JP4639365B2 - Calcium phosphate porous material having mesopore structure on the surface and inner surface and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、メソポアを表面あるいは内面に有するリン酸カルシウム多孔質材料及びその作製技術に関するものであり、更に詳しくは、多孔質アパタイト等のリン酸カルシウム多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料、その製造方法及び用途に関するものである。本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、その表面あるいは内面にあるメソポアが、生物由来の、あるいはそれ以外の生理活性物質、生体触媒等を好適に吸着することができるため、例えば、固定化担体、薬物担体、生体組織充填材、あるいはろ過材等に好適に利用し得るものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a calcium phosphate porous material having mesopores on the surface or the inner surface and a production technique thereof, and more specifically, the surface of a porous calcium phosphate body such as porous apatite and the inner surface of pores ranging from several nanometers to submicrons. The present invention relates to a calcium phosphate porous material having a mesopore structure composed of the pores, a method for producing the same, and a use thereof. In the porous calcium phosphate material of the present invention, the mesopores on the surface or the inner surface can suitably adsorb biologically-derived or other physiologically active substances, biocatalysts, etc. It can be suitably used for a carrier, a biological tissue filler, a filter medium or the like.
リン酸カルシウム化合物は、蛋白質等、生体分子に対する特異的な吸着特性を示し、例えば、生体分子固定化担体、薬物担体、ろ過、分離材等に使われているが、担体として用いる場合、接触面積が大きい多孔質体が用いられる。このリン酸カルシウム化合物を薬物担体として用いる場合、徐放制御が難しいとされている。また、リン酸カルシウム化合物は、生体適合性、生体活性に優れ、例えば、骨充填材、治療用薬物担体等に実用化され、広く使用されている。骨充填材等、体内で用いる場合、アパタイト等、リン酸カルシウム化合物は、生体内で骨と結合する優れた特性があるが、自家骨と比べ骨形成は十分ではなく、また、体の中で骨が再生するリモルディングサイクルに取り込まれる人工材料はなく、自家骨と同程度の骨形成、リモルディングサイクルに取り込まれる人工材料の出現が待たれている。リン酸カルシウム系多孔質材料に関連する先行技術として、例えば、２種類の細孔からなる孔隙構造を形成した材料（特許文献１〜２）、及び高分子化合物多孔質複合構造体の細孔表面にヒドロキシアパタイト層を設けた材料（特許文献３）が提案されている。 Calcium phosphate compounds show specific adsorption properties for biomolecules such as proteins. For example, they are used in biomolecule-immobilized carriers, drug carriers, filtration, separation materials, etc., but when used as carriers, they have a large contact area. A porous body is used. When this calcium phosphate compound is used as a drug carrier, controlled release control is considered difficult. In addition, calcium phosphate compounds are excellent in biocompatibility and bioactivity, and are practically used and widely used, for example, as bone fillers and therapeutic drug carriers. When used in the body, such as a bone filler, calcium phosphate compounds such as apatite have excellent properties of binding to bone in vivo, but bone formation is not sufficient compared to autologous bone, and bones in the body There is no artificial material taken into the remolding cycle to be regenerated, and the appearance of artificial materials taken into the bone remodeling cycle and bone formation similar to autologous bone is awaited. As prior arts related to calcium phosphate based porous materials, for example, materials having a pore structure composed of two types of pores (Patent Documents 1 and 2), and hydroxy on the pore surface of the polymer compound porous composite structure A material provided with an apatite layer (Patent Document 3) has been proposed.
