JP2775644B2 - Wet production of α-type tricalcium phosphate cement - Google Patents

Wet production of α-type tricalcium phosphate cement

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JP2775644B2
JP2775644B2 JP1250864A JP25086489A JP2775644B2 JP 2775644 B2 JP2775644 B2 JP 2775644B2 JP 1250864 A JP1250864 A JP 1250864A JP 25086489 A JP25086489 A JP 25086489A JP 2775644 B2 JP2775644 B2 JP 2775644B2
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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、骨補填材等の医科用及び歯科用セメントの
製造法、より詳しくは、α型第三リン酸カルシウムセメ
ントの湿式製造法の改良に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing medical and dental cements such as bone substitutes, and more particularly, to an improvement in a wet production method for α-type tricalcium phosphate cement. Things.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第三リン酸カルシウムは、水と反応して水和し硬化す
ることはよく知られており、この水和反応により生成さ
れるヒドロキシアパタイトは生体内の骨とほぼ同一の構
造をもつと考えられるところから、骨補填材等の医科用
及び歯科用セメントとして極めて重要なものである。
It is well known that tribasic calcium phosphate reacts with water and hydrates and hardens, and the hydroxyapatite produced by this hydration reaction is considered to have almost the same structure as bone in vivo. It is extremely important as a medical or dental cement such as a bone filling material.

一方、第三リン酸カルシウムには、1180℃ないし1430
℃で安定なα型と、1180℃以下で安定なβ型があり、こ
の中ではα型の方が水和活性が高いので、第三リン酸カ
ルシウムセメントには、α型が専ら用いられる。
On the other hand, for tricalcium phosphate, 1180 ° C to 1430
Α-type is stable at 1 ° C. and β-type is stable at 1180 ° C. or lower. Among them, α-type has higher hydration activity, so α-type is exclusively used for the tricalcium phosphate cement.

α型第三リン酸カルシウムセメントの製造法には、乾
式法と湿式法がある。
The method for producing the α-type tricalcium phosphate cement includes a dry method and a wet method.

乾式法は、第二リン酸カルシウムを550℃で2時間程
度加熱し、γ−ピロリン酸カルシウムに転化させ、これ
に炭酸カルシウムを均質に混合し、1200℃〜1300℃で1
時間以上焼成し、外気中に取り出し急冷する方法であ
る。従来、湿式法による第三リン酸カルシウムセメント
の水和硬化物の強度が低いと考えられていたため、主と
して乾式法が採用されてきた。
In the dry method, dibasic calcium phosphate is heated at 550 ° C. for about 2 hours to be converted into γ-calcium pyrophosphate, and calcium carbonate is uniformly mixed with the calcium phosphate.
It is a method of baking for more than an hour, taking out into the outside air and quenching. Conventionally, it has been considered that the strength of the hydrated hardened product of the tricalcium phosphate cement by the wet method is low, and therefore, the dry method has been mainly employed.

湿式法は、水溶液中で、カルシウムイオンとリン酸イ
オンとを直接反応させ、非晶質リン酸カルシウムを沈澱
させて、これを濾過、洗浄、乾燥して、高温で熱処理す
る方法である。そして、湿式法による第三リン酸カルシ
ウムセメントの水和硬化物の強度が低いという欠点を改
善するために次のような種々の改良が試みられている。
The wet method is a method in which calcium ions and phosphate ions are directly reacted in an aqueous solution to precipitate amorphous calcium phosphate, which is filtered, washed, dried, and heat-treated at a high temperature. In order to improve the disadvantage that the strength of the hydrated hardened product of the tricalcium phosphate cement by the wet method is low, the following various improvements have been attempted.

特開昭63-100008には、縮合リン酸又はその塩を100℃
以下で反応させ、700℃以下で熱処理(従ってβ型)す
る方法が開示されておる。
JP-A-63-100008 discloses that condensed phosphoric acid or a salt thereof is heated at 100 ° C.
A method is disclosed in which a reaction is performed below and a heat treatment is performed at 700 ° C. or lower (therefore, β-type).

