JP2000005298A - アパタイトコーティング有機材料の製造方法 - Google Patents
アパタイトコーティング有機材料の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 親水基を有する有機材料の表面に穏和な条件
下での処理によりアパタイト層を形成する。 【解決手段】 少なくともリン酸イオンおよびカルシウ
ムイオンを含み、かつ有機酸を含む水溶液に、親水基を
有する有機材料を浸漬することで、前記有機材料の表面
にアパタイトを析出させる、アパタイトコーティング有
機材料の製造方法。
下での処理によりアパタイト層を形成する。 【解決手段】 少なくともリン酸イオンおよびカルシウ
ムイオンを含み、かつ有機酸を含む水溶液に、親水基を
有する有機材料を浸漬することで、前記有機材料の表面
にアパタイトを析出させる、アパタイトコーティング有
機材料の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アパタイトコーテ
ィング有機材料の製造方法に関する。
ィング有機材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来生体に植入されている人工材料は、
素材の物性が優れているにも関わらず骨伝導能が不十分
であったため、骨置換能や組織再建能が低く十分な医療
効果をあげることができなかった。骨伝導能の不足を補
うには生体骨の構成成分の一つであるアパタイト（ハイ
ドロキシアパタイト）を用いて組成を生体骨と近似させ
ることが望ましいが、基板として用いられる材料の多く
はアパタイト形成能を有しないか、有するとしてもその
能力は低いという問題がある。この問題を解決するた
め、イオン注入、プラズマ処理、強アルカリ処理等の表
面処理を施して基板表面にアパタイト形成能をもたせる
ことが行われているが、これらの表面処理の条件が過酷
であるため利用できる基板材料がチタン金属、ステンレ
ス、バイオガラスおよび一部の高分子等に限られる。そ
のため、例えばコラーゲンは生体に為害性がなく、入手
も容易である点で優れた基板素材であるが、過酷な表面
処理を行うとコラーゲン自体が劣化するため、コラーゲ
ンの表面にアパタイト層を形成するためには煩雑な工程
が必要とされる。したがって、コラーゲンの表面にアパ
タイト層を簡便な方法で形成する実用的な方法は未だ見
出されていないのが現状である。
素材の物性が優れているにも関わらず骨伝導能が不十分
であったため、骨置換能や組織再建能が低く十分な医療
効果をあげることができなかった。骨伝導能の不足を補
うには生体骨の構成成分の一つであるアパタイト（ハイ
ドロキシアパタイト）を用いて組成を生体骨と近似させ
ることが望ましいが、基板として用いられる材料の多く
はアパタイト形成能を有しないか、有するとしてもその
能力は低いという問題がある。この問題を解決するた
め、イオン注入、プラズマ処理、強アルカリ処理等の表
面処理を施して基板表面にアパタイト形成能をもたせる
ことが行われているが、これらの表面処理の条件が過酷
であるため利用できる基板材料がチタン金属、ステンレ
ス、バイオガラスおよび一部の高分子等に限られる。そ
のため、例えばコラーゲンは生体に為害性がなく、入手
も容易である点で優れた基板素材であるが、過酷な表面
処理を行うとコラーゲン自体が劣化するため、コラーゲ
ンの表面にアパタイト層を形成するためには煩雑な工程
が必要とされる。したがって、コラーゲンの表面にアパ
タイト層を簡便な方法で形成する実用的な方法は未だ見
出されていないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、コラーゲンやセルロース等の親水基を有する有