リン酸カルシウムは、体内で溶解し、骨と同化していくことが期待されているが、期待されたほど骨と同化しないことが多く指摘されている。たとえリン酸カルシウム化合物の中で溶解度が高い材料を用いても、体内に埋入されると、化学的に溶解するだけで、骨細胞による吸収、再生のサイクルに同期しない。リン酸カルシウム化合物を体内に埋入すると、表面に骨類似アパタイトが沈着し、生成した骨類似アパタイトを介して自家骨と結合するが、骨細胞の骨形成を促進するわけではなく、アパタイト等のリン酸カルシウム化合物自体に骨形成促進能はない。骨形成を促進する生理活性物質と材料を複合化することで、骨形成を促進させる検討が行われている。生理活性物質として、蛋白質の一種である骨形成因子（ＢＭＰ−２，４）、トランスフォーミング増殖因子（ＴＧＦ−β１）などが知られており、生理活性物質と材料を複合化することが盛んに検討されている。 Calcium phosphate is expected to dissolve in the body and assimilate with bone, but it is often pointed out that it does not assimilate with bone as expected. Even if a material having high solubility in the calcium phosphate compound is used, when it is implanted in the body, it only dissolves chemically and does not synchronize with the cycle of resorption and regeneration by bone cells. When a calcium phosphate compound is implanted into the body, bone-like apatite deposits on the surface and binds to autologous bone via the generated bone-like apatite, but it does not promote bone formation of bone cells, but calcium phosphate compounds such as apatite It has no ability to promote bone formation. Studies are being made to promote bone formation by combining a physiologically active substance and a material that promote bone formation. Known as biologically active substances are bone forming factors (BMP-2, 4), transforming growth factors (TGF-β1), which are a kind of protein, and it is actively involved in combining physiologically active substances and materials. It is being considered.
一方、これらの生理活性物質を、必要な箇所に直接投与した場合、必要箇所から１日で拡散してしまう。そのため、骨充填材に用いられる多孔質の顆粒状アパタイトセラックスに水溶性コラーゲンを付着させて用いる試みも報告されている（非特許文献１）。また、担体自体が体内で崩壊し、それとともに徐放する生分解性の高分子を担体とした報告例が多数知られている。更に、表面電位を制御して保持することを狙ったゼラチンゲルが開発され、１週間後に約半分、２週間で１〜２割程度保持できるようになった（非特許文献２）。いずれの場合も、機能を保持できる期間には限りがあり、また、自己崩壊することで、包含した薬剤等を徐放する生分解性ポリマーの場合、崩壊しても担体に再結合する等により、期待したほど徐放できない例が報告されている。 On the other hand, when these physiologically active substances are directly administered to a necessary site, they diffuse from the necessary site in one day. Therefore, an attempt to use water-soluble collagen attached to porous granular apatite serax used for bone filler has also been reported (Non-patent Document 1). In addition, many reports have been made on biodegradable polymers that disintegrate in the body and are slowly released along with the carrier. Furthermore, a gelatin gel aimed at controlling and maintaining the surface potential has been developed, and can be held approximately half after two weeks and about 10 to 20% within two weeks (Non-patent Document 2). In either case, the period during which the function can be maintained is limited, and in the case of a biodegradable polymer that releases the contained drug etc. by self-disintegration, it can be rebound to the carrier even if it is disintegrated. There have been reports of cases where sustained release cannot be achieved as expected.
アパタイトは、蛋白質に対する特異的な吸着特性を有し、蛋白質、生理活性物質の吸着が多数報告され、特に、溶解性に優れる低結晶性炭酸アパタイトが蛋白質等の徐放担体として注目されている。本発明者らは、炭酸量を制御したアパタイトハイドロゲル中に蛋白質を包含させ、固化することで、固化体からの徐放が可能であることを見出した（非特許文献３）。しかしながら、担体の溶出に伴う蛋白質の徐放においては、担体の溶出量ほど蛋白質が放出されない。 Apatite has specific adsorption properties for proteins, and many adsorptions of proteins and physiologically active substances have been reported. In particular, low crystalline carbonate apatite having excellent solubility has attracted attention as a sustained release carrier for proteins and the like. The present inventors have found that a protein can be contained in an apatite hydrogel having a controlled carbonic acid content and solidified to allow sustained release from the solidified body (Non-patent Document 3). However, in the sustained release of the protein accompanying the elution of the carrier, the protein is not released as much as the elution amount of the carrier.
本発明は、前述した背景に鑑みて、生理活性物質等、生体分子を保持する新規な担持機能を有するリン酸カルシウム化合物材料、特に、メソ気孔を有するアパタイトセラミックス多孔質材料及びその製造技術を提供することを目的とするものである。 In view of the above-described background, the present invention provides a calcium phosphate compound material having a novel supporting function for holding a biomolecule such as a physiologically active substance, in particular, an apatite ceramic porous material having mesopores and a production technique thereof. It is intended.