特開平1-100048には、ヒドロキシアパタイトを1150℃
〜1450℃で減圧下で焼成して、α型第三リン酸カルシウ
ムとリン酸四カルシウムとからなるセメントの製造法が
開示されている。
JP-A-1-100048 discloses that hydroxyapatite is heated at 1150 ° C.
A method for producing a cement comprising α-type tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate, which is fired under reduced pressure at 4501450 ° C., is disclosed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

従来から採用されてきた乾式法は、原料を粉体で混合
するため均質な混合が難しく、生成物の均一性に問題が
あり、水和硬化にあたってヒドロキシアパタイトへの転
化も充分でなかった。また、1180℃以上で焼成後、急冷
(10℃/分以上)しないと、全部をα型第三リン酸カル
シウムに留めておくことができなかった。そのため、ラ
バープレス法等により1000kg/cm2程度に加圧圧縮後、再
度1200℃〜1300℃で1時間以上焼成することが必要であ
った。
In the dry method that has been conventionally employed, since the raw materials are mixed with powders, it is difficult to achieve uniform mixing, and there is a problem in the uniformity of the product, and the conversion to hydroxyapatite during hydration hardening was not sufficient. In addition, after calcination at 1180 ° C. or more, unless quenched (10 ° C./min or more), the whole product could not be retained in α-type tribasic calcium phosphate. Therefore, it was necessary to press and compress to about 1000 kg / cm 2 by a rubber press method or the like, and then to fire again at 1200 ° C. to 1300 ° C. for 1 hour or more.

一方、従来の湿式法により製造された第三リン酸カル
シウムセメントの水和硬化物の圧縮強度が低いという欠
点は、上述の特開昭63-100008及び特開平1-100048に開
示された発明によっても充分に解決されていない。
On the other hand, the drawback that the hydrated hardened product of the tricalcium phosphate cement produced by the conventional wet method has a low compressive strength is not sufficiently solved by the inventions disclosed in the above-mentioned JP-A-63-100008 and JP-A-1-100048. Has not been resolved.

特開昭63-100008に開示された発明は、β型の第三リ
ン酸カルシウムを製造するものであり、水和活性の点で
必ずしも充分ではない。
The invention disclosed in JP-A-63-100008 is for producing β-type tribasic calcium phosphate, and is not always sufficient in terms of hydration activity.

また、特開平1-100048に開示された発明は、α型第三
リン酸カルシウムとリン酸四カルシウムとの混合物から
なるセメントの製造法に関するものであるが、どの程度
圧縮強度が上がるか明確には開示されていない。
The invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-100048 relates to a method for producing a cement comprising a mixture of α-type tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate. It has not been.

本発明の解決しようとする課題は、上述のような問題
点を解決するため、製品の品質が均質で、水和硬化が容
易で、かつ硬化物の圧縮強度の高い新規なリン酸カルシ
ウム系セメントの製造法を開発することにある。
The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems by producing a novel calcium phosphate cement having uniform product quality, easy hydration hardening, and high compressive strength of the hardened material. Is to develop a law.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明者らは、上記課題を解決するため、水酸化カル
シウム懸濁液とリン酸水溶液とを反応させて、得られた
リン酸カルシウムの沈澱を焼成することによって製品を
得るリン酸カルシウム系セメントの湿式製造法におい
て、水酸化カルシウム懸濁液とリン酸水溶液とを、50℃
以上100℃以下で、かつ、最終反応生成物濃度が5%以
上25%以下になるように反応させて、ヒドロキシアパタ
イトと第二リン酸カルシウムとの混合物を生成させ、そ
れを焼成することを特徴とするα型第三リン酸カルシウ
ムセメントの湿式製造法を提案する。
Means for Solving the Problems To solve the above-mentioned problems, the present inventors reacted a calcium hydroxide suspension with a phosphoric acid aqueous solution, and obtained a product by calcining the obtained precipitate of calcium phosphate to obtain a product by wet production of a calcium phosphate cement. At a temperature of 50 ° C.
A mixture of hydroxyapatite and dicalcium phosphate by reacting at a temperature of not less than 100 ° C. and a final reaction product concentration of not less than 5% and not more than 25%, and firing the mixture. We propose a method for wet production of α-type tricalcium phosphate cement.

