FR2921569A1 - Particules deshydratees de fluoroapatite et appareil d'absorption les utilisant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne des particules déshydratées de fluoroapatite.Ces particules sont obtenues en faisant réagir des particules primaires d'hydroxyapatite ayant des groupes hydroxyle et des molécules de fluorure d'hydrogène ayant des atomes de fluor.Domaine d'application : Utilisation de ces particules déshydratées de fluoroapatite dans un appareil d'adsorption.
Description
La présente invention concerne des particules déshydratées de fluoroapatite et un appareil d'adsorption, et concerne en particulier des parties déshydratées de fluoroapatite et un appareil d'adsorption qui utilise les particules déshydratées de fluoroapatite. La fluoroapatite a une structure cristalline pratiquement identique à celle de l'hydroxyapatite et, en conséquence, présente des caractéristiques d'adsorption (une capacité d'adsorption) des protéines pratiquement identiques à celles de l'hydroxyapatite. En outre, la fluoroapatite est une substance qui est plus stable que l'hydroxyapatite et elle a donc une plus grande résistance aux acides. Pour ces raisons, la fluoroapatite présente des avantages de grande résistance aux solutions acides et, en conséquence, est capable de séparer une protéine présente dans une solution acide. Une telle fluoroapatite est généralement synthétisée en ajoutant (mélangeant) du fluorure d'ammonium comme source de fluor à (avec) une suspension contenant de l'hydroxyapatite (le document JP A-2004-330113 est un exemple de l'art antérieur). Cependant, dans la fluoroapatite synthétisée par un tel procédé, l'ammoniac qui est dérivé du fluorure d'ammonium est adsorbé à cette fluoroapatite comme impureté au cours du procédé de synthèse. Des apatites telles que la fluoroapatite ont une grande capacité d'adsorption de l'ammoniac et, en conséquence, dans le cas où une suspension contenant de la fluoroapatite synthétisée est séchée par atomisation (granulée) pour obtenir des particules, l'ammoniac reste dans les particules (particules de fluoroapatite) car il est très difficile d'éliminer l'ammoniac des particules de fluoroapatite. En conséquence, la quantité d'ammoniac restant dans les particules de fluoroapatite ainsi synthétisées est différente d'un lot à l'autre, ce qui rend difficile d'obtenir des particules de fluoroapatite ayant des caractéristiques uniformes. En outre, une résistance de liaison suffisante entre un atome de fluor et la fluoroapatite ne peut être obtenue en raison de la persistance de l'ammoniac dans la fluoroapatite (les particules) et, en conséquence, il se pose également des problèmes de séparation des atomes de fluor de la fluoroapatite et il ne peut donc être escompté d'améliorer davantage la résistance aux acides de la fluoro- apatite. En outre, puisque la fluoroapatite est souvent utilisée pour séparer une protéine présente dans une solution acide, il est préférable qu'une quantité de la protéine à adsorber à la fluoroapatite soit grande de telle sorte qu'une grande quantité de protéine puisse être séparée d'un échantillon (c'est-à-dire de la solution acide contenant la protéine). De ce point de vue, une fluoroapatite ayant une grande surface spécifique est de préférence utilisée. Pour ces raisons, une fluoroapatite qui a pour propriétés une faible séparation des atomes de fluor et une résistance supérieure aux acides peut être de préférence utilisée pour séparer une protéine. En outre, une fluoroapatite ayant une grande surface spécifique peut être utilisée de préférence pour séparer la protéine.
Un objectif de la présente invention consiste à proposer des particules déshydratées de fluoroapatite dans lesquelles la séparation des atomes de fluor est évitée en réduisant la quantité d'une impureté, telle que l'ammoniac, dérivée d'une matière première jusqu'à une quantité basse ou très basse, ce qui améliore la résistance aux acides de ces particules. En outre, un autre objectif de la présente invention consiste à proposer un appareil d'adsorption muni d'un adsorbant qui contient les particules déshydratées de fluoroapatite ou les particules frittées de fluoroapatite obtenues en frittant les particules déshydratées de fluoroapatite.
Ces objectifs sont atteints par la présente invention ((1) à (8)) décrite ci-dessous. (1) Des particules déshydratées de fluoroapatite qui sont obtenues en faisant réagir des particules primaires d'hydroxyapatite ayant des groupes hydroxyle et des molécules de fluorure d'hydrogène ayant des atomes de fluor de telle sorte qu'au moins un des groupes hydroxyle des particules primaires d'hydroxyapatite soit substitué par l'atome de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène, où, lorsque les particules déshydratées de fluoroapatite dont le diamètre moyen de particule est égal à 40 uni + 5 lm sont calibrées pour en obtenir une quantité de 2 g, la quantité de 2 g des particules déshydratées de fluoroapatite calibrées est mélangée à 20 ml d'eau pure pour obtenir un mélange et les particules déshydratées de fluoroapatite calibrées sont amenées à se déposer dans le mélange pour obtenir un liquide surnageant dans lequel des ions fluorure peuvent être contenus, la concentration en ions fluorure présents dans le liquide surnageant est également inférieure à 12 millionièmes.
Comme les particules déshydratées de fluoroapatite sont produites en réduisant la quantité d'une impureté, telle que l'ammoniac, dérivée d'une matière première à une quantité basse ou très basse, il est possible d'éviter la séparation des atomes de fluor. En résultat, la concentration en ions fluorure présents dans le liquide surnageant est également inférieure à 12 millionièmes et, en conséquence, les particules déshydratées de fluoroapatite ont une résistance supérieure aux acides. (2) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) précité, le dépôt des particules déshydratées de fluoroapatite calibrées dans le mélange est effectué en soumettant le mélange à un traitement d'agitation et un traitement ultrasonique, puis en soumettant le mélange à un traitement de centrifugation pour obtenir le liquide surnageant.
Cela permet de mesurer de manière fiable la concentration en atomes de fluor séparés des particules déshydratées de fluoroapatite dans le liquide surnageant par la concentration en ions fluorure. (3) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) précité, la surface spécifique des particules déshydratées de fluoroapatite est égale ou supérieure à 30 m2/g. Les particules déshydratées de fluoroapatite ayant une telle surface spécifique permettent de séparer une grande quantité d'une protéine. En général, la surface spécifique des particules frittées de fluoroapatite tend à diminuer en choisissant une température de frittage élevée et un long temps de frittage pour obtenir les particules frittées de fluoroapatite à partir des particules déshydratées de fluoroapatite. Cependant, puisque la surface spécifique des particules déshydratées de fluoroapatite est grande, la présente invention a pour avantage le fait que les particules frittées de fluoroapatite ayant une surface spécifique prédéterminée peuvent être obtenues en choisissant de manière appropriée les conditions de frittage telles que la température de frittage et le temps de frittage pour obtenir les particules frittées de fluoroapatite à partir des particules déshydratées de fluoroapatite. (4) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) précité, le diamètre moyen de particule des particules déshydratées de fluoroapatite est compris dans l'intervalle de 30 à 50 itm. La fluoroapatite ayant un tel diamètre moyen de particule entrant dans l'intervalle précité peut être utilisée de manière fiable comme adsorbant d'un appareil d'adsorption.
