FR2944275A1 - Procede pour la production de fluoroapatite, fluoroapatite et appareil d'adsorption - Google Patents
Procede pour la production de fluoroapatite, fluoroapatite et appareil d'adsorption Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour la production de fluoroapatite. Le procédé comprend la préparation d'une suspension contenant de l'hydroxyapatite, la préparation d'une solution contenant du fluorure d'hydrogène, le mélange de la solution à la suspension pour obtenir un mélange à un pH de 2,5 à 5, et la réaction de l' hydroxyapatite avec le fluorure d'hydrogène. Application : Utilisation de ladite fluoroapatite dans un appareil d'adsorption, destiné à l'adsorption des protéines.
Description
La présente invention a pour objet un procédé pour la production de fluoroapatite, la fluoroapatite ainsi qu'un appareil d'adsorption et concerne en particulier un procédé pour la production de fluoroapatite, la fluoroapatite qui peut être obtenue par ce procédé, ainsi qu'un appareil d'adsorption qui utilise la fluoroapatite. La fluoroapatite a une structure cristalline pratiquement identique à celle de l'hydroxyapatite et, en conséquence, présente des caractéristiques d'adsorption (capacité d'adsorption) d'une protéine pratiquement identiques à celles de l'hydroxyapatite. En outre, la fluoroapatite est une substance qui est plus stable que l'hydroxyapatite et, en conséquence, elle a une grande résistance aux acides. Pour ces raisons, la fluoroapatite a pour avantages d'avoir une grande résistance aux solutions acides et donc est capable de séparer les protéines présentes dans une solution acide. Cette fluoroapatite est synthétisée généralement en ajoutant (en mélangeant) du fluorure acide 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, la fluoroapatite synthétisée par un tel procédé renferme de l'ammoniac adsorbé comme impureté.
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, de l'ammoniac reste dans les particules (particules de fluoroapatite) car il est très difficile d'éliminer l'ammoniac des particules. En conséquence, la quantité d'ammoniac restant dans les particules ainsi produites est différente d'un lot à l'autre, ce qui rend difficile l'obtention de particules ayant des caractéristiques uniformes.
En outre, l'ammoniac restant dans la fluoroapatite (dans les particules) inhibe la substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor et, en conséquence, il se pose également des problèmes consistant en la possibilité d'augmenter seulement dans une certaine mesure la vitesse de substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor et, en conséquence, l'impossibilité d'escompter d'améliorer davantage la résistance aux acides de la fluoroapatite.
Des objectifs de la présente invention consistent à proposer un procédé pour la production de fluoroapatite ayant une résistance améliorée aux acides en réduisant la quantité d'une impureté, telle que l'ammoniac, provenant d'une matière première jusqu'à une quantité basse ou très basse, de la fluoroapatite ayant une grande résistance aux acides, ainsi qu'un appareil d'adsorption utilisant cette fluoroapatite. Ces objectifs sont atteints par les présentes inventions (1) à (12) décrites ci-dessous. (1) Un procédé pour la production d'une fluoroapatite, le procédé comprenant les étapes consis- tant : à préparer une suspension contenant une hydroxyapatite qui possède au moins un groupe hydroxyle ; à préparer une solution contenant du fluorure d'hydrogène ; à mélanger la solution contenant du fluorure d'hydrogène à la suspension pour obtenir un mélange afin d'ajuster ainsi le pH du mélange dans la plage de 2,5 à 5 ; et à faire réagir l'hydroxyapatite avec le fluorure d'hydrogène présent dans le mélange à un état tel que le pH du mélange soit ajusté dans la plage précitée pour obtenir ainsi la fluoroapatite par substitution dudit au moins un groupe hydroxyle de l'hydroxyapatite par un atome de fluor du fluorure d'hydrogène. Suivant le procédé décrit ci-dessus, puisque le fluorure d'hydrogène est utilisé comme source de fluor, il est possible d'obtenir une fluoroapatite dans laquelle aucune impureté n'est présente ou bien une impureté est présente en une très petite quantité. En conséquence, il est possible d'obtenir une fluoroapatite ayant une forte cristallinité. En outre, le procédé décrit ci-dessus est mis en œuvre sur une plage de pH basse. En conséquence, après que la fluoroapatite produite par le procédé tend à se dissoudre, la fluoroapatite est recristallisée. En résultat, il est possible d'obtenir une fluoroapatite ayant une forte cristallinité. De plus, suivant le procédé décrit ci-dessus, puisque la fluoroapatite produite renferme une faible quantité d'une impureté telle que l'ammoniac, il est possible d'augmenter le taux de substitution des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor. Pour ces raisons, il est possible d'améliorer la résistance aux acides de la fluoroapatite produite. (2) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) précité, le mélange de la solution contenant du fluorure d'hydrogène à la suspension est effectué en ajoutant la solution contenant du fluorure d'hydrogène goutte à goutte à la suspension. Suivant le procédé décrit ci-dessus, il est possible de faire réagir l'hydroxyapatite avec le fluorure d'hydrogène par un procédé relativement aisé. En outre, il est également possible d'ajuster le pH de la suspension dans la plage précitée de manière aisée et fiable. Pour ces raisons, la décomposition et la dissolution de l'hydroxyapatite proprement dite peuvent être évitées. En conséquence, il est possible d'obtenir des particules primaires de fluoroapatite ayant une grande pureté, en un haut rendement. (3) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (2) mentionné ci-dessus, la vitesse d'addition au goutte à goutte de la solution contenant du fluorure d'hydrogène dans la suspension est comprise dans l'intervalle de 1 à 20 litres/heure.