本発明において、反応温度を50℃以上とするのは、ヒ
ドロキシアパタイト自体の結晶性が高くなるのを防ぐと
同時に、第二リン酸カルシウムの結晶が大きくなり過ぎ
るのを抑え、微結晶のヒドロキシアパタイトと第二リン
酸カルシウムの混合物を得るためである。
In the present invention, setting the reaction temperature to 50 ° C. or higher prevents the crystallinity of hydroxyapatite itself from becoming high, and at the same time, suppresses the crystal of dibasic calcium phosphate from becoming too large. This is to obtain a mixture of calcium diphosphate.

しかし、反応温度が100℃を超えるようにするのは、
加圧容器等を必要とするだけでなく、それに伴い操作も
複雑になり、経済上からも好ましくない。
However, the reason why the reaction temperature exceeds 100 ° C. is that
Not only is a pressurized container required, but also the operation becomes complicated, which is not economically preferable.

最終反応生成物濃度を5%以上にするのも、ヒドロキ
シアパタイト自体の結晶性が高くなるのを防ぐと同時
に、第二リン酸カルシウムの結晶が大きくなり過ぎるの
を抑えるためである。
The reason why the final reaction product concentration is set to 5% or more is to prevent the crystallinity of hydroxyapatite itself from increasing and to suppress the crystal of dibasic calcium phosphate from becoming too large.

また、最終反応生成物濃度を25%以下にするのは、25
%を超えると攪拌が困難になり湿式反応が不可能になる
からである。
In addition, to make the final reaction product concentration 25% or less, 25%
%, Stirring becomes difficult and a wet reaction becomes impossible.

〔作用〕[Action]

本発明において、反応温度を50℃以上にすると、どの
ような作用によって、ヒドロキシアパタイトと第二リン
酸カルシウムとの混合物が生成するか詳細は不明である
が、一応、次のように考えられる。
In the present invention, if the reaction temperature is set to 50 ° C. or higher, the effect of generating a mixture of hydroxyapatite and dicalcium phosphate is unknown, but it is considered as follows.

ヒドロキシアパタイトは、非常に安定な化合物であっ
て、pHの高いほど、また、温度の高いほど生成し易いこ
とが知られており、第二リン酸カルシウムは、pHの低い
ほど、また、温度の低いほど生成し易く、また、安定で
あることが知られている。
Hydroxyapatite is a very stable compound, and it is known that the higher the pH and the higher the temperature, the easier it is to form.The lower the pH of the dibasic calcium phosphate and the lower the temperature, It is known to be easy to produce and stable.

従って、50℃以上の高い温度の水酸化カルシウム懸濁
液にリン酸を滴下した場合、先ず最初にヒドロキシアパ
タイトが生成し、その後、pHの低下にともなって、他の
リン酸カルシウム化合物が生じるが、これも、既に生成
したヒドロキシアパタイトを核として、安定なヒドロキ
シアパタイトに変化するものと考えられる。そして、更
にリン酸の添加を続けて溶液が酸性になると、酸性で安
定な第二リン酸カルシウムが生成するものと考えられ
る。
Therefore, when phosphoric acid is dropped into a calcium hydroxide suspension at a high temperature of 50 ° C. or higher, hydroxyapatite is first generated, and then, as the pH decreases, other calcium phosphate compounds are generated. Also, it is considered that hydroxyapatite changes into stable hydroxyapatite with the hydroxyapatite already formed as a nucleus. Then, when the addition of phosphoric acid is continued and the solution becomes acidic, it is considered that acidic and stable dibasic calcium phosphate is generated.

また、ヒドロキシアパタイトと第二リン酸カルシウム
の混合物を焼成して得られたα型第三リン酸カルシウム
セメントが、何故高い水和活性を有するか詳細は不明で
あるが、微結晶のヒドロキシアパタイトと第二リン酸カ
ルシウムとの混合結晶を焼成すると、ヒドロキシアパタ
イトの表面に第二リン酸カルシウムのリンとカルシウム
が拡散して行き、純度の高いα型第三リン酸カルシウム
を生成するためと考えられる。
In addition, although the details of why the α-type tricalcium phosphate cement obtained by calcining a mixture of hydroxyapatite and dicalcium phosphate has high hydration activity are unknown, microcrystalline hydroxyapatite and dicalcium phosphate are It is thought that when baking the mixed crystal of the above, phosphorus and calcium of dibasic calcium phosphate diffuse on the surface of hydroxyapatite to generate α-type tribasic calcium phosphate with high purity.