En outre, les particules frittées de fluoroapatite obtenues par frittage des particules déshydratées de fluoroapatite peuvent également être utilisées comme adsorbant de l'appareil d'adsorption. (5) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) 35 précité, les molécules de fluorure d'hydrogène sont présentes dans une solution contenant du fluorure d'hydrogène, les particules primaires d'hydroxyapatite sont présentes dans une suspension et la solution contenant du fluorure d'hydrogène est mélangée à la suspension pour obtenir un liquide de dispersion, la réaction des particules primaires d'hydroxy- apatite et des molécules de fluorure d'hydrogène étant conduite dans le liquide de dispersion. Dans le cas où les particules déshydratées de fluoroapatite dont le diamètre moyen de particule est égal à 40 gm + 5 gm sont calibrées pour en obtenir une quantité de 2 g, et la quantité de 2 g des particules déshydratées de fluoroapatite calibrées est mélangée à 20 ml d'eau pure pour obtenir un mélange, il est possible de fixer de manière fiable la concentration en ions fluorure présents dans le liquide surnageant avec la concentration décrite ci-dessus. (6) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (5) précité, le pH du liquide de dispersion est compris dans la plage de 2,5 à 5,0. Cela permet de fixer de manière fiable la concentration 20 en ions fluorure présents dans le liquide surnageant dans l'intervalle de concentrations décrit ci-dessus. (7) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (5) précité, les particules primaires d'hydroxyapatite sont synthétisées à partir d'un composé de calcium et d'un 25 composé du type phosphate en utilisant un procédé de synthèse par voie humide, dans lequel au moins un des composés consistant en le composé de calcium et le composé du type phosphate est présent en solution pour fournir la suspension dans le procédé de synthèse par voie humide. 30 En utilisant un tel procédé de synthèse par voie humide, il est possible de former de fines particules primaires d'hydroxyapatite et d'obtenir une suspension dans laquelle des agrégats des fines particules primaires d'hydroxyapatite (particules secondaires d'hydroxyapatite) sont dispersés 35 uniformément. (8) Un adsorbant est constitué des particules déshydratées de fluoroapatite définies ou des particules frittées de fluoroapatite obtenues par frittage des particules déshydratées de fluoroapatite.
Cela permet d'obtenir un appareil d'adsorption muni d'un adsorbant ayant une grande résistance aux acides. Conformément à la présente invention, puisque du fluorure d'hydrogène est utilisé comme source de fluor lorsqu'au moins un des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite est substitué par un atome de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène de la présente invention, les particules déshydratées de fluoroapatite dans lesquelles aucune impureté n'est présente ou bien présente en une très faible quantité, sont obtenues. En conséquence, lorsque les particules déshydratées de fluoroapatite dont le diamètre moyen de particule est égal à 40 tim + 5 ilm sont calibrées pour en obtenir une quantité de 2 g, la quantité de 2 g des particules déshydratées de fluoroapatite calibrées est mélangée à 20 ml d'eau pure pour obtenir un mélange et les particules déshydratées de fluoroapatite calibrées sont amenées à se déposer dans le mélange pour obtenir un liquide surnageant contenant des ions fluorure, la concentration en ions fluorure dans le liquide surnageant est égal ou inférieur à 12 millionièmes. En résultat, les particules déshydratées de fluoroapatite peuvent présenter une résistance supérieure aux acides. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente des diagrammes de diffraction des rayons X sur poudre de particules frittées de fluoroapatite, qui ont été frittées à une température de 400°C dans l'exemple et l'exemple comparatif. La figure 2 est un graphique qui représente la variation 35 des caractéristiques de séparation d'une protéine dans une colonne remplie de particules frittées de fluoroapatite, qui ont été frittées à une température de 400°C dans l'exemple. La figure 3 est un graphique qui représente la variation des caractéristiques de séparation d'une protéine dans une colonne remplie de particules frittées de fluoroapatite, qui ont été frittées à une température de 400°C dans l'exemple comparatif. La figure 4 est une courbe d'étalonnage qui représente la relation entre le potentiel électrique d'une solution et la concentration en ions fluorure présents dans la solution. Des particules déshydratées de fluoroapatite et un appareil d'adsorption conformes à la présente invention sont décrits ci-dessous en détail par référence à leurs formes de réalisation préférées.
La présente invention a pour objet des particules déshydratées de fluoroapatite dans lesquelles au moins un des groupes hydroxyle de la fluoroapatite est substitué par un atome de fluor de molécules de fluorure d'hydrogène. En d'autres termes, les particules déshydratées de fluoroapatite de la présente invention sont représentées par la formule de composition (I) suivante. Les atomes de fluor dans la formule de composition (I) sont dérivés des molécules de fluorure d'hydrogène. Calo ( PO4 ) 6 (OH) 2-2xF2x . . . (1) (formule dans laquelle 0 x 1) Les particules déshydratées de fluoroapatite de la présente invention sont obtenues en substituant les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène. En conséquence, il est possible d'éviter de manière fiable le mélange d'une impureté telle que l'ammoniac aux particules déshydratées de fluoroapatite, comparativement à un procédé utilisant du fluorure d'ammonium comme source de fluor. Pour ces raisons, lorsque les particules déshydratées de fluoroapatite dont le diamètre moyen de particule est égal à 40 !lm + 5 pm calibrées pour en obtenir une quantité de 2 g, la quantité de 2 g des particules déshydratées de fluoroapatite calibrées est mélangée à de l'eau pure en une quantité de 20 ml pour obtenir un mélange, et les particules déshydratées de fluoroapatite calibrées sont amenées à se déposer dans le mélange pour obtenir un liquide surnageant contenant des ions fluorure, la concentration des ions fluorure présents dans le liquide surnageant est égale ou inférieure à 12 millionièmes. De cette manière, les particules déshydratées de fluoroapatite dont la séparation des atomes de fluor est évitée ont une forte cristallinité. En conséquence, les particules déshydratées de fluoroapatite ont une résistance améliorée aux acides. La concentration en ions fluorure présents dans le liquide surnageant, c'est-à-dire la concentration en atomes de fluor séparés des particules déshydratées de fluoroapatite par passage au liquide surnageant, peut être avantageusement égale ou inférieure à 12 millionièmes et plus avantageusement aussi basse que possible, c'est-à-dire aussi proche que possible de "0 millionième". Plus spécifiquement, la concentration des ions fluorure (atomes de fluor) est avantageusement égale ou inférieure à 10 millionièmes, et plus avantageusement égale ou inférieure à 6 millionièmes. En conséquence, les particules déshydratées de fluoroapatite ont une résistance améliorée aux acides. Le calibrage des particules déshydratées de fluoroapatite mélangées à de l'eau pure de manière à parvenir dans un intervalle prédéterminé de diamètre moyen de particule est la raison pour laquelle la quantité d'atomes de fluor séparés des particules déshydratées de fluoroapatite par passage au liquide surnageant dépend des diamètres de particules des particules déshydratées de fluoroapatite mixtes. En outre, dans la présente invention, un diamètre moyen de particule compris dans l'intervalle de 40 + 5 est la raison pour laquelle les particules déshydratées de fluoro- apatite dont le diamètre moyen de particule est compris dans l'intervalle de 30 à 50 lm et les particules frittées de fluoroapatite qui sont obtenues par frittage des particules déshydratées de fluoroapatite sont utilisées de préférence et de manière appropriée comme adsorbant d'un appareil d'adsorption décrit plus loin.
Il est préférable que le liquide surnageant soit obtenu de la manière suivante. A ce propos, un mélange d'eau et de particules déshydratées de fluoroapatite est soumis à un traitement d'agitation et un traitement ultrasonique. Puis, le mélange est soumis à un traitement de centrifugation pour obtenir le liquide surnageant. Cela permet de mesurer de manière fiable la concentration en atomes de fluor séparés des particules déshydratées de fluoroapatite par passage dans le liquide surnageant par la concentration en ions fluorure.