機材料の表面に穏和な条件下での処理によりアパタイト
層を形成すること、すなわち、アパタイトコーティング
有機材料の製造方法を提供することにある。
課題は、コラーゲンやセルロース等の親水基を有する有
機材料の表面に穏和な条件下での処理によりアパタイト
層を形成すること、すなわち、アパタイトコーティング
有機材料の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、以下の構成を提供する。 (1) 少なくともリン酸イオンおよびカルシウムイオンを
含み、かつ有機酸を含む水溶液に、親水基を有する有機
材料を浸漬することで、前記有機材料の表面にアパタイ
トを析出させる、アパタイトコーティング有機材料の製
造方法。
め、本発明は、以下の構成を提供する。 (1) 少なくともリン酸イオンおよびカルシウムイオンを
含み、かつ有機酸を含む水溶液に、親水基を有する有機
材料を浸漬することで、前記有機材料の表面にアパタイ
トを析出させる、アパタイトコーティング有機材料の製
造方法。
【０００５】(2) 有機酸が多塩基酸である、前記(1)記
載のアパタイトコーティング有機材料の製造方法。 (3) 有機酸がクエン酸である、前記(2)記載のアパタイ
トコーティング有機材料の製造方法。 (4) 水溶液中の有機酸の量が、水溶液中のカルシウムイ
オンの全量と錯塩を形成しうる量よりも少ない量であ
る、前記(1)から(3)のいずれかに記載のアパタイトコー
ティング有機材料の製造方法。
載のアパタイトコーティング有機材料の製造方法。 (3) 有機酸がクエン酸である、前記(2)記載のアパタイ
トコーティング有機材料の製造方法。 (4) 水溶液中の有機酸の量が、水溶液中のカルシウムイ
オンの全量と錯塩を形成しうる量よりも少ない量であ
る、前記(1)から(3)のいずれかに記載のアパタイトコー
ティング有機材料の製造方法。
【０００６】(5) 親水基を有する有機材料が少なくとも
コラーゲンおよび／またはセルロースを含む、前記(1)
から(4)のいずれかに記載のアパタイトコーティング有
機材料の製造方法。 (6) アパタイトが炭酸イオン含有アパタイトである、前
記(1)から(5)のいずれかに記載のアパタイトコーティン
グ有機材料の製造方法。
コラーゲンおよび／またはセルロースを含む、前記(1)
から(4)のいずれかに記載のアパタイトコーティング有
機材料の製造方法。 (6) アパタイトが炭酸イオン含有アパタイトである、前
記(1)から(5)のいずれかに記載のアパタイトコーティン
グ有機材料の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、これまでアパタイトの
結晶成長の阻害剤であると信じられてきた有機酸を用い
て、逆にアパタイトの形成速度を高めることができた点
に最大の特徴がある。すなわち、カルシウムイオンとリ
ン酸イオンとを含む水溶液に、単に親水基を有する有機
材料を浸漬しただけではアパタイトの析出は起こらない
が、この水溶液中に有機酸を存在させることで、アパタ
イトの形成速度が高められ析出が始まるのである。その
原理は定かではないが、有機酸が解離して生成した陰イ
オンがカルシウムイオンと複合体を形成し、これがアパ
タイトイオンの成長核となるものと推測される。さら
に、有機酸が解離して生成した陰イオンは有機材料（基
板成分）の親水基とも何らかの相互作用を起こし、さら
にアパタイトの析出を促進するものと推測される。した
がって、有機酸としてはカルボキシル基を２個以上有す
る多塩基酸が好ましく、例えば、クエン酸、イソクエン
酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、シュウ酸等を例示
することができる。これらは、生体内のいたるところに
存在し、クエン酸回路を構成している点において好まし
く、特にクエン酸が好ましい。
結晶成長の阻害剤であると信じられてきた有機酸を用い
て、逆にアパタイトの形成速度を高めることができた点
に最大の特徴がある。すなわち、カルシウムイオンとリ
ン酸イオンとを含む水溶液に、単に親水基を有する有機
材料を浸漬しただけではアパタイトの析出は起こらない
が、この水溶液中に有機酸を存在させることで、アパタ
イトの形成速度が高められ析出が始まるのである。その
原理は定かではないが、有機酸が解離して生成した陰イ
オンがカルシウムイオンと複合体を形成し、これがアパ
タイトイオンの成長核となるものと推測される。さら
に、有機酸が解離して生成した陰イオンは有機材料（基
板成分）の親水基とも何らかの相互作用を起こし、さら
にアパタイトの析出を促進するものと推測される。した
がって、有機酸としてはカルボキシル基を２個以上有す
る多塩基酸が好ましく、例えば、クエン酸、イソクエン
酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、シュウ酸等を例示
することができる。これらは、生体内のいたるところに
存在し、クエン酸回路を構成している点において好まし
く、特にクエン酸が好ましい。
【０００８】有機酸は従来から信じられてきたようにそ
の使用量によってはアパタイトの形成を阻害する場合も
あるため、水溶液中の有機酸の量が、水溶液中のカルシ
ウムイオンの全量と錯塩を形成しうる量よりも少ない量
であることが好ましい。すなわち、有機酸が一分子中に
ｎ個のカルボキシル基を有する場合、有機酸の濃度がカ
ルシウムイオン濃度の３／ｎ倍以下であることが好まし
い。より好ましくは３／２ｎ倍以下である。また、水溶
液中の有機酸の濃度としては０．１〜５ｍＭの範囲が好
ましく、０．３〜２ｍＭの範囲がより好ましい。有機酸
の使用量が多い場合はかえってアパタイトの形成を阻害
する結果となりやすく、使用量が少ない場合はアパタイ
トの形成を促進する効果が低い。
の使用量によってはアパタイトの形成を阻害する場合も
あるため、水溶液中の有機酸の量が、水溶液中のカルシ
ウムイオンの全量と錯塩を形成しうる量よりも少ない量
であることが好ましい。すなわち、有機酸が一分子中に
ｎ個のカルボキシル基を有する場合、有機酸の濃度がカ
ルシウムイオン濃度の３／ｎ倍以下であることが好まし
い。より好ましくは３／２ｎ倍以下である。また、水溶
液中の有機酸の濃度としては０．１〜５ｍＭの範囲が好
ましく、０．３〜２ｍＭの範囲がより好ましい。有機酸
の使用量が多い場合はかえってアパタイトの形成を阻害
する結果となりやすく、使用量が少ない場合はアパタイ
トの形成を促進する効果が低い。
【０００９】コラーゲン膜を浸漬する水溶液にはアパタ
イトを形成するためのリン酸イオンとカルシウムイオン
が含まれている必要がある。ここでリン酸イオンとして
は、ＰＯ4 3-、ＨＰＯ4 2-およびＨ2ＰＯ4 -のいずれであ
ってもよい。水溶液中のリン酸イオンの濃度としては
０．３〜５ｍＭの範囲が好ましく、１〜２ｍＭの範囲が
より好ましい。水溶液中のカルシウムイオンの濃度とし
ては０．５〜１０ｍＭの範囲が好ましく、２．５〜５ｍ
Ｍの範囲がより好ましい。
イトを形成するためのリン酸イオンとカルシウムイオン
が含まれている必要がある。ここでリン酸イオンとして
は、ＰＯ4 3-、ＨＰＯ4 2-およびＨ2ＰＯ4 -のいずれであ
ってもよい。水溶液中のリン酸イオンの濃度としては
