JP2572793B2 - ヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法 - Google Patents
ヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法Info
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- JP2572793B2 JP2572793B2 JP62326516A JP32651687A JP2572793B2 JP 2572793 B2 JP2572793 B2 JP 2572793B2 JP 62326516 A JP62326516 A JP 62326516A JP 32651687 A JP32651687 A JP 32651687A JP 2572793 B2 JP2572793 B2 JP 2572793B2
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/32—Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium
- C01B25/325—Preparation by double decomposition
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、単相で微粒かつ結晶性の良好な高純度ヒド
ロキシアパタイトの製造法、さらにCa/P（原子比の意
味、以下同じ）を再現性良く制御することのできるヒド
ロキシアパタイトの製造方法に関するものである。
ロキシアパタイトの製造法、さらにCa/P（原子比の意
味、以下同じ）を再現性良く制御することのできるヒド
ロキシアパタイトの製造方法に関するものである。
［従来の技術］ CaO−P2O5系アパタイトは生体材料として開発されて
おり、中でも特にヒドロキシアパタイト（以下HAPと記
す）は人体の骨を形成する物質と同じ組成であり、生体
内に埋入された場合、生体との親和性が良く、自家骨と
の接合性も良いので、人工骨や人工歯などの材料として
用いられている。また蛋白質との親和性やHAP自体の有
するイオン交換能を利用してクロマトグラフィー用の充
填材やイオン交換材などにも用いられている。
おり、中でも特にヒドロキシアパタイト（以下HAPと記
す）は人体の骨を形成する物質と同じ組成であり、生体
内に埋入された場合、生体との親和性が良く、自家骨と
の接合性も良いので、人工骨や人工歯などの材料として
用いられている。また蛋白質との親和性やHAP自体の有
するイオン交換能を利用してクロマトグラフィー用の充
填材やイオン交換材などにも用いられている。
HAPの製造方法としては、 湿式法:Ca塩水溶液と燐酸塩水溶液を反応させてCa/P
＝1.40〜1.67の微結晶状の燐酸カルシウムを得、これを
更に特定のカルシウム化合物と反応させて目的のHAPに
変換する方法、 水熱合成法：特公昭59−51485号（特開昭53−111000
号）公報に開示されている様にCaHPO4・2H2O（又はCaHP
O4）にCa（OH）２を加えて、あるいはOCP［Ca8H2（P
O4）６・5H2O］にCa化合物を加えオートクレーブ中で20
0〜400℃,15〜200気圧の熱水条件下で反応させて緻密結
晶構造の結晶質HAPを製造する方法、 乾式合成法：特公昭59−51485号（特開昭53−111000
号）公報に開示されているCa8H2（PO4）６・5H2OにCa化
合物を加え1000℃〜1300℃で固相反応させて緻密結晶構
造の結晶質HAPを製造する方法、 等がある。
＝1.40〜1.67の微結晶状の燐酸カルシウムを得、これを
更に特定のカルシウム化合物と反応させて目的のHAPに
変換する方法、 水熱合成法：特公昭59−51485号（特開昭53−111000
号）公報に開示されている様にCaHPO4・2H2O（又はCaHP
O4）にCa（OH）２を加えて、あるいはOCP［Ca8H2（P
O4）６・5H2O］にCa化合物を加えオートクレーブ中で20
0〜400℃,15〜200気圧の熱水条件下で反応させて緻密結
晶構造の結晶質HAPを製造する方法、 乾式合成法：特公昭59−51485号（特開昭53−111000