Cela permet de faire réagir l'hydroxyapatite avec le fluorure d'hydrogène dans des conditions douces. (4) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) mentionné ci-dessus, la quantité de fluorure d'hydrogène présente dans la solution contenant du fluorure d'hydrogène est comprise dans l'intervalle de 1 à 60 % en poids. Suivant le procédé décrit ci-dessus, lorsque l'hydroxyapatite est amenée à réagir avec le fluorure d'hydrogène, il est aisé d'ajuster le pH de la suspension dans une plage désirée. En outre, puisque le pH de la solution contenant du fluorure d'hydrogène n'est pas extrêmement bas, la solution contenant du fluorure d'hydrogène peut être manipulée (traitée) de manière sûre. (5) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) mentionné ci-dessus, la quantité d'hydroxyapatite présente dans la suspension est comprise dans l'intervalle de 1 à 20 % en poids. Suivant le procédé décrit ci-dessus, lorsque l'hydroxyapatite est amenée à réagir avec le fluorure d'hydrogène, il est possible de substituer les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor. En outre, la suspension peut être agitée suffisamment avec une énergie relativement faible. En conséquence, il est possible d'uniformiser le taux de substitution des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor entre les hydroxyapatites. (6) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) mentionné ci-dessus, dans l'étape de mélange, la solution contenant du fluorure d'hydrogène est mélangée à la suspension de telle sorte que la quantité d'atomes de fluor du fluorure d'hydrogène soit comprise dans l'intervalle de 0,65 à 1,25 fois la quantité de groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite.
Suivant le procédé décrit ci-dessus, il est possible de substituer les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor de manière plus fiable. (7) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) mentionné ci-dessus, dans l'étape de réaction, l'hydroxyapatite est amenée à réagir avec le fluorure d'hydrogène présent dans la solution contenant du fluorure d'hydrogène à une température comprise dans l'intervalle de 5 à 50 °C. Suivant le procédé de la présente invention, même si le pH de la suspension est ajusté à une valeur basse, la décomposition de l'hydroxyapatite peut être évitée. En outre, il est possible d'améliorer le rapport de réaction entre l'hydroxyapatite et le fluorure d'hydrogène. De plus, la recristallisation de la fluoroapatite produite est engendrée efficacement. (8) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) mentionné ci-dessus, dans l'étape de mélange, la solution contenant du fluorure d'hydrogène est ajoutée à la suspension pendant une période de temps de 30 minutes à 16 heures. Suivant le procédé décrit ci-dessus, il est possible de substituer suffisamment les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor. (9) Dans le procédé décrit dans le paragraphe (1) mentionné ci-dessus, l'hydroxyapatite est synthétisée sous forme de particules primaires par un procédé de synthèse par voie humide qui utilise une source de calcium et une source d'acide phosphorique, dans lequel au moins une des sources consistant en la source de calcium et la source d'acide phosphorique est utilisée sous forme d'une solution. Suivant le procédé décrit ci-dessus, de fines particules primaires d'hydroxyapatite sont produites et une suspension dans laquelle les fines particules primaires d'hydroxyapatite sont dispersées uniformément est obtenue. En outre, la suspension peut être préparée aisément et efficacement. De plus, un tel procédé de synthèse par voie humide ne nécessite pas un dispositif coûteux (une installation coûteuse) de production et permet de produire l'hydroxyapatite de manière simple et efficace. (10) Une fluoroapatite produite en utilisant le procédé décrit dans le paragraphe (1) mentionné ci-dessus. En ce qui concerne la fluoroapatite décrite ci-dessus, une impureté est présente en une faible quantité ou très faible quantité, en conséquence, il est possible d'améliorer la résistance aux acides. (11) Une fluoroapatite qui est obtenue en faisant réagir une hydroxyapatite ayant au moins un groupe hydroxyle avec du fluorure d'hydrogène ayant un atome de fluor, dans laquelle ledit au moins un groupe hydroxyle est substitué par l'atome de fluor, où, lorsque la fluoroapatite est granulée pour obtenir des particules séchées ayant un diamètre moyen de particules de 40 pm 5 pm, les particules séchées sont frittées pour obtenir des particules frittées, une colonne ayant un espace de remplissage est préparée, les particules frittées sont utilisées pour remplir l'espace de remplissage, une solution tampon ayant un pH égal à 5 à température ambiante est préparée, la solution tampon est introduite dans l'espace de remplissage pour obtenir un éluat contenant du Ca, 50 CV de l'éluat sont déchargés de l'espace de remplissage de la colonne à un débit de 1,0 ml/min, et 1 ml de l'éluat est recueilli, la concentration en Ca dans l'éluat est égale ou inférieure à 12 millionièmes. La fluoroapatite ainsi produite a une plus grande résistance aux acides. (12) Un appareil d'adsorption muni de particules séchées obtenues en granulant la fluoroapatite décrite dans le paragraphe (10) mentionné ci-dessus ou les particules frittées obtenues en frittant les particules séchées, comme adsorbant.
L'adsorbant ayant une grande résistance aux acides est fourni avec l'appareil d'adsorption décrit ci-dessus. Conformément à la présente invention, puisque le fluorure d'hydrogène est utilisé comme source de fluor, il est possible d'obtenir une fluoroapatite dans laquelle aucune impureté n'est présente ou bien une impureté est présente en une très faible quantité. En conséquence, il est possible d'obtenir une fluoroapatite ayant une forte cristallinité. De plus, le procédé décrit ci-dessus est mis en oeuvre dans une plage de pH basse (région des pH acides). En conséquence, il est possible d'améliorer la résistance aux acides de la fluoroapatite produite. La figure 1 illustre des diagrammes de diffraction des rayons X sur poudre des particules frittées de fluoroapatite 1 des exemples 1 et 2 et de l'exemple comparatif 2. La figure 2 est un graphique qui représente la variation des caractéristiques de séparation des protéines dans une colonne remplie de particules frittées de fluoroapatite, qui ont été frittées à une température de 400 °C dans l'exemple 1. La figure 3 est un graphique qui représente la variation des caractéristiques de séparation des protéines dans une colonne remplie de particules frittées de fluoroapatite, qui ont été frittées à une température de 400 °C dans l'exemple 2. La figure 4 est un graphique qui représente la variation des caractéristiques de séparation des protéines dans une colonne remplie de particules frittées de fluoroapatite, qui ont été frittées à une température de 400 °C dans l'exemple comparatif 2. La figure 5 est un graphique qui représente la relation entre le pH d'une solution d'acide nitrique et la quantité de Fe élué présente dans la solution d'acide nitrique.
