cooling, a solids content of 21.6% was obtained for the dispersion thus obtained. as well as a Ca / P ratio of 1.69. The dispersion became a sample removed, from which the dispersant is then dried by drying at 120 ° C and about 10 mbar was removed. The dried crystals showed on the X-ray diffractogram the diffraction reflexes of pure hydroxyapatite.

Der erhaltene Hydroxylapatit bestand aus stengelförmigen Kristallen von prismatischem Querschnitt mit Breiten und Dicken von 0,01 bis 0,02 µm sowie Längen von 0,1 bis 0,2 µm. Die spezifische Oberfläche betrug 49,4 qm/g. The hydroxyapatite obtained consisted of columnar crystals of prismatic Cross section with widths and thicknesses from 0.01 to 0.02 µm and lengths from 0.1 to 0.2 µm. The specific surface area was 49.4 m2 / g.

Example 2

Beispiel 2 wurde analog zu Beispiel 1 durchgeführt. Nachdem die den Hydroxylapatit enthaltende Dispersion auf Raumtemperatur abgekühlt war, wurden 0,168 kg Natriumfluorid in den Autoklaven gegeben und die Dispersion weitere 12 h bei Raumtemperatur gerührt. Example 2 was carried out analogously to Example 1. After the the hydroxyapatite containing dispersion cooled to room temperature became 0.168 kg Sodium fluoride added to the autoclave and the dispersion for a further 12 h Room temperature stirred.

Sodann wurde die Suspension aus dem Autoklaven abgelassen. Das Röntgendiffraktogramm einer getrockneten Probe ergab, dass ca. 20 Mol-% der Hydroxidionen, bezogen auf die Gesamtmenge der Kristalle, durch Fluoridionen ausgetauscht wurden. Die Gestalt und die Dimensionen der Kristalle haben sich gegenüber denjenigen der Kristalle aus Beispiel 1 nicht geändert. Die spezifische Oberfläche betrug 49,4 qm/g. The suspension was then drained from the autoclave. The X-ray diffractogram of a dried sample showed that approx. 20 mol% of the Hydroxide ions, based on the total amount of crystals, by fluoride ions were exchanged. The shape and dimensions of the crystals are opposed that of the crystals from Example 1 was not changed. The specific surface was 49.4 sqm / g.

Example 3

Beispiel 2 wurde wiederholt mit dem Unterschied, dass der Reaktionsinhalt nach 20 min bei 100°C auf 150°C aufgeheizt wurde und die Reaktionszeit bei dieser Temperatur auf 4 h reduziert wurde. Der Druck betrug unter diesen Bedingungen 4,5 bar. Nachdem die den Hydroxilapatit enthaltende Dispersion auf Raumtemperatur abgekühlt war, wurden 0,067 kg Natriumfluorid zugesetzt. Example 2 was repeated with the difference that the reaction content after 20 min was heated at 100 ° C to 150 ° C and the reaction time at this temperature to 4 h was reduced. The pressure under these conditions was 4.5 bar. After that Dispersion containing hydroxyapatite was cooled to room temperature was 0.067 kg Sodium fluoride added.

Das Röntgendiffraktogramm der getrockneten Probe ergab, dass ca. 8 Mol-% der Hydroxidionen, bezogen auf die Gesamtmenge der Kristalle, durch Fluoridionen ausgetauscht wurden. Die spezifische Oberfläche betrug 46,8 qm/g, das Ca/P-Verhältnis betrug 1,65, die Gestalt und die Dimensionen der Kristalle entsprachen denjenigen aus Beispiel 1. The X-ray diffractogram of the dried sample showed that about 8 mol% of the Hydroxide ions, based on the total amount of crystals, by fluoride ions were exchanged. The specific surface area was 46.8 m2 / g, the Ca / P ratio was 1.65, the shape and dimensions of the crystals corresponded to those Example 1.

Comparative Example V1

In einem Rührbehälter von 55 l Volumen wurden 16,0 kg vollentsalztes Wasser vorgelegt und unter Rühren mit einem Ankerrührer bei 90 Upm 5,925 kg Calciumhydroxid (Fa. Schäfer, Weißkalkhydrat Precal 54) eingerührt und die daraus entstandene Suspension auf 70°C geheizt. 16.0 kg of completely demineralized water were placed in a stirred tank with a volume of 55 l and with stirring with an anchor stirrer at 90 rpm 5.925 kg calcium hydroxide (Fa. Schäfer, white lime hydrate Precal 54) and the resulting suspension Heated to 70 ° C.