L'ordre du traitement d'agitation et du traitement ultrasonique du mélange n'est pas particulièrement limité, mais il est préférable que le traitement d'agitation soit effectué avant et après le traitement ultrasonique. Cela permet de dissoudre de manière fiable les atomes de fluor séparés des particules déshydratées de fluoroapatite dans l'eau pure. Le temps du traitement d'agitation avant le traitement ultrasonique est compris avantageusement dans l'intervalle d'environ 5 à 15 minutes et est plus avantageusement égal à environ 10 minutes. Le temps du traitement d'agitation après le traitement ultrasonique est compris avantageusement dans l'intervalle d'environ 0,5 à 10 minutes et est plus avantageusement égal à environ 1 minute. Le temps du traitement ultrasonique est compris avantageusement dans l'intervalle d'environ 1 à 10 minutes et est plus avantageusement égal à environ 5 minutes. Les conditions utilisées pour soumettre le mélange au traitement de centrifugation sont les suivantes. La vitesse de rotation du mélange est comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 1000 à 3000 tr/min et est plus avantageusement égale à environ 2000 tr/min. Le temps du traitement de centrifugation est compris avantageusement dans l'intervalle d'environ 5 à 15 minutes et est plus avantageusement égal à environ 10 minutes. La surface spécifique de la fluoroapatite (particules déshydratées) dans laquelle les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite sont substitués par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène est suffisamment grande pour séparer une grande quantité d'une protéine. La surface spécifique des particules déshydratées de fluoroapatite qui sont granulées en utilisant des particules primaires de fluoroapatite obtenues par un tel procédé est avantageusement égale ou supérieure à 30,0 m2/g et plus avantageusement égale ou supérieure à 35,0 m2/g. Une telle surface spécifique des particules déshydratées de fluoroapatite est suffisamment grande pour séparer une grande quantité d'une protéine. En outre, la surface spécifique des particules frittées de fluoroapatite qui sont obtenues par frittage des particules déshydratées de fluoroapatite tend normalement à être réduite en choisissant une température élevée ou un long temps de frittage des particules déshydratées de fluoroapatite. Cependant, si la surface spécifique des particules déshydratées de fluoroapatite est grande, il existe un avantage consistant en le fait que les particules frittées de fluoroapatite ayant une surface spécifique prédéterminée peuvent être obtenues en choisissant les conditions de frittage telles que la température et le temps lorsque les particules frittées de fluoroapatite sont obtenues à partir des particules déshydratées de fluoroapatite. Les particules déshydratées de fluoroapatite de la présente invention, telles que décrites ci-dessus, sont produites à partir d'hydroxyapatite et de molécules de fluorure d'hydrogène par un procédé de production de fluoroapatite, décrit ci-dessous. Le procédé de production de fluoroapatite conformément à la présente invention comprend une étape de préparation d'une suspension (SI), une étape de préparation d'une solution contenant du fluorure d'hydrogène (S2) et une étape de synthèse de fluoroapatite (S3). Ces étapes sont décrites dans l'ordre ci-dessous. <Sl> Etape de préparation d'une suspension Tout d'abord, une suspension contenant de l'hydroxyapatite est préparée. Un procédé pour la préparation de particules primaires d'hydroxyapatite et d'une suspension dans laquelle les agrégats des particules primaires d'hydroxyapatite sont dispersés est décrit ci-dessous. Les particules primaires d'hydroxyapatite peuvent être obtenues par divers procédés de synthèse, mais sont de préférence synthétisées par un procédé de synthèse par voie humide dans lequel au moins une des sources consistant en une source de calcium (un composé de calcium) et une source d'acide phosphorique (un composé d'acide phosphorique) est utilisée sous forme d'une solution. En utilisant un tel procédé de synthèse par voie humide, il est possible de former de fines particules primaires d'hydroxyapatite et d'obtenir ainsi une suspension dans laquelle les agrégats des fines particules primaires d'hydroxyapatite sont dispersés uniformément. En outre, un tel procédé de synthèse par voie humide n'a pas besoin d'un dispositif de production coûteux et permet de préparer de manière simple la suspension et de synthétiser efficacement de l'hydroxyapatite pour produire les particules primaires d'hydroxyapatite. En outre, les particules primaires d'hydroxyapatite ainsi produites ont un petit diamètre et sont donc très fortement réactives avec le fluorure d'hydrogène dans l'étape S3 qui sera décrite plus loin. En résultat, les particules primaires de fluoroapatite ayant un taux élevé de substitution des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène sont obtenues.
Des exemples de la source de calcium à utiliser dans la synthèse par voie humide de la forme de réalisation de la présente invention comprennent l'hydroxyde de calcium, l'oxyde de calcium, le nitrate de calcium et des composés similaires. Des exemples de la source d'acide phosphorique à utiliser dans la synthèse par voie humide de la présente invention comprennent l'acide phosphorique, le phosphate d'ammonium et des composés similaires. Parmi ces sources, une source contenant principalement de l'hydroxyde de calcium ou de l'oxyde de calcium est particulièrement appréciée comme source de calcium, et une source contenant principalement de l'acide phosphorique est particulièrement appréciée comme source d'acide phosphorique. En utilisant une telle source de calcium et une telle source d'acide phosphorique, il est possible de produire plus efficacement et à meilleur coût les particules primaires d'hydroxyapatite. En outre, il est également possible d'obtenir aisément la suspension dans laquelle les particules primaires d'hydroxyapatite ou leurs agrégats sont dispersés.
Plus spécifiquement, ces particules primaires d'hydroxyapatite et une suspension peuvent être obtenues en ajoutant goutte à goutte une solution d'acide phosphorique (H3PO4) à une suspension d'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2) ou d'oxyde de calcium (CaO) présente dans un récipient et en les mélangeant par agitation. Le diamètre moyen de particule des agrégats de ces particules primaires d'hydroxyapatite est compris avantageusement dans l'intervalle d'environ 1 à 20 Ftm et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 5 à 12 pm. Cela permet d'éviter efficacement que la manipulation des agrégats devienne difficile en raison de leur trop petit diamètre. Le diamètre moyen de particule de ces agrégats est un diamètre approprié et, en conséquence, ces agrégats peuvent être aisément mis en contact avec du fluorure d'hydrogène de telle sorte que les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite soient substitués plus efficacement par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène. La quantité des particules primaires d'hydroxyapatite présentes dans la suspension est comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 1 à 20 % en poids et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 5 à 12 % en poids. Cela permet de substituer plus efficacement les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène dans l'étape S3 qui sera décrite plus loin. En outre, il est également possible d'agiter suffisamment la suspension avec une quantité d'énergie relativement faible dans l'étape S3 et de parvenir ainsi à un taux uniforme de substitution du groupe hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène parmi les particules primaires d' hydroxyapatite. <S2> Solution contenant du fluorure d'hydrogène Etape de préparation Une solution contenant du fluorure d'hydrogène est 20 préparée séparément de la suspension contenant de l'hydroxyapatite. Le solvant pour la dissolution du fluorure d'hydrogène n'est pas particulièrement limité et n'importe quel solvant peut être utilisé du moment qu'il n'inhibe pas la réaction 25 à conduire dans l'étape S3 qui sera décrite plus loin. Des exemples d'un tel solvant comprennent l'eau, un alcool tel que le méthanol et l'éthanol, et des solvants similaires. Ces solvants peuvent être utilisés sous forme d'une association de deux ou plus de deux d'entre eux. 30 Cependant, parmi ceux-ci, l'eau est particulièrement appréciée. En utilisant de l'eau comme solvant, il est possible d'éviter de manière plus fiable l'inhibition de la réaction à conduire dans l'étape S3 qui sera décrite plus loin. La quantité de fluorure d'hydrogène présente dans la 35 solution contenant du fluorure d'hydrogène est comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 1 à 60 % en poids, et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 2,5 à 10 96 en poids. En choisissant la quantité de fluorure d'hydrogène présente dans la solution contenant du fluorure d'hydrogène de telle sorte qu'elle soit égale à une valeur comprise dans l'intervalle précité, il est possible d'ajuster aisément le pH de la suspension dans laquelle la solution contenant du fluorure d'hydrogène est ajoutée à une valeur comprise dans une plage désirée dans l'étape S3. En outre il est également possible d'éviter que la solution contenant 10, du fluorure d'hydrogène n'atteigne un pH extrêmement bas et, ainsi, il est possible de manipuler de manière sûre la solution contenant du fluorure d'hydrogène. <S3> Etape de synthèse de fluoroapatite Puis la suspension préparée dans l'étape S1 et la 15 solution contenant du fluorure d'hydrogène préparée dans l'étape S2 sont mélangées l'une à l'autre pour la réaction des particules primaires d'hydroxyapatite avec le fluorure d'hydrogène dans la suspension contenant la solution contenant du fluorure d'hydrogène pour obtenir des particules primaires 20 de fluoroapatite. Plus spécifiquement, comme représenté dans la formule (II) suivante, en mettant les particules primaires d'hydroxyapatite en contact avec du fluorure d'hydrogène, il est possible de substituer au moins une partie des groupes hydroxyle de 25 l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène pour convertir l'hydroxyapatite en fluoroapatite et obtenir ainsi les particules primaires de fluoroapatite. Calo (PO4) 6 (OH) 2 -3 Calo (PO4) 6 (OH) 2-2xF2x (II) 30 (formule dans laquelle 0 < x < 1) Comme décrit ci-dessus, en faisant réagir les particules primaires d'hydroxyapatite avec du fluorure d'hydrogène dans la suspension contenant les particules primaires d'hydroxyapatite, il est possible de produire aisément les 35 particules primaires de fluoroapatite.
