JP2013203563A - Method for producing hydroxyapatite fine particle, and hydroxyapatite fine particle, and also dispersion thereof - Google Patents

Method for producing hydroxyapatite fine particle, and hydroxyapatite fine particle, and also dispersion thereof Download PDF

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彰 古川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing hydroxyapatite fine particles capable of obtaining high purity hydroxyapatite fine particles that have crystallinity, are excellent in dispersion stability in water, and are prevented from mixing of a calcium phosphate salt having a composition different from hydroxyapatite and other impurities, and hydroxyapatite fine particles that are of high purity and excellent in dispersion stability, and its dispersion.SOLUTION: After alkali processing a tabular crystal of dibasic calcium phosphate dihydrate in water of a pH of 12 or higher, a method for producing hydroxyapatite fine particles to which wet dispersion treatment is done in water by a media mill is used.

Description

本発明は結晶性を有し、水中での分散安定性に優れ、かつヒドロキシアパタイトとは異なる組成のリン酸カルシウム塩やその他の不純物の混入が防止された高純度のヒドロキシアパタイト微粒子を得ることが可能なヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法、およびそれにより得られるヒドロキシアパタイト微粒子、ならびにその分散物に関する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is capable of obtaining high-purity hydroxyapatite fine particles having crystallinity, excellent dispersion stability in water, and having a calcium phosphate salt having a composition different from that of hydroxyapatite and other impurities prevented from being mixed. The present invention relates to a method for producing hydroxyapatite fine particles, hydroxyapatite fine particles obtained thereby, and a dispersion thereof.

ヒドロキシアパタイトは骨や歯などを構成するリン酸カルシウム塩の1種である。骨や歯の修復を目的とした人工のヒドロキシアパタイトの応用が再生医療の一環として近年盛んに検討されている。例えば、骨の欠損部に焼結したヒドロキシアパタイトを埋め込むことで、骨の再生修復に利用される場合がある。こうした再生医療の場で用いられるヒドロキシアパタイトは、多くの場合大凡数十μm以上数十mm以下の大きさのヒドロキシアパタイトの粒状物を分散した状態で使用される。ヒドロキシアパタイトは単独で用いられる場合もあるが、多くの場合これと他の素材との組み合わせからなる複合材料として使用される場合もある。例えば、特許文献1に於いて、ヒドロキシアパタイトとコラーゲンに代表される生体吸収性材料とを組み合わせることで複合体を形成し、骨補填材等の修復材としての用途に於いて好適であることを示している。ヒドロキシアパタイトをコラーゲン等のポリマー素材と組み合わせて複合素材を形成する場合、両者を均一に混合することで力学的性質、化学的性質が均質になり好ましい。そのためにはヒドロキシアパタイトの粒子径が小さい方が均質な複合体を形成しやすく、またヒドロキシアパタイトの粒子径が小さく、かつ分散安定性が良好であるほど、上記のような複合素材を形成する場合の均一性が保たれることから好ましい。さらに、結晶性がないアモルファス状態のヒドロキシアパタイトを用いた場合、力学的強度が不足し、さらに、酸性状態では溶解性が高くなり、特に生体内での溶解性が高すぎるため短時間で吸収消失することから好ましくない。このような観点から、ヒドロキシアパタイトとしては結晶性を有する場合がより好ましい。   Hydroxyapatite is one type of calcium phosphate salt that constitutes bones and teeth. In recent years, the application of artificial hydroxyapatite for bone and tooth restoration has been actively studied as part of regenerative medicine. For example, it may be used for bone regeneration by embedding sintered hydroxyapatite in a bone defect. Hydroxyapatite used in such a regenerative medicine field is often used in a state where particles of hydroxyapatite having a size of about several tens of μm to several tens of mm are dispersed. Hydroxyapatite may be used alone, but in many cases, it may be used as a composite material composed of a combination of this and other materials. For example, in Patent Document 1, a composite is formed by combining hydroxyapatite and a bioabsorbable material typified by collagen, which is suitable for use as a restoration material such as a bone filling material. Show. In the case where a composite material is formed by combining hydroxyapatite with a polymer material such as collagen, it is preferable that the mechanical properties and chemical properties become uniform by mixing them together uniformly. For that purpose, the smaller the hydroxyapatite particle size, the easier it is to form a homogeneous composite, and the smaller the hydroxyapatite particle size and the better the dispersion stability, the more the above composite material is formed. It is preferable because the uniformity of is maintained. In addition, when amorphous hydroxyapatite with no crystallinity is used, the mechanical strength is insufficient, and the solubility in the acidic state is high. In particular, the solubility in the living body is too high, and the absorption disappears in a short time. This is not preferable. From this point of view, the hydroxyapatite is more preferably crystalline.

上記のような修復材料としてヒドロキシアパタイトを含む材料を使用する場合、生体骨を形成する際に骨芽細胞が足場とするコラーゲンに結合した結晶性を有するヒドロキシアパタイト微粒子と同様な性質の人工のヒドロキシアパタイト微粒子を用いることで、修復部の周囲の骨との接着強度が高く、生体適合性の高い修復材料を与えることが期待される。さらに、生体内への埋め込み材料として使用するためには、塩類などの様々な不純物や、アレルギー反応を引き起こす可能性のあるタンパク質などの不純物を含まない、高純度のヒドロキシアパタイト微粒子が望まれている。   When using a material containing hydroxyapatite as a repair material as described above, artificial hydroxy having the same properties as hydroxyapatite fine particles having crystallinity bound to collagen used as a scaffold by osteoblasts when forming living bone By using apatite fine particles, it is expected to provide a repair material having high adhesive strength with bone around the repaired portion and high biocompatibility. Furthermore, high purity hydroxyapatite microparticles that do not contain various impurities such as salts and impurities that may cause allergic reactions are desired for use as a material for implantation in living bodies. .

一方、ヒドロキシアパタイトは種々のタンパク質を強く吸着する性質を有するため、クロマトグラフィー用充填剤としての応用が古くから検討されてきた。吸着クロマトグラフィーとして最初にヒドロキシアパタイトをクロマトグラフィー用充填剤に使用したのはウプサラ大学のティセリウス等であるが、非特許文献1には平板状結晶の第二リン酸カルシウム二水和物を用いて、これをアルカリ水溶液中で加熱を行うことで平板状ヒドロキシアパタイト結晶が得られることが示されている。この場合のアルカリ水溶液としてはpHが7以上であればヒドロキシアパタイトへの変換が進行することが示されているが、実際には、条件によっては第二リン酸カルシウム二水和物が完全にはヒドロキシアパタイトへの変換が進行せずに両者の混合物が生成する場合があり、更に形成されるヒドロキシアパタイトの平板状結晶の大きさが出発物質の平板状第二リン酸カルシウム二水和物結晶の大きさから変化せず、通常数十μm以上の大きな粒子であるため水中に於いて分散せずに、直ぐに沈降することが問題であり、水中に於いて分散安定性に優れたヒドロキシアパタイト微粒子を与えるものではなかった。   On the other hand, since hydroxyapatite has a property of strongly adsorbing various proteins, its application as a packing material for chromatography has been studied for a long time. As the adsorption chromatography, hydroxyapatite was first used as a packing material for chromatography by Tisselius et al. Of Uppsala University, but Non-Patent Document 1 uses a tabular crystal dicalcium phosphate dihydrate. It is shown that a plate-like hydroxyapatite crystal can be obtained by heating in an alkaline aqueous solution. In this case, the alkaline aqueous solution is shown to be converted to hydroxyapatite if the pH is 7 or more. However, depending on the conditions, dicalcium phosphate dihydrate is completely converted to hydroxyapatite. There is a case where a mixture of the two is formed without the conversion to, and the size of the tabular crystals of hydroxyapatite formed changes from the size of the tabular calcium diphosphate dihydrate crystals of the starting material. However, it is usually a large particle of several tens of μm or more, so it does not disperse in water and settles immediately, and does not give hydroxyapatite fine particles with excellent dispersion stability in water. It was.

ヒドロキシアパタイトを形成する別の方法として、例えば特許文献2には、炭酸カルシウム粉末と第二リン酸カルシウム(2水和物)粉末を混合して水性スラリーを調製し、次いでこのスラリーを湿式粉砕機により摩砕混合しながら反応させる方法が示されている。この方法で得られるヒドロキシアパタイトは結晶性が低いため、上記の湿式粉砕後に混合物を取り出し、900℃で焼結させることで初めて結晶性の高いヒドロキシアパタイトが得られるものであるが、焼結の結果、ヒドロキシアパタイト粒子が焼結体を形成して粗大な塊状の粒子を形成し、水に分散しなくなる問題があった。   As another method for forming hydroxyapatite, for example, in Patent Document 2, an aqueous slurry is prepared by mixing calcium carbonate powder and dicalcium phosphate (dihydrate) powder, and this slurry is then ground by a wet pulverizer. A method of reacting while pulverizing and mixing is shown. Since hydroxyapatite obtained by this method has low crystallinity, hydroxyapatite with high crystallinity can be obtained only after taking out the mixture after the above wet pulverization and sintering at 900 ° C. There is a problem that the hydroxyapatite particles form a sintered body to form coarse lump particles and are not dispersed in water.

特許文献3には、リン酸三カルシウムをpH7〜11に調整された無機ハロゲン化物を含有する水溶液中で熱処理を行うことでヒドロキシアパタイトを作製する方法が示されている。この方法で得られるヒドロキシアパタイトは原料のリン酸三カルシウム粉体の表面に、長さが1〜数μmである針状の結晶として形成されることが特徴で、針状結晶が互いに凝集した形でヒドロキシアパタイトを形成することから水中では分散せずに凝集した状態であった。   Patent Document 3 discloses a method for producing hydroxyapatite by performing a heat treatment in an aqueous solution containing an inorganic halide adjusted to pH 7 to 11 with tricalcium phosphate. The hydroxyapatite obtained by this method is characterized by being formed as needle-like crystals having a length of 1 to several μm on the surface of the raw material tricalcium phosphate powder. Since hydroxyapatite was formed in the solution, it was agglomerated without being dispersed in water.

特許文献4には、板状ヒドロキシアパタイト結晶の作製方法が示されている。この場合、第二リン酸カルシウム二水和物と炭酸カルシウム粉末を水中で懸濁させて40〜70℃に加熱するだけで板状のヒドロキシアパタイト結晶が得られるが、この場合のヒドロキシアパタイトは結晶性が極めて低く、さらに粒子径が平均粒径で大凡10μm程度と大きく、水中で分散しても、直後に凝集沈殿するという問題があった。   Patent Document 4 discloses a method for producing plate-like hydroxyapatite crystals. In this case, a plate-like hydroxyapatite crystal can be obtained simply by suspending dicalcium phosphate dihydrate and calcium carbonate powder in water and heating to 40 to 70 ° C. The hydroxyapatite in this case has crystallinity. There is a problem that the particle size is extremely low, the average particle size is as large as about 10 μm, and even if dispersed in water, the particles immediately aggregate and settle.

ヒドロキシアパタイト微粒子を作製するための別法として、例えば特許文献5には、pHを10〜12の範囲に調節した条件で、カルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液をCa/Pモル比が1.67/1になるように徐々に混合し、さらに煮沸処理を行うことで粒子径が100nm以下のヒドロキシアパタイト粒子を70質量%以上含む分散物を製造する方法が開示されている。しかしながら、こうした方法では得られるリン酸カルシウム塩はヒドロキシアパタイトのみから構成されるのではなく、合成する際にpH調整のために用いるアルカリの種類や温度等の条件によって、リン酸三カルシウム(Ca(PO)やリン酸一水素カルシウム(CaHPO)等の塩が形成されるため、粒子組成が均一で純度の高い素材が得難い問題があった。さらに、粒子径が均一でなく、粗大粒子や凝集物が含まれる場合があり、これらが水分散液中から分散直後に沈降するため、分散安定性に問題があった。 As another method for producing hydroxyapatite fine particles, for example, Patent Document 5 discloses that a calcium salt aqueous solution and a phosphate aqueous solution have a Ca / P molar ratio of 1.67 under the condition that the pH is adjusted to a range of 10 to 12. A method for producing a dispersion containing 70% by mass or more of hydroxyapatite particles having a particle size of 100 nm or less by gradually mixing to / 1 and further boiling is disclosed. However, the calcium phosphate salt obtained by such a method is not composed only of hydroxyapatite, but tricalcium phosphate (Ca 3 (PO 3 4 ) Since a salt such as 2 ) or calcium monohydrogen phosphate (CaHPO 4 ) is formed, there is a problem that it is difficult to obtain a material having a uniform particle composition and high purity. Furthermore, the particle diameter is not uniform, and coarse particles and aggregates may be included. These particles settle out of the aqueous dispersion immediately after dispersion, and thus there is a problem in dispersion stability.