このようにして得られたα型第三リン酸カルシウムセ
メントが、どのような作用で圧縮強度の高い水和硬化物
を生成するか詳細は不明であるが、一応、次のように推
定される。
The details of how the α-type tribasic calcium phosphate cement thus obtained produces a hydrated hardened product having high compressive strength are unknown, but are presumed as follows.

第三リン酸カルシウムの水和硬化反応は、次式によ
り、非化学量論性ヒドロキシアパタイトを形成するため
といわれている。
The hydration hardening reaction of tribasic calcium phosphate is said to form non-stoichiometric hydroxyapatite according to the following formula.

(10−z)Ca3(PO4)2+3(2+n−z)H2O →3Ca10-z(HPO4)z(PO4)6-z(OH)2-z・nH2O +2(1−z)H3PO4 そして、このようにして生成された非化学量論性ヒド
ロキシアパタイト粒子の周囲に突出した微結晶の絡み合
い結合により強度が出現するといわれている。
(10−z) Ca 3 (PO 4 ) 2 +3 (2 + nz) H 2 O → 3Ca 10−z (HPO 4 ) z (PO 4 ) 6−z (OH) 2-z · nH 2 O + 2 ( 1-z) H 3 PO 4 and, it is said that the strength appears by entanglement coupling microcrystalline projecting around this way non-stoichiometric hydroxyapatite particles generated.

このようなことから、本発明におけるα型第三リン酸
カルシウムセメントにおいて、第二リン酸カルシウム由
来の第三リン酸カルシウムが、この絡み合い結合に何ら
かの有効な接着剤的な働きをしているものと推定され
る。
From these facts, it is presumed that in the α-type tribasic calcium phosphate cement of the present invention, tribasic calcium phosphate derived from dibasic calcium phosphate acts as an effective adhesive for this entangled bond.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1 3lのイオン交換水を入れたステンレスビーカーを80℃
に設定した恒温槽に設置し、そのイオン交換水に酸化カ
ルシウム(CaO)215gを投入し、30分間攪拌し乳化し
た。
Example 1 A stainless beaker containing 3 l of ion-exchanged water was heated to 80 ° C.
, And 215 g of calcium oxide (CaO) was added to the ion-exchanged water, followed by stirring for 30 minutes to emulsify.

液温を50℃に調整後、25%リン酸溶液1002gをマイク
ロチューブポンプを用い2時間かけて滴下し反応させ
た。最終反応液の濃度は9.4%であった。
After adjusting the liquid temperature to 50 ° C., 1002 g of a 25% phosphoric acid solution was dropped using a microtube pump over 2 hours to cause a reaction. The concentration of the final reaction solution was 9.4%.

更に50℃で1時間静置後、濾過し、150℃で2時間乾
燥した。得られた結晶(以下「結晶I」という)のX線
回折図は第1図の通りであった。
After leaving still at 50 ° C. for 1 hour, the mixture was filtered and dried at 150 ° C. for 2 hours. The X-ray diffraction pattern of the obtained crystal (hereinafter, referred to as “crystal I”) was as shown in FIG.

なお、この図において、○はヒドロキシアパタイト特
有ののピークを示し、▽は第二リン酸カルシウム特有の
ピークを示す。
In this figure, ○ indicates a peak specific to hydroxyapatite, and ▽ indicates a peak specific to dicalcium phosphate.

この結晶Iを1300℃で1時間焼成後、炉内で静置し8
時間で室温まで下げた。これを粉砕して平均粒径5μm
の粉末(以下「粉末I」という)を得た。
After firing this crystal I at 1300 ° C. for 1 hour,
Cooled down to room temperature over time. This is crushed and the average particle size is 5 μm
(Hereinafter referred to as “powder I”).