En outre, puisque les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite sont substitués par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène au cours de l'étape des particules primaires d'hydroxyapatite, les particules primaires de fluoroapatite obtenues ont un taux particulièrement élevé de substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor. En outre, puisque du fluorure d'hydrogène (HF) est utilisé comme source de fluor, aucun sous-produit n'est formé ou bien la quantité d'un sous-produit formée est extrêmement réduite comparativement au cas où du fluorure d'ammonium (NH4F), du fluorure de lithium (LiF), du fluorure de sodium (NaF), du fluorure de potassium (KF), du fluorure de magnésium (Mg2), du fluorure de calcium (CaF2) ou un composé similaire est utilisé comme source de fluor. En conséquence, la quantité d'impuretés (sous-produit) présente dans les particules primaires de fluoroapatite peut être réduite, ce qui fait que la résistance aux acides des particules primaires de fluoroapatite est améliorée. Il faut noter que le terme "impuretés" utilisé ici désigne l'ammoniac, le lithium, etc., provenant d'une matière première de la fluoroapatite. Plus spécifiquement, la teneur en impuretés de la fluoroapatite (particules primaires) est de préférence aussi réduite que possible. Par exemple, elle est avantageusement égale ou inférieure à 300 millionièmes et plus avantageusement égale ou inférieure à 100 millionièmes. Cela permet de supprimer davantage la séparation des atomes de fluor des particules primaires de fluoroapatite en raison de leur basse teneur en impuretés. En résultat, il est également possible d'améliorer la résistance aux acides des particules primaires de fluoroapatite. Suivant la présente forme de réalisation, en ajustant les conditions réactionnelles (par exemple pH, température, temps) de la réaction entre l'hydroxyapatite (particules primaires) et le fluorure d'hydrogène, il est possible de permettre à la quantité d'impuretés présentes dans les particules primaires de fluoroapatite d'être comprise dans l'intervalle précité. En outre, il est également possible de permettre à la quantité d'ions fluorure (ions fluorure libres) présents dans le liquide surnageant d'être comprise dans l'intervalle précité. En particulier, suivant la présente forme de réalisation, le pH de la suspension est ajusté de manière à être compris avantageusement dans l'intervalle d'environ 2,5 à 5 et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 2,7 à 4 en mélangeant la solution contenant du fluorure d'hydrogène à la suspension et, dans cet état, l'hydroxyapatite (particules primaires) réagit avec le fluorure d'hydrogène. Cela permet à la quantité d'impuretés présentes dans les particules primaires de fluoroapatite et à la quantité d'ions fluorure libres présents dans le liquide surnageant d'être comprises dans les intervalles précités. A cet égard, il faut noter que, dans ce mémoire, le pH de la suspension correspond à une valeur de pH au moment où la quantité totale de la solution contenant du fluorure d'hydrogène a été mélangée à la suspension. Si le pH de la suspension est ajusté à une valeur inférieure à 2,5, il existe une tendance à la dissolution de l'hydroxyapatite proprement dite et, en conséquence, il existe un risque qu'il devienne difficile de convertir l'hydroxyapatite en fluoroapatite pour obtenir des particules primaires de fluoroapatite. En outre, dans ce cas, il se pose également un problème consistant en le fait que les matériaux constitutifs d'un dispositif destiné à être utilisé dans le mélange des particules primaires de fluoro- apatite avec la solution contenant du fluorure d'hydrogène sont élués dans la suspension, ce qui fait que des particules primaires de fluoroapatite de faible pureté sont obtenues. En outre, il est techniquement très difficile d'ajuster le pH de la suspension à une valeur basse inférieure à 2,5 en utilisant la solution contenant du fluorure d'hydrogène.
D'autre part, afin d'ajuster le pH de la suspension à une valeur supérieure à 5 au moyen de la solution contenant du fluorure d'hydrogène, une grande quantité d'eau doit être ajoutée à la suspension. Dans ce cas, la quantité totale de la suspension devient extrêmement grande et, en résultat, le rendement en particules primaires de fluoroapatite sur la base de la quantité totale de la suspension est réduit. Cela est industriellement désavantageux. A l'opposé des deux cas précités, dans le cas où le pH de la suspension est ajusté de manière à être compris dans l'intervalle de 2,5 à 5, la fluoroapatite (particules primaires) produite par la réaction tend à subir une dissolution et ensuite une recristallisation. En conséquence, les particules primaires de fluoroapatite ayant une forte cristallinité peuvent être obtenues. La suspension et la solution contenant du fluorure d'hydrogène peuvent être mélangées l'une à l'autre en une fois, mais elles sont de préférence mélangées en ajoutant (ajoutant goutte à goutte) la solution contenant du fluorure d'hydrogène à la suspension, goutte à goutte. En ajoutant goutte à goutte la solution contenant du fluorure d'hydrogène à la suspension, il est possible de faire réagir relativement aisément les particules primaires d'hydroxyapatite avec le fluorure d'hydrogène et d'ajuster de manière plus aisée et fiable le pH de la suspension à une valeur dans l'intervalle précité. En conséquence, il est possible d'éviter la décomposition ou la dissolution de l'hydroxyapatite proprement dite et d'obtenir ainsi des particules primaires de fluoroapatite de grande pureté en un bon rendement.
La vitesse d'addition goutte à goutte de la solution de fluorure d'hydrogène à la suspension est comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 1 à 100 1/h, et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 3 à 100 1/h. En mélangeant (ajoutant) la solution contenant du fluorure d'hydrogène avec (à) la suspension à une telle vitesse d'addition goutte à goutte, il est possible de faire réagir les particules primaires d'hydroxyapatite avec le fluorure d'hydrogène dans des conditions plus douces. En outre, la réaction entre les particules primaires d'hydroxyapatite et le fluorure d'hydrogène est de préférence conduite tout en agitant la suspension. En agitant la suspension, il est possible de mettre les particules primaires d'hydroxyapatite en contact uniforme avec le fluorure d'hydrogène et de permettre ainsi à la réaction entre les particules primaires d'hydroxyapatite et le fluorure d'hydrogène de s'effectuer efficacement. En outre, il est également possible d'obtenir des particules primaires de fluoroapatite ayant un taux plus uniforme de substitution des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène. En utilisant de telles particules primaires de fluoroapatite, il est possible de produire, par exemple, un adsorbant (particules déshydratées de fluoroapatite ou particules frittées de fluoroapatite) ayant de moindres variations des caractéristiques et une grande fiabilité.