Ci-dessous, un procédé pour la production de fluoroapatite, la fluoroapatite, ainsi qu'un appareil d'adsorption conformes à la présente invention sont décrits en détail par référence à leurs formes de réalisation préférées. Tout d'abord, le procédé pour la production de fluoroapatite conformément à la présente invention est décrit. Le procédé pour la production de fluoroapatite conformément à la présente invention comprend une étape de préparation de suspension (Si), une étape de préparation d'une solution contenant du fluorure d'hydrogène (S2) et une étape de synthèse de fluoroapatite (S3). Ci-dessous, ces étapes sont décrites dans l'ordre. <S1> Étape de préparation d'une suspension Tout d'abord, une suspension contenant de l'hydroxyapatite est préparée. Ci-dessous, un procédé pour la préparation de particules primaires d'hydroxyapatite et d'une suspension dans laquelle des agrégats des particules primaires d'hydroxyapatite sont dispersés est décrit. 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 particules primaires d'hydroxyapatite sont dispersés uniformément. En outre, un tel procédé de synthèse par voie humide ne nécessite pas un dispositif coûteux de production et permet de préparer de manière simple une suspension et de synthétiser efficacement de l'hydroxyapatite pour produire les particules primaires d'hydroxyapatite. En outre, les particules primaires d'hydroxyapatite ainsi produites sont de petites dimensions et ont donc une très grande réactivité avec le fluorure d'hydrogène dans l'étape S3 qui sera décrite plus loin. En résultat, des particules primaires de fluoroapatite ayant un taux élevé de substitution des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par des atomes de fluor sont obtenues.
Des exemples de la source de calcium à utiliser dans la synthèse par voie humide 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 l'hydroxyde de calcium ou l'oxyde de calcium est particulièrement appréciée comme source de calcium, et une source contenant principalement 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 marché les particules primaires d'hydroxyapatite. En outre, il est également possible d'obtenir aisément la suspension dans laquelle sont dispersées les particules primaires d'hydroxyapatite ou bien leurs agrégats.
Plus spécifiquement, ces particules primaires d'hydroxyapatite et cette suspension peuvent être obtenues en ajoutant au 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 particules des agrégats de ces particules primaires d'hydroxyapatite est compris avantageusement dans l'intervalle d'environ 1 à 20 }gym et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 5 à 12 }gym.
Cela permet d'éviter efficacement que la manipulation des agrégats devienne difficile en raison de leurs trop petites dimensions. Le diamètre moyen de particules de ces agrégats est un diamètre approprié, et en conséquence ces agrégats peuvent être aisément mis en contact avec le fluorure d'hydrogène de telle sorte que les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite soient substitués plus efficacement par les atomes de fluor. La quantité de 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 dans l'étape S3 qui sera décrite plus loin. En outre, il est également possible d'agiter suffisamment la suspension avec une énergie relativement faible dans l'étape S3 qui sera décrite plus loin et de parvenir ainsi à un taux uniforme de substitution des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor parmi les particules primaires d'hydroxyapatite. <S2> Étape de préparation d'une solution contenant du fluorure d'hydrogène Une solution contenant du fluorure d'hydrogène est préparée séparément de la suspension contenant 30 l'hydroxyapatite. Le solvant utilisé 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 à conduire dans l'étape S3 qui 35 sera décrite plus loin.
Les 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. Cependant, parmi ceux-ci, l'eau est particulièrement appréciée. En utilisant 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. 10 La quantité de fluorure d'hydrogène présente dans la 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 % en poids. En fixant la quantité de 15 fluorure d'hydrogène présente dans la solution contenant du fluorure d'hydrogène à une valeur dans l'intervalle précité, il est possible d'ajuster aisément le pH de la suspension à laquelle la solution contenant du fluorure d'hydrogène est ajoutée à une valeur comprise dans une 20 plage désirée dans l'étape S3 qui sera décrite plus loin. En outre, il est également possible d'éviter que la solution contenant du fluorure d'hydrogène atteigne un pH extrêmement bas et, ainsi, il est possible de manipuler de manière sûre la solution contenant du fluorure d'hydrogène. 25 <S3> Étape de synthèse de fluoroapatite Puis la suspension préparée dans l'étape S1 et la solution contenant du fluorure d'hydrogène préparée dans l'étape S2 sont mélangées ensemble pour faire réagir les particules primaires d'hydroxyapatite avec le fluorure 30 d'hydrogène présent dans la suspension contenant la solution contenant du fluorure d'hydrogène afin d'obtenir des particules primaires de fluoroapatite. Plus précisément, de la manière représentée dans la formule (I) suivante, en mettant les particules 35 primaires d'hydroxyapatite en contact avec le fluorure d'hydrogène, il est possible de substituer au moins une5 partie des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par l'atome de fluor du fluorure d'hydrogène afin de convertir l'hydroxyapatite en fluoroapatite et d'obtenir ainsi les particules primaires de fluoroapatite. Calo (PO4) 6 (OH) 2 -* Calo (PO4) 6 (OH) 2-2xF2x . . (1)
(formule dans laquelle O < x 1) De la manière décrite ci-dessus, en faisant 10 réagir les particules primaires d'hydroxyapatite avec le fluorure d'hydrogène dans la suspension contenant les particules primaires d'hydroxyapatite, il est possible de produire aisément les particules primaires de fluoroapatite. 15 En outre, puisque les groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite sont substitués par les atomes de fluor au cours de l'étape de réaction des particules primaires d'hydroxyapatite, les particules primaires de fluoroapatite obtenues ont un taux particulièrement élevé de substitution 20 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 formé est extrêmement faible, comparativement au cas où du fluorure 25 acide d'ammonium (NH4F), du fluorure de lithium (LiF), du fluorure de sodium (NaF), du fluorure de potassium (KF), du fluorure de magnésium (MgF2), du fluorure de calcium (CaF2) ou un composé similaire est utilisé comme source de fluor. En conséquence, la quantité d'une impureté (sous-produit) 30 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 impureté utilisé dans le présent mémoire désigne l'ammoniac, le lithium ou une 35 substance similaire dérivée d'une matière première de la fluoroapatite.