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）リン酸カルシウムの多孔体からなる基材において、該多孔体基材の表面及び気孔内面に所定の大きさの範囲の気孔からなるメソポア構造が形成されているリン酸カルシウム多孔質材料であって、
上記リン酸カルシウムの多孔体からなる基材が、２００〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であり、上記メソポア構造が、リン酸カルシウム以外のセラミックスの皮膜、又はリン酸カルシウムの再析出層から形成されており、上記皮膜の比表面積が少なくとも４００ｍ２／ｇ、気孔率が３０〜８０％、気孔径が２〜１００ｎｍ、又は、上記再析出層の気孔径が１０〜１００ｎｍ、であることを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料。
（２）上記リン酸カルシウムの多孔体が、多孔質アパタイトである前記（１）に記載のリン酸カルシウム多孔質材料。
（３）前記（１）又は（２）に記載のリン酸カルシウム多孔質材料からなり、生理活性物質を選択的に吸着、固定する作用を有することを特徴とする生理活性物質の吸着・固定用担体。
（４）リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、ブロックコポリマーを用いて、又はゾル−ゲル法の手法を用いて、該多孔体基材の表面及び気孔内面にリン酸カルシウム以外の皮膜を形成することにより、上記多孔体基材の表面及び気孔内面に所定の大きさの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製するリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法であって、
上記リン酸カルシウムの多孔体からなる基材が、２００〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であり、上記メソポア構造が、セラミックスの皮膜から形成されており、上記皮膜の比表面積が少なくとも４００ｍ２／ｇ、気孔率が３０〜８０％、気孔径が２〜１００ｎｍ、であることを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法。
（５）リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、溶解、再沈着処理して、該多孔体基材の表面及び気孔内面にリン酸カルシウムの再析出層を形成することにより、上記多孔体基材の表面及び気孔内面に所定の大きさの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製するリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法であって、
上記リン酸カルシウムの多孔体からなる基材が、２００〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であり、上記メソポア構造が、リン酸カルシウムの再析出層から形成されており、上記再析出層の気孔径が１０〜１００ｎｍ、であることを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法。
（６）上記リン酸カルシウムの多孔体が、多孔質アパタイトである前記（４）又は（５）に記載のリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法。
（７）上記皮膜を形成した後、有機物を除去する前記（４）に記載のリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法。
The present invention for solving the above-described problems comprises the following technical means.
(1) A calcium phosphate porous material in which a mesopore structure composed of pores in a predetermined size range is formed on the surface of the porous substrate and the inner surface of the pores in the substrate composed of a porous body of calcium phosphate,
The substrate composed of a porous body of calcium phosphate has open pores with a pore diameter ranging from 200 to 300 microns, has a porosity of 30 to 85%, and the mesopore structure has a ceramic film other than calcium phosphate, Or a reprecipitation layer of calcium phosphate, and the specific surface area of the film is at least 400 m 2 / g, the porosity is 30 to 80%, the pore diameter is 2 to 100 nm, or the pore diameter of the reprecipitation layer is 10 Calcium phosphate porous material, characterized in that it is ˜100 nm.
(2) The calcium phosphate porous material according to (1), wherein the calcium phosphate porous material is porous apatite.
(3) A carrier for adsorbing and immobilizing a physiologically active substance, comprising the calcium phosphate porous material according to (1) or (2), and having a function of selectively adsorbing and immobilizing a physiologically active substance.
(4) By forming a base material composed of a porous body of calcium phosphate using a block copolymer or using a sol-gel method, a film other than calcium phosphate is formed on the surface of the porous base material and the inner surface of the pores. A method for producing a calcium phosphate porous material for preparing a calcium phosphate porous material having a mesopore structure composed of pores in a predetermined size range on the surface of the porous substrate and the inner surface of the pores,
The substrate composed of the porous calcium phosphate has open pores with a pore size ranging from 200 to 300 microns, has a porosity of 30 to 85%, and the mesopore structure is formed from a ceramic film. A method for producing a porous calcium phosphate material, wherein the specific surface area of the film is at least 400 m 2 / g, the porosity is 30 to 80%, and the pore diameter is 2 to 100 nm.