Dans ce cas, la puissance d'agitation de la suspension est comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 0,1 à 3 W, et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 0,5 à 1,8 W par litre de suspension. En réglant la puissance d'agitation à une valeur dans l'intervalle précité, il est possible d'améliorer davantage l'efficacité de la réaction entre les particules primaires d'hydroxyapatite et le fluorure d'hydrogène. La quantité de fluorure d'hydrogène à mélanger est déterminée de telle sorte que la quantité d'atomes de fluor soit comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 0,65 à 1,25 fois et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 0,75 à 1,15 fois la quantité de groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite. Cela permet de substituer plus efficacement les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène.
La température de la réaction entre les particules primaires d'hydroxyapatite et le fluorure d'hydrogène n'est pas particulièrement limitée mais est comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 5 à 50°C et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 20 à 40°C. En réglant la température à une valeur dans l'intervalle précité, il est possible d'éviter la décomposition ou la dissolution de l'hydroxyapatite (particules primaires) même lorsque le pH de la suspension est ajusté à une valeur basse. En outre, il est également possible d'améliorer la vitesse de réaction entre les particules primaires d'hydroxyapatite et le fluorure d'hydrogène. De plus, il également possible de favoriser efficacement la recristallisation de la fluoroapatite produite et d'obtenir ainsi les particules primaires de fluoroapatite. Dans ce cas, du fluorure d'hydrogène est de préférence introduit goutte à goutte (ajouté) dans (à) la suspension contenant les particules primaires d'hydroxyapatite pendant une période de temps d'environ 30 minutes à 16 heures et plus avantageusement pendant une période de temps d'environ 1 à 8 heures. En ajoutant goutte à goutte le fluorure d'hydrogène à la suspension contenant les particules primaires d'hydroxyapatite en une telle période de temps pour la réaction des particules primaires d'hydroxyapatite avec le fluorure d'hydrogène, il est possible de substituer suffisamment les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène. Il faut noter que, même si la période de temps d'addition goutte à goutte du fluorure d'hydrogène à la suspension est prolongée de manière à dépasser la valeur limite supérieure précitée, il ne peut être escompté que la réaction entre les particules primaires d'hydroxyapatite et le fluorure d'hydrogène s'effectue davantage. De la manière décrite ci-dessus, des particules primaires d'hydroxyapatite sont amenées à réagir avec les molécules de fluorure d'hydrogène présentes dans un liquide de dispersion dans lequel la suspension contenant les particules primaires d'hydroxyapatite est mélangée à la solution contenant du fluorure d'hydrogène, qui contient les molécules de fluorure d'hydrogène. En résultat, au moins une partie des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite est substituée par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène, ce qui permet d'obtenir de la fluoroapatite (particules déshydratées de fluoroapatite). Dans le cas où les particules primaires de fluoroapatite dont le diamètre moyen de particule est égal à 40 Ilm + 5 ilm sont calibrées pour en obtenir une quantité de 2 g, la quantité de 2 g des particules déshydratées de fluoroapatite calibrées est mélangée à 20 ml d'eau pure pour obtenir un mélange, et les particules déshydratées de fluoroapatite calibrées sont amenées à se déposer dans le mélange pour obtenir un liquide surnageant contenant des ions fluorure, il est possible de parvenir de manière fiable à une concentration en ions fluorure dans le liquide surnageant dans l'intervalle précité.
La fluoroapatite n'est pas limitée à la fluoroapatite pure telle que représentée par la formule (I) décrite ci-dessus dans laquelle le degré d'halogénation représenté par x est égal à 1 (c'est-à-dire la fluoroapatite obtenue en substituant tous les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène). La fluoroapatite comprend également une fluoroapatite obtenue en substituant seulement une partie des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène.
En outre, conformément à la présente invention, il est possible de substituer les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite présents non seulement dans la surface mais également dans la partie intérieure des particules primaires d'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène. Plus spécifiquement, il est possible de substituer 75 % ou plus des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène. En outre, en régulant de manière appropriée les conditions de la réaction (par exemple le pH, la température, le temps et la quantité de fluorure d'hydrogène à mélanger) de la réaction entre les particules primaires d'hydroxyapatite et le fluorure d'hydrogène, il est également possible de substituer 95 96 ou plus des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène. Il faut noter que la fluoroapatite obtenue en substituant 50 % ou plus des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène est préférée car elle a une résistance particulièrement excellente aux acides.
En outre, ces particules primaires de fluoroapatite contiennent une très petite quantité d'impuretés, sont stables et la séparation des atomes de fluor de ces particules est supprimée, et ces particules ont donc une excellente résistance aux acides.
Les particules déshydratées de fluoroapatite peuvent être obtenues en déshydratant ou en granulant la suspension contenant ces particules primaires de fluoroapatite, et les particules déshydratées de fluoroapatite peuvent être en outre frittées pour obtenir des particules frittées de fluoroapatite. Dans le cas où la fluoroapatite est utilisée comme adsorbant, des particules frittées de fluoroapatite sont préférées du point de vue de la résistance mécanique. Cependant, dans le cas où une charge à appliquer à l'adsorbant est relativement faible, les particules déshydratées de fluoroapatite peuvent également être utilisées. En utilisant un tel adsorbant comme phase stationnaire d'un appareil d'adsorption utilisé en chromatographie, il est possible d'étendre la gamme de choix des conditions pour la séparation ou l'adsorption d'une entité à tester (par exemple une protéine) et d'appliquer ainsi un tel appareil d'adsorption utilisé en chromatographie à une plus large gamme de domaines (champs). Il faut noter que le procédé de déshydratation et de granulation de la suspension contenant les particules primaires de fluoroapatite n'est pas particulièrement limité, et un exemple d'un tel procédé comprend un séchage par atomisation en utilisant un appareil de séchage par atomisation ou un appareil similaire. En outre, la température du séchage par atomisation est comprise de préférence dans l'intervalle d'environ 120 à 200°C. La température de frittage des particules déshydratées de fluoroapatite est comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 200 à 800°C, plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 400 à 700°C. En fixant la température de frittage à une valeur dans l'intervalle précité, il est possible d'obtenir un adsorbant ayant une excellente résistance mécanique tout en laissant des brèches (pores) persister dans les particules primaires de fluoroapatite ou entre les particules primaires de fluoroapatite adjacentes les unes aux autres (c'est-à-dire dans des agrégats). L'application de la fluoroapatite n'est pas limitée à un tel adsorbant. Par exemple, les particules déshydratées de fluoroapatite peuvent être moulées et ensuite frittées pour obtenir un corps fritté. Le corps fritté ainsi obtenu peut être utilisé comme os artificiel ou racine dentaire. Bien que les particules déshydratées de fluoroapatite et l'appareil d'adsorption conformes à la présente invention aient été décrits ci-dessus par référence à leurs formes de réalisation préférées, la présente invention n'est pas limitée à ces formes de réalisation. Par exemple, les formes de réalisation précitées ont été décrites par référence à un cas représentatif dans lequel les particules déshydratées de fluoroapatite sont produites en utilisant la solution contenant du fluorure d'hydrogène et les particules primaires d'hydroxyapatite, mais des particules déshydratées d'hydroxyapatite obtenues en granulant les particules primaires d'hydroxyapatite peuvent être utilisées à la place des particules primaires d'hydroxyapatite. Egalement dans ce cas, en substituant les groupes hydroxyle des particules primaires d'hydroxyapatite par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène comme dans le cas des formes de réalisation précitées, il est possible d'augmenter le taux de substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor et de supprimer ainsi la séparation des atomes de fluor des particules déshydratées de fluoroapatite. En résultat, il est possible d'obtenir des particules déshydratées de fluoroapatite ayant une excellente résistance aux acides. Exemple La présente invention est décrite ci-dessous par 15 référence à des exemples réels. 1. Production de fluoroapatite (Exemple) Tout d'abord, de l'hydroxyde de calcium a été mis en suspension dans de l'eau pure pour obtenir une suspension 20 d'hydroxyde de calcium, puis une solution aqueuse d'acide phosphorique a été ajoutée goutte à goutte à la suspension d'hydroxyde de calcium tout en agitant suffisamment la suspension d'hydroxyde de calcium. En résultat, 500 1 d'une suspension contenant 10 en poids de particules primaires 25 d'hydroxyapatite ont été obtenus. Il faut noter qu'il a été constaté par diffractométrie des rayons X sur poudre que les particules primaires d'hydroxyapatite ainsi obtenues sont constituées d'hydroxyapatite. 30 D'autre part, du fluorure d'hydrogène a été dissous dans de l'eau pure de manière à parvenir à une quantité de 5 en poids afin de préparer une solution contenant du fluorure d'hydrogène. Puis 41,84 1 de la solution contenant du fluorure 35 d'hydrogène ont été ajoutés goutte à goutte à la suspension à une vitesse de 5 1/h tout en agitant la suspension à une puissance d'agitation de 0,5 kW. Il faut noter que la suspension avait un pH de 3,00 au moment où l'addition goutte à goutte de la solution contenant du fluorure d'hydrogène a été achevée. La quantité de fluorure d'hydrogène à mélanger à la suspension a été déterminée de telle sorte que la quantité d'atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène (fluorure d'hydrogène) devienne égale à environ 1,05 fois la quantité de groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite. En outre, la suspension a été agitée à une puissance d'agitation de 0,5 kW à 30°C pendant 24 heures pour la réaction des particules primaires d'hydroxyapatite avec le fluorure d'hydrogène. En résultat, une suspension contenant des particules primaires de fluoroapatite a été obtenue. Il faut noter qu'un produit de réaction présent dans la suspension, à savoir les particules primaires de fluoroapatite, s'est révélé consister en fluoroapatite par diffractométrie des rayons X sur poudre. En outre, en résultat de la diffraction des rayons X sur poudre des particules primaires de fluoroapatite, le taux de substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène s'est révélé être égal à environ 100 %.