号）公報に開示されているCa8H2（PO4）６・5H2OにCa化
合物を加え1000℃〜1300℃で固相反応させて緻密結晶構
造の結晶質HAPを製造する方法、 等がある。
［発明が解決しようとする問題点］ 前記の方法は反応速度が大きいため生成物はコロイ
ド状となり、取扱いや操作の面で難があり、Ca/Pの再現
性が悪く、HAP以外の生成相が混入したり、未反応相が
残ったりする。の方法では高温高圧を必要とし、設備
費が高くなる上に生産効率も低い。またHAP粒子の大き
いものを得るには良い方法と言えるが微粒子状のものは
得難い。の方法では反応を完結させようとすれば高温
かつ長時間を要する。また、との方法ではHAP生成
の前段階として純粋なCaHPO4・2H2O（又はCaHPO4）やCa
H2（PO4）６・5H2Oを得ることが不可欠である。
ド状となり、取扱いや操作の面で難があり、Ca/Pの再現
性が悪く、HAP以外の生成相が混入したり、未反応相が
残ったりする。の方法では高温高圧を必要とし、設備
費が高くなる上に生産効率も低い。またHAP粒子の大き
いものを得るには良い方法と言えるが微粒子状のものは
得難い。の方法では反応を完結させようとすれば高温
かつ長時間を要する。また、との方法ではHAP生成
の前段階として純粋なCaHPO4・2H2O（又はCaHPO4）やCa
H2（PO4）６・5H2Oを得ることが不可欠である。
また、粉末を成形して焼成固化する場合において、成
形体の密度を高くするに当たっては、粉末の粒子径がで
きるだけ細かく、しかも粒度分布の狭いことが望まれて
いるにもかかわらず、前記の方法で得られるHAP粒子は
サイズ数μｍから10μｍ以上の粗粒のものであり、一次
粒子のサイズがこのように大きいと充填率が低くなり、
密度を高めることが難しい。そこで粒子サイズを細かく
しようとすると結晶性が悪くなり、水分を多く含むため
緻密成形体の焼成時における収縮率が大きくなり、かつ
不定になるという問題を有していた。
形体の密度を高くするに当たっては、粉末の粒子径がで
きるだけ細かく、しかも粒度分布の狭いことが望まれて
いるにもかかわらず、前記の方法で得られるHAP粒子は
サイズ数μｍから10μｍ以上の粗粒のものであり、一次
粒子のサイズがこのように大きいと充填率が低くなり、
密度を高めることが難しい。そこで粒子サイズを細かく
しようとすると結晶性が悪くなり、水分を多く含むため
緻密成形体の焼成時における収縮率が大きくなり、かつ
不定になるという問題を有していた。
そこで本発明においては過酷な条件を要することな
く、また高価な装着も必要とせずにHAP単相で微粒かつ
結晶性の良好なHAPを製造する方法、更にはCa/Pを再現
性良く制御することのできるHAPの製造方法について検
討した。
く、また高価な装着も必要とせずにHAP単相で微粒かつ
結晶性の良好なHAPを製造する方法、更にはCa/Pを再現
性良く制御することのできるHAPの製造方法について検
討した。
［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決することのできた本発明とは所定の
Ca/Pとなるように非燐酸型の反応性Ca化合物および非Ca
型の燐の反応性酸素酸化合物を50℃以下の水および／ま
たは親水性有機溶媒に溶解し、この溶液を水および／ま
たは親水性有機溶媒に温度70℃以上,pH4以上（好ましく
は８〜11）に保ちつつ滴下し、生成する沈殿物を回収す
ることを構成要旨とするものである。
Ca/Pとなるように非燐酸型の反応性Ca化合物および非Ca
型の燐の反応性酸素酸化合物を50℃以下の水および／ま
たは親水性有機溶媒に溶解し、この溶液を水および／ま
たは親水性有機溶媒に温度70℃以上,pH4以上（好ましく
は８〜11）に保ちつつ滴下し、生成する沈殿物を回収す
ることを構成要旨とするものである。
［作用］ 本発明で用いる非燐酸型の反応性Ca化合物および非Ca
型の反応性酸素酸化合物は水あるいは親水性有機溶媒に
可溶なものであり、例えば非燐酸型の反応性Ca化合物と
してはCaCl2,Ca（NO3）2,Ca（HCOO）2,Ca（CH3COO）2,C
a（OH）2,CaCO3等やカルシウムジメトキシド，カルシウ
ムジエトキシド，カルシウムジプロポキシド等のCa−ア
ルコキシド類およびカルボン酸塩類等が非限定的に例示