特許文献6には、酸化カルシウム及び/または水酸化カルシウムの水性スラリーとリン酸水溶液をpH7〜12の範囲に於いて混合することで、ヒドロキシアパタイトとして純度の高い微粒子を得る方法を開示するが、得られる微粒子の大きさは数μm程度の大きさで、かつ非晶質のヒドロキシアパタイトを与える方法であった。   Patent Document 6 discloses a method of obtaining fine particles having high purity as hydroxyapatite by mixing an aqueous slurry of calcium oxide and / or calcium hydroxide and an aqueous phosphoric acid solution in a pH range of 7-12. The size of the fine particles obtained was a method of giving amorphous hydroxyapatite with a size of about several μm.

特許文献7には、カルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液を用いて、温度を一定にして単に両者を混合するのみでヒドロキシアパタイト微粒子を合成する方法が開示されるが、実際にはリン酸一水素カルシウムなどが主として生成しており、ヒドロキシアパタイト微粒子が得られない場合があり、分散安定性にも欠けていた。   Patent Document 7 discloses a method of synthesizing hydroxyapatite fine particles by simply mixing a calcium salt aqueous solution and a phosphate aqueous solution at a constant temperature. In practice, however, monohydrogen phosphate is disclosed. Calcium and the like are mainly produced, and hydroxyapatite fine particles may not be obtained, and the dispersion stability is also lacking.

特許文献8には、水酸化カルシウムの水性スラリーとリン酸水溶液との反応により得られたヒドロキシアパタイトを含む水性スラリーを、ビーズミルを用い微粉砕処理を行うヒドロキシアパタイト微粒子分散物の製造方法を開示するが、この方法で得られるヒドロキシアパタイトは結晶性を有せず、さらにヒドロキシアパタイト以外の無機物が不純物として多量に含まれる問題があった。   Patent Document 8 discloses a method for producing a hydroxyapatite fine particle dispersion in which an aqueous slurry containing hydroxyapatite obtained by a reaction between an aqueous slurry of calcium hydroxide and an aqueous phosphoric acid solution is pulverized using a bead mill. However, the hydroxyapatite obtained by this method has no crystallinity, and there is a problem that inorganic substances other than hydroxyapatite are contained in a large amount as impurities.

特許文献9には、粒子径が1〜25nmであるヒドロキシアパタイト微粒子の合成方法が開示されるが、粒子径が小さく、ヒドロキシアパタイトの精製方法として限外濾過方式をとるものの、可溶性の塩を含まず、純度の高いヒドロキシアパタイト微粒子を工業的に大量に製造する方法としては適さず、さらには非晶質のヒドロキシアパタイトを与える方法であった。   Patent Document 9 discloses a method for synthesizing hydroxyapatite fine particles having a particle diameter of 1 to 25 nm, but includes a soluble salt although the particle diameter is small and an ultrafiltration method is used as a method for purifying hydroxyapatite. In other words, it is not suitable as a method for industrially producing high-purity hydroxyapatite fine particles in large quantities industrially, and furthermore, it is a method for giving amorphous hydroxyapatite.

また、上記特許文献5〜9で製造されるヒドロキシアパタイト微粒子は結晶性を有せず、生体内や酸性状態では溶解性が高すぎ、短時間で吸収消失することから好ましいものではなかった。従来技術において結晶性のヒドロキシアパタイトを得るためには、例えば、得られた微粒子を更に1000℃もしくはこれ以上の温度で焼結処理を行うことで初めて結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子が形成されるが、この場合には微粒子同士が融着しているために水中で分散直後に沈殿が発生するため分散安定性に劣る等の問題があった。   Further, the hydroxyapatite fine particles produced in Patent Documents 5 to 9 are not preferable because they do not have crystallinity, are too soluble in a living body or in an acidic state, and are absorbed and lost in a short time. In order to obtain crystalline hydroxyapatite in the prior art, for example, crystalline hydroxyapatite fine particles are first formed by further sintering the obtained fine particles at a temperature of 1000 ° C. or higher. In this case, since the fine particles are fused with each other, precipitation occurs immediately after dispersion in water, resulting in poor dispersion stability.

特許文献10には、リン酸カルシウム系化合物を400℃から1050℃の温度で熱処理を行い、その後ミリング処理を経てさらに有機溶媒を用いて解砕処理を行うことで、球状もしくは楕円球状のリン酸カルシウム系微粒子を作製する方法が開示されている。この方法で合成されるヒドロキシアパタイト微粒子は、熱処理により焼結されていることから逆に生体内に於いて溶解性が低すぎるため、前述の再生医療分野や遺伝子導入のための用途などに於いては材料として適さない問題があり、加えて熱処理工程や粉砕工程の手間が掛かり製造に要する時間、工程の多さの問題と有機溶剤を使用する問題、さらに粉砕工程で混入する金属などの不純物の混入の問題などがあった。   In Patent Document 10, a calcium phosphate compound is treated by heat treatment at a temperature of 400 ° C. to 1050 ° C., then milled, and further pulverized using an organic solvent to obtain spherical or oval spherical calcium phosphate particles. A method of making is disclosed. Since the hydroxyapatite fine particles synthesized by this method are sintered by heat treatment, the solubility in the living body is too low. Therefore, in the above-mentioned regenerative medicine field and gene transfer applications, etc. In addition, there are problems that are not suitable as materials, and in addition, it takes time for the heat treatment process and grinding process, the time required for production, the problems of many processes and the problem of using organic solvents, and impurities such as metals mixed in the grinding process There was a problem of contamination.

特開2007−159935号公報JP 2007-159935 A 特開昭63−159207号公報JP-A 63-159207 特公平7−115850号公報Japanese Patent Publication No.7-115850 特開平9−40408号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-40408 特開平3−261612号公報JP-A-3-261612 特開平5−170413号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-170413 特開2005−263581号公報JP 2005-263581 A 特開平9−142817号公報JP-A-9-142817 特開2008−69048号公報JP 2008-69048 A 特開2006−315871号公報JP 2006-315871 A

Tiselius A.et.al.,“Archives of Biochemistry and Biophysics”,vol.65,No.1,132−155(1956)Tisselius A. et. al. "Archives of Biochemistry and Biophysics", vol. 65, no. 1,132-155 (1956)

本発明は結晶性を有し、水中での分散安定性に優れ、かつヒドロキシアパタイトとは異なる組成のリン酸カルシウム塩やその他の不純物の混入が防止された高純度のヒドロキシアパタイト微粒子を得ることが可能なヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法、および結晶性を有し、高純度で分散安定性に優れたヒドロキシアパタイト微粒子とその分散物を提供することを課題とする。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is capable of obtaining high-purity hydroxyapatite fine particles having crystallinity, excellent dispersion stability in water, and having a calcium phosphate salt having a composition different from that of hydroxyapatite and other impurities prevented from being mixed. An object of the present invention is to provide a method for producing hydroxyapatite fine particles, and to provide hydroxyapatite fine particles having crystallinity, high purity and excellent dispersion stability, and dispersions thereof.

上記した本発明の課題は、以下の発明によって解決される。
1.第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶をpHが12以上の水中でアルカリ処理した後、メディアミルにより水中で湿式分散処理を行うヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法。
2.上記1に記載のヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法により得られるヒドロキシアパタイト微粒子。
3.一次粒子および結晶子の大きさが10〜100nmの範囲であり、且つ二次粒子の体積平均粒子径が0.5〜6μmの範囲にある上記2に記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
4.広角X線回折において、2θ=33度付近の(300)面による回折ピーク強度より、2θ=26度付近の(002)面の回折ピーク強度が大きいX線回折パターンを示す、上記2または3記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
5.広角X線回折において、2θ=40度付近の(310)面による回折ピーク強度に対する、2θ=26度付近の(002)面の回折ピーク強度比が1.9〜6の範囲にあるX線回折パターンを示す、上記2〜4の何れかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
6.広角X線回折において、2θ=32度付近の(112)面による回折ピークが(211)面および(300)面からの回折ピークと分離せず、後者2つの回折ピークが(112)面からの回折ピークの片部に付属して現れるX線回折パターンを示す上記2〜5の何れかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
7.上記2〜6のいずれかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子を含有するヒドロキシアパタイト微粒子分散物。
The above-described problems of the present invention are solved by the following invention.
1. A method for producing hydroxyapatite fine particles, wherein a plate-like crystal of dicalcium phosphate dihydrate is alkali-treated in water having a pH of 12 or more, and then wet-dispersed in water by a media mill.
2. Hydroxyapatite fine particles obtained by the method for producing hydroxyapatite fine particles according to 1 above.
3. 3. The hydroxyapatite fine particles according to 2 above, wherein the primary particles and the crystallites have a size in the range of 10 to 100 nm, and the secondary particles have a volume average particle size in the range of 0.5 to 6 μm.
4). The above 2 or 3 shows an X-ray diffraction pattern in which the diffraction peak intensity on the (002) plane near 2θ = 26 degrees is larger than the diffraction peak intensity on the (300) plane near 2θ = 33 degrees in wide angle X-ray diffraction. Hydroxyapatite fine particles.
5. In wide-angle X-ray diffraction, the ratio of the diffraction peak intensity of the (002) plane near 2θ = 26 degrees to the diffraction peak intensity of the (310) plane near 2θ = 40 degrees is in the range of 1.9-6. The hydroxyapatite fine particles according to any one of the above 2 to 4, which exhibit a pattern.
6). In wide-angle X-ray diffraction, the diffraction peak due to the (112) plane near 2θ = 32 degrees does not separate from the diffraction peaks from the (211) plane and the (300) plane, and the latter two diffraction peaks are from the (112) plane. The hydroxyapatite fine particles according to any one of 2 to 5 above, which show an X-ray diffraction pattern appearing attached to one part of a diffraction peak.
7). A hydroxyapatite fine particle dispersion containing the hydroxyapatite fine particles according to any one of 2 to 6 above.

結晶性を有し、水中での分散安定性に優れ、かつヒドロキシアパタイトとは異なる組成のリン酸カルシウム塩やその他の不純物の混入が防止された高純度のヒドロキシアパタイト微粒子を得ることが可能なヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法、および結晶性を有し、高純度で分散安定性に優れたヒドロキシアパタイト微粒子とその分散物を提供することが出来る。   Hydroxyapatite fine particles that have high crystallinity, have excellent dispersion stability in water, and are capable of obtaining high-purity hydroxyapatite fine particles with a composition different from that of hydroxyapatite and prevented from mixing with other impurities And a hydroxyapatite fine particle having crystallinity, high purity and excellent dispersion stability, and a dispersion thereof can be provided.

実施例1の第二リン酸カルシウム二水和物をアルカリ処理して得られた結晶の湿式分散処理前の拡大図。The enlarged view before the wet dispersion process of the crystal | crystallization obtained by alkali-treating the dicalcium phosphate dihydrate of Example 1. FIG. 実施例1で得られたヒドロキシアパタイト微粒子分散物の光散乱回折式粒度分布計による測定結果。The measurement result by the light-scattering diffraction type particle size distribution meter of the hydroxyapatite fine particle dispersion obtained in Example 1. 実施例1で得られたヒドロキシアパタイト微粒子の走査型電子顕微鏡による拡大図。The enlarged view by the scanning electron microscope of the hydroxyapatite microparticles | fine-particles obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られた湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の広角X線回折パターン。The wide-angle X-ray-diffraction pattern of the hydroxyapatite fine particle after the wet dispersion process obtained in Example 1. 市販される試薬品であるヒドロキシアパタイトの広角X線回折パターン。A wide-angle X-ray diffraction pattern of hydroxyapatite, which is a commercially available reagent product. 比較例1で得られたヒドロキシアパタイトの広角X線回折パターン。The wide angle X-ray diffraction pattern of the hydroxyapatite obtained in Comparative Example 1. 比較例2で得られたヒドロキシアパタイトの広角X線回折パターン。The wide angle X-ray diffraction pattern of the hydroxyapatite obtained in Comparative Example 2. 実施例2で得られた湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の広角X線回折パターン。The wide-angle X-ray-diffraction pattern of the hydroxyapatite fine particle after the wet dispersion process obtained in Example 2. 比較例3において得られたヒドロキシアパタイト分散液の光散乱回折式粒度分布計による測定結果。The measurement result by the light-scattering diffraction type particle size distribution meter of the hydroxyapatite dispersion liquid obtained in the comparative example 3. FIG.

本発明は、第二リン酸カルシウム二水和物(CaHPO・2HO)の平板状結晶を、ヒドロキシアパタイト微粒子を得るための原料として用い、これをpHが12以上のアルカリ条件でアルカリ処理し、さらにこれをメディアミルにより水中で湿式分散処理を行うことで、結晶性を有し、水中での分散安定性に優れ、かつヒドロキシアパタイトとは異なる組成のリン酸カルシウム塩やその他の不純物の混入が防止された高純度のヒドロキシアパタイト微粒子が得られることを見出したものである。 The present invention uses tabular crystals of dicalcium phosphate dihydrate (CaHPO 4 .2H 2 O) as a raw material for obtaining hydroxyapatite fine particles, and this is alkali-treated under alkaline conditions having a pH of 12 or more. Furthermore, by performing wet dispersion treatment in water using a media mill, it is crystalline, has excellent dispersion stability in water, and prevents the incorporation of calcium phosphate and other impurities with a composition different from that of hydroxyapatite. It has been found that high-purity hydroxyapatite fine particles can be obtained.