En outre, en résultat de la diffraction des rayons X sur poudre des particules déshydratées de fluoroapatite, aucun produit autre que la fluoroapatite n'a été détecté. Puis la suspension contenant les particules primaires de fluoroapatite a été séchée par atomisation à 150°C en utilisant un appareil de séchage par atomisation (produit par OHKAWARA KAKOHKI Co., Ltd. sous le nom commercial "OC-20") pour produire des particules déshydratées (appelées ci-après "particules déshydratées de fluoroapatite"). Puis une partie des particules déshydratées de fluoro-apatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre médian de particules d'environ 40 ilm et ces particules ont été ensuite frittées dans un four électrique à 400°C pendant 4 heures pour obtenir des particules frittées de fluoroapatite 1. En outre, une partie des particules déshydratées de fluoroapatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre moyen de particule d'environ 40 Flm et ces particules ont été ensuite frittées dans un four électrique à 700°C pendant 4 heures pour obtenir des particules frittées de fluoroapatite 2. Il faut noter que chacun des deux types de particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 (adsorbants) avait un diamètre moyen de particule d'environ 40 lm. (Exemple comparatif) Tout d'abord, une suspension contenant 10 % en poids de particules primaires d'hydroxyapatite a été préparée de 15 la même manière que dans l'exemple. Puis 4,5 1 d'une solution aqueuse de fluorure d'ammonium 6 M ont été ajoutés goutte à goutte à 20 1 de la suspension à une vitesse de 1,2 1/h tout en agitant la suspension à une puissance d'agitation de 22 W. 20 Il faut noter que le pH de la suspension au moment de l'achèvement de l'addition goutte à goutte de la solution aqueuse de fluorure d'ammonium était égal à 7,00. En outre, la suspension a été agitée à une puissance d'agitation de 22 W à 30°C pendant 24 heures pour faire 25 réagir les particules primaires d'hydroxyapatite et le fluorure d'ammonium. En résultat, une suspension contenant des particules primaires de fluoroapatite a été obtenue. Il faut noter qu'un produit de réaction présent dans la suspension, à savoir les particules primaires de fluoro- 30 apatite, s'est révélé consister en fluoroapatite par diffractométrie des rayons X sur poudre. En outre, en résultat de la diffraction des rayons X sur poudre des particules primaires de fluoroapatite, le taux de substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor était égal à 35 environ 70 %.
Puis la suspension contenant les particules primaires de fluoroapatite a été séchée par atomisation à 150°C en utilisant un appareil de séchage par atomisation identique à celui utilisé dans l'exemple pour produire des particules déshydratées (appelées ci-après "particules déshydratées de fluoroapatite"). Puis une partie des particules déshydratées de fluoroapatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre médian de particules d'environ 40 t1m et ces particules ont été ensuite frittées dans un four électrique à 400°C pendant 4 heures pour obtenir des particules frittées de fluoroapatite 1. En outre, une partie des particules déshydratées de fluoroapatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre médian de particule d'environ 40 11m et ces particules ont ensuite été frittées dans un four électrique à 700°C pendant 4 heures pour obtenir des particules frittées de fluoroapatite 2. Il faut noter que chacun des deux types de particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 (adsorbants) avait un diamètre moyen de particule d'environ 40 itm. En outre, chacun des trois types de particules de fluoroapatite (c'est-à-dire les particules déshydratées de fluoroapatite obtenues par séchage par atomisation après synthèse de la fluoroapatite, les particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues par frittage des particules déshydratées de fluoroapatite à 400°C et les particules frittées de fluoroapatite 2 obtenues par frittage des particules déshydratées de fluoroapatite à 700°C) a été lavé trois fois avec de l'eau pure et a été ensuite laissé au repos pendant un jour pour obtenir un liquide surnageant. Puis du réactif de Nessler a été ajouté aux deux types ainsi obtenus de liquides surnageants et, en résultat, ces deux liquides ont viré au brun. D'après les résultats, il est possible de considérer qu'une partie de l'ammoniac a été séparée des particules primaires de fluoroapatite. D'autre part, les particules déshydratées de fluoroapatite et les particules frittées de fluoroapatite 1 et 2, qui ont été obtenues dans l'exemple, ont été également traitées de la manière décrite ci-dessus pour obtenir des liquides surnageants, puis du réactif de Nessler a été ajouté aux liquides surnageants mais aucun de ceux-ci n'a viré au brun. (Exemple de référence) Une suspension contenant des particules primaires d'hydroxyapatite a été obtenue de la même manière que dans l'exemple.
Puis la suspension contenant les particules primaires d'hydroxyapatite a été séchée par atomisation à 150°C en utilisant un appareil de séchage par atomisation identique à celui utilisé dans l'exemple pour produire des particules déshydratées (appelées ci-après "particules déshydratées d'hydroxyapatite"). Puis une partie des particules déshydratées d'hydroxyapatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre médian de particule d'environ 40 Flm, et ces particules ont été ensuite frittées dans un four électrique à 400°C pendant 4 heures pour obtenir des particules frittées d'hydroxyapatite 1. Il faut noter que les particules frittées d'hydroxyapatite 1 obtenues (adsorbants) avaient un diamètre moyen de particule d'environ 40 lm. 2. Evaluation 2-1 Evaluation de la cristallinité par diffraction des rayons X sur poudre Chacune des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple et l'exemple comparatif a été soumise à une diffraction des rayons X sur poudre pour obtenir un motif ayant des pics contenant un pic principal, de la manière représentée sur la figure 1. En résultat, d'après le nombre de coups dans le pic principal, etc., il a été trouvé que les particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple ont une forte cristallinité, tandis que les particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple comparatif ont une faible cristallinité. 2-2 Evaluation de la surface spécifique Chacune des particules déshydratées d'hydroxyapatite et des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple et l'exemple comparatif a été soumise à une analyse avec un analyseur automatique de surface spécifique ("Macdel model-1201" produit par Mountech Co., Ltd) pour obtenir la surface spécifique de ces particules.