０．３〜５ｍＭの範囲が好ましく、１〜２ｍＭの範囲が
より好ましい。水溶液中のカルシウムイオンの濃度とし
ては０．５〜１０ｍＭの範囲が好ましく、２．５〜５ｍ
Ｍの範囲がより好ましい。
【００１０】水溶液中にはリン酸イオンとカルシウムイ
オンの他に各種イオンを含むことができ、特に生体内の
体液や血液に含まれる、Ｈ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｍｇ2+等の
陽イオンや、ＯＨ-、Ｃｌ-、ＣＯ3 2-、ＨＣＯ3 -、ＰＯ4
3-、ＳＯ4 2-等の陰イオンを適量含む水溶液が好まし
い。このような各種イオンを含む水溶液としては、いわ
ゆるＳＢＦ（Simulated Body Fluid：擬似体液）を使用
することもできる。
オンの他に各種イオンを含むことができ、特に生体内の
体液や血液に含まれる、Ｈ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｍｇ2+等の
陽イオンや、ＯＨ-、Ｃｌ-、ＣＯ3 2-、ＨＣＯ3 -、ＰＯ4
3-、ＳＯ4 2-等の陰イオンを適量含む水溶液が好まし
い。このような各種イオンを含む水溶液としては、いわ
ゆるＳＢＦ（Simulated Body Fluid：擬似体液）を使用
することもできる。
【００１１】また、水溶液のｐＨは５〜１０の範囲とす
ることが望ましく、ｐＨ６〜８がより好ましい。そのた
めの有機緩衝剤を含むことができる。例えば、トリスヒ
ドロキシルアミノメタン等を使用することができる。ｐ
Ｈが５未満では第二リン酸カルシウム塩が析出しやすく
なり、ｐＨが１０より大きい場合には水酸化カルシウム
が安定相となりアパタイトが析出しにくくなる。
ることが望ましく、ｐＨ６〜８がより好ましい。そのた
めの有機緩衝剤を含むことができる。例えば、トリスヒ
ドロキシルアミノメタン等を使用することができる。ｐ
Ｈが５未満では第二リン酸カルシウム塩が析出しやすく
なり、ｐＨが１０より大きい場合には水酸化カルシウム
が安定相となりアパタイトが析出しにくくなる。
【００１２】本発明で基板として用いられる親水基を有
する有機材料としては特に限定されないが、少なくとも
コラーゲンおよび／またはセルロースを含むものが好ま
しく用いられる。この場合、有機材料の５０重量％以
上、好ましくは７０重量％以上がコラーゲンおよび／ま
たはセルロースで構成されていることが好ましい。ま
た、基板として水溶性の基板（例えば水溶性タンパク質
等）を用いるときは架橋反応等で不溶化してから用いる
ことが望ましい。
する有機材料としては特に限定されないが、少なくとも
コラーゲンおよび／またはセルロースを含むものが好ま
しく用いられる。この場合、有機材料の５０重量％以
上、好ましくは７０重量％以上がコラーゲンおよび／ま
たはセルロースで構成されていることが好ましい。ま
た、基板として水溶性の基板（例えば水溶性タンパク質
等）を用いるときは架橋反応等で不溶化してから用いる
ことが望ましい。
【００１３】本発明で用いられる親水基を有する有機材
料の形状としては、特に限定されず、膜状、繊維状等の
形状が挙げられる。上記水溶液に親水基を有する有機材
料を浸漬し、好ましくは温度２０〜４５℃で１日以上保
持することで、有機材料表面にアパタイト層が析出す
る。通常粒径が０．１〜１μｍ程度の大きさの微粒子状
のアパタイトが析出するので、アパタイト層の層厚は１
〜１０μｍ程度となる。析出したアパタイト層には、用
いた水溶液中に含まれる他の陽イオン、陰イオンに由来
する成分が含まれることがある。例えば炭酸水素イオン
を含む水溶液を用いると、炭酸イオンを含むアパタイト
層が析出する場合がある。
料の形状としては、特に限定されず、膜状、繊維状等の