最初に第二リン酸カルシウム二水和物平板状結晶の合成方法について説明を行う。これを合成するための原料としては各種カルシウム塩と各種リン酸塩から選ばれる原料が必要であり、カルシウム塩として適当である原料の例としては、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウムおよびこれらの水和物が好ましく用いることが出来る。リン酸塩として好適である原料の例としては、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二アンモニウム等が特に好ましい例として挙げられる。上記のカルシウム塩およびリン酸塩はpHが4〜9の範囲に於いて水に可溶性であることが好ましい。なお本発明に於いて可溶性であるとは、10℃での溶解性が1質量%以上であることを意味する。   First, a method for synthesizing tabular crystals of dicalcium phosphate dihydrate will be described. As raw materials for synthesizing this, raw materials selected from various calcium salts and various phosphates are necessary. Examples of suitable raw materials for calcium salts include calcium chloride, calcium nitrate, calcium acetate and water thereof. Japanese products can be preferably used. Examples of raw materials suitable as the phosphate include disodium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, and the like. The calcium salt and phosphate are preferably soluble in water in the pH range of 4-9. In the present invention, being soluble means that the solubility at 10 ° C. is 1% by mass or more.

上記のカルシウム塩およびリン酸塩は、好ましくはpHが4〜9の範囲において混合することで平板状結晶の第二リン酸カルシウム二水和物を生成するが、この範囲を超えて、例えばpHが強アルカリである場合には水酸化カルシウムが生成するため、目的とするヒドロキシアパタイトの生成を阻害する場合がある。或いは、アンモニア水やその他のアミン類などを加えてpHが9を超えて合成を行った場合には第三リン酸カルシウムが生成する場合がある。逆にpHが4を下回る酸性側に於いては第二リン酸カルシウム二水和物の溶解性が増加することから収率が低下する場合がある。   The above calcium salt and phosphate preferably form a tabular crystal dicalcium phosphate dihydrate by mixing in the range of pH 4-9, but beyond this range, for example, the pH is strong. In the case of an alkali, calcium hydroxide is produced, which may inhibit the production of the target hydroxyapatite. Alternatively, tribasic calcium phosphate may be produced when the synthesis is carried out by adding ammonia water or other amines to a pH exceeding 9. Conversely, on the acidic side where the pH is below 4, the solubility of dicalcium phosphate dihydrate increases, so the yield may decrease.

上記のカルシウム塩およびリン酸塩を反応させる温度としては通常0℃から100℃の範囲で行うことが可能であり、或いは反応温度を0℃未満に下げて反応を行うことも可能である。但し、好ましい反応温度の範囲が存在し、−5〜60℃の範囲の温度である場合が最も好ましく、この温度範囲において得られる第二リン酸カルシウム二水和物は、平板状の形態を有する結晶が選択的に得られる。−5℃未満の温度で反応を行う場合、反応系が部分的に凍結する場合があり、攪拌に支障をきたす場合がある。60℃を超える温度で反応を行った場合、第二リン酸カルシウム二水和物とは別に第二リン酸カルシウム無水物である結晶型としてモネタイトと呼ばれる針状結晶が副成し、後者を後述するアルカリ処理を行った場合には、ヒドロキシアパタイトへの変換が非常に遅く、未反応のまま残存する場合があるため、本発明の目的の一つとする高純度のヒドロキシアパタイトを得ることが困難となる場合がある。本発明に於いては、第二リン酸カルシウム二水和物の結晶の形状は非常に重要であり、これが平板状である場合に於いてのみ本発明の効果が認められるものである。平板状結晶以外の形状のリン酸カルシウム塩が存在する場合には、後述するアルカリ処理を行っても該リン酸カルシウム塩の形状は変化せず、さらに、引き続くメディアミルによる湿式分散処理を行っても、得られるヒドロキシアパタイト微粒子分散物の分散安定性が悪いことが本発明により明らかとなった。即ち、本発明に於いて、メディアミルによる湿式分散処理を行った際に、分散安定性の良好であるヒドロキシアパタイト微粒子を得るのは、ヒドロキシアパタイトに変換する前の第二リン酸カルシウム二水和物の結晶の形状が平板状である場合に限られ、これ以外の従来技術の様々な方法で得られる、例えば6角柱状や球状や針状、或いは角形の結晶形状のヒドロキシアパタイトを用いて湿式分散処理を行っても、分散安定性の良好なヒドロキシアパタイト分散物が得られないことが判明したことが特徴である。   The temperature at which the calcium salt and phosphate are reacted is usually 0 ° C. to 100 ° C., or the reaction temperature can be lowered to less than 0 ° C. However, there is a preferable reaction temperature range, and the most preferable case is a temperature in the range of −5 to 60 ° C. The dicalcium phosphate dihydrate obtained in this temperature range is a crystal having a tabular form. Selectively obtained. When the reaction is performed at a temperature lower than −5 ° C., the reaction system may partially freeze, which may hinder the stirring. When the reaction is carried out at a temperature exceeding 60 ° C., acicular crystals called monetite are formed as a by-product as a crystal form of dicalcium phosphate anhydrate separately from dicalcium phosphate dihydrate. If performed, the conversion to hydroxyapatite is very slow and may remain unreacted, which may make it difficult to obtain high-purity hydroxyapatite as one of the objects of the present invention. . In the present invention, the shape of the crystal of dicalcium phosphate dihydrate is very important, and the effect of the present invention can be recognized only when it is flat. When a calcium phosphate salt having a shape other than a plate-like crystal is present, the shape of the calcium phosphate salt does not change even when an alkali treatment described later is performed, and further obtained by performing a wet dispersion treatment with a subsequent media mill. The present invention revealed that the dispersion stability of the hydroxyapatite fine particle dispersion is poor. That is, in the present invention, when a wet dispersion treatment by a media mill is performed, hydroxyapatite fine particles having good dispersion stability are obtained by dicalcium phosphate dihydrate before being converted to hydroxyapatite. Wet dispersion treatment using, for example, hexagonal prisms, spheres, needles or squares of hydroxyapatite obtained by various other methods of the prior art, only when the shape of the crystals is flat. It is a feature that it has been found that a hydroxyapatite dispersion with good dispersion stability cannot be obtained even after the above.

尚、本発明における平板状結晶とは、第二リン酸カルシウム二水和物の結晶のアスペクト比として、結晶の厚み方向の長さに対する結晶平面方向の対角線長さが4以上であることを意味する。平板状結晶の結晶平面方向の対角線長さは走査型電子顕微鏡による拡大写真からその大凡の平均値を求めることが出来るが、本発明において上記の第二リン酸カルシウム二水和物を生成する好ましい温度範囲に於いては1〜100μmの範囲である場合が好ましく、結晶のアスペクト比としては4〜200の範囲にある場合が好ましい。   The flat crystal in the present invention means that the diagonal length in the crystal plane direction with respect to the length in the crystal thickness direction is 4 or more as the aspect ratio of the crystal of dicalcium phosphate dihydrate. The diagonal length in the crystal plane direction of the tabular crystal can be roughly determined from an enlarged photograph taken with a scanning electron microscope, but in the present invention, a preferred temperature range for producing the above-mentioned dicalcium phosphate dihydrate. Is preferably in the range of 1 to 100 μm, and the crystal aspect ratio is preferably in the range of 4 to 200.

カルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液を用いて両者の混合を行う場合、三種類の方法で両者の混合を行うことが出来る。一つの方法として、カルシウム塩水溶液の中にリン酸塩水溶液を攪拌しながら加える方法であり、また別の方法として、これとは逆にリン酸塩水溶液の中にカルシウム塩水溶液を加える方法である。もしくは、両方の水溶液を同時に混合する方法も行うことが出来る。これらの方法における反応条件の違いは、カルシウム塩とリン酸塩が反応する際の、両者の濃度比に差が生じることである。最初の方法では、リン酸塩に対してカルシウム塩濃度が大過剰に存在する条件であり、二つ目の条件では逆にリン酸塩濃度が大過剰にある条件でカルシウム塩が添加されることになる。3番目の同時に混合する条件では両者の濃度比を任意の比率に調節することが可能である。   When mixing both using calcium salt aqueous solution and phosphate aqueous solution, both can be mixed by three types of methods. One method is a method in which an aqueous phosphate solution is added to an aqueous calcium salt solution while stirring, and the other method is an opposite method in which an aqueous calcium salt solution is added to an aqueous phosphate solution. . Or the method of mixing both aqueous solution simultaneously can also be performed. The difference in reaction conditions in these methods is that a difference occurs in the concentration ratio between the calcium salt and phosphate when they react. In the first method, the calcium salt concentration is in a large excess with respect to the phosphate, and in the second condition, the calcium salt is added under the condition that the phosphate concentration is in a large excess. become. Under the third condition of simultaneous mixing, the concentration ratio of the two can be adjusted to an arbitrary ratio.

カルシウム塩水溶液およびリン酸塩水溶液を混合する際の反応系における各々の濃度については、実際的に操作を行う上での取り扱いやすさがあるのみで、特に決められた濃度の範囲で目的とする第二リン酸カルシウム塩を合成する必要はない。例えば、カルシウム塩水溶液の濃度は使用するカルシウム塩の飽和濃度以下で用いることが好ましく、水溶液からのカルシウム塩の析出を避けるため通常は9モル/リットルより低い濃度で用いることが好ましい。また、カルシウム塩濃度の下限についても特に制限はないが、製造単位当たりの収量を高めるためには濃度は高い方が好ましいことから、製造の便宜上0.1〜9モル/リットルの範囲でカルシウム塩水溶液の濃度を調節することが好ましく行われる。リン酸塩水溶液の濃度に関してもこれと全く同様で、製造に関する便宜上0.1〜9モル/リットルの範囲でリン酸塩水溶液の濃度を調節することが好ましく行われる。   Each concentration in the reaction system when mixing the aqueous calcium salt solution and the aqueous phosphate solution is only easy to handle in actual operation, and is intended for a specific concentration range. There is no need to synthesize dicalcium phosphate. For example, the concentration of the calcium salt aqueous solution is preferably used at a saturation concentration or less of the calcium salt to be used. In order to avoid precipitation of the calcium salt from the aqueous solution, it is usually preferable to use a concentration lower than 9 mol / liter. The lower limit of the calcium salt concentration is not particularly limited. However, in order to increase the yield per production unit, a higher concentration is preferable, so that the calcium salt is within the range of 0.1 to 9 mol / liter for the convenience of production. It is preferable to adjust the concentration of the aqueous solution. The concentration of the aqueous phosphate solution is exactly the same as this, and it is preferable to adjust the concentration of the aqueous phosphate solution in the range of 0.1 to 9 mol / liter for the convenience of production.

上記の濃度範囲で調整されたカルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液は、先に述べた3種類の方法で互いに混合することが出来る。混合の速度は、例えばカルシウム塩水溶液中にリン酸塩水溶液を添加する場合には、カルシウム塩水溶液中に攪拌を行いながらリン酸塩水溶液を10分〜3時間程度の範囲の時間をかけて徐々に添加することが好ましい。この時間より短時間に混合を行うと、析出する第二リン酸カルシウム塩が塊状となり精製が困難になる場合がある。また3時間を超えて長時間に亘り徐々に添加を行っても実際的なメリットはない。混合の方法として、リン酸塩水溶液中にカルシウム塩水溶液を添加する場合も同様に、カルシウム酸塩水溶液を10分〜3時間程度の範囲の時間をかけて徐々に添加することが好ましい。カルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液を同時に混合する場合に於いては、これらの水溶液を、別の容器に直接混合しても良いし、或いは適当な容量の水中に攪拌を行いながら両者の溶液を同時に、或いは適当な間隔で添加を行っても良い。添加を開始してから混合が完了するまでの時間は10分〜3時間程度の範囲の時間をかけて徐々に添加することが好ましい。   The aqueous calcium salt solution and the aqueous phosphate solution adjusted in the above concentration range can be mixed with each other by the three methods described above. For example, when the aqueous phosphate solution is added to the aqueous calcium salt solution, the mixing speed is gradually increased over a period of time ranging from about 10 minutes to 3 hours while stirring the aqueous calcium salt solution. It is preferable to add to. When mixing is performed in a shorter time than this time, the precipitated dibasic calcium phosphate salt may become agglomerated and may be difficult to purify. Moreover, there is no practical merit even if it is gradually added over a long period of time exceeding 3 hours. As a mixing method, when adding an aqueous calcium salt solution to an aqueous phosphate solution, it is also preferable to add the aqueous calcium salt solution gradually over a time range of about 10 minutes to 3 hours. When mixing an aqueous calcium salt solution and an aqueous phosphate solution simultaneously, these aqueous solutions may be mixed directly in separate containers, or both solutions may be mixed while stirring in an appropriate volume of water. The addition may be performed simultaneously or at an appropriate interval. The time from the start of addition to the completion of mixing is preferably gradually added over a time range of about 10 minutes to 3 hours.