される。また非Ca型の燐の反応性酸素酸化合物としては
H3PO4あるいはKH2PO4,NH4H2PO4,（NH4）2HPO4,（NH4）3
PO4等の如き燐酸塩の他、燐酸トリメトキシド，燐酸ト
リエトキシド，燐酸トリプロポキシド，亜燐酸トリメト
キシド，亜燐酸トリエトキシド，亜燐酸トリプロポキシ
ド等の各種燐の酸素酸のアルコキシド類や燐酸トリメチ
ル，メタ燐酸エチル，燐酸モノチル，燐酸ジエチル，燐
酸トリエチル，ピロリン酸エチル等の各種燐の酸素酸の
エステル類が非限定的に例示される。
型の反応性酸素酸化合物は水あるいは親水性有機溶媒に
可溶なものであり、例えば非燐酸型の反応性Ca化合物と
してはCaCl2,Ca（NO3）2,Ca（HCOO）2,Ca（CH3COO）2,C
a（OH）2,CaCO3等やカルシウムジメトキシド，カルシウ
ムジエトキシド，カルシウムジプロポキシド等のCa−ア
ルコキシド類およびカルボン酸塩類等が非限定的に例示
される。また非Ca型の燐の反応性酸素酸化合物としては
H3PO4あるいはKH2PO4,NH4H2PO4,（NH4）2HPO4,（NH4）3
PO4等の如き燐酸塩の他、燐酸トリメトキシド，燐酸ト
リエトキシド，燐酸トリプロポキシド，亜燐酸トリメト
キシド，亜燐酸トリエトキシド，亜燐酸トリプロポキシ
ド等の各種燐の酸素酸のアルコキシド類や燐酸トリメチ
ル，メタ燐酸エチル，燐酸モノチル，燐酸ジエチル，燐
酸トリエチル，ピロリン酸エチル等の各種燐の酸素酸の
エステル類が非限定的に例示される。
前記非燐酸型の反応性Ca化合物および非Ca型の燐の反
応性酸素酸化合物を所定のCa/Pとなるような配合で50℃
以下の水および／または親水性有機溶媒に溶解させ、こ
の溶解液を水および／または親水性溶媒に温度70℃以
上,pH4以上（好ましくは８〜11）に保ちつつ滴下し、水
和置換反応させてHAP沈殿物を得る。この際溶解液の温
度を50℃以下とするのは溶解液中での反応を抑制するた
めである。
応性酸素酸化合物を所定のCa/Pとなるような配合で50℃
以下の水および／または親水性有機溶媒に溶解させ、こ
の溶解液を水および／または親水性溶媒に温度70℃以
上,pH4以上（好ましくは８〜11）に保ちつつ滴下し、水
和置換反応させてHAP沈殿物を得る。この際溶解液の温
度を50℃以下とするのは溶解液中での反応を抑制するた
めである。
また被滴下液の温度を70℃以上に保つとともにKOH,Na
OH,NH4OH等のアルカリを滴下してpHを４以上（好ましく
は８〜11）に保つのは、被滴下液の温度が70℃未満では
生成HAPが非晶質相との混合晶となってしまい、また結
晶性も悪くなってしまうからであり、被滴下液の温度は
70℃以上とする。また被滴下液がpH4未満では沈殿物が
生成せず、生成しても生成したHAP微粒子が際溶解し、
生成物の粒子形状や化学組成が不安定になるのでpH4以
上（好ましくは８〜11）に保つことが必要である。
OH,NH4OH等のアルカリを滴下してpHを４以上（好ましく
は８〜11）に保つのは、被滴下液の温度が70℃未満では
生成HAPが非晶質相との混合晶となってしまい、また結
晶性も悪くなってしまうからであり、被滴下液の温度は
70℃以上とする。また被滴下液がpH4未満では沈殿物が
生成せず、生成しても生成したHAP微粒子が際溶解し、
生成物の粒子形状や化学組成が不安定になるのでpH4以
上（好ましくは８〜11）に保つことが必要である。
また前記Ca化合物および前記Ｐ化合物を溶解する液あ
るいは溶解液を滴下する被滴下液の水以外の親水性有機
溶媒としてはメタノール，エタノール，アセトン，エー
テル等が例示され、水和反応置換に際しては溶解液およ
び被滴下液として同じものあるいは異なるものを使用し
ても良い。
るいは溶解液を滴下する被滴下液の水以外の親水性有機
溶媒としてはメタノール，エタノール，アセトン，エー
テル等が例示され、水和反応置換に際しては溶解液およ
び被滴下液として同じものあるいは異なるものを使用し
ても良い。
水和反応置換して得られるHAPのCa/Pは配合原料のCa/
Pに対して第１図に示すような結果が得られ、配合原料
のCa/P≧1.3以上のものでは単相HAPが得られる。この点
は原料の如何を問わず本発明方法によれば同様であり、
再現性の良いものであった。またHAP粒子は分散性に優