Les résultats sont présentés sur le tableau 1. Comme représenté sur la figure 1, il existait une tendance à la réduction de la surface spécifique de chacune des particules déshydratées de fluoroapatite et des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple et l'exemple comparatif, comparativement à celle obtenue dans l'exemple de référence. Cependant, il a été trouvé que la surface spécifique avait une valeur suffisante pour séparer une grande quantité d'une protéine. 2-3 Evaluation de la résistance à la rupture des 20 particules Chacune des particules déshydratées de fluoroapatite et des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple et l'exemple comparatif a été soumise à un test dans une machine d'essai de compression ("MCT-W200-J" produite 25 par Shimadzu Corporation) pour obtenir la résistance à la rupture de ses particules. Les résultats sont présentés sur le tableau 1. Came montré sur la figure 1, il existe une tendance à l'obtention d'une grande résistance à la rupture des particules de 30 chacune des particules déshydratées de fluoroapatite et des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple et l'exemple comparatif, parmi les particules déshydratées de fluoroapatite et les particules frittées de fluoroapatite, comparativement à celles obtenues dans l'exemple de référence. En conséquence, 35 il a été trouvé que la résistance à la rupture des particules de chacune des particules déshydratées de fluoroapatite et des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple et l'exemple comparatif étaient excellentes. Bien que les particules déshydratées de fluoroapatite de l'exemple n'aient pas été frittées, la résistance à la rupture des particules déshydratées de fluoroapatite était supérieure à celle des particules frittées de fluoroapatite de l'exemple de référence qui ont été utilisées comme adsorbant utilisé dans une chromatographie générale. 2-4 Evaluation de la concentration en ions fluorure libres Chacune des particules déshydratées de fluoroapatite et des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple et l'exemple comparatif a été pesée pour en obtenir une quantité de 2 g. Puis chaque entité de 2 g de ces particules a été mélangée à de l'eau pure en une quantité de 20 ml pour obtenir un mélange. Puis le mélange a été agité par un appareil d'agitation rotatif pendant 10 minutes. Puis le mélange a été dispersé par une machine de lavage ultrasonique pendant 5 minutes et a été ensuite de nouveau agité par l'appareil d'agitation rotatif pendant 1 minute. Puis le mélange a été soumis à un traitement de centrifugation dans des conditions de 2000 tr/min x 10 minutes pour obtenir un liquide surnageant.
Puis 1 ml de TISAB (tampon d'ajustement de force ionique totale, qui a été ajusté à un pH de 5,5 en ajoutant de l'hydroxyde de sodium à un mélange d'acide acétique, de chlorure de sodium et de citrate acide de sodium) a été mélangé au liquide surnageant en une quantité de 9 ml obtenue dans chacun de l'exemple et de l'exemple comparatif pour obtenir une solution). Puis la solution a été agitée et le potentiel électrique de la solution a été ensuite mesuré. D'autre part, des solutions de référence ayant différentes concentrations en ions fluorure ont été préparées. Puis les potentiels électriques des solutions de référence ont été mesurés. Les différentes concentrations en ions fluorure présents dans les solutions de référence et les potentiels électriques mesurés ont été utilisés pour représenter graphiquement une courbe d'étalonnage. La courbe d'étalonnage représentée graphiquement est illustrée sur la figure 4. Puis la concentration en ions fluorure présents dans le liquide surnageant a été obtenue en utilisant le potentiel électrique mesuré de la solution et la courbe d'étalonnage.
Les concentrations ainsi obtenues en ions fluorure présents dans le liquide surnageant obtenu dans chacun de l'exemple et de l'exemple comparatif sont présentées sur le tableau 1. Comme le montre le tableau 1, les concentrations en ions fluorure séparés des particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 obtenues dans l'exemple n'étaient pas fortement différentes des concentrations en ions fluorure séparés des particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 obtenues dans l'exemple comparatif. Cependant, il existait une tendance à ce que la concentration en ions fluorure séparés des particules déshydratées de fluoroapatite obtenues dans l'exemple soit inférieure à la concentration en ions fluorure séparés des particules déshydratées de fluoroapatite obtenues dans l'exemple comparatif. 5 10 15 20 30 35 Tableau 1 Source de fluor Taux de substitution des Type de Température Surface Résistance Concentration groupes hydroxyle des particules de de frittage spécifique à la rupture en ions fluorure particules primaires fluoroapatite des [m2/g] des particules libres d'hydroxyapatite par les particules [MPa] [millionièmes] atomes de fluor déshydratées Particules pas de 39,82 5,32 5,53 déshydratées frittage Fluorure Particules 400°C 26,40 13,97 5,30 Exemple I 100 % d'hydrogène frittées 1 Particules 700°C - - 1,05 frittées 2 Particules pas de 42,09 4,69 3,01 déshydratées frittage Exemple Fluorure Particules 400°C 34,43 14,38 1,83 acide 70 % Comparatif frittées 1 d'ammonium Particules 700°C -- 1,15 frittées 2 Particules pas de 90,03 2,47 - Exemple déshydratées frittage 0% de référence Particules 400°C 40,05 3,43 - frittées 1 2-5 Evaluation de la variation de la capacité d'adsorption des protéines Chacune des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple et l'exemple comparatif a été utilisée pour remplir l'espace de remplissage d'une colonne ("LCI-1116WF - 4.0x100-2 Pl-PEEK", Sugiyama Shoji Co., Ltd., diamètre intérieur 4,0 mm, longueur : 100 mm) de telle sorte que l'espace de remplissage de la colonne soit rempli pratiquement totalement des particules frittées de fluoroapatite 1. De cette manière, des colonnes remplies des particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple et de l'exemple comparatif ont été préparées respectivement. 31 Il faut noter que la capacité de l'espace de remplissage de chaque colonne était égale à 1,256 ml. Puis 125,6 ml d'un tampon au phosphate de sodium 400 mM (à pH 5 et 25°C) ont été amenés à passer à travers chacune des colonnes à un débit de 1,0 ml par minute. Puis un échantillon a été préparé en dissolvant de la myoglobine, de l'ovalbumine, de l'a-chymotrypsinogène A et du cytochrome C dans un tampon au phosphate de sodium 1 mM (pH 6,8) de telle sorte que les concentrations de ces constituants deviennent respectivement égales à 5 mg/ml, 10 mg/ml, 5 mg/ml et 5 mg/ml, et 50 l de l'échantillon ont été introduits dans chacun des espaces de remplissage des colonnes. Puis un tampon au phosphate (pH 6,8) a été introduit dans chacun des espaces de remplissage des colonnes. Le tampon au phosphate fourni a été ensuite amené à s'écouler à un débit de 1 ml/min pendant 22 minutes, puis chaque absorbance de la myoglobine, de l'ovalbumine, de l'a-chymotrypsinogène A et du cytochrome C présents dans le tampon au phosphate déchargé de la colonne, a été mesurée à une longueur d'onde de 280 nm. Il faut noter que le tampon au phosphate (pH 6,8) a été introduit dans chacune des colonnes de telle sorte que le rapport de mélange du tampon au phosphate 400 mM au tampon au phosphate 10 mM soit porté de 0 à 75 % pendant une période de temps de la lère minute à la 16e minute et soit ensuite maintenu à 100 % pendant 5 minutes après la 16e minute. Il faut noter également que, avant de laisser le tampon au phosphate de sodium ayant un pH de 5 passer à travers les colonnes comme décrit ci-dessus, la séparation de la myoglobine, de l'ovalbumine, de l'a-chymotrypsinogène A et du cytochrome C a été effectuée dans chacune des colonnes dans des conditions identiques à celles décrites ci-dessus.