上記の反応を行う際には、反応系に於いてさらにpHを調整するために種々の酸、塩基などを加えて反応が生じている間、前述のように反応系のpHを4〜9の範囲に維持することも出来る。通常は前述のようなカルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液を用いて両者を混合して反応を行う場合にはpHは反応の進行に伴い酸性側に偏るが、特に制御しなくても上記の範囲内に維持される。しかしながら更に精密にpHを狭い範囲に留めることも好ましく行われ、特にトリス塩酸緩衝液などを用いてpHを調節することも好ましく行うことが出来る。その他、種々のアニオン性界面活性剤やノニオン性界面活性剤などの添加も行うことが出来る。また水溶性ポリマーとして種々のポリマーを添加して反応を行うことも出来るが、場合によっては反応により生成する第二リン酸カルシウム塩の結晶中にこれらの添加物が取り込まれる場合があり、生成物の純度が低下する場合がある。   When performing the above reaction, the pH of the reaction system is adjusted to 4 to 9 as described above while the reaction is occurring by adding various acids, bases and the like to further adjust the pH in the reaction system. It can also be kept in range. Normally, when the reaction is carried out by mixing both the aqueous calcium salt solution and the aqueous phosphate solution as described above, the pH tends to be acidic as the reaction proceeds. Maintained within. However, it is also preferable to keep the pH within a narrow range more precisely, and it is particularly preferable to adjust the pH using a Tris-HCl buffer or the like. In addition, various anionic surfactants and nonionic surfactants can also be added. It is also possible to carry out the reaction by adding various polymers as water-soluble polymers, but in some cases, these additives may be incorporated into the crystals of dicalcium phosphate produced by the reaction, and the purity of the product May decrease.

生成した第二リン酸カルシウム二水和物は水溶液から析出して沈殿物を生じる。この際、生じた沈殿物を特に精製せずにそのまま次に述べるアルカリ処理を行っても良いが、純度の向上したヒドロキシアパタイトを得るためには、沈殿した第二リン酸カルシウム二水和物を濾過などの方法で分離し、さらにイオン交換水等で洗浄を行って精製することが好ましく行われる。また、精製した第二リン酸カルシウム二水和物は特に乾燥させることなく引き続き次のアルカリ処理を行うことが好ましく行われる。或いは室温程度の温度から更に低い温度で乾燥を行った後に引き続くアルカリ処理を行うことも好ましく行われる。しかしながら、第二リン酸カルシウム二水和物を室温以上の例えば90℃以上の温度で乾燥を行うなどして熱履歴を与えた場合、結晶水を失って第二リン酸カルシウム無水物を生成したり、乾燥中に結晶同士が相互作用して凝集塊が生成するため、これを用いてアルカリ処理を行った場合に、ヒドロキシアパタイトへの変換が起こらない場合や、得られるヒドロキシアパタイトが凝集塊として生成し、メディアミルによる湿式分散処理を行っても微粒子の分散物の状態で得られない場合がある。従って、第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶を合成した後、高温乾燥などの熱履歴を与えずに引き続き該アルカリ処理を行うことが最も好ましい。   The produced dicalcium phosphate dihydrate is precipitated from the aqueous solution to form a precipitate. At this time, the resulting precipitate may be subjected to the alkali treatment described below as it is without purification, but in order to obtain hydroxyapatite with improved purity, the precipitated dicalcium phosphate dihydrate is filtered, etc. It is preferable to carry out the purification by separating by the above method and further washing with ion exchange water or the like. The purified dicalcium phosphate dihydrate is preferably subjected to subsequent alkali treatment without drying. Alternatively, it is also preferable to perform subsequent alkali treatment after drying at a temperature lower than about room temperature. However, when heat history is given by drying the dicalcium phosphate dihydrate at a temperature of room temperature or higher, for example, 90 ° C. or higher, the crystal water is lost to generate dicalcium phosphate anhydrate, When crystals are interacted with each other to produce aggregates, there is no conversion to hydroxyapatite, or the resulting hydroxyapatite is produced as aggregates when the medium is treated with alkali. Even if wet dispersion treatment with a mill is performed, it may not be obtained in the form of a fine particle dispersion. Therefore, it is most preferable to synthesize the tabular crystals of dicalcium phosphate dihydrate and subsequently perform the alkali treatment without giving a thermal history such as high temperature drying.

上記で得られた第二リン酸カルシウム二水和物を用いて、次にアルカリ処理することでヒドロキシアパタイトを得る方法について述べる。アルカリ処理時のpHは12以上であることが必要であり、特にpHが13を超える場合にヒドロキシアパタイトへの変換が促進されることから好ましい。逆に、pHが12未満である場合には、ヒドロキシアパタイトへの変換が完全には進行せず、生成物としてヒドロキシアパタイトと他のリン酸カルシウム塩との混合物が生成するため好ましくない。本発明に於いて使用するアルカリとは水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが特に好ましい。これらの水酸化物の添加する割合は、第二リン酸カルシウム二水和物1モルに対して、下記の反応式に基づいて0.6モル、もしくはこれを少し上回る割合で加えることが好ましく、0.6モルから2モルの割合でアルカリが加えられる場合が最も好ましい。   Next, a method for obtaining hydroxyapatite by performing an alkali treatment using the dicalcium phosphate dihydrate obtained above will be described. The pH during the alkali treatment needs to be 12 or more, and is particularly preferable when the pH exceeds 13, since the conversion to hydroxyapatite is promoted. Conversely, when the pH is less than 12, conversion to hydroxyapatite does not proceed completely, and a mixture of hydroxyapatite and other calcium phosphate salt is formed as a product, which is not preferable. The alkali used in the present invention is particularly preferably sodium hydroxide or potassium hydroxide. The ratio of these hydroxides to be added is preferably 0.6 mol based on the following reaction formula or 1 mol slightly higher than 1 mol of dicalcium phosphate dihydrate. Most preferably, alkali is added at a ratio of 6 to 2 moles.

10CaHPO・2HO + 6KOH → Ca10(PO(OH)
+ 2KHPO + 2KHPO + 8H
10CaHPO 4 · 2H 2 O + 6KOH → Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2
+ 2K 2 HPO 4 + 2KH 2 PO 4 + 8H 2 O

上記のアルカリは水溶液の形で用いることが好ましく、0.1〜20質量%の範囲で調整したアルカリ水溶液中に、先に得られた第二リン酸カルシウム二水和物を加えて加熱攪拌を行うことでヒドロキシアパタイトが得られる。この場合の加熱温度に関しては50℃以上とすることが好ましく、50〜100℃の範囲で処理を行うことがより好ましい。処理温度を100℃を超える温度で行うことも可能であり、処理に要する時間を短縮することも可能であるが、加圧して処理を行う必要があるため、特に迅速に処理を行う必要が無い限り処理温度を100℃以上に高める必要はない。   The alkali is preferably used in the form of an aqueous solution, and the previously obtained dicalcium phosphate dihydrate is added to the alkaline aqueous solution adjusted in the range of 0.1 to 20% by mass and heated and stirred. Gives hydroxyapatite. In this case, the heating temperature is preferably 50 ° C. or higher, and more preferably in the range of 50 to 100 ° C. It is possible to carry out the treatment at a temperature exceeding 100 ° C., and it is possible to reduce the time required for the treatment, but it is not necessary to carry out the treatment particularly quickly because the treatment needs to be performed under pressure. It is not necessary to increase the processing temperature to 100 ° C. or more.

アルカリ処理に際して、加熱を行う時間については数分間から24時間の範囲であることが好ましく、第二リン酸カルシウム二水和物の結晶が小さい場合には比較的短時間の処理でヒドロキシアパタイトが得られるが、該結晶の大きさが相対的に大きい場合にはより長時間をかけてアルカリ処理を行った方が好ましい。最も好ましい処理時間は5分から5時間の範囲である。   In the alkali treatment, the heating time is preferably in the range of several minutes to 24 hours. When the crystals of dicalcium phosphate dihydrate are small, hydroxyapatite can be obtained by a relatively short treatment. When the size of the crystal is relatively large, it is preferable to perform the alkali treatment for a longer time. The most preferred treatment time is in the range of 5 minutes to 5 hours.

上記のような条件でアルカリ処理を行って得られたヒドロキシアパタイトは濾過或いは遠心分離等の方法で分離され精製されることが好ましい。通常の方法で濾過を行い、濾取された固体を水洗することで精製されたヒドロキシアパタイトを固体で分離することが出来る。或いは、遠心分離器を使用してヒドロキシアパタイトの分散物を遠心沈降させ、沈降した固体を再度水に分散し、再び遠心分離を行うことで精製されたヒドロキシアパタイトの微粒子を固体で取り出すことが出来る。何れの方法によっても、水洗を行うことで高純度のヒドロキシアパタイトを簡便に分離することが可能である。   The hydroxyapatite obtained by carrying out the alkali treatment under the above conditions is preferably separated and purified by a method such as filtration or centrifugation. The purified hydroxyapatite can be separated from the solid by filtration by a normal method and washing the collected solid with water. Alternatively, the hydroxyapatite dispersion can be removed by centrifuging the hydroxyapatite dispersion using a centrifuge, dispersing the precipitated solid in water again, and centrifuging again. . In any method, it is possible to easily separate high-purity hydroxyapatite by washing with water.

上記のアルカリ処理を行った後のヒドロキシアパタイトは乾燥して粉体として取り出し、これを保管して、適宜これから述べる湿式分散処理を行っても良いが、或いはヒドロキシアパタイトをアルカリ処理後の精製を経て、水を加えてスラリーとし、乾燥を行わずにこれを用いて下記の湿式分散処理を行っても良い。   The hydroxyapatite after the above alkali treatment is dried and taken out as a powder, and this may be stored and appropriately subjected to the wet dispersion treatment described below. Alternatively, the hydroxyapatite may be subjected to purification after the alkali treatment. Water may be added to form a slurry, which may be used for the following wet dispersion treatment without drying.

本発明におけるメディアミルによる湿式分散処理とは、ヒドロキシアパタイトを導入した水中に於いて、通常ガラスビーズやアルミナビーズ、その他のセラミックビーズを加えて振盪や攪拌を行い、ヒドロキシアパタイト粒子と該ビーズが機械的に衝突し、微粉砕されることで微粒化を行う処理方法である。少量をバッチ方式で処理を行う場合には、ペイントコンディショナーを使用して数時間に亘る振盪を行うことで湿式分散処理を行うことが出来る。比較的多量の試料を用いて処理を行う場合には、ダイノミル等のメディア分散機を利用して、メディアとして1個当たりの平均直径が0.01〜10mmの範囲にある、好ましくは0.1〜5mmの範囲にあるセラミックビーズを用いたメディア分散機を複数台直列に配置して1パスで湿式分散処理を行っても良く、或いは1台のメディア分散機を用いて複数回処理を繰り返すことも好ましく行うことが出来る。   In the present invention, the wet dispersion treatment by the media mill is usually performed by adding glass beads, alumina beads, and other ceramic beads in water into which hydroxyapatite has been introduced, and stirring and stirring the hydroxyapatite particles and the beads. This is a treatment method in which atomization is performed by colliding with each other and being pulverized. When processing a small amount by a batch system, a wet dispersion process can be performed by shaking for several hours using a paint conditioner. When the treatment is performed using a relatively large amount of sample, an average diameter per medium as a medium is in the range of 0.01 to 10 mm, preferably 0.1 mm, using a media disperser such as dynomill. Multiple media dispersers using ceramic beads in the range of -5 mm may be arranged in series and wet dispersion treatment may be performed in one pass, or the treatment may be repeated multiple times using one media disperser. Can also be preferably performed.

メディアミルを利用してヒドロキシアパタイトの湿式分散処理を行う場合に、使用するメディアはセラミックビーズを用いることが好ましい。特にヒドロキシアパタイトを分散する場合に、ビーズとヒドロキシアパタイトが接触してビーズが研磨されるなどしてビーズ由来の不純物がヒドロキシアパタイト分散物に混入することを防止することが特に好ましい。こうした目的で利用出来るセラミックビーズとして、具体的にはZrO、立方晶ジルコニア、イットリウム安定化ジルコニア、ジルコニア強化アルミナなどのジルコニアを含有するセラミックビーズや合成ダイヤモンド、窒化珪素ビーズなどを最も好ましく用いることが出来るが、これら以外にも、例えば、ガラスビーズ、アルミナビーズ、チタン酸ストロンチウムビーズ等のビーズを利用することも行われる。こうしたメディアを使用したメディア分散機を用いる湿式分散処理の条件は、通常行われる室温での処理であり、特に処理時間や温度等に関する制限は無い。また、パス回数については1回で十分である場合もあるが、2〜7回程度のパス回数で処理を行うことで、より粒子径分布が狭く、かつ分散安定性に優れたヒドロキシアパタイト微粒子の分散物が得られることから好ましく行うことが出来る。   When performing a wet dispersion treatment of hydroxyapatite using a media mill, it is preferable to use ceramic beads as the media to be used. Particularly when hydroxyapatite is dispersed, it is particularly preferable to prevent impurities derived from the beads from being mixed into the hydroxyapatite dispersion by contacting the beads with the hydroxyapatite and polishing the beads. As ceramic beads that can be used for these purposes, specifically, ceramic beads containing zirconia such as ZrO, cubic zirconia, yttrium-stabilized zirconia, and zirconia-reinforced alumina, synthetic diamond, and silicon nitride beads can be most preferably used. However, in addition to these, for example, beads such as glass beads, alumina beads, strontium titanate beads, etc. may be used. The condition of the wet dispersion process using a media disperser using such a medium is a room temperature process that is normally performed, and there are no particular restrictions on the processing time, temperature, and the like. In addition, one pass may be sufficient for the number of passes, but by performing the treatment with about 2 to 7 passes, the hydroxyapatite fine particles having a narrower particle size distribution and excellent dispersion stability can be obtained. This can be preferably performed because a dispersion can be obtained.