Plus spécifiquement, la teneur en impuretés de la fluoroapatite est de préférence aussi faible que possible. Par exemple, elle est avantageusement égale ou inférieure à 300 millionièmes et plus avantageusement égale ou inférieure à 100 millionièmes. Cela permet d'améliorer davantage la résistance aux acides des particules primaires de fluoroapatite en raison de leur basse. teneur en impuretés. Conformément à la présente invention, en ajustant les conditions de la réaction (par exemple le pH, la température, le temps) de la réaction entre l'hydroxyapatite (les particules primaires) et le fluorure d'hydrogène, il est possible de permettre à la teneur en impuretés présentes dans les particules primaires de fluoroapatite d'être située dans l'intervalle précité. En particulier, conformément à la présente invention, le pH de la suspension est ajusté de manière à être compris dans la plage de 2,5 à 5 en mélangeant la solution contenant du fluorure d'hydrogène à la suspension et, dans cet état, l'hydroxyapatite (les particules primaires) réagit (réagissent) avec le fluorure d'hydrogène. À cet égard, il faut noter que, dans le présent 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 devient difficile de convertir l'hydroxyapatite en la 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 matières constitutives d'un dispositif destiné à être utilisé dans le mélange des particules primaires d'hydroxyapatite à la solution contenant du fluorure d'hydrogène sont éluées dans la suspension, ce qui fait que des particules primaires de fluoroapatite ayant une 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 en utilisant 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. À l'opposé des deux cas ci-dessus, dans le cas où le pH de la suspension est ajusté de manière à être compris dans la plage de 2,5 à 5, la fluoroapatite (les particules primaires) produite(s) par la réaction tend (tendent) à se dissoudre et ensuite à subir une recristallisation. En conséquence, des particules primaires de fluoroapatite ayant une forte cristallinité peuvent être obtenues. Il faut noter que, de la manière décrite ci- dessus, le pH de la suspension doit être ajusté de manière à être compris dans la plage de 2,5 à 5, mais est de préférence ajusté de manière à être compris dans la plage d'environ 2,5 à 4,5, et plus avantageusement dans la plage d'environ 2,7 à 4. En ajustant le pH de la suspension à une valeur dans la plage précitée, il est possible d'obtenir plus aisément les particules primaires de fluoroapatite ayant une forte cristallinité, en un bon rendement. 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 (en ajoutant au goutte à goutte) la solution contenant du fluorure d'hydrogène à la suspension, au goutte à goutte. En ajoutant au 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 comprise 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 au goutte à goutte de la solution contenant du fluorure d'hydrogène à la suspension est comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 1 à 20 1/h, et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 3 à 10 1/h. En mélangeant (ajoutant) la solution contenant du fluorure d'hydrogène avec (à) la suspension à une telle vitesse d'addition au 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. En utilisant de telles particules primaires de fluoroapatite, il est possible de produire, par exemple, un adsorbant (particules séchées ou particules frittées) 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 1 à 10 kW, et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 1 à 5 kW par litre de la 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 avantageusement comprise 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. 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 fixant la température à une valeur dans l'intervalle précité, il est possible d'éviter la décomposition ou la dissolution de l'hydroxyapatite (des 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 est également possible d'activer efficacement la recristallisation de la fluoroapatite produite et d'obtenir ainsi les particules primaires de fluoroapatite.
Dans ce cas, le fluorure d'hydrogène est de préférence ajouté au 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 au 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. Il faut noter que, même si la période de temps d'addition au goutte à goutte du fluorure d'hydrogène à la suspension est prolongée de manière à dépasser la valeur limite supérieure précitée, il est impossible d'escompter que la réaction entre les particules primaires d'hydroxyapatite et le fluorure d'hydrogène s'effectue davantage. De la manière décrite ci-dessus, au moins une partie des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite est substituée par les atomes de fluor de manière à obtenir la fluoroapatite. La fluoroapatite n'est pas limitée à la fluoroapatite pure 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 une fluoroapatite obtenue par substitution de la totalité des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor). La fluoroapatite comprend également une fluoroapatite obtenue en substituant seulement une partie des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor.
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 interne des particules primaires d'hydroxyapatite par les atomes de fluor. Plus spécifiquement, il est possible de substituer une proportion égale ou supérieure à 75 des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor. De plus, en régulant de manière appropriée les conditions de réaction (par exemple, le pH, la température, le temps, 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 une proportion égale ou supérieure à 95 % des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor. Il faut noter que la fluoroapatite obtenue en substituant une proportion égale ou supérieure à 50 % des groupes hydroxyle de l'hydroxyapatite par les atomes de fluor est préférée car elle a une résistance particulièrement excellente aux acides. De plus, ces particules primaires de fluoroapatite contiennent une très faible quantité d'impuretés et, en conséquence, sont stables et ont une excellente résistance aux acides. Le degré de résistance aux acides des particules primaires de fluoroapatite peut être déterminé, 20 par exemple, par la méthode suivante. Plus spécifiquement, le degré de résistance aux acides des particules primaires de fluoroapatite peut être déterminé en mettant les particules primaires de fluoroapatite ou les particules frittées de fluoroapatite, 25 qui sont obtenues par frittage des particules séchées obtenues par granulation des particules primaires de fluoroapatite, en contact avec une solution acide et en mesurant ensuite la quantité de Ca éluée des particules primaires de fluoroapatite ou bien des particules frittées 30 de fluoroapatite. Par exemple, des particules frittées, qui sont obtenues en frittant des particules (particules séchées) obtenues par granulation de la fluoroapatite de telle sorte que le diamètre moyen de particules soit égal à 40 pm 5 pm, 35 sont utilisées pour remplir un espace de remplissage d'une colonne, puis 50 CV (1 CV = 1,256 ml) d'une solution tampon ayant un pH égal à 5 (à température ambiante) sont amenés à passer à travers l'espace de remplissage de la colonne à un débit de 1,0 ml/min pour obtenir un éluat. Puis 1 ml de l'éluat déchargé initialement de l'espace de remplissage de la colonne est recueilli et la concentration en Ca de l'éluat est mesurée pour déterminer le degré de résistance aux acides des particules frittées. La concentration en Ca mesurée dans les conditions décrites ci-dessus est de préférence aussi faible que possible, c'est-à-dire aussi proche de 0 millionième que possible. Plus spécifiquement, la concentration en Ca est avantageusement égale ou inférieure à 12 millionièmes, plus avantageusement égale ou inférieure à 10 millionièmes, et encore plus avantageusement égale ou inférieure à 5 millionièmes. Lorsque la concentration en Ca éluée des particules frittées (particules de fluoroapatite) est faible, il est possible de juger que les particules de fluoroapatite ont une résistance extrêmement grande aux acides.