La variation des caractéristiques de séparation de protéines (c'est-à-dire myoglobine, ovalbumine, a-chymotrypsinogène A et cytochrome C) des particules frittées de fluoroapatite avant et après l'introduction du tampon au phosphate de sodium ayant un pH égal à 5 dans l'espace de remplissage de chacune des colonnes a été étudiée, respectivement. En résultat, aucune variation des caractéristiques de séparation des protéines n'a été constatée dans le cas où la colonne remplie des particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple a été utilisée comme représenté sur la figure 2 et la figure 3. 10 D'autre part, dans le cas où la colonne remplie des particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple comparatif a été utilisée, la myoglobine a tendu à être éluée plus précocement lorsque la séparation des protéines a été effectuée après introduction du tampon au phosphate de 15 sodium à pH 5 dans l'espace de remplissage de la colonne. Cela résulte du fait qu'une grande quantité d'atomes de fluor est séparée des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple comparatif. En d'autres termes, cela résulte du fait que la résistance aux acides 20 des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple comparatif est réduite, ce qui provoque l'élution du calcium des particules frittées de fluoroapatite 1. En résultat, il est devenu difficile d'adsorber la myoglobine, qui est une protéine neutre pouvant être adsorbée au niveau 25 d'un site de Ca, aux particules frittées de fluoroapatite 1. 2-6 Conclusion Comme décrit ci-dessus, les surfaces spécifiques et les résistances à la rupture de particules des particules déshydratées de fluoroapatite et des particules frittées de 30 fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple étaient approximativement identiques à celles des particules déshydratées de fluoroapatite et des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple comparatif. En outre, les cristallinités des particules déshydratées de fluoroapatite 35 et des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple étaient supérieures à celles des particules déshydratées de fluoroapatite et des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans l'exemple comparatif. En conséquence, dans l'exemple, la séparation des atomes de fluor a été évitée de manière appropriée.
Lorsque les particules déshydratées de fluoroapatite dont le diamètre moyen de particule était égal à 40 + 5 tint ont été calibrées pour en obtenir une quantité de 2 g, la quantité de 2 g des particules déshydratées de fluoroapatite calibrées a été mélangée à de l'eau pure en une quantité de 20 ml pour obtenir un mélange et les particules déshydratées de fluoroapatite calibrées ont été amenées à se déposer dans le mélange pour obtenir un liquide surnageant contenant des ions fluorure, la concentration en ions fluorure (ions fluorure libres) présents dans le liquide surnageant était égale ou inférieure à 12 millionièmes. De cette manière, il a été trouvé que les particules déshydratées de fluoroapatite et les particules frittées de fluoroapatite obtenues par frittage des particules déshydratées de fluoroapatite, dont les atomes de fluor (ions fluorure) à une concentration égale ou inférieure à 12 millionièmes ont été séparés par passage au liquide surnageant, avaient une résistance améliorée aux acides. En outre, il doit être également entendu que la présente invention concerne le sujet figurant dans la demande de brevet japonais n° 2007-257674 (déposée le 1er octobre 2007) qui est expressément citée ici dans son intégralité à titre de référence. Sauf indication contraire, une référence à un composé ou un constituant comprend la référence au composé ou au constituant proprement dit, ainsi qu'à une association avec d'autres composés ou constituants tels que des mélanges de composés. Telles qu'utilisées ici, les formes au singulier "un", "une", "le" et "la" comprennent les références au pluriel, 35 sauf spécification contraire nette d'après le contexte.
Sauf indication contraire, il doit être entendu que toutes les valeurs numériques exprimant des quantités d'ingrédients, des conditions réactionnelles et des paramètres similaires utilisées dans la présente invention sont modifiées dans tous les cas par le terme "environ". En conséquence, sauf indication contraire, les paramètres numériques indiqués dans la présente invention sont des approximations qui peuvent varier en fonction des propriétés désirées que l'on cherche à obtenir par la présente invention. Dans tous les cas, chaque paramètre numérique doit être considéré à la lumière du nombre de chiffres significatifs et des conditions habituelles d'arrondis. En outre, la mention d'intervalles numériques dans ce mémoire, est considérée comme étant une description de toutes les valeurs numériques et de tous les intervalles dans cet intervalle. Par exemple, si un intervalle va d'environ 1 à environ 50, il est considéré qu'il comprend, par exemple, 1, 7, 34, 46,1, 23,7 ou n'importe quelle autre valeur ou n'importe quel autre intervalle dans cet intervalle. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.25
Claims (8)
1. Particules déshydratées de fluoroapatite, caractérisées en ce qu'elles sont obtenues en faisant réagir des particules primaires d'hydroxyapatite ayant des groupes hydroxyle et des molécules de fluorure d'hydrogène ayant des atomes de fluor de telle sorte qu'au moins un des groupes hydroxyle des particules primaires d'hydroxyapatite soit substitué par l'atome de fluor des molécules de fluorure d'hydrogène, où, lorsque les particules déshydratées de fluoroapatite dont le diamètre moyen de particule est égal à 40 m + 5 m sont calibrées pour en obtenir une quantité de 2 g, la quantité de 2 g des particules déshydratées de fluoroapatite calibrées est mélangée à 20 ml d'eau pure pour obtenir un mélange et les particules déshydratées de fluoroapatite calibrées sont amenées à se déposer dans le mélange pour obtenir un liquide surnageant dans lequel des ions fluorure peuvent être contenus, la concentration en ions fluorure présents dans le liquide surnageant est égale ou inférieure à 12 millionièmes.
2. Particules déshydratées de fluoroapatite suivant la revendication 1, caractérisées en ce que le dépôt des particules déshydratées de fluoroapatite calibrées dans le mélange est réalisé en soumettant le mélange à un traitement d'agitation et un traitement ultrasonique, puis en soumettant le mélange à un traitement de centrifugation pour obtenir le liquide surnageant.
3. Particules déshydratées de fluoroapatite suivant la revendication 1, caractérisées en ce que la surface spécifique des particules déshydratées de fluoroapatite est égale ou supérieure à 30 m2/g.
4. Particules déshydratées de fluoroapatite suivant la revendication 1, caractérisées en ce que le diamètre moyen de particule des particules déshydratées de fluoroapatite est compris dans l'intervalle de 30 à 50 m.
5. Particules déshydratées de fluoroapatite suivant la revendication 1, caractérisées en ce que les molécules de fluorure d'hydrogène sont présentes dans une solutioncontenant du fluorure d'hydrogène, les particules primaires d'hydroxyapatite sont présentes dans une suspension, et la solution contenant du fluorure d'hydrogène est mélangée à la suspension pour obtenir un liquide de dispersion, où la réaction des particules primaires d'hydroxyapatite et des molécules de fluorure d'hydrogène est conduite dans le liquide de dispersion.
6. Particules déshydratées de fluoroapatite suivant la revendication 5, caractérisées en ce que le pH du liquide de dispersion est compris dans la plage de 2,5 à 5,0.
7. Particules déshydratées de fluoroapatite suivant la revendication 5, caractérisées en ce que les particules primaires d'hydroxyapatite sont synthétisées à partir d'un composé de calcium et d'un composé de phosphate en utilisant un procédé de synthèse par voie humide, où au moins un du composé de calcium et du composé de phosphate est présent dans une solution pour fournir la suspension dans le procédé de synthèse par voie humide.
8. Appareil d'adsorption muni d'un adsorbant, caractérisé en ce que l'adsorbant est constitué de particules déshydratées de fluoroapatite définies dans la revendication 1 ou des particules frittées de fluoroapatite obtenues par frittage des particules déshydratées de fluoroapatite.
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