本発明の目的の一つとする分散安定性の評価方法としては、後述する実施例に於いて示すように、2通りの方法を用いて評価を行った。一つの方法は、ヒドロキシアパタイト微粒子の分散物を室温にて静置した場合に、数日〜数週間に亘って凝集物や沈殿物の堆積が生ぜず、液中に於いて分散物が均一に分散した状態が保たれる場合においてのみ、分散安定性が良好と評価し、僅かでも凝集物や沈殿物の堆積が目視で観察された場合には分散安定性は不良であると評価を行った。もう一つの方法として、ヒドロキシアパタイト分散物を作製した直後と、2週間を経た経時後のヒドロキシアパタイト微粒子の分散物を用いて、それらを透明ポリエステルフィルム表面に塗布、乾燥を行いヒドロキシアパタイトからなる塗布層を形成した場合の、フィルムの透明性をヘイズ値の測定を行うことで双方比較し、定量的に評価を行う方法を行った。このようにして得られた分散直後と経時後の両方による塗布層の透明性が良好で、双方ともヘイズ値として10%未満である場合、ヒドロキシアパタイト微粒子分散物の分散粒子が均一な大きさを保つことから透明性の良好な塗布層が形成されるが、分散直後または/および経時後にヘイズ値が10%以上である場合には、該分散物には粗大粒子が含まれており、これによる塗布層の拡散光の割合が増加することから、分散安定性が不良であると判定を行った。本発明のヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法により得られるヒドロキシアパタイト微粒子の分散物は、以上の方法で評価した場合に分散安定性が良好であることが特徴の一つである。   As a method for evaluating dispersion stability, which is one of the objects of the present invention, evaluation was performed using two methods as shown in Examples described later. One method is that when a dispersion of hydroxyapatite fine particles is allowed to stand at room temperature, no agglomerates or precipitates are deposited over several days to several weeks, and the dispersion is uniformly distributed in the liquid. The dispersion stability was evaluated as good only when the dispersed state was maintained, and the dispersion stability was evaluated as poor when the accumulation of aggregates or precipitates was observed visually. . As another method, using a dispersion of hydroxyapatite fine particles immediately after producing a hydroxyapatite dispersion and after a lapse of 2 weeks, coating them on the surface of a transparent polyester film, drying and applying the hydroxyapatite When the layers were formed, the transparency of the film was compared by measuring the haze value, and a method for quantitative evaluation was performed. When the transparency of the coating layer is good both immediately after dispersion and after aging, and both have a haze value of less than 10%, the dispersed particles of the hydroxyapatite fine particle dispersion have a uniform size. In order to maintain a coating layer with good transparency, when the haze value is 10% or more immediately after dispersion and / or after aging, the dispersion contains coarse particles, Since the ratio of diffused light in the coating layer increased, it was determined that the dispersion stability was poor. One of the characteristics of the dispersion of hydroxyapatite fine particles obtained by the method for producing hydroxyapatite fine particles of the present invention is that the dispersion stability is good when evaluated by the above method.

前記の湿式分散処理を行って得られたヒドロキシアパタイト微粒子の分散物は、pHが7〜12の範囲であることが好ましい。この範囲を下回るpHである場合にはヒドロキシアパタイト微粒子が溶解し、分散状態が不安定になる場合がある。また、上記のpH範囲を上回る場合には、ヒドロキシアパタイト以外のアルカリが多量に存在することになり、本発明の目的とする高純度のヒドロキシアパタイト微粒子の分散物を得ることに合致しない場合がある。pHを7〜12の範囲に調整するために微量の酸またはアルカリを加えることは好ましく行われる。特にリン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム等とリン酸を混合した種々のpHに調整したリン酸緩衝液、或いはトリスバッファー液、HEPESバッファー等の公知の各種緩衝溶液をヒドロキシアパタイトに対して1〜10質量%を上回らない割合で添加することも分散液のpHを安定に保つ目的で好ましく行うことが出来る。   The dispersion of the hydroxyapatite fine particles obtained by performing the wet dispersion treatment preferably has a pH in the range of 7-12. When the pH is lower than this range, the hydroxyapatite fine particles may dissolve and the dispersion state may become unstable. In addition, when the pH range is exceeded, a large amount of alkali other than hydroxyapatite is present, which may not be suitable for obtaining a dispersion of high-purity hydroxyapatite fine particles as an object of the present invention. . In order to adjust pH to the range of 7-12, adding a trace amount acid or alkali is performed preferably. In particular, phosphate buffer solutions adjusted to various pHs mixed with sodium phosphate, sodium hydrogen phosphate, etc. and phosphoric acid, or various known buffer solutions such as Tris buffer solution, HEPES buffer, etc. with respect to hydroxyapatite. Addition at a ratio not exceeding mass% can also be preferably carried out for the purpose of keeping the pH of the dispersion stable.

後述する実施例に於いて示すように、上記の湿式分散処理の結果、得られるヒドロキシアパタイト微粒子の大きさとして、走査型電子顕微鏡観察から判別される一次粒子の大きさとして、10〜100nmの範囲にある、米粒状もしくは紡錘状微粒子であることが本発明の特徴である。湿式分散後のヒドロキシアパタイト微粒子は、分散液を乾燥することで微粒子の粉体として取り出すことが出来る。或いは、分散物にアルコール等の有機溶媒を添加することで分散物が凝集し、これを濾過により分離することで固形物として取り出すことが出来る。このようにして取り出したヒドロキシアパタイト粉体をX線回折測定を行い、結晶子の大きさを求めることが出来る。X線回折による結晶子の大きさtは、測定した任意の回折スペクトルのピークに対して次式で定義される。   As shown in Examples described later, as a result of the above wet dispersion treatment, the size of the resulting hydroxyapatite fine particles, the size of primary particles discriminated from observation with a scanning electron microscope, is in the range of 10 to 100 nm. It is a feature of the present invention that it is a rice granular or spindle-shaped fine particle. Hydroxyapatite fine particles after wet dispersion can be taken out as fine powder by drying the dispersion. Alternatively, the dispersion aggregates by adding an organic solvent such as alcohol to the dispersion, and can be taken out as a solid by separating it by filtration. The hydroxyapatite powder taken out in this way can be subjected to X-ray diffraction measurement to determine the crystallite size. The crystallite size t by X-ray diffraction is defined by the following equation with respect to the peak of any measured diffraction spectrum.

ここで、λはX線の波長(A),Bはピークの半値幅、θはブラッグ角を表す。また上式でBは下式で定義される値である。   Here, λ is the X-ray wavelength (A), B is the half width of the peak, and θ is the Bragg angle. In the above equation, B is a value defined by the following equation.

上式で、Bは対象とする物質の半値幅を表し、Bは標準試料の半値幅を表す。Bとしては十分に結晶が成長した結晶子の大きさが測定試料に対して十分に大きい試料に対して求められるピーク半値幅である。 In the above equation, B M represents the half width of the target substance, and B S represents the half width of the standard sample. B S is the peak half-value width required for a sample in which the size of the crystallite with sufficiently grown crystals is sufficiently larger than that of the measurement sample.

本発明により得られる湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の一次粒子とは走査型電子顕微鏡で観察して識別される最小単位の粒子の大きさであり、結晶子の大きさとは上式で計算される値を表す。これらの値は後述する実施例に於いて示すように10〜100nmの範囲にあることが本発明の特徴である。   The primary particle of hydroxyapatite fine particles after wet dispersion treatment obtained by the present invention is the size of the smallest unit particle identified by observation with a scanning electron microscope, and the crystallite size is calculated by the above equation. Value. It is a feature of the present invention that these values are in the range of 10 to 100 nm as shown in Examples described later.

本発明により得られるヒドロキシアパタイト微粒子の特徴として、ヒドロキシアパタイト微粒子を構成する結晶が異方性を示すことであり、具体的には結晶のc軸方向の配向性がa軸方向の配向性より顕著に現れることである。即ち、広角X線回折において2θ=26度付近の(002)面の回折ピーク強度が、2θ=33度付近の(300)面による回折ピーク強度より強く現れることで明確に分かる。後述する実施例および比較例に於いて示すように、種々の従来技術を利用して得られるヒドロキシアパタイト結晶は(300)面で代表されるa軸方向、即ちa面方向の成長が顕著であり、c軸方向の配向性を示す(002)面からの回折ピークより強く現れるが、本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子はこれらとは異なり、c軸方向の配向性がより顕著であることが大きな特徴である。こうした配向性を定量的に議論するためには各々のピーク強度比を数値化して議論する必要があるが、本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子の特徴の一つとして、後述するように、(300)面からの回折ピークが(112)面からの回折ピークと明確に分離しないために各々のピーク強度を数値的に表せないことがある。そのため、(300)面からの回折ピークに代えて、2θ=40度付近の(310)面からの回折ピークの強度を基準に取り、これと2θ=26度付近の(002)面の回折ピーク強度との比を比較することで、c軸方向の配向性を比較することが出来る。このような比較を行った場合、本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子の特徴の一つとして、2θ=40度付近の(310)面による回折ピーク強度に対する、2θ=26度付近の(002)面の回折ピーク強度比が1.9〜6の範囲にあるX線回折パターンを示すことが挙げられる。様々な従来技術に於いて得られるヒドロキシアパタイト結晶においては、後述する比較例のX線回折パターンを見ても分かるように、両者の比率は(002)/(310)=1.9より小さく、1.5〜1.7付近にある。一方で、後述する実施例に於いて明らかにするように、本発明により得られるヒドロキシアパタイトはこの比が1.9〜6の範囲にあることが特徴である。興味深い事実は、生体系における骨はヒドロキシアパタイト結晶が長軸方向に配向することで強度を発揮していることが知られており、この比が10を超えることもある。従って、本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子は生体骨におけるヒドロキシアパタイトにより近い異方性を有することが特徴の一つである。   A feature of the hydroxyapatite fine particles obtained by the present invention is that the crystals constituting the hydroxyapatite fine particles exhibit anisotropy. Specifically, the crystal orientation in the c-axis direction is more remarkable than the orientation in the a-axis direction. To appear in. That is, in wide-angle X-ray diffraction, the diffraction peak intensity on the (002) plane near 2θ = 26 degrees appears more clearly than the diffraction peak intensity on the (300) plane near 2θ = 33 degrees. As shown in Examples and Comparative Examples described later, hydroxyapatite crystals obtained by using various conventional techniques have remarkable growth in the a-axis direction represented by the (300) plane, that is, the a-plane direction. Unlike the diffraction peak from the (002) plane showing the orientation in the c-axis direction, the hydroxyapatite fine particles obtained in the present invention are different from these, and the orientation in the c-axis direction is more remarkable. It is a feature. In order to discuss such orientation quantitatively, it is necessary to numerically discuss each peak intensity ratio. As one feature of the hydroxyapatite fine particles obtained in the present invention, as will be described later, (300 ) Diffraction peaks from the plane are not clearly separated from the diffraction peaks from the (112) plane, so that the intensity of each peak cannot be expressed numerically. Therefore, instead of the diffraction peak from the (300) plane, the intensity of the diffraction peak from the (310) plane near 2θ = 40 degrees is taken as a reference, and the diffraction peak of the (002) plane near 2θ = 26 degrees. By comparing the ratio with the strength, the orientation in the c-axis direction can be compared. When such a comparison is made, as one of the characteristics of the hydroxyapatite fine particles obtained in the present invention, the (002) plane near 2θ = 26 degrees with respect to the diffraction peak intensity due to the (310) plane near 2θ = 40 degrees. Showing an X-ray diffraction pattern having a diffraction peak intensity ratio in the range of 1.9 to 6. In the hydroxyapatite crystals obtained in various conventional techniques, the ratio of both is smaller than (002) / (310) = 1.9, as can be seen from the X-ray diffraction pattern of the comparative example described later. It is in the vicinity of 1.5 to 1.7. On the other hand, the hydroxyapatite obtained by the present invention is characterized in that this ratio is in the range of 1.9 to 6, as will be clarified in Examples described later. An interesting fact is that bones in biological systems are known to exhibit strength due to the orientation of hydroxyapatite crystals in the long axis direction, and this ratio may exceed 10. Therefore, it is one of the characteristics that the hydroxyapatite fine particles obtained by the present invention have anisotropy closer to that of hydroxyapatite in living bones.