Des exemples de la solution tampon à utiliser pour déterminer le degré de résistance aux acides comprennent, mais à titre non limitatif, un tampon au phosphate de sodium et des tampons au phosphate, à l'acétate, au citrate, au carbonate, au succinate et à la glycine. En outre, la concentration en sels de la solution tampon est comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 100 à 700 mM, et plus avantageusement dans l'intervalle d'environ 300 à 500 mM.
Les particules séchées de fluoroapatite peuvent être obtenues en séchant ou granulant la suspension contenant ces particules primaires de fluoroapatite, et les particules séchées peuvent être en outre frittées pour obtenir des particules frittées. Dans le cas où la fluoroapatite est utilisée comme adsorbant, des particules frittées sont préférées du point de vue de la résistance mécanique. Cependant, dans le cas où la charge à appliquer à l'adsorbant est relativement faible, les particules séchées 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 ainsi d'appliquer un tel appareil d'adsorption utilisé en chromatographie à une plus large gamme de domaines (champs). Il faut noter que le procédé de séchage ou de granulation de la suspension contenant les particules primaires de fluoroapatite n'est pas particulièrement limité, un exemple d'un tel procédé comprend un séchage par atomisation au moyen d'un appareil de séchage par atomisation ou d'un appareil similaire. La température de frittage des particules séchées est comprise avantageusement dans l'intervalle d'environ 200 à 800 °C, et plus avantageusement dans l'intervalle de 400 à 700 °C. En fixant la température de frittage à une valeur comprise dans l'intervalle précité, il est possible d'obtenir un adsorbant ayant une excellente résistance mécanique tout en laissant des espaces (pores) persister dans les particules primaires de fluoroapatite ou bien entre les particules primaires de fluoroapatite adjacentes les unes aux autres (c'est-à-dire dans les agrégats). L'application de la fluoroapatite n'est pas limitée à un tel adsorbant. Par exemple, les particules séchées 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 artificielle. Bien que le procédé de production de 35 fluoroapatite, la 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 la fluoroapatite est produite en utilisant la solution contenant du fluorure d'hydrogène et les particules primaires d'hydroxyapatite, mais des particules séchées d'hydroxyapatite obtenues en granulant les particules primaires d'hydroxyapatite ou les particules frittées d'hydroxyapatite peuvent être utilisées au lieu des particules primaires d'hydroxyapatite. Également dans ce cas, par substitution des groupes hydroxyle des particules primaires d'hydroxyapatite par les atomes de fluor du 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 d'obtenir ainsi une fluoroapatite ayant une excellente résistance aux acides.
ExEmPlas La présente invention est décrite ci-dessous par référence à des exemples réels. 1. Production de fluoroapatite (Exemple 1) Tout d'abord, de l'hydroxyde de calcium a été mis en suspension dans de l'eau pure pour obtenir une suspension d'hydroxyde de calcium, puis une solution aqueuse d'acide phosphorique a été ajoutée au goutte à goutte à la suspension d'hydroxyde de calcium tout en agitant suffisamment la suspension d'hydroxyde de calcium. En résultat, 500 litres d'une suspension contenant 10 % en poids de particules primaires d'hydroxyapatite ont été obtenus. Il faut noter que les particules primaires 35 d'hydroxyapatite ainsi obtenues se sont révélées consister en hydroxyapatite par diffractométrie des rayons X sur poudre. D'autre part, du fluorure d'hydrogène a été dissous dans de l'eau pure de telle sorte que sa quantité soit égale à 5 % en poids pour préparer une solution contenant du fluorure d'hydrogène. Puis 41,84 litres de la solution contenant du fluorure d'hydrogène ont été ajoutés au goutte à goutte à la suspension à une vitesse de 5 litres par heure tout en agitant la suspension à une puissance d'agitation de 1 kW. Il faut noter que la suspension avait un pH de 3,00 au moment où l'addition au 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 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 1 kW à 30 °C pendant 24 heures pour faire réagir les 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 que le 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 l'analyse par diffractométrie des rayons X sur poudre des particules primaires de fluoroapatite, il a été trouvé que le taux de substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor était égal à environ 100 %. En outre, en résultat de l'analyse par diffractométrie des rayons X sur poudre des particules séchées 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 obtenir des particules consistant en particules séchées (désignées ci-après sous le nom de particules séchées de fluoroapatite ). Puis une partie des particules séchées de fluoroapatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre médian de particules d'environ 40 pm 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 séchées de fluoroapatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre médian de particules d'environ 40 pm 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 particules d'environ 40 pm. (Exemple 2) Des particules primaires de fluoroapatite, des particules séchées de fluoroapatite et des particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 ont été produites de la même manière que dans l'exemple 1, sauf que le pH de la suspension au moment de l'achèvement de l'addition au goutte à goutte de la solution contenant du fluorure d'hydrogène a été ajusté à 3,36 en ajoutant de l'eau pure à la solution contenant du fluorure d'hydrogène. Il faut noter que les particules primaires de fluoroapatite avaient un taux de substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor d'environ 75 %. En outre, en résultat de l'analyse par diffraction des rayons X sur poudre des particules séchées de fluoroapatite, aucun produit autre que la fluoroapatite n'a été détecté. Il faut également noter que les particules séchées de fluoroapatite avaient un diamètre moyen de particules d'environ 40 pm, et chacun des deux types de particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 (adsorbants) avait également un diamètre moyen de particules d'environ 40 pm. (Exemple 3) Les particules primaires de fluoroapatite, les particules séchées de fluoroapatite et les particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 ont été produites de la même manière que dans l'exemple 1, sauf que le pH de la suspension lors de l'achèvement de l'addition au goutte à goutte de la solution contenant du fluorure d'hydrogène a été ajusté à 3,96 en ajoutant de l'eau pure à la solution contenant du fluorure d'hydrogène. Il faut noter que les particules primaires de fluoroapatite avaient un taux de substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor d'environ 50 %. En outre, en résultat de l'analyse par diffraction des rayons X sur poudre des particules séchées de fluoroapatite, aucun produit autre que la fluoroapatite et l'hydroxyapatite n'a été détecté.