形状が挙げられる。上記水溶液に親水基を有する有機材
料を浸漬し、好ましくは温度２０〜４５℃で１日以上保
持することで、有機材料表面にアパタイト層が析出す
る。通常粒径が０．１〜１μｍ程度の大きさの微粒子状
のアパタイトが析出するので、アパタイト層の層厚は１
〜１０μｍ程度となる。析出したアパタイト層には、用
いた水溶液中に含まれる他の陽イオン、陰イオンに由来
する成分が含まれることがある。例えば炭酸水素イオン
を含む水溶液を用いると、炭酸イオンを含むアパタイト
層が析出する場合がある。
【００１４】本発明において有機材料としてコラーゲン
を用いた場合に得られるアパタイトコーティングコラー
ゲン材料は、骨誘導能または骨伝導能を有するので、生
体骨吸収置換型再建材として利用できる他、骨粗鬆症や
骨欠損の吸収性補填材としても利用できる。また、プリ
オン（低分子量タンパクに起因するヤコブ病）等の疾病
対策として頭蓋骨硬膜に用いられる人工硬膜としても利
用できる。さらには、アミノ酸・糖質・サイトカインを
含有する組織工学に用いられる生理活性基材や抗癌剤等
の生体融和型薬剤徐放性基材としても利用できる。これ
らにおいて、コラーゲンの形状を膜状とすることで薄く
広く覆うことができるという効果が発揮される。具体的
には、組織再生誘導法により大型骨欠損を覆うことによ
り骨再建をすることができる。
を用いた場合に得られるアパタイトコーティングコラー
ゲン材料は、骨誘導能または骨伝導能を有するので、生
体骨吸収置換型再建材として利用できる他、骨粗鬆症や
骨欠損の吸収性補填材としても利用できる。また、プリ
オン（低分子量タンパクに起因するヤコブ病）等の疾病
対策として頭蓋骨硬膜に用いられる人工硬膜としても利
用できる。さらには、アミノ酸・糖質・サイトカインを
含有する組織工学に用いられる生理活性基材や抗癌剤等
の生体融和型薬剤徐放性基材としても利用できる。これ
らにおいて、コラーゲンの形状を膜状とすることで薄く
広く覆うことができるという効果が発揮される。具体的
には、組織再生誘導法により大型骨欠損を覆うことによ
り骨再建をすることができる。
【００１５】本発明において有機材料としてセルロース
を用いた場合に得られるアパタイトコーティングセルロ
ース材料はアパタイトのウイルスや細菌吸着能を利用し
て空気清浄用フィルター、機能性マスクに応用できる。
またアパタイトのタンパク質や核酸吸着能を利用して生
理活性物質の同定または分離用カラム等に応用できる。
を用いた場合に得られるアパタイトコーティングセルロ
ース材料はアパタイトのウイルスや細菌吸着能を利用し
て空気清浄用フィルター、機能性マスクに応用できる。
またアパタイトのタンパク質や核酸吸着能を利用して生
理活性物質の同定または分離用カラム等に応用できる。
【００１６】
【実施例】以下に実施例によりさらに詳細に本発明を説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 ＜実施例１、比較例１＞アパタイト形成能を持たないコ
ラーゲン膜（新田ゼラチン（株）製、コラーゲン８０重
量％、セルロース２０重量％、膜厚４０μｍ、大きさ１
ｃｍ×１ｃｍ）を、Ｃａ2+：３．８ｍＭ、ＨＰＯ4 2-：
１．５ｍＭ、Ｎａ+：２１３ｍＭ、Ｋ+：７．５ｍＭ、Ｍ
ｇ2+：２．３ｍＭ、Ｃｌ-：２２３ｍＭ、ＨＣＯ3 -：
６．３ｍＭ、ＳＯ4 2-：０．７５ｍＭ、および緩衝剤と
してトリスヒドロキシルアミノメタンをｐＨ７．４にす
るのに必要な量、核形成促進剤としてのクエン酸をそれ
ぞれ０．３ｍＭ，０．５ｍＭ，０．７ｍＭ，１ｍＭ，２
ｍＭ，３ｍＭを含有する水溶液に浸漬し、３６．５℃で
１週間保持した。その後コラーゲン膜を取り出し、赤外