れ、サイズおよび形状のそろった針状微粒子であった。
Pに対して第１図に示すような結果が得られ、配合原料
のCa/P≧1.3以上のものでは単相HAPが得られる。この点
は原料の如何を問わず本発明方法によれば同様であり、
再現性の良いものであった。またHAP粒子は分散性に優
れ、サイズおよび形状のそろった針状微粒子であった。
［実施例］ 実施例１ 第１表に示す配合割合でCaCl2とKH2PO4を25℃でイオ
ン交換水１に溶解し、混合溶液とした。
ン交換水１に溶解し、混合溶液とした。
続いて70℃のイオン交換水１にこの温度を保ちつ
つ、pHコントローラに接続したマイクロチューブポンプ
でKOH液をpH4以上に保つように加えるとともに前記混合
液を滴下したところ乳白色の懸濁液を得た。該懸濁液を
２時間保持した後、メンブランフィルターにて濾過し、
AgNO3液で瀘液の白濁が認められなくなるまで純水で洗
浄した。得られた生成物を100℃にて乾燥後粉末Ｘ線回
折に付した結果によると、原料のCa/Pが1.0のものを除
いてすべてHAPの単相であった。また透過電子顕微鏡に
よる粒子形状の観察ではサイズのそろった針状粒子が均
一に分散していた。得られたHAPのCa/Pと原料のCa/Pの
関係を第１図に示す。
つ、pHコントローラに接続したマイクロチューブポンプ
でKOH液をpH4以上に保つように加えるとともに前記混合
液を滴下したところ乳白色の懸濁液を得た。該懸濁液を
２時間保持した後、メンブランフィルターにて濾過し、
AgNO3液で瀘液の白濁が認められなくなるまで純水で洗
浄した。得られた生成物を100℃にて乾燥後粉末Ｘ線回
折に付した結果によると、原料のCa/Pが1.0のものを除
いてすべてHAPの単相であった。また透過電子顕微鏡に
よる粒子形状の観察ではサイズのそろった針状粒子が均
一に分散していた。得られたHAPのCa/Pと原料のCa/Pの
関係を第１図に示す。
実施例２ 第２表に示すCa/Pの配合割合でCaCl2とH3PO4（85％濃
度）を25℃のイオン交換水１に溶解して混合溶液を
得、実施例１と同様にして第２表に示すCa/PのHAPを得
た。得られたHAPは単相で分散性に優れ、サイズのそろ
った針状粒子であった。
度）を25℃のイオン交換水１に溶解して混合溶液を
得、実施例１と同様にして第２表に示すCa/PのHAPを得
た。得られたHAPは単相で分散性に優れ、サイズのそろ
った針状粒子であった。
実施例３ Ca/P＝1.67となるような配合割合でCaエトキシドと燐
酸トリメチルを25℃のエチルアルコールに溶解して混合
溶液を得た。次いで実施例１と同様にしてCa/P＝1.67の
HAPを得た。得られたHAPは単相て分散性に優れ、サイズ
のそろった微粒針状粒子であった。
酸トリメチルを25℃のエチルアルコールに溶解して混合
溶液を得た。次いで実施例１と同様にしてCa/P＝1.67の
HAPを得た。得られたHAPは単相て分散性に優れ、サイズ
のそろった微粒針状粒子であった。
比較例１ 1.5のCa（OH）２スラリー（濃度18.5g/）に1.5
のH3PO4液（H3PO4濃度85％，濃度17.3g/）を添加して
（この時、Ca/P＝1.666でCa/P＜10/6となっている）第
３表に示す条件で反応させ、得られた生成物の化学組成
ならびにＸ線回折による生成相を第３表に示す。
のH3PO4液（H3PO4濃度85％，濃度17.3g/）を添加して
（この時、Ca/P＝1.666でCa/P＜10/6となっている）第
３表に示す条件で反応させ、得られた生成物の化学組成
ならびにＸ線回折による生成相を第３表に示す。
第３表から明らかなように生成物は各種燐酸カルシウ
ムが含有されており、HAP単相のものは得られないこと
がわかる。またCa/Pも反応条件によって異なっている。
ムが含有されており、HAP単相のものは得られないこと
がわかる。またCa/Pも反応条件によって異なっている。
比較例２ Ca（OH）210g/のスリラーにH3PO410g/をCa/P＝1.
67となるように添加混合し、70℃でHAPを反応生成させ
た。得られたHAPのCa/Pは第２図に示すように反応ロッ
トごとに異なり、Ca/Pの制御が不可能であった。また粒
子形状もふぞろいで結晶性も低かった。
67となるように添加混合し、70℃でHAPを反応生成させ