この粉末Iを、CuKα線により、Niフィルターを用
い、35KV、15mA、スリット幅(1,0.15,1)の条件でX線
回折分析をした結果、回折角度は、30.8°34.2°24.1°
に主ピークを有し、JCPDSカード9-348に記載されたα型
第三リン酸カルシウムの特性回折図と一致した。
The powder I was subjected to X-ray diffraction analysis with a CuKα ray using a Ni filter under the conditions of 35 KV, 15 mA, and slit width (1, 0.15, 1). As a result, the diffraction angle was 30.8 ° 34.2 ° 24.1 °.
, And coincided with the characteristic diffraction pattern of α-type tricalcium phosphate described in JCPD S- Card 9-348.

粉末Iを化学分析したところ、Ca/P比は1.51となり、
理論Ca/P比1.50にほぼ一致した。
Chemical analysis of Powder I resulted in a Ca / P ratio of 1.51,
It almost coincided with the theoretical Ca / P ratio of 1.50.

実施例2 反応温度を70℃とした他は実施例1と同一条件で反応
させた。最終反応液の濃度は9.4%であった。これから
実施例1と同一条件で結晶(以下「結晶II」という)を
得た。この結晶IIのX線回折図は第2図のとおりであっ
た。
Example 2 A reaction was performed under the same conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was 70 ° C. The concentration of the final reaction solution was 9.4%. From this, a crystal (hereinafter referred to as “crystal II”) was obtained under the same conditions as in Example 1. The X-ray diffraction pattern of this crystal II was as shown in FIG.

結晶IIから実施例1と同一条件で平均粒径5μmの粉
末(以下「粉末II」という)を得た。
A powder having an average particle size of 5 μm (hereinafter referred to as “powder II”) was obtained from the crystal II under the same conditions as in Example 1.

粉末IIをX線回折分析した結果、α型第三リン酸カル
シウムの特性回折図と一致した。
The result of X-ray diffraction analysis of the powder II was in agreement with the characteristic diffraction pattern of α-type tricalcium phosphate.

また、粉末IIの化学分析した結果、Ca/P比は1.50であ
った。
As a result of a chemical analysis of Powder II, the Ca / P ratio was 1.50.

実施例3 反応温度を98℃以上の煮沸条件とした他は実施例1と
同一条件で反応させた。最終反応液の濃度は9.3%であ
った。これから実施例1と同一条件で結晶(以下「結晶
III」という)を得た。この結晶IIIのX線回折図は第3
図のとおりであった。
Example 3 A reaction was performed under the same conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was set to a boiling condition of 98 ° C. or higher. The concentration of the final reaction solution was 9.3%. From now on, the crystal (hereinafter referred to as “crystal”
III "). The X-ray diffraction pattern of this crystal III is
It was as shown in the figure.

結晶IIIから実施例1と同一条件で平均粒径5μmの
粉末(以下「粉末III」という)を得た。
A powder having an average particle size of 5 μm (hereinafter referred to as “powder III”) was obtained from the crystal III under the same conditions as in Example 1.

粉末IIIをX線回折分析した結果、α型第三リン酸カ
ルシウムの特性回折図と一致した。
As a result of X-ray diffraction analysis of the powder III, the powder III agreed with the characteristic diffraction pattern of the α-type tribasic calcium phosphate.

また、粉末IIIの化学分析した結果、Ca/P比は1.51で
あった。
As a result of a chemical analysis of Powder III, the Ca / P ratio was 1.51.

比較例1 反応温度を40℃とした他は実施例1と同一条件で反応
させた。最終反応液の濃度は9.4%であった。これから
実施例1と同一条件で結晶(以下「結晶IV」という)を
得た。この結晶IVのX線回折図は第4図のとおりであっ
た。
Comparative Example 1 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was changed to 40 ° C. The concentration of the final reaction solution was 9.4%. From this, a crystal (hereinafter, referred to as “crystal IV”) was obtained under the same conditions as in Example 1. The X-ray diffraction pattern of this crystal IV was as shown in FIG.

結晶IVから実施例1と同一条件で平均粒径5μmの粉
末(以下「粉末IV」という)を得た。
A powder having an average particle size of 5 μm (hereinafter referred to as “powder IV”) was obtained from the crystal IV under the same conditions as in Example 1.