Il faut noter également que les particules séchées de fluoroapatite avaient un diamètre moyen de particules d'environ 40 pm, et chacun des deux types de particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 (adsorbants) avait également un diamètre moyen de particules d'environ 40 pm. (Exemple comparatif 1) Des particules primaires de fluoroapatite, des particules séchées de fluoroapatite et des particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 ont été produites de la même manière que dans l'exemple 1, sauf que le pH de la suspension au moment de l'achèvement de l'addition au goutte à goutte de la solution contenant du fluorure d'hydrogène a été ajusté à 6,03 en ajoutant de l'eau pure à la solution contenant du fluorure d'hydrogène. Il faut noter que les particules primaires de fluoroapatite avaient un taux de substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor d'environ 25 %, qui était inférieur à ceux des exemples 1 à 3. En outre, en résultat de l'analyse par diffraction des rayons X sur poudre des particules séchées de fluoroapatite, aucun produit autre que la fluoroapatite et l'hydroxyapatite n'a été détecté. Les particules séchées de fluoroapatite avaient un diamètre moyen de particules d'environ 40 m, et chacun des deux types de particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 (adsorbants) avait également un diamètre moyen de particules d'environ 40 pm. Dans le cas de l'exemple comparatif 1, la quantité de fluoroapatite présente dans la suspension contenant les particules primaires de fluoroapatite avant séchage par atomisation était égale à 0,14 % en poids, ce qui représente environ 1,6 x 10-2 fois la quantité de fluoroapatite présente dans la suspension utilisée dans l'exemple 1 (9,0 % en poids). En conséquence, afin d'obtenir la même quantité de particules séchées de fluoroapatite que dans l'exemple 1, il est nécessaire de préparer la suspension en une quantité qui est égale à environ 64 fois la quantité de la suspension utilisée dans l'exemple 1. En conséquence, beaucoup de temps et beaucoup d'efforts sont nécessaires pour le séchage par atomisation d'une telle grande quantité de suspension. Pour cette raison, il est considéré qu'il est difficile d'appliquer le procédé décrit dans l'exemple comparatif 1 à une production industrielle.35 (Exemple comparatif 2) Tout d'abord, une suspension contenant 10 % en poids de particules primaires d'hydroxyapatite a été préparée de la même manière que dans l'exemple 1. Puis 4,5 litres d'une solution aqueuse de fluorure acide d'ammonium 6 M ont été ajoutés au goutte à goutte à 20 litres de la suspension à une vitesse de 1,2 litre par heure tout en agitant la suspension à une puissance d'agitation de 1 kW. Il faut noter que le pH de la suspension au moment de l'achèvement de l'addition au goutte à goutte de la solution aqueuse de fluorure acide d'ammonium était égal à 7,00. De plus, la suspension a été agitée à une 15 puissance d'agitation de 1 kW à 30 °C pendant 24 heures pour faire réagir les particules primaires d'hydroxyapatite et le fluorure acide d'ammonium. En résultat, une suspension contenant des particules primaires de fluoroapatite a été obtenue. 20 Il faut noter que le 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 l'analyse par diffractométrie des 25 rayons X sur poudre des particules primaires de fluoroapatite, le taux de substitution des groupes hydroxyle par les atomes de fluor était égal à environ 70 %. Puis la suspension contenant les particules 30 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 1 pour produire des particules consistant en particules séchées (désignées ci-après sous le nom de particules séchées de fluoro-35 apatite ). 10 Puis une partie des particules séchées de fluoroapatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre médian de particules d'environ 40 pm et ces particules ont été ensuite frittées dans un four électrique à 400 0C pendant 4 heures pour obtenir des particules frittées de fluoroapatite 1. En outre, une partie des particules séchées de fluoroapatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre médian de particules d'environ 40 pm 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 particules d'environ 40 pm. En outre, chacun des deux types de particules de fluoroapatite (c'est-à-dire les particules séchées de fluoroapatite obtenues par séchage par atomisation après synthèse de la fluoroapatite et les particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues par frittage des particules séchées de fluoroapatite à 400 °C) a été lavé trois fois avec de l'eau pure, et a été ensuite laissé au repos pendant un jour pour obtenir un surnageant. Puis du réactif de Nessler a été ajouté aux deux types ainsi obtenus de surnageants et, en résultat, ces deux types ont viré au brun. D'après les résultats, il est possible de considérer qu'une partie de l'ammoniac a été libérée des particules primaires de fluoroapatite. En outre, les trois types de particules séchées de fluoroapatite et les trois types de particules frittées de fluoroapatite 1, qui ont été obtenus dans les exemples 1 à 3, ont été également traités de la même manière que celle décrite ci-dessus pour obtenir des surnageants, puis du réactif de Nessler a été ajouté aux surnageants, mais aucun d'entre eux n'a viré au brun.35 (Exemple de référence) Une suspension contenant des particules primaires d'hydroxyapatite a été obtenue de la même manière que dans l'exemple 1.