た。得られたHAPのCa/Pは第２図に示すように反応ロッ
トごとに異なり、Ca/Pの制御が不可能であった。また粒
子形状もふぞろいで結晶性も低かった。
［発明の効果］ 本発明は以上のように構成されているので、単相で微
粒かつ結晶性の良好な高純度のヒドロキシアパタイトを
製造することができる。またCa/Pを再現性良く制御する
ことができる。
粒かつ結晶性の良好な高純度のヒドロキシアパタイトを
製造することができる。またCa/Pを再現性良く制御する
ことができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は配合原料Ca/Pに対する生成HAPのCa/Pを示す
図、第２図は比較例における各反応ロットのCa/Pを示す
図である。
図、第２図は比較例における各反応ロットのCa/Pを示す
図である。
Claims (1)
- 【請求項１】所定のCa/Pとなるように比燐酸型の反応性
Ca化合物および非Ca型の燐の反応性酸素酸化合物を50℃
以下の水および／または親水性有機溶媒に溶解し、この
溶液を水および／または親水性有機溶媒に温度70℃以
上,pH4以上に保ちつつ滴下し、生成する沈殿物を回収す
ることを特徴とするヒドロキシアパタイト微粒子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62326516A JP2572793B2 (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | ヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62326516A JP2572793B2 (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | ヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01167209A JPH01167209A (ja) | 1989-06-30 |
| JP2572793B2 true JP2572793B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=18188705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62326516A Expired - Lifetime JP2572793B2 (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | ヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572793B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5939039A (en) * | 1997-01-16 | 1999-08-17 | Orthovita, Inc. | Methods for production of calcium phosphate |
| US9220595B2 (en) | 2004-06-23 | 2015-12-29 | Orthovita, Inc. | Shapeable bone graft substitute and instruments for delivery thereof |
| GR1005019B (el) * | 2004-12-23 | 2005-10-11 | Βαιμακης@Τιβεριος | Παραγωγη@μονο-κρυσταλλων@υψηλης@κρυσταλλικοτητας@υδροξυαπατιτη@σε@χαμηλη@θερμοκρασια |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP62326516A patent/JP2572793B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01167209A (ja) | 1989-06-30 |
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