粉末IVをX線回折分析した結果、α型第三リン酸カル
シウムの特性回折図と一致した。
The result of X-ray diffraction analysis of the powder IV was consistent with the characteristic diffraction pattern of α-type tricalcium phosphate.

また、粉末IVの化学分析した結果、Ca/P比は1.50であ
った。
As a result of a chemical analysis of Powder IV, the Ca / P ratio was 1.50.

比較例2 12lのイオン交換水を入れたステンレスビーカーを80
℃に設定した恒温槽に設置し、そのイオン交換水に酸化
カルシウム(CaO)215gを投入し、30分間攪拌し乳化し
た。
Comparative Example 2 A stainless steel beaker containing 12 liters of ion-exchanged water
This was placed in a thermostat set at a temperature of ℃, and 215 g of calcium oxide (CaO) was added to the ion-exchanged water, followed by stirring for 30 minutes to emulsify.

液温を70℃に調整後、25%リン酸溶液1002gをマイク
ロチューブポンプを用い2時間かけて滴下し反応させ
た。最終反応液の濃度は3.0%であった。
After adjusting the liquid temperature to 70 ° C., 1002 g of a 25% phosphoric acid solution was added dropwise over 2 hours using a microtube pump to cause a reaction. The concentration of the final reaction solution was 3.0%.

その後、実施例1と同一操作を行い結晶(以下「結晶
V」という)を得た。この結晶VのX線回折図は第5図
のとおりであった。
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a crystal (hereinafter, referred to as “crystal V”). The X-ray diffraction pattern of this crystal V was as shown in FIG.

結晶Vから実施例1と同一条件で平均粒径5μmの粉
末(以下「粉末V」という)を得た。
A powder having an average particle size of 5 μm (hereinafter referred to as “powder V”) was obtained from the crystal V under the same conditions as in Example 1.

粉末VをX線回折分析した結果、α型第三リン酸カル
シウムの特性回折図と一致し、少量のヒドロキシアパタ
イトを含んでいた。
As a result of X-ray diffraction analysis of the powder V, the powder V contained a small amount of hydroxyapatite according to the characteristic diffraction pattern of α-type tribasic calcium phosphate.

また、粉末Vの化学分析した結果、Ca/P比は1.50であ
った。
As a result of a chemical analysis of Powder V, the Ca / P ratio was 1.50.

比較例3−従来の湿式法 2lビーカー中のイオン交換水500mlに硝酸カルシウムC
a(NO3)24H2O 354gを溶解し、これに、攪拌しながら、イ
オン交換水500mlに第二リン酸アンモニウム(NH3)2HPO4
132gを溶解した溶液をマイクロチューブポンプを用いて
2時間かけて滴下し反応させた後、更に24時間攪拌し
た。最終反応液の濃度は10.4%であった。
Comparative Example 3 Conventional wet method Calcium nitrate C was added to 500 ml of ion-exchanged water in a 2 l beaker.
a (NO 3 ) 2 4H 2 O 354 g was dissolved, and into this, with stirring, 500 ml of ion-exchanged water was added to diammonium phosphate (NH 3 ) 2 HPO 4
A solution in which 132 g was dissolved was added dropwise over 2 hours using a microtube pump to cause a reaction, and the mixture was further stirred for 24 hours. The concentration of the final reaction solution was 10.4%.

これを濾過した後、約1500mlのイオン交換水で分散攪
拌し1時間静置後濾過した。このような洗浄操作を5回
行い、150℃で2時間乾燥し結晶(以下「結晶VI」とい
う)を得た。この結晶VIのX線回折図は第6図のとおり
であった。
This was filtered, dispersed and stirred with about 1500 ml of ion-exchanged water, allowed to stand for 1 hour, and then filtered. Such washing operation was performed 5 times, and dried at 150 ° C. for 2 hours to obtain a crystal (hereinafter referred to as “crystal VI”). The X-ray diffraction pattern of this crystal VI was as shown in FIG.

この結晶VIを1300℃で1時間焼成後、外気中に取り出
して急冷し、粉砕して平均粒径5μmの粉末(以下「粉
末VI」という)を得た。
This crystal VI was fired at 1300 ° C. for 1 hour, taken out into the open air, quenched, and pulverized to obtain a powder having an average particle size of 5 μm (hereinafter referred to as “powder VI”).