さらにX線回折パターンに於いて認められる顕著な特徴は、本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子は広角X線回折において、(112)面による回折ピークが(211)面および(300)面からの回折ピークと分離せず、後者2つの回折ピークが(112)面からの回折ピークの片部に付属して現れるX線回折パターンを示すことが特徴の一つである。ここで、回折ピークが分離していないと言うのは、各々の回折ピークの半値幅が明確に求められない場合を意味し、各々の回折ピークが重なり合ってベースラインからの個々のピークの強度が分離出来ない場合を意味する。このことは、これらの結晶面の成長が明瞭に発達せず、結晶性が相対的に低いことを意味する。後述する実施例に於いて示す比較標準試料のX線回折パターンを見ても分かるように、従来の様々な方法で得られるヒドロキシアパタイト結晶はこれらの結晶面が明瞭に発達して各々の回折ピークが明瞭に分離しており、結晶性がより高いことが分かる。本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子は、上記のような回折パターンを示すことが特徴の一つである。   Furthermore, the remarkable feature recognized in the X-ray diffraction pattern is that the hydroxyapatite fine particles obtained by the present invention have diffraction peaks from the (211) plane and the (300) plane in the wide angle X-ray diffraction. One of the characteristics is that the latter two diffraction peaks do not separate from the peak, and show the X-ray diffraction pattern appearing attached to one part of the diffraction peak from the (112) plane. Here, the fact that the diffraction peaks are not separated means that the half width of each diffraction peak is not clearly obtained, and each diffraction peak overlaps, and the intensity of each peak from the baseline is different. It means the case where it cannot be separated. This means that the growth of these crystal planes does not develop clearly and the crystallinity is relatively low. As can be seen from the X-ray diffraction patterns of the comparative standard samples shown in the examples which will be described later, the hydroxyapatite crystals obtained by various conventional methods have their crystal planes clearly developed and their respective diffraction peaks. Are clearly separated, indicating that the crystallinity is higher. One of the characteristics of the hydroxyapatite fine particles obtained in the present invention is that it exhibits the diffraction pattern as described above.

本発明に於いて、ヒドロキシアパタイト微粒子は水中に於いて前記の一次粒子が複数個会合して二次粒子の分散物を形成するが、水中での分散物における二次粒子分散物の大きさとして体積平均粒子径が0.5〜6μmの範囲にあることが、本発明により得られるヒドロキシアパタイト微粒子の特徴である。なお、本発明における二次粒子の大きさとは、光散乱回折式粒度分布計を使用して求められる体積平均粒子径であり、平均値としてメジアン径を挙げている。   In the present invention, the hydroxyapatite fine particles form a dispersion of secondary particles by associating a plurality of the primary particles in water. The size of the secondary particle dispersion in the dispersion in water is as follows. A feature of the hydroxyapatite fine particles obtained by the present invention is that the volume average particle diameter is in the range of 0.5 to 6 μm. In addition, the size of the secondary particles in the present invention is a volume average particle diameter obtained using a light scattering diffraction particle size distribution meter, and the median diameter is mentioned as an average value.

本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子は単独で粉体或いは分散物として用いることが出来るが、或いはこれに様々な素材を組み合わせて使用することも好ましく行われる。特に、生分解性ポリマーとしてコラーゲン、アテロコラーゲン、ゼラチンなどの水溶性高分子と混合して用いることが好ましく行われる。或いはポリ乳酸、ポリグリコール酸等の水不溶性ポリマーであっても上記の方法を用いて有機溶剤中で混合して用いることも好ましく行うことが出来る。   The hydroxyapatite fine particles obtained in the present invention can be used alone as a powder or a dispersion, or a combination of various materials is also preferably used. In particular, the biodegradable polymer is preferably used by mixing with a water-soluble polymer such as collagen, atelocollagen or gelatin. Alternatively, even water-insoluble polymers such as polylactic acid and polyglycolic acid can be preferably mixed and used in an organic solvent using the above method.

以下に実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の百分率は断りのない限り質量基準である。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the percentage in an Example is a mass reference | standard unless there is a notice.

(実施例1)
1リットルフラスコ内に塩化カルシウム2水和物73.5グラムを取り、水に溶解して全体を500グラムに調整した。フラスコを水浴上に移し、内温を30℃に調整した。これに、滴下漏斗を使用して、リン酸水素二アンモニウム66グラムを水134グラムに溶解した溶液を1時間に亘って上記塩化カルシウム水溶液中に激しく攪拌を行いながら滴下した(反応温度は30℃)。反応系のpHは特に調節を行わずとも5.0付近で反応を通して安定していた。滴下終了後、さらに30分攪拌を行い、次いでガラスフィルターを使用して吸引濾過を行った。フィルター上の結晶はイオン交換水で十分に洗浄を行った。結晶の一部を取り出し、広角X線回折測定により解析を行った結果、第二リン酸カルシウム二水和物の回折パターンと完全に一致し、それ以外のピークは認められなかった。また、光学顕微鏡観察および走査型電子顕微鏡観察により結晶の観察を行ったところ、結晶平面の対角線の長さがほぼ7μmで厚みが大凡0.5μmである平板状結晶(アスペクト比約14)であった。
Example 1
In a 1 liter flask, 73.5 grams of calcium chloride dihydrate was taken and dissolved in water to adjust the total to 500 grams. The flask was transferred onto a water bath and the internal temperature was adjusted to 30 ° C. A solution obtained by dissolving 66 grams of diammonium hydrogen phosphate in 134 grams of water was dropped into the aqueous calcium chloride solution with vigorous stirring over 1 hour using a dropping funnel (reaction temperature was 30 ° C. ). The pH of the reaction system was stable throughout the reaction at around 5.0 without any particular adjustment. After completion of dropping, the mixture was further stirred for 30 minutes, and then suction filtration was performed using a glass filter. The crystals on the filter were thoroughly washed with ion exchange water. A part of the crystal was taken out and analyzed by wide-angle X-ray diffraction measurement. As a result, it completely coincided with the diffraction pattern of dicalcium phosphate dihydrate, and no other peaks were observed. Further, when the crystal was observed by optical microscope observation and scanning electron microscope observation, it was a flat crystal (aspect ratio about 14) having a diagonal length of about 7 μm and a thickness of about 0.5 μm. It was.

上記で得られた第二リン酸カルシウム二水和物の結晶を洗浄後直ちに1リットルフラスコ内に移し、イオン交換水400グラムを加えて室温にある油浴上に移して攪拌を行った。これに、水酸化ナトリウムの粒状ペレット18グラムを添加し、添加後30分をかけて内温を95℃に上昇し、この温度で30分間攪拌を行った。この際の反応系のpHは13.5であった。その後、フラスコを油浴上から移して室温下で静置した。内温が十分に低下した後、グラスフィルターを使用して吸引濾過を行い、イオン交換水で繰り返しフィルター上の結晶を洗浄し、70℃に調節した乾燥器内で乾燥した。結晶の一部を取り出し、走査型電子顕微鏡で観察を行った。図1は、実施例1の第二リン酸カルシウム二水和物をアルカリ処理して得られた結晶の湿式分散処理前の拡大図である。(a)は拡大倍率1万倍で、図中のスケールは5μmを表す。(b)は倍率10万倍で図中のスケールは500nmを表す。この結果から、本発明で得られたヒドロキシアパタイト微粒子は、第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶をテンプレートとして、アルカリ処理により規則的な配列を以て平板状に形成されることが分かった。さらに結晶表面を拡大してみると、表面全体が棒状の微粒子で覆われており、棒状の微粒子の長軸方向の長さは大凡50nm付近であり、短軸側の長さは大凡17nm程度であった。さらに、広角X線回折測定により解析を行った結果、ヒドロキシアパタイトの回折パターンと完全に一致し、それ以外のピークは認められなかった。   The crystals of dicalcium phosphate dihydrate obtained above were immediately transferred into a 1-liter flask after washing, added with 400 g of ion-exchanged water, transferred to an oil bath at room temperature, and stirred. To this, 18 grams of granular pellets of sodium hydroxide were added, the internal temperature was raised to 95 ° C. over 30 minutes after the addition, and stirring was carried out at this temperature for 30 minutes. The pH of the reaction system at this time was 13.5. Thereafter, the flask was removed from the oil bath and allowed to stand at room temperature. After the internal temperature was sufficiently lowered, suction filtration was performed using a glass filter, the crystals on the filter were repeatedly washed with ion-exchanged water, and dried in a drier adjusted to 70 ° C. A part of the crystal was taken out and observed with a scanning electron microscope. FIG. 1 is an enlarged view of a crystal obtained by subjecting dicalcium phosphate dihydrate of Example 1 to an alkali treatment before wet dispersion treatment. (A) is a magnification of 10,000, and the scale in the figure represents 5 μm. (B) is a magnification of 100,000, and the scale in the figure represents 500 nm. From this result, it was found that the hydroxyapatite fine particles obtained in the present invention were formed into a plate shape with a regular arrangement by alkali treatment using a plate-like crystal of dicalcium phosphate dihydrate as a template. When the crystal surface is further enlarged, the entire surface is covered with rod-shaped fine particles, the length of the rod-shaped fine particles in the major axis direction is about 50 nm, and the length on the minor axis side is about 17 nm. there were. Furthermore, as a result of analysis by wide-angle X-ray diffraction measurement, it completely coincided with the diffraction pattern of hydroxyapatite, and no other peaks were observed.

次に、上記で得られたヒドロキシアパタイト結晶を用いて以下のようにしてメディアミルによる湿式分散処理を行った。即ち、ヒドロキシアパタイト結晶10グラムを0.2リットルのポリプロピレン容器に移し、これにイオン交換水90グラムおよび粒径0.3mmのジルコニアビーズを60グラム加えて密閉し、ペイントコンディショナーを使用して3時間振盪処理を行った。この際に、分散処理直前の混合液のpHは9.5であり、分散後の液のpHは10.5であった。その後、濾布を使用して分散液からジルコニアビーズを分離した。得られた分散液を用いて以下のようにして評価を行った。   Next, using the hydroxyapatite crystal obtained above, a wet dispersion treatment with a media mill was performed as follows. That is, 10 grams of hydroxyapatite crystals were transferred to a 0.2 liter polypropylene container, 90 grams of ion-exchanged water and 60 grams of zirconia beads having a particle size of 0.3 mm were added and sealed, and 3 hours using a paint conditioner. Shaking treatment was performed. At this time, the pH of the liquid mixture immediately before the dispersion treatment was 9.5, and the pH of the liquid after dispersion was 10.5. Thereafter, zirconia beads were separated from the dispersion using a filter cloth. Evaluation was performed as follows using the obtained dispersion liquid.

最初に分散安定性に関する評価を行った。本文中に記載したように、分散安定性の評価として静置安定性とフィルムに塗布膜を形成した場合のヘイズ値の両方を評価した。静置安定性に関しては、上記で得られた分散液を1週間室温で放置したところ、液最上面において2mm程度の上澄みが観察されたが、底部には沈殿物は全く観察されず、良好な静置安定性を示した。さらに、上記の分散液を分散直後と作製後2週間を経た状態でそれぞれフィルム表面にドクトルバー(市販されるNo.12のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり24グラムの塗布量を設定)を使用して塗布を行い、乾燥したところ、双方ともほぼ完全に透明な被膜が得られた。これをヘイズメーターにより測定を行ったところ双方ともヘイズ値が5%である結果を得た。従って、2週間の経時を経ても分散状態は安定で、粗大粒子の発生や凝集物の発生は認められない結果であった。   First, the dispersion stability was evaluated. As described in the text, both the static stability and the haze value when a coating film was formed on the film were evaluated as the dispersion stability. Regarding the standing stability, when the dispersion obtained above was allowed to stand at room temperature for 1 week, a supernatant of about 2 mm was observed on the uppermost surface of the liquid, but no precipitate was observed at the bottom, which was good. Static stability was shown. Furthermore, a doctor bar (a commercially available No. 12 doctor bar is used on the surface of the film in the state immediately after dispersion and two weeks after preparation, and a coating amount of 24 grams per square meter is set as a solution. ) Was applied and dried, and almost completely transparent films were obtained in both cases. When this was measured with a haze meter, both obtained a result that the haze value was 5%. Therefore, even after 2 weeks, the dispersion state was stable, and no coarse particles or aggregates were observed.

上記で得られた分散液を用いて、分散しているヒドロキシアパタイト微粒子の大きさを測定するために、光散乱回折式粒度分布計(堀場製作所製粒度分布測定装置LA−920)を使用して測定した。この方法で測定されるのはヒドロキシアパタイト微粒子として水中で分散している二次粒子の大きさである。図2は実施例1で得られたヒドロキシアパタイト微粒子分散液の光散乱回折式粒度分布計による測定結果である。測定して求められた体積平均粒子径は1.5μmであった。   In order to measure the size of the dispersed hydroxyapatite fine particles using the dispersion liquid obtained above, a light scattering diffraction type particle size distribution analyzer (particle size distribution measuring device LA-920 manufactured by Horiba, Ltd.) was used. It was measured. What is measured by this method is the size of secondary particles dispersed in water as hydroxyapatite fine particles. FIG. 2 shows the measurement results of the hydroxyapatite fine particle dispersion obtained in Example 1 using a light scattering diffraction particle size distribution meter. The volume average particle size determined by measurement was 1.5 μm.