分光、Ｘ線回折、発光分光で分析したところ、いずれも
表面に炭酸イオンを含むアパタイトのコーティング膜が
３μｍの厚さで均一に生成していることが確認された。 ＜比較例１＞上記実施例１において、水溶液中にクエン
酸を含まないこと以外は全く実施例１と同様にして、コ
ラーゲン膜を水溶液に浸漬したが、４週間以上経過して
も膜表面には何も析出しなかった。 ［実施例１および比較例１で得られたコラーゲン膜の分
析結果］実施例１においてクエン酸を１ｍＭ含む水溶液
を用いて得られたコラーゲン膜の表面の電子顕微鏡写真
を図１および図２に示す。図１は倍率１０００倍、図２
は倍率９０００倍で観察したものである。図１からコラ
ーゲン線維に沿ってアパタイトが析出していることがわ
かる。図２から析出したアパタイトは粒径０．７μｍ程
度の微粒子状であることがわかる。
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 ＜実施例１、比較例１＞アパタイト形成能を持たないコ
ラーゲン膜（新田ゼラチン（株）製、コラーゲン８０重
量％、セルロース２０重量％、膜厚４０μｍ、大きさ１
ｃｍ×１ｃｍ）を、Ｃａ2+：３．８ｍＭ、ＨＰＯ4 2-：
１．５ｍＭ、Ｎａ+：２１３ｍＭ、Ｋ+：７．５ｍＭ、Ｍ
ｇ2+：２．３ｍＭ、Ｃｌ-：２２３ｍＭ、ＨＣＯ3 -：
６．３ｍＭ、ＳＯ4 2-：０．７５ｍＭ、および緩衝剤と
してトリスヒドロキシルアミノメタンをｐＨ７．４にす
るのに必要な量、核形成促進剤としてのクエン酸をそれ
ぞれ０．３ｍＭ，０．５ｍＭ，０．７ｍＭ，１ｍＭ，２
ｍＭ，３ｍＭを含有する水溶液に浸漬し、３６．５℃で
１週間保持した。その後コラーゲン膜を取り出し、赤外
分光、Ｘ線回折、発光分光で分析したところ、いずれも
表面に炭酸イオンを含むアパタイトのコーティング膜が
３μｍの厚さで均一に生成していることが確認された。 ＜比較例１＞上記実施例１において、水溶液中にクエン
酸を含まないこと以外は全く実施例１と同様にして、コ
ラーゲン膜を水溶液に浸漬したが、４週間以上経過して
も膜表面には何も析出しなかった。 ［実施例１および比較例１で得られたコラーゲン膜の分
析結果］実施例１においてクエン酸を１ｍＭ含む水溶液
を用いて得られたコラーゲン膜の表面の電子顕微鏡写真
を図１および図２に示す。図１は倍率１０００倍、図２
は倍率９０００倍で観察したものである。図１からコラ
ーゲン線維に沿ってアパタイトが析出していることがわ
かる。図２から析出したアパタイトは粒径０．７μｍ程
度の微粒子状であることがわかる。
【００１７】比較例１で得られたコラーゲン膜の表面の
電子顕微鏡写真（倍率１０００倍）を図３に示す。コラ
ーゲン膜表面には何も析出していないことがわかる。図
４に、実施例１および比較例１で得られたコラーゲン膜
の赤外分光のスペクトルを示す。Ｃ0.3，Ｃ0.5，Ｃ0.
7，Ｃ1.0，Ｃ2.0，Ｃ3.0はそれぞれ、実施例１における
クエン酸の濃度が０．３ｍＭ，０．５ｍＭ，０．７ｍ
Ｍ，１ｍＭ，２ｍＭ，３ｍＭのコラーゲン膜のスペクト
ルであり、Ｃ0が比較例１のコラーゲン膜のスペクトル
である。実施例１のスペクトルでは、いずれも１０２０
ｃｍ-1と９５４ｃｍ-1の（ＰＯ4）3-イオンのピーク
と、８７６ｃｍ-1の（ＣＯ3）2-イオンのピークが見ら
れ、比較例１のスペクトルではこれらは見られないこと
から、実施例１ではアパタイトが析出していることがわ
かる。
電子顕微鏡写真（倍率１０００倍）を図３に示す。コラ
ーゲン膜表面には何も析出していないことがわかる。図
４に、実施例１および比較例１で得られたコラーゲン膜
の赤外分光のスペクトルを示す。Ｃ0.3，Ｃ0.5，Ｃ0.