粉末VIをX線回折分析した結果、α型第三リン酸カル
シウムの特性回折図と一致した。
The result of X-ray diffraction analysis of the powder VI was consistent with the characteristic diffraction pattern of α-type tricalcium phosphate.

また、粉末VIの化学分析した結果、Ca/P比は1.50であ
った。
As a result of a chemical analysis of Powder VI, the Ca / P ratio was 1.50.

比較例4−乾式法 第二リン酸カルシウムCaHPO42H2O 344gを500℃で5時
間焼成し、γ−ピロリン酸カルシウムγ−Ca2P2O7
し、これにCaCO3 100gを混合し、自動乳鉢を用いて5時
間混合して均質化し、1200℃で2時間焼成した後、外気
中に取り出して急冷し、粉砕して350メッシュ篩を通過
させた。
Comparative Example 4-Dry Method 344 g of dicalcium phosphate CaHPO 4 2H 2 O was calcined at 500 ° C. for 5 hours to obtain γ-calcium pyrophosphate γ-Ca 2 P 2 O 7 , mixed with 100 g of CaCO 3 , and placed in an automatic mortar. The mixture was homogenized by mixing for 5 hours, calcined at 1200 ° C. for 2 hours, taken out into the open air, quenched, crushed, and passed through a 350 mesh sieve.

更に、この粉末を1000kg/cm2にラバープレスを用いて
加圧し、1300℃で1時間焼成した後、粉砕して平均粒径
5μmの粉末(以下「粉末VII」という)を得た。
Further, the powder was pressed to 1000 kg / cm 2 using a rubber press, baked at 1300 ° C. for 1 hour, and then pulverized to obtain a powder having an average particle size of 5 μm (hereinafter referred to as “powder VII”).

粉末VIIをX線回折分析した結果、α型第三リン酸カ
ルシウムの特性回折図と一致した。
The powder VII was subjected to X-ray diffraction analysis, and the result was consistent with the characteristic diffraction pattern of α-type tricalcium phosphate.

また、粉末VIIの化学分析した結果、Ca/P比は1.51で
あった。
As a result of a chemical analysis of Powder VII, the Ca / P ratio was 1.51.

上述のようにして得られた粉末Iないし粉末VIIを、J
IS-6602の方法に準拠して、溶液として生理食塩水を用
いて、粉液比(P/L)2.0になるように煉和し、硬化時
間、及び、24時後の圧縮強度を測定した。
Powders I to VII obtained as described above were
In accordance with the method of IS-6602, using a physiological saline solution as a solution, the solution was pulverized to a powder-liquid ratio (P / L) of 2.0, and the curing time and the compressive strength after 24 hours were measured. .

また、結晶Iないし結晶VIのX線回折図(第1図〜第
6図)から結晶種を同定した。
Further, the crystal seeds were identified from the X-ray diffraction diagrams of the crystals I to VI (FIGS. 1 to 6).

これらの結果を第1表に示した。 The results are shown in Table 1.

第1表は、本発明に係わる方法により製造したα型第
三リン酸カルシウムセメントを使用した硬化物(粉末I
〜III)の圧縮強度が、従来のセメントを使用した硬化
物に比べて非常に高いことを示している。
Table 1 shows cured products (powder I) using α-type tricalcium phosphate cement produced by the method according to the present invention.
-III) shows that the compressive strength is much higher than that of a cured product using a conventional cement.

また、水和活性を、X線回折図のα型第三リン酸カル
シウムの特性回折線の主ピークである30.8°のピーク高
(Iα−TCP)とヒドロキシアパタイトの特性回折線の
主ピークである25.9°のピーク高(I-HAP)とから次式
で転化率を求め、第7図に示した。
The hydration activity was determined by measuring the peak height (Iα-TCP) of 30.8 ° which is the main peak of the characteristic diffraction line of α-type tribasic calcium phosphate in the X-ray diffraction diagram and 25.9 ° which is the main peak of the characteristic diffraction line of hydroxyapatite. From the peak height (I-HAP), the conversion was determined by the following equation and is shown in FIG.