分散液を希釈してスライドグラス上に滴下し、乾燥させた試料を用いて、走査型電子顕微鏡によりヒドロキシアパタイト微粒子の観察を行った。図3は実施例1で得られたヒドロキシアパタイト微粒子の走査型電子顕微鏡による拡大図である。倍率は10万倍で、図中のスケールは500nmを表す。先の図1(b)と比較すると、湿式分散処理を行ったヒドロキシアパタイト微粒子の大きさと形状は、単にアルカリ処理を行っただけの図1の場合と大きく異なり、粒子の短軸側の大きさが増大しており、図1の細長い棒状微粒子がやや丸みを帯びた米粒状の楕円形粒子に変化していることが分かった。図から見積もることの出来る湿式分散処理後のヒドロキシアパタイトの一次粒子の大きさは長軸の長さが大凡40nmで、短軸側の長さが大凡30nmであった。   Hydroxyapatite fine particles were observed with a scanning electron microscope using a sample that was diluted with the dispersion, dropped onto a slide glass, and dried. FIG. 3 is an enlarged view of the hydroxyapatite fine particles obtained in Example 1 using a scanning electron microscope. The magnification is 100,000 times, and the scale in the figure represents 500 nm. Compared with the previous FIG. 1B, the size and shape of the hydroxyapatite fine particles subjected to the wet dispersion treatment are greatly different from the case of FIG. It was found that the elongated rod-shaped fine particles in FIG. 1 were changed to slightly rounded rice-like elliptical particles. The primary particle size of the hydroxyapatite after wet dispersion treatment, which can be estimated from the figure, has a major axis length of about 40 nm and a minor axis side length of about 30 nm.

上記の分散液を一部取り出し、エバポレータを使用して乾燥させ、ヒドロキシアパタイト微粒子を取り出した。これを用いて広角X線回折測定を行った。図4は実施例1で得られた湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の広角X線回折パターンであり、図5は、市販される試薬品であるヒドロキシアパタイトの広角X線回折パターンである。図5においてブラッグ角2θ=31.8度に(211)面からの回折ピークが最大の強度比で観察され、その次に32.2度に(112)面、32.9度に(300)面からの回折ピークが明瞭に分離して現れている。これと比較して、図4においては、これら3本に相当する回折ピークが重なり合って観察され、ピークの分離が悪いことが明確に分かった。さらには、各々のピークにおける半値幅が図4においては図5との比較に於いて半値幅が広がっており、さらにX線回折強度自体も図4の方が相対的に小さな値になっている。これらの測定結果は、本発明で得られたヒドロキシアパタイトの結晶性が、比較とする試薬品より低下しており、結晶子の大きさも小さいことを示唆している。具体的に結晶子の大きさを見積もるため、図4および図5においてブラッグ角2θ=26度付近の回折ピークである(002)面からの回折ピークに着目し、このピークの半値幅を測定したところ、図4では0.35度であり、図5では0.14度であった。試薬品の結晶性が非常に高く、結晶の大きさが本発明のヒドロキシアパタイトと比較すると極めて大きいことから、試薬品の結晶子の大きさを無限大と仮定した場合の本発明品である図4の結晶子の大きさは26nmと計算された。   A part of the above dispersion was taken out and dried using an evaporator to take out hydroxyapatite fine particles. Using this, wide angle X-ray diffraction measurement was performed. 4 is a wide-angle X-ray diffraction pattern of hydroxyapatite fine particles after wet dispersion treatment obtained in Example 1, and FIG. 5 is a wide-angle X-ray diffraction pattern of hydroxyapatite which is a commercially available reagent product. In FIG. 5, the diffraction peak from the (211) plane is observed at the maximum intensity ratio at the Bragg angle 2θ = 31.8 degrees, and then the (112) plane at 32.2 degrees and (300) at 32.9 degrees. The diffraction peaks from the surface are clearly separated. Compared with this, in FIG. 4, the diffraction peaks corresponding to these three were observed in an overlapping manner, and it was clearly understood that the peak separation was poor. Further, the half-value width at each peak is wider in FIG. 4 in comparison with FIG. 5, and the X-ray diffraction intensity itself is a relatively smaller value in FIG. . These measurement results suggest that the crystallinity of the hydroxyapatite obtained in the present invention is lower than that of the comparative reagent product, and the crystallite size is also small. In order to estimate the crystallite size specifically, in FIG. 4 and FIG. 5, paying attention to the diffraction peak from the (002) plane, which is the diffraction peak near Bragg angle 2θ = 26 degrees, the half width of this peak was measured. However, it was 0.35 degrees in FIG. 4 and 0.14 degrees in FIG. Since the crystallinity of the reagent product is very high and the size of the crystal is extremely large compared to the hydroxyapatite of the present invention, the diagram is the product of the present invention when the crystallite size of the reagent product is assumed to be infinite. The crystallite size of 4 was calculated to be 26 nm.

さらに、図4においては、ブラッグ角33度付近に現れる(300)面からのピーク強度に対してブラッグ角26度付近の(002)面からのピーク強度が強く現れているが、図5においては両者の強度比が逆転していることが明確に分かった。加えて、ブラッグ角40度付近の回折ピークである(310)面からのピークに対する(002)面からのピーク強度比は(002)/(310)=2.1であった。一方、図5においてはこの値は1.6と明確に低い値を示した。   Further, in FIG. 4, the peak intensity from the (002) plane near the Bragg angle of 26 degrees appears stronger than the peak intensity from the (300) plane appearing near the Bragg angle of 33 degrees, but in FIG. It was clearly understood that the intensity ratio of both was reversed. In addition, the peak intensity ratio from the (002) plane to the peak from the (310) plane, which is a diffraction peak near a Bragg angle of 40 degrees, was (002) / (310) = 2.1. On the other hand, in FIG. 5, this value is a clearly low value of 1.6.

(比較例1)
比較例1として、特許文献2に記載される方法でヒドロキシアパタイトを合成した。即ち、容量0.25リットルのポリプロピレン容器にこれに第二リン酸カルシウム二水和物18グラム、炭酸カルシウム粉末7グラム、イオン交換水100グラムおよび粒径0.3mmのジルコニアビーズを90グラム加えて密閉し、ペイントコンディショナーを使用して1時間振盪処理を行った。得られた分散液を濾過して取り出し、100℃の乾燥器内で乾燥を行った後、電気炉を使用して900℃で1時間焼成を行った後、冷却して再びペイントコンディショナーを使用して、実施例1と同様にして湿式分散処理を行った。分散液の一部を取り出して乾燥させ、実施例1と同様にして広角X線回折パターンを測定した。図6は比較例1で得られたヒドロキシアパタイトの広角X線回折パターンを示す。図6において(002)面からの回折ピークの半値幅は0.22度であり、これから求めた結晶子の大きさは51nmであり、実施例1のヒドロキシアパタイトの結晶子の大きさを大きく上回る結果であった。さらに、ブラッグ角2θ=31.8度に(211)面からの回折ピークが最大の強度比で観察され、その次に32.2度に(112)面、32.9度に(300)面からの回折ピークが明瞭に分離して現れていることが分かった。比較例1の試料については(300)面のピーク強度より(002)面からのピーク強度が小さく現れることが分かった。さらに、(310)面からのピークに対する(002)面からのピーク強度比は1.4であり、実施例1の結果より明確に小さな数値を示した。以上の結果から、実施例1により得られたヒドロキシアパタイトは結晶子の大きさが50nm以下であるのに対し、試薬品や比較例1では50nm以上の値を示し、(211)面、(112)面および(300)面からの回折ピークが重なり合い、さらに(002)/(310)ピーク強度比が1.9より小さな数値を示していることが分かった。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, hydroxyapatite was synthesized by the method described in Patent Document 2. That is, in a polypropylene container having a capacity of 0.25 liter, 18 grams of dibasic calcium phosphate dihydrate, 7 grams of calcium carbonate powder, 100 grams of ion-exchanged water and 90 grams of zirconia beads having a particle size of 0.3 mm were added and sealed. The mixture was shaken for 1 hour using a paint conditioner. The obtained dispersion was filtered out, dried in a dryer at 100 ° C., baked at 900 ° C. for 1 hour using an electric furnace, then cooled and used again with a paint conditioner. Then, a wet dispersion treatment was performed in the same manner as in Example 1. A part of the dispersion was taken out and dried, and a wide-angle X-ray diffraction pattern was measured in the same manner as in Example 1. FIG. 6 shows a wide-angle X-ray diffraction pattern of hydroxyapatite obtained in Comparative Example 1. In FIG. 6, the half width of the diffraction peak from the (002) plane is 0.22 degrees, and the crystallite size obtained from this is 51 nm, which is much larger than the hydroxyapatite crystallite size of Example 1. It was a result. Further, a diffraction peak from the (211) plane is observed at the maximum intensity ratio at the Bragg angle 2θ = 31.8 degrees, and then the (112) plane at 32.2 degrees and the (300) plane at 32.9 degrees. It was found that the diffraction peaks from were clearly separated. For the sample of Comparative Example 1, it was found that the peak intensity from the (002) plane appeared smaller than the peak intensity at the (300) plane. Further, the peak intensity ratio from the (002) plane to the peak from the (310) plane was 1.4, which was clearly smaller than the result of Example 1. From the above results, the hydroxyapatite obtained in Example 1 has a crystallite size of 50 nm or less, whereas the reagent product and Comparative Example 1 show a value of 50 nm or more, (211) plane, (112 The diffraction peaks from the () plane and (300) plane overlap, and the (002) / (310) peak intensity ratio was found to be smaller than 1.9.

実施例1と同様にして分散安定性に関する評価を行った。静置安定性に関しては、上記で得られた分散液を室温で放置したところ、1時間程度で沈降が進み、液最上面において10mm程度の上澄みが観察され、底部に沈殿物が認められた。さらに、上記の分散液を分散直後と作製後2週間を経た状態でそれぞれフィルム表面にドクトルバー(市販されるNo.12のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり24グラムの塗布量を設定)を使用して塗布を行い、乾燥したところ、分散直後と2週間経時後の分散液を塗布した試料の双方とも表面がざらついており粗大粒子が多数混在していることが分かった。これをヘイズメーターにより測定を行ったところヘイズ値が分散直後35%、2週間経時後で40%である結果を得た。以上の結果より、比較例1で得られたヒドロキシアパタイトは分散安定性に劣る結果であった。   The dispersion stability was evaluated in the same manner as in Example 1. Regarding the standing stability, when the dispersion obtained above was allowed to stand at room temperature, sedimentation proceeded in about 1 hour, and a supernatant of about 10 mm was observed on the top surface of the liquid, and a precipitate was observed at the bottom. Furthermore, a doctor bar (a commercially available No. 12 doctor bar is used on the surface of the film in the state immediately after dispersion and two weeks after preparation, and a coating amount of 24 grams per square meter is set as a solution. ) Was applied and dried, and it was found that both the sample immediately after dispersion and the sample coated with the dispersion after a lapse of 2 weeks had a rough surface and a large number of coarse particles were mixed. When this was measured with a haze meter, the haze value was 35% immediately after dispersion and 40% after 2 weeks. From the above results, the hydroxyapatite obtained in Comparative Example 1 was inferior in dispersion stability.