7，Ｃ1.0，Ｃ2.0，Ｃ3.0はそれぞれ、実施例１における
クエン酸の濃度が０．３ｍＭ，０．５ｍＭ，０．７ｍ
Ｍ，１ｍＭ，２ｍＭ，３ｍＭのコラーゲン膜のスペクト
ルであり、Ｃ0が比較例１のコラーゲン膜のスペクトル
である。実施例１のスペクトルでは、いずれも１０２０
ｃｍ-1と９５４ｃｍ-1の（ＰＯ4）3-イオンのピーク
と、８７６ｃｍ-1の（ＣＯ3）2-イオンのピークが見ら
れ、比較例１のスペクトルではこれらは見られないこと
から、実施例１ではアパタイトが析出していることがわ
かる。
【００１８】図５に、実施例１においてクエン酸を１ｍ
Ｍ含む水溶液を用いて得られたコラーゲン膜のスペクト
ル（上側）と、比較例１で得られたコラーゲン膜のＸ線
回折のスペクトル（下側）を示す。上側のスペクトル中
のＡという印のところがアパタイトの結晶構造に由来す
るピークであり、実施例１ではアパタイトが析出してい
ることがわかる。 ＜実施例２＞基板としてセルロース製ガーゼを用い、ク
エン酸濃度１ｍＭの水溶液を用いた他は実施例１と同様
の条件で行ったところ、表面に炭酸イオンを含むアパタ
イトのコーティング膜が３μｍの厚さで均一に生成して
いることが確認された。
Ｍ含む水溶液を用いて得られたコラーゲン膜のスペクト
ル（上側）と、比較例１で得られたコラーゲン膜のＸ線
回折のスペクトル（下側）を示す。上側のスペクトル中
のＡという印のところがアパタイトの結晶構造に由来す
るピークであり、実施例１ではアパタイトが析出してい
ることがわかる。 ＜実施例２＞基板としてセルロース製ガーゼを用い、ク
エン酸濃度１ｍＭの水溶液を用いた他は実施例１と同様
の条件で行ったところ、表面に炭酸イオンを含むアパタ
イトのコーティング膜が３μｍの厚さで均一に生成して
いることが確認された。
【００１９】コーティング膜の表面を倍率２０００倍で
観察した電子顕微鏡写真を図６に示す。図６からセルロ
ース線維に沿ってアパタイトが析出していることがわか
る。 ＜比較例２＞上記実施例２において、水溶液中にクエン
酸を含まないこと以外は全く実施例２と同様にして、セ
ルロース製ガーゼを水溶液に浸漬したが、４週間以上経
過しても膜表面には何も析出しなかった。
観察した電子顕微鏡写真を図６に示す。図６からセルロ
ース線維に沿ってアパタイトが析出していることがわか
る。 ＜比較例２＞上記実施例２において、水溶液中にクエン
酸を含まないこと以外は全く実施例２と同様にして、セ
ルロース製ガーゼを水溶液に浸漬したが、４週間以上経
過しても膜表面には何も析出しなかった。
【００２０】比較例２で得られたセルロース製ガーゼの
表面の電子顕微鏡写真（倍率２０００倍）を図７に示
す。セルロース製ガーゼ表面には何も析出していないこ
とがわかる。
表面の電子顕微鏡写真（倍率２０００倍）を図７に示
す。セルロース製ガーゼ表面には何も析出していないこ
とがわかる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によると、親水基を有する有機材
料の表面に穏和な条件下での処理によりアパタイト層を
形成することができるので、アパタイト形成能を有しな
いコラーゲンやセルロース等の表面にもアパタイト層を
形成することができる。
料の表面に穏和な条件下での処理によりアパタイト層を
形成することができるので、アパタイト形成能を有しな
いコラーゲンやセルロース等の表面にもアパタイト層を
形成することができる。
【図１】 実施例１においてクエン酸を１ｍＭ含む水溶
液を用いて得られたコラーゲン膜の表面の電子顕微鏡写
真である（倍率１０００倍）。
液を用いて得られたコラーゲン膜の表面の電子顕微鏡写
真である（倍率１０００倍）。
【図２】 実施例１においてクエン酸を１ｍＭ含む水溶
液を用いて得られたコラーゲン膜の表面の電子顕微鏡写
真である（倍率９０００倍）。
液を用いて得られたコラーゲン膜の表面の電子顕微鏡写
真である（倍率９０００倍）。
【図３】 比較例１で得られたコラーゲン膜の表面の電
子顕微鏡写真である（倍率１０００倍）。
子顕微鏡写真である（倍率１０００倍）。
【図４】 実施例１および比較例１で得られたコラーゲ
ン膜の赤外分光のスペクトルである。
ン膜の赤外分光のスペクトルである。
【図５】 実施例１においてクエン酸を１ｍＭ含む水溶
液を用いて得られたコラーゲン膜と比較例１で得られた
コラーゲン膜のＸ線回折のスペクトルである。
液を用いて得られたコラーゲン膜と比較例１で得られた