第7図から、本発明に係わる方法で製造したα型第三
リン酸カルシウムセメントの水和活性を示すα型第三リ
ン酸カルシウムからヒドロキシアパタイトへの転化率
が、従来のセメントに比べて速いことがわかった。
From FIG. 7, it was found that the conversion rate from α-type tricalcium phosphate to hydroxyapatite showing the hydration activity of α-type tricalcium phosphate cement produced by the method according to the present invention was faster than that of the conventional cement. .

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明に係わるα型第三リン酸カルシウムセメントの
製造法は、上述のような構成と作用を有するので、次の
ような効果をもたらす。
The method for producing the α-type tribasic calcium phosphate cement according to the present invention has the above-described configuration and operation, and thus has the following effects.

乾式法では、均質な混合が難しく生成物の均一性に問
題があって、1180℃以上で焼成後急冷する必要があり、
また、ラバープレス法等により1000kg/cm2程度に加圧圧
縮後再度1200℃〜1300℃で1時間以上焼成することが必
要であったが、本発明に係わる方法では、均質な製品が
得られるため、特に急冷する必要もなく、また、加圧再
焼成する必要もない。
In the dry method, homogeneous mixing is difficult and there is a problem in the uniformity of the product.
In addition, it was necessary to bake again at 1200 ° C. to 1300 ° C. for 1 hour or more after compression and compression to about 1000 kg / cm 2 by a rubber press method or the like. However, in the method according to the present invention, a homogeneous product is obtained Therefore, there is no need for rapid cooling, and no need for pressure re-firing.

また、従来の湿式法で製造されたセメントは、水和硬
化物の圧縮強度が低いという欠点があったが、本発明に
係わる方法により製造されたセメントは、水和硬化物の
圧縮強度が非常に高く、本発明に係わる方法により、加
圧再焼成した乾式法の製品をも凌ぐ圧縮強度を有する製
品を得ることができる。
Cement manufactured by the conventional wet method has a disadvantage that the compressive strength of the hydrated hardened product is low. However, the cement manufactured by the method according to the present invention has a very low compressive strength of the hydrated hardened product. By the method according to the present invention, it is possible to obtain a product having a compressive strength that surpasses that of a dry-processed product re-fired under pressure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図〜第6図は、それぞれ、実施例1〜3、比較例1
〜3において、α型第三リン酸カルシウムセメント製造
の際に得られた結晶I〜VIのX線回折図であり、第7図
は、α型第三リン酸カルシウムからヒドロキシアパタイ
トへの転化率の経時変化を示す図である。なお、第1図
〜第5図において、○はヒドロキシアパタイト特有のピ
ークを示し、▽は第二リン酸カルシウム特有のピークを
示す。
1 to 6 show Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, respectively.
7 is an X-ray diffraction diagram of crystals I to VI obtained in the production of α-type tribasic calcium phosphate cement, and FIG. 7 shows the change over time of the conversion rate from α-type tribasic calcium phosphate to hydroxyapatite. FIG. In FIGS. 1 to 5, ○ indicates a peak specific to hydroxyapatite, and ▽ indicates a peak specific to dicalcium phosphate.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】水酸化カルシウム懸濁液とリン酸水溶液と
を反応させ、得られたリン酸カルシウムの沈澱を焼成す
ることによって製品を得るリン酸カルシウム系セメント
の湿式製造法において、水酸化カルシウム懸濁液とリン
酸水溶液とを、50℃以上100℃以下で、かつ、最終反応
生成物濃度が5%以上25%以下になるように反応させ
て、ヒドロキシアパタイトと第二リン酸カルシウムとの
混合物を生成させ、それを焼成することを特徴とするα
型第三リン酸カルシウムセメントの湿式製造法。
1. A method for producing a calcium phosphate cement by reacting a suspension of calcium hydroxide with an aqueous phosphoric acid solution and calcining the resulting precipitate of calcium phosphate to obtain a product. A mixture of hydroxyapatite and dibasic calcium phosphate is formed by reacting a phosphoric acid aqueous solution at a temperature of 50 ° C. or more and 100 ° C. or less and a final reaction product concentration of 5% or more and 25% or less. Characterized by firing
-Type method for producing tribasic calcium phosphate cement.
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