(比較例2)
比較例2として、特許文献8に記載される方法でヒドロキシアパタイトを合成した。即ち、水酸化カルシウムを水に懸濁した水性スラリーに、激しく攪拌を行いながら30℃の内温においてリン酸水溶液を徐々に添加し、水酸化カルシウムに対するリン酸の割合が、CaO/P換算の重量比で1.34になるよう加えた。反応終了後の水性スラリーを100℃の乾燥器内で乾燥を行った後、電気炉を使用して900℃で1時間焼成を行った。得られた粉体をペイントコンディショナーを使用して、実施例1と同様にして湿式分散処理を行った。分散液の一部を取り出して乾燥させ、実施例1と同様にして広角X線回折パターンを測定した。図7は比較例2で得られたヒドロキシアパタイトの広角X線回折パターンを示す。図7において(002)面からの回折ピークの半値幅は0.17度であり、これから求めた結晶子の大きさは90nmであり、実施例1のヒドロキシアパタイトの結晶子の大きさを大きく上回る結果であった。さらに、ブラッグ角2θ=31.8度に(211)面からの回折ピークが最大の強度比で観察され、その次に32.2度に(112)面、32.9度に(300)面からの回折ピークが明瞭に分離して現れていることが分かった。比較例2の試料については(300)面のピーク強度より(002)面からのピーク強度が小さく現れることが分かった。さらに、(310)面からのピークに対する(002)面からのピーク強度比は1.2であり、実施例1の結果より明確に小さな数値を示した。以上の結果から、実施例1により得られたヒドロキシアパタイトは結晶子の大きさが50nm以下であるのに対し、本比較例2では50nm以上の値を示し、(211)面、(112)面および(300)面からの回折ピークが重なり合い、さらに(002)/(310)ピーク強度比が1.9より小さな数値を示していることが分かった。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, hydroxyapatite was synthesized by the method described in Patent Document 8. That is, an aqueous phosphoric acid solution is gradually added to an aqueous slurry in which calcium hydroxide is suspended in water at an internal temperature of 30 ° C. while vigorously stirring, and the ratio of phosphoric acid to calcium hydroxide is CaO / P 2 O. The weight ratio in terms of 5 was added to be 1.34. The aqueous slurry after completion of the reaction was dried in a dryer at 100 ° C., and then fired at 900 ° C. for 1 hour using an electric furnace. The obtained powder was wet-dispersed in the same manner as in Example 1 using a paint conditioner. A part of the dispersion was taken out and dried, and a wide-angle X-ray diffraction pattern was measured in the same manner as in Example 1. FIG. 7 shows a wide-angle X-ray diffraction pattern of hydroxyapatite obtained in Comparative Example 2. In FIG. 7, the half-value width of the diffraction peak from the (002) plane is 0.17 degrees, and the crystallite size determined from this is 90 nm, which is much larger than the hydroxyapatite crystallite size of Example 1. It was a result. Further, a diffraction peak from the (211) plane is observed at the maximum intensity ratio at the Bragg angle 2θ = 31.8 degrees, and then the (112) plane at 32.2 degrees and the (300) plane at 32.9 degrees. It was found that the diffraction peaks from were clearly separated. For the sample of Comparative Example 2, it was found that the peak intensity from the (002) plane appeared smaller than the peak intensity of the (300) plane. Further, the peak intensity ratio from the (002) plane to the peak from the (310) plane was 1.2, which was clearly smaller than the result of Example 1. From the above results, the hydroxyapatite obtained in Example 1 has a crystallite size of 50 nm or less, whereas Comparative Example 2 shows a value of 50 nm or more, (211) plane, (112) plane It was also found that the diffraction peaks from the (300) plane overlapped, and that the (002) / (310) peak intensity ratio showed a numerical value smaller than 1.9.

さらに、比較例2においても実施例1と同様にして分散安定性に関する評価を行った。静置安定性に関しては、上記で得られた分散液を室温で放置したところ、1時間程度で沈降が進み、液最上面において10mm程度の上澄みが観察され、底部に沈殿物が認められた。さらに、上記の分散液を分散直後と作製後2週間を経た状態でそれぞれフィルム表面にドクトルバー(市販されるNo.12のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり24グラムの塗布量を設定)を使用して塗布を行い、乾燥したところ、分散直後と2週間経時後の分散液を塗布した試料の双方とも表面がざらついており粗大粒子が多数混在していることが分かった。これをヘイズメーターにより測定を行ったところヘイズ値が分散直後30%、2週間経時後で40%である結果を得た。以上の結果より、比較例2で得られたヒドロキシアパタイトは分散安定性に劣る結果であった。   Further, in Comparative Example 2, the dispersion stability was evaluated in the same manner as in Example 1. Regarding the standing stability, when the dispersion obtained above was allowed to stand at room temperature, sedimentation proceeded in about 1 hour, and a supernatant of about 10 mm was observed on the top surface of the liquid, and a precipitate was observed at the bottom. Furthermore, a doctor bar (a commercially available No. 12 doctor bar is used on the surface of the film in the state immediately after dispersion and two weeks after preparation, and a coating amount of 24 grams per square meter is set as a solution. ) Was applied and dried, and it was found that both the sample immediately after dispersion and the sample coated with the dispersion after a lapse of 2 weeks had a rough surface and a large number of coarse particles were mixed. When this was measured with a haze meter, the haze value was 30% immediately after dispersion and 40% after 2 weeks. From the above results, the hydroxyapatite obtained in Comparative Example 2 was inferior in dispersion stability.

(実施例2)
実施例1において塩化カルシウム水溶液中にリン酸水素二アンモニウム水溶液を加える際の反応温度を50℃に調節した以外は同様にして第二リン酸カルシウム二水和物平板状結晶を作製し、さらに実施例1と同様にしてアルカリ処理およびメディアミルによる湿式分散処理を行うことでヒドロキシアパタイト微粒子分散物を作製した。分散安定性に関する評価として、静置安定性に関しては、得られた分散液を1週間室温で放置したところ、液最上面において2mm程度の上澄みが観察されたが、底部には沈殿物は全く観察されず、良好な静置安定性を示した。さらに、上記の分散液を分散直後と作製後2週間を経た状態でそれぞれフィルム表面にドクトルバー(市販されるNo.12のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり24グラムの塗布量を設定)を使用して塗布を行い、乾燥したところ、双方ともほぼ完全に透明な被膜が得られた。これをヘイズメーターにより測定を行ったところ双方ともヘイズ値が6%である結果を得た。従って、2週間の経時を経ても分散状態は安定で、粗大粒子の発生や凝集物の発生は認められない結果であった。さらに上記で得られた分散液を用いて、分散しているヒドロキシアパタイト微粒子の大きさを測定するために、光散乱回折式粒度分布計を使用して測定した結果、体積平均粒子径は1.1μmであった。また、上記の分散液を一部取り出し、エバポレータを使用して乾燥させ、ヒドロキシアパタイト微粒子を取り出した。これを用いて広角X線回折測定を行った。図8は実施例2で得られた湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の広角X線回折パターンである。図8において(002)面からの回折ピークの半値幅は0.32度であり、これより計算した結晶子の大きさは30nmであった。また(002)/(310)ピーク強度比は4.2であった。その他の回折ピークの特徴は実施例1で得られた図4に見られる特徴と一致した。また、ヒドロキシアパタイト分散液を希釈してスライドグラス上に滴下し、乾燥させた試料を用いて、走査型電子顕微鏡によりヒドロキシアパタイト微粒子の観察を行った結果、実施例1と同様な観察画像を得、同様な大きさ、形状のヒドロキシアパタイト微粒子が生成していることを確認した。
(Example 2)
A dicalcium phosphate dihydrate plate-like crystal was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature when adding the diammonium hydrogen phosphate aqueous solution to the calcium chloride aqueous solution was adjusted to 50 ° C. A hydroxyapatite fine particle dispersion was prepared by performing an alkali treatment and a wet dispersion treatment using a media mill in the same manner as described above. As an evaluation of the dispersion stability, regarding the standing stability, when the obtained dispersion was left to stand at room temperature for 1 week, a supernatant of about 2 mm was observed on the top surface of the liquid, but no precipitate was observed at the bottom. The stability was still good. Furthermore, a doctor bar (a commercially available No. 12 doctor bar is used on the surface of the film in the state immediately after dispersion and two weeks after preparation, and a coating amount of 24 grams per square meter is set as a solution. ) Was applied and dried, and almost completely transparent films were obtained in both cases. When this was measured with a haze meter, both obtained a result that the haze value was 6%. Therefore, even after 2 weeks, the dispersion state was stable, and no coarse particles or aggregates were observed. Furthermore, in order to measure the size of the dispersed hydroxyapatite fine particles using the dispersion liquid obtained above, the volume average particle diameter was 1. It was 1 μm. Further, a part of the dispersion was taken out and dried using an evaporator, and hydroxyapatite fine particles were taken out. Using this, wide angle X-ray diffraction measurement was performed. FIG. 8 is a wide-angle X-ray diffraction pattern of the hydroxyapatite fine particles after wet dispersion treatment obtained in Example 2. In FIG. 8, the half width of the diffraction peak from the (002) plane was 0.32 degrees, and the crystallite size calculated from this was 30 nm. The (002) / (310) peak intensity ratio was 4.2. The characteristics of other diffraction peaks coincided with the characteristics seen in FIG. Further, as a result of observing hydroxyapatite fine particles with a scanning electron microscope using a sample diluted with a hydroxyapatite dispersion and dropped onto a slide glass and dried, an observation image similar to that in Example 1 was obtained. It was confirmed that hydroxyapatite fine particles having the same size and shape were produced.

(比較例3)
実施例1において、アルカリ処理を行い、湿式分散処理を行う前のヒドロキシアパタイトを用いて、これを水に分散させ、超音波分散機を使用して分散を行ったが、分散液中の粒子は直ちに沈降し、安定な分散液は作製出来なかった。続いて、高速剪断分散機(特殊機化工業(株)製、TKホモディスパーL型)を使用して回転速度2000rpmで30分間処理を行ったが、同じく安定な分散液は作製出来なかった。図9は比較例3において得られたヒドロキシアパタイト分散液の光散乱回折式粒度分布計による測定結果である。測定して求められた体積平均粒子径は7.0μmであった。
(Comparative Example 3)
In Example 1, the alkali treatment was performed, and the hydroxyapatite before being subjected to the wet dispersion treatment was dispersed in water, and the dispersion was performed using an ultrasonic disperser. Immediately settled and a stable dispersion could not be prepared. Subsequently, a high-speed shearing disperser (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd., TK homodisper L type) was used for 30 minutes at a rotational speed of 2000 rpm, but a stable dispersion could not be produced. FIG. 9 shows the measurement results of the hydroxyapatite dispersion obtained in Comparative Example 3 using a light scattering diffraction particle size distribution meter. The volume average particle size determined by measurement was 7.0 μm.

本発明の製造方法により得られるヒドロキシアパタイト微粒子およびその分散物は適度な結晶性を有することから、例えば再生医療用途として骨や歯の修復材料として利用可能であり、これと各種高分子素材を組み合わせて作製した複合材料としてシート状材料やフィルムコーティング材料として利用することが可能である。さらに、遺伝子組み換えに利用されるDNAを担持させたベクターとしての用途や、吸着剤やクロマト用担体、イオン交換材、触媒、抗菌剤等の用途およびプラスチックフィルム成形の際の造核剤としての用途にも利用が可能である。   Since the hydroxyapatite fine particles obtained by the production method of the present invention and the dispersion thereof have appropriate crystallinity, they can be used as bone and tooth restoration materials for regenerative medical applications, for example, and combined with various polymer materials It can be used as a sheet-like material or a film coating material as a composite material produced in the above manner. Furthermore, use as a vector carrying DNA used for genetic recombination, use as an adsorbent, chromatographic carrier, ion exchange material, catalyst, antibacterial agent, etc. and use as a nucleating agent in plastic film molding Can also be used.

Claims (7)

第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶をpHが12以上の水中でアルカリ処理した後、メディアミルにより水中で湿式分散処理を行うヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法。   A method for producing hydroxyapatite fine particles, wherein a plate-like crystal of dicalcium phosphate dihydrate is alkali-treated in water having a pH of 12 or more, and then wet-dispersed in water by a media mill. 前記請求項1に記載のヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法により得られるヒドロキシアパタイト微粒子。   Hydroxyapatite fine particles obtained by the method for producing hydroxyapatite fine particles according to claim 1. 一次粒子および結晶子の大きさが10〜100nmの範囲であり、且つ二次粒子の体積平均粒子径が0.5〜6μmの範囲にある前記請求項2に記載のヒドロキシアパタイト微粒子。   The hydroxyapatite fine particles according to claim 2, wherein the size of the primary particles and crystallites is in the range of 10 to 100 nm, and the volume average particle diameter of the secondary particles is in the range of 0.5 to 6 µm. 広角X線回折において、2θ=33度付近の(300)面による回折ピーク強度より、2θ=26度付近の(002)面の回折ピーク強度が大きいX線回折パターンを示す、前記請求項2または3記載のヒドロキシアパタイト微粒子。   The wide-angle X-ray diffraction shows an X-ray diffraction pattern in which the diffraction peak intensity on the (002) plane near 2θ = 26 degrees is larger than the diffraction peak intensity on the (300) plane near 2θ = 33 degrees. 3. Hydroxyapatite fine particles according to 3. 広角X線回折において、2θ=40度付近の(310)面による回折ピーク強度に対する、2θ=26度付近の(002)面の回折ピーク強度比が1.9〜6の範囲にあるX線回折パターンを示す、前記請求項2〜4の何れかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子。   In wide-angle X-ray diffraction, the ratio of the diffraction peak intensity of the (002) plane near 2θ = 26 degrees to the diffraction peak intensity of the (310) plane near 2θ = 40 degrees is in the range of 1.9-6. The hydroxyapatite fine particles according to any one of claims 2 to 4, which exhibit a pattern. 広角X線回折において、2θ=32度付近の(112)面による回折ピークが(211)面および(300)面からの回折ピークと分離せず、後者2つの回折ピークが(112)面からの回折ピークの片部に付属して現れるX線回折パターンを示す前記請求項2〜5の何れかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子。   In wide-angle X-ray diffraction, the diffraction peak due to the (112) plane near 2θ = 32 degrees does not separate from the diffraction peaks from the (211) plane and the (300) plane, and the latter two diffraction peaks are from the (112) plane. The hydroxyapatite fine particles according to any one of claims 2 to 5, which exhibit an X-ray diffraction pattern appearing attached to one part of a diffraction peak. 前記請求項2〜6のいずれかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子を含有するヒドロキシアパタイト微粒子分散物。   A hydroxyapatite fine particle dispersion containing the hydroxyapatite fine particles according to any one of claims 2 to 6.
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