コラーゲン膜のＸ線回折のスペクトルである。
【図６】 実施例２で得られたコーティング膜の電子顕
微鏡写真である（倍率２０００倍）。
微鏡写真である（倍率２０００倍）。
【図７】 比較例２で得られたセルロース製ガーゼの表
面の電子顕微鏡写真である（倍率２０００倍）。
面の電子顕微鏡写真である（倍率２０００倍）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 公泰 茨城県つくば市二の宮３−７−６ サンラ イフ大山Ｂ−102 (72)発明者 菊地 正紀 茨城県つくば市梅園２−27−７ パームハ イツ梅園 (72)発明者 森村 正博 大阪府八尾市二俣２丁目22番地 新田ゼラ チン株式会社大阪工場内 (72)発明者 中谷 伸一 大阪府八尾市二俣２丁目22番地 新田ゼラ チン株式会社大阪工場内 (72)発明者 萬代 佳宣 大阪府八尾市二俣２丁目22番地 新田ゼラ チン株式会社大阪工場内 Ｆターム(参考） 4C081 AA02 AB04 AB18 AC03 AC05 AC15 BA13 BA16 BB06 CD021 CD121 CE02 CE11 CF011 CF032 DA02 DA04 DC03 DC05 DC06 DC14 EA02 EA05 EA06 EA12
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくともリン酸イオンおよびカルシウ
ムイオンを含み、かつ有機酸を含む水溶液に、親水基を
有する有機材料を浸漬することで、前記有機材料の表面
にアパタイトを析出させる、アパタイトコーティング有
機材料の製造方法。 - 【請求項２】 有機酸が多塩基酸である、請求項１記載
のアパタイトコーティング有機材料の製造方法。 - 【請求項３】 有機酸がクエン酸である、請求項２記載
のアパタイトコーティング有機材料の製造方法。 - 【請求項４】 水溶液中の有機酸の量が、水溶液中のカ
ルシウムイオンの全量と錯塩を形成しうる量よりも少な
い量である、請求項１から３のいずれかに記載のアパタ
イトコーティング有機材料の製造方法。 - 【請求項５】 親水基を有する有機材料が少なくともコ
ラーゲンおよび／またはセルロースを含む、請求項１か
ら４のいずれかに記載のアパタイトコーティング有機材
料の製造方法。 - 【請求項６】 アパタイトが炭酸イオン含有アパタイト
である、請求項１から５のいずれかに記載のアパタイト
コーティング有機材料の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP18829598A JP4349596B2 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | アパタイトコーティング有機材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18829598A JP4349596B2 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | アパタイトコーティング有機材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000005298A true JP2000005298A (ja) | 2000-01-11 |
| JP4349596B2 JP4349596B2 (ja) | 2009-10-21 |
Family
ID=16221128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18829598A Expired - Lifetime JP4349596B2 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | アパタイトコーティング有機材料の製造方法 |
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|---|---|
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- 1998-06-17 JP JP18829598A patent/JP4349596B2/ja not_active Expired - Lifetime
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