Bei dieser Temperatur wurden innerhalb von 30 min unter Kühlen und Konstanthalten der Temperatur 5,534 kg 85%ige Phosphorsäure, die mit 10,39 kg vollentsalztem Wasser verdünnt war, zulaufen gelassen. At this temperature, the Temperature 5.534 kg of 85% phosphoric acid, with 10.39 kg of fully demineralized water was diluted, ran up.

Die Reaktionsmischung wurde weitere 2 h bei 70°C gerührt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. The reaction mixture was stirred at 70 ° C. for a further 2 h and then to room temperature cooled.

Für die so erhaltene Dispersion wurde nach dem Abkühlen ein Feststoffgehalt von 21,3% bestimmt. Die Röntgendiffraktogramme der Kristalle, die aus der Dispersion isoliert wurden, zeigte die Beugungsreflexe von Hydroxylapatit. Der Hydroxylapatit wies die Gestalt von unregelmäßigen Kugeln mit Durchmessern von 0,4 bis 5 µm auf. After cooling, a solids content of 21.3% was obtained for the dispersion thus obtained. certainly. The X-ray diffractograms of the crystals isolated from the dispersion showed the diffraction reflections of hydroxyapatite. The hydroxyapatite showed that Shape of irregular spheres with diameters from 0.4 to 5 µm.

Claims

1. Rod-shaped apatite crystals of the formula Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (OH) _x F _y , characterized in that

a) the length-to-width ratio of the crystals is at least ≥ 5 and

b) x + y = 1, where in the case of x or y ≠ 0 the total amount of crystals is present as a mixture of individual hydroxyapatite crystals and fluoroapatite crystals and / or as mixed crystals, so that, based on the total amount of crystals, (1-x) .100% of the hydroxide ions present in the case of y = 0 are replaced by fluoride ions.

2. rod-shaped apatite crystals according to claim 1, characterized in that in If y ≠ 0 the calcium ions are partially caused by other cations, in particular Sodium, potassium and / or ammonium ions are substituted.

3. rod-shaped apatite crystals according to claim 1 or 2, characterized in that that the length-to-width ratio of the crystals is 5 to 20, preferably 8 to 15, particularly preferably 9 to 12.

4. rod-shaped apatite crystals according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that, based on the total amount of crystals, 0.01 to 30%, in particular 0.5 to 20% of the hydroxide ions present in the case of y = 0 Fluoride ions are exchanged.

5. rod-shaped apatite crystals according to one of claims 1 to 4, characterized characterized that the thickness of each crystal roughly its width equivalent.

6. rod-shaped apatite crystals according to one of claims 1 to 5, characterized characterized that the thickness and width 0.01 to 0.02 µm and the length of the Crystals are 0.1 to 0.2 µm.

7. Dispersions containing rod-shaped apatite crystals according to one of the Claims 1 to 6, characterized in that the solids content Apatite crystals 5 to 70% by weight, preferably 10 to 40% by weight, particularly preferably 15 to 30% by weight.

8. A method for producing dispersions according to claim 7, characterized in that

a) a mixture containing the starting materials and water is produced in an autoclave,

b) a temperature of at least 100 ° C. and a pressure> 1 bar is generated inside the autoclave and these conditions are maintained for at least 1 hour,

c) if appropriate after step b), at least one fluoride-containing compound is added to the mixture present as a dispersion in the autoclave and is mixed with this dispersion over a period of at least 1 hour.

9. The method according to claim 8, characterized in that as starting materials Calcium hydroxide and phosphoric acid can be used.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the fluoride-containing Compound sodium fluoride, calcium fluoride, potassium fluoride and / or Is ammonium fluoride.

11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that in Inside the autoclave a pressure between 1.5 and 6 bar, especially between 2 and 5 bar.

12. A method for producing rod-shaped apatite crystals according to one of the Claims 1 to 6, characterized in that a dispersion according to the Method according to one of claims 8 to 11 is produced and then the rod-shaped apatite crystals by spray drying from the dispersion be isolated.

13. Use of rod-shaped apatite crystals according to one of claims 1 to 6 and / or of dispersions according to claim 7, as remineralizing Component for teeth and / or bones in cleaning and Care formulations and formulations for the treatment of teeth and Bone defects, especially in tooth gel, tooth paste, mouthwash and Chewing gum, in formulations for induction or promotion of new formation of Bone tissue and for coating implants.