Puis la suspension contenant des 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 1 pour produire des particules consistant en particules séchées (désignées ci-après sous le nom de particules séchées d'hydroxyapatite ). Puis une partie des particules séchées d'hydroxyapatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre médian de particules d'environ 40 pm 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. En outre, une partie des particules séchées d'hydroxyapatite a été calibrée pour obtenir des particules ayant un diamètre médian de particules d'environ 40 pm et ces particules ont été ensuite frittées dans un four électrique à 700 °C pendant 4 heures pour obtenir des particules frittées d'hydroxyapatite 2. Il faut noter que chacun des deux types de 25 particules frittées d'hydroxyapatite 1 et 2 (adsorbants) avait un diamètre moyen de particules d'environ 40 pm. 2. Évaluation 2.1. Évaluation de la cristallinité par diffraction des rayons X sur poudre Chacune des particules frittées de fluoroapatite 1 obtenues dans les exemples 1 à 3 et les exemples comparatifs 1 et 2 a été soumise à une analyse par diffraction des rayons X sur poudre pour obtenir un diagramme présentant des pics contenant un pic principal. En résultat, d'après le nombre de coups dans le pic principal, il a été trouvé que les particules frittées 30 35 de fluoroapatite 1 des exemples 1 à 3 avaient une forte cristallinité, tandis que les particules frittées de fluoroapatite 1 des exemples comparatifs 1 et 2 avaient une faible cristallinité.
Les diagrammes de diffraction des rayons X sur poudre des particules frittées de fluoroapatite 1 des exemples 1 et 2 et de l'exemple comparatif 2 sont représentés sur la figure 1 en tant que diagrammes représentatifs. 2.2. Évaluation de la cristallinité par élution du Ca Chacun des quatre types de particules frittées de fluoroapatite (c'est-à-dire les des particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple 1 et de l'exemple comparatif 2, qui ont été frittées à 400 °C, et les particules frittées de fluoroapatite 2 de l'exemple 1 et de l'exemple comparatif 2, qui ont été frittées à 700 °C) a été utilisé pour remplir l'espace de remplissage d'une colonne ( LCI-1116WF - 4,0 x 100-2 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 par chaque type des particules frittées de fluoroapatite. De cette manière, les colonnes remplies avec les particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple 1, les particules frittées de fluoroapatite 2 de l'exemple 1, les particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple comparatif 2 et les particules frittées de fluoroapatite 2 de l'exemple comparatif 2, respectivement, ont été préparées. Il faut noter que la capacité de l'espace de remplissage de chaque colonne est égale à 1,256 ml. Puis 50 CV (1 CV = 1,256 ml) d'un tampon au phosphate de sodium 400 mM (à pH 5 et à 25 °C) ont été amenés à passer à travers chacun des espaces de remplissage des colonnes à un débit de 1,0 ml/min, puis 1 ml d'un éluat déchargé initialement de l'espace de remplissage de la colonne a été recueilli.
Les concentrations en Ca des éluats déchargés des colonnes remplies avec les particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple 1, les particules frittées de fluoroapatite 2 de l'exemple 1, les particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple comparatif 2 et les particules frittées de fluoroapatite 2 de l'exemple comparatif 2, respectivement, sont présentées sur le tableau 1.
Tableau 1 Source de pH de la Taux de Température Concentration substitution de frittage en Ca des groupes hydroxyle des particules fluor S n_ primaires des [millio- sion d'hydroxy- particules nièmes] apatite par séchées les atomes de fluor Ex. 1 Fluorure 3,00 100 % 400 °C 6,15 d'hydrogène 700 °C 6,09 Ex. 2 Fluorure 3,36 75 % 400 °C 6,37 d'hydrogène Fluorure 400 °C 20,70 Ex. comp. 2 acide 7,00 70 % 700 °C 13,23 d'ammonium Ex. réf. - 7,00 0 % 400 °C 70,60 Comme permettent de le constater les concentrations en Ca indiquées sur le tableau 1, la libération du Ca par les particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 de l'exemple 1 dans l'éluat a été supprimée convenablement, comparativement au cas des particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 de l'exemple comparatif 2. D'après les résultats, il est possible de supposer que les particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 de l'exemple 1 ont une plus grande résistance aux acides que les particules frittées de fluoroapatite 1 et 2 de l'exemple comparatif 2. En outre, une colonne remplie avec les particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple 2, qui ont été frittées à 400 °C, et une colonne remplie avec les particules frittées d'hydroxyapatite 1 de l'exemple de 15 20 25 30 35 référence qui ont été frittées à 400 °C ont été préparées, et les concentrations en Ça des éluats ont été mesurées de la manière décrite ci-dessus. En résultat, de la manière indiquée sur le tableau 1, la concentration en Ca de l'éluat déchargé de la colonne remplie avec les particules frittées de fluoroapatite 1 de l'exemple 2 est égale à 6,37 millionièmes, et la concentration en Ca de l'éluat déchargé de la colonne remplie avec les particules frittées d'hydroxyapatite 1 de l'exemple de référence est égale à 70,60 millionièmes. 2.3. Évaluation de la variation de la capacité d'adsorption des protéines Chacun des six types de particules frittées (c'est-à-dire les particules frittées de fluoroapatite 1 des exemples 1 à 3 et des exemples comparatifs 1 et 2 et les particules frittées d'hydroxyapatite 1 de l'exemple de référence) a été utilisé pour remplir un espace de remplissage d'une colonne ( LCI-1116WF - 4,0 x 100-2 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 avec les particules frittées. De cette manière, les colonnes remplies avec les six types de particules frittées 1 des exemples 1 à 3, des exemples comparatifs 1 et 2 et de l'exemple de référence, respectivement, ont été préparées. Il faut noter que la capacité de l'espace de remplissage de chaque colonne est égale à 1,256 ml. Puis 1,256 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/min. 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 leurs concentrations deviennent respectivement égales à 5 mg/ml, 10 mg/ml, 5 mg/ml et 5 mg/ml, et 50 pl de l'échantillon ont été amenés 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 l'absorbance de chacune des substances consistant en la myoglobine, l'ovalbumine, i'a-chymotrypsinogène A et le cytochrome C présentes 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 amené 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 augmenté de 0 à 75 % pendant une période de temps allant de la lre minute à la 16e minute et soit ensuite maintenu à 100 % pendant 5 minutes après la 16e minute.
Il faut noter que, également avant de laisser passer le tampon au phosphate de sodium ayant un pH égal à 5 à travers les colonnes de la manière décrite ci-dessus, la séparation de la myoglobine, de l'ovalbumine, de l'achymotrypsinogène 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 des protéines (c'est-à-dire de la myoglobine, de l'ovalbumine, de l'a-chymotrypsinogène A et du cytochrome C) des particules frittées 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 caracté- ristiques de séparation des protéines n'a été constatée dans tous les cas où les colonnes remplies avec les trois types de particules frittées de fluoroapatite 1 des exemples 1•à 3, respectivement, ont été utilisées. D'autre part, dans tous les cas où les colonnes remplies des deux types de particules frittées de fluoroapatite 1 des exemples comparatifs 1 et 2, respectivement, et la colonne remplie avec les particules frittées d'hydroxyapatite 1 de l'exemple de référence ont été utilisées, chaque myoglobine a tendu à être éluée plus précocement lorsque la séparation de la protéine a été effectuée après avoir introduit le tampon au phosphate de sodium à pH 5 dans l'espace de remplissage de chacune des colonnes. Il est possible de considérer que la raison à cela est la suivante. Le calcium a été élué des particules frittées de fluoroapatite 1 et des particules frittées d'hydroxyapatite 1 et, en conséquence, il est devenu difficile d'adsorber la myoglobine, qui est une protéine neutre pouvant être adsorbée au niveau d'un site de Ca, aux particules frittées de fluoroapatite 1 et aux particules frittées d'hydroxyapatite 1. Il faut noter que les graphiques représentant la variation des caractéristiques de séparation des protéines dans les trois colonnes remplies avec chacun des trois types de particules frittées de fluoroapatite 1 des exemples 1 et 2 et de l'exemple comparatif 2, respectivement, sont représentés sur les figures 2 à 4, à titre de graphiques représentatifs. 2.4. Évaluation de l'effet de la variation du pH sur la solubilité de l'acier inoxydable Un dispositif destiné à être utilisé pour ajouter au goutte à goutte une solution contenant du fluorure d'hydrogène et un dispositif destiné à être utilisé dans l'agitation d'une suspension sont exposés à la solution contenant du fluorure d'hydrogène et, en conséquence, si ces dispositifs ont une faible résistance aux acides, il se pose un problème consistant en l'élution des matériaux constitutifs des dispositifs, ce qui fait que des particules primaires de fluoroapatite de faible pureté sont obtenues. En conséquence, un test pour étudier la solubilité du SUS304, pouvant être utilisé comme matériau principal de ces dispositifs, a été effectué. Il faut noter que, afin d'évaluer la solubilité du SUS304, des outils en verre coûteux doivent être utilisés, mais une solution contenant du fluorure d'hydrogène provoque la corrosion des outils en verre. Pour cette raison, une solution d'acide nitrique a été utilisée au lieu de la solution contenant du fluorure d'hydrogène car l'objectif de ce test peut être atteint du moment que la solubilité du SUS304 dans un acide est évaluée. Tout d'abord, trois bagues en SUS304 ayant un diamètre intérieur de 6 mm et un diamètre extérieur de 16 mm ont été préparées comme échantillons pour un test de solubilité. Puis des solutions d'acide nitrique à des pH de 4,0, 3,0 et 2,0 ont été chacune préparées en une quantité de 25 ml. Puis les trois bagues en SUS304 ont été immergées dans ces trois solutions d'acide nitrique (chacune en un volume de 25 ml) à un pH différent pendant une 1 heure, respectivement. Il faut noter que chacune des solutions d'acide nitrique a été agitée avec un appareil d'agitation rotatif au cours de l'immersion de la bague en SUS304. Puis un échantillon de 1 ml de chacune des solutions d'acide nitrique (surnageants) à un pH différent a été prélevé et la quantité de Fe (fer) éluée dans la solution d'acide nitrique a été mesurée par un dispositif ICP (à plasma à couplage inductif) (spectromètre à plasma séquentiel) (produit par Shimadzu Corporation sous le nom commercial ICPS-7500 ). La figure 5 est un graphique qui représente la relation entre le pH de la solution d'acide nitrique et la quantité de Fe éluée dans chacune des solutions d'acide nitrique.
Comme permet de le constater la figure 5, la quantité de Fe éluée dans la solution d'acide nitrique augmente de manière exponentielle avec l'abaissement du pH de la solution d'acide nitrique. D'après les résultats, il a été trouvé que le pH de la solution contenant du fluorure d'hydrogène à ajouter au goutte à goutte à la suspension est de préférence égal ou supérieur à 2,0 afin d'obtenir des particules primaires de fluoroapatite ayant une pureté améliorée.
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. 20 25 30 35
Claims (1)
- REVENDICATIONS1. Fluoroapatite, caractérisée en ce qu'elle est obtenue en faisant réagir une hydroxyapatite ayant au moins un groupe hydroxyle avec un fluorure d'hydrogène ayant un atome de fluor, ledit au moins un groupe hydroxyle étant substitué par l'atome de fluor, où, lorsque la fluoroapatite est granulée pour obtenir des particules séchées ayant un diamètre moyen de particules de 40 pm 5 pm, les particules séchées sont frittées pour obtenir des particules frittées, une colonne ayant un espace de remplissage est préparée, les particules frittées sont utilisées pour remplir l'espace de remplissage, une solution tampon ayant un pH égal à 5 à température ambiante est préparée, la solution tampon est amenée dans l'espace de remplissage pour obtenir un éluat contenant du Ca, 50 CV de l'éluat sont déchargés de l'espace de remplissage de la colonne à un débit de 1,0 ml/min, et 1 ml de l'éluat est recueilli, la concentration en Ca présente dans l'éluat est égale ou inférieure à 12 millionièmes. 30 35
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