(5) The surface of the porous substrate is formed by dissolving and re-depositing a substrate made of a porous body of calcium phosphate to form a calcium phosphate reprecipitation layer on the surface of the porous substrate and the inner surface of the pores. And a method for producing a calcium phosphate porous material for preparing a calcium phosphate porous material having a mesopore structure composed of pores in a predetermined size range on the inner surface of the pores,
The substrate composed of the porous calcium phosphate has open pores with a pore diameter ranging from 200 to 300 microns, has a porosity of 30 to 85%, and the mesopore structure is formed from a reprecipitation layer of calcium phosphate. A method for producing a calcium phosphate porous material, wherein the reprecipitation layer has a pore diameter of 10 to 100 nm.
(6) The method for producing a calcium phosphate porous material according to (4) or (5), wherein the calcium phosphate porous material is porous apatite.
(7) The method for producing a calcium phosphate porous material according to (4), wherein the organic substance is removed after the film is formed.
また、本発明は、上記のリン酸カルシウム多孔質材料からなり、生理活性物質を選択的に吸着、固定する作用を有することを特徴とする生理活性物質の吸着・固定用担体、である。また、本発明は、リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、ブロックコポリマーを用いて、又はゾル−ゲル法の手法を用いて、該多孔体の表面及び気孔内面にリン酸カルシウム以外の皮膜を形成することにより、上記多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製することを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法、である。また、本発明は、リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、溶解、再沈着処理して、該多孔体の表面及び気孔内面にリン酸カルシウムの再析出層を形成することにより、上記多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製することを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法、である。本方法は、（１）上記リン酸カルシウムの多孔体が、〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であること、（２）上記皮膜を形成した後、有機物を除去すること、を実施態様としている。 The present invention also provides a bioactive substance adsorption / fixation carrier comprising the above-mentioned calcium phosphate porous material and having a function of selectively adsorbing and immobilizing a bioactive substance. Further, the present invention is to form a coating film other than calcium phosphate on the surface of the porous body and the inner surface of the pores using a block copolymer or a sol-gel method as a base material composed of a porous body of calcium phosphate. To prepare a calcium phosphate porous material having a mesopore structure having pores in the range of several nanometers to submicrons on the surface of the porous body and the inner surface of the pores. Further, the present invention is a method of dissolving and re-depositing a base material composed of a porous body of calcium phosphate to form a calcium phosphate reprecipitation layer on the surface of the porous body and the inner surface of the pores. A method for producing a porous calcium phosphate material, comprising preparing a calcium phosphate porous material having a mesopore structure composed of pores in the range of several nanometers to submicrons on the inner surface of the pores. In this method, (1) the porous body of calcium phosphate has open pores having a pore diameter in a range of up to 300 microns, and the porosity is 30 to 85%. (2) After forming the film , removing the organic substances, it is the embodiment of.
次に、本発明を更に詳細に説明する。
本発明に使用するリン酸カルシウムとしては、好適には、例えば、アパタイトが例示されるが、このアパタイトは、一般式Ｃａ１０(ＰＯ４)６Ｘ２（式中、Ｘは、水酸基、炭酸等を示す）で表される化合物である。本発明に使用する多孔質リン酸カルシウム基材の表面あるいは内面に形成するメソポア構造を構成するものとして、例えば、セラミックス、金属、プラスチックスのいずれか、あるいはそれを複合したものが例示されるが、これらに限定されるものではない。これらの具体例としては、好適には、例えば、シルカ、金属シリコン、オルガノシリケート等が例示される。しかし、これらに制限されるものではなく、これらと同効のものであれば同様に使用することができる。
Next, the present invention will be described in more detail.
The calcium phosphate used in the present invention is preferably exemplified by apatite, for example. The apatite has a general formula Ca 10 (PO 4 ) 6 X 2 (wherein X represents a hydroxyl group, carbonic acid, etc.) ). Examples of the constituent of the mesopore structure formed on the surface or inner surface of the porous calcium phosphate substrate used in the present invention include ceramics, metals, plastics, or composites thereof. It is not limited to. Preferred examples of these include, for example, silk, metal silicon, organosilicate, and the like. However, it is not limited to these, and can be used in the same manner as long as they have the same effect.
本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、〜〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％である多孔質アパタイト等のリン酸カルシウム多孔体において、該多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造が形成されていることを特徴としている。そして、本発明のリン酸カルシウム多孔質材料において、上記メソポア構造は、リン酸カルシウム以外のセラミックスの皮膜又はリン酸カルシウムの再析出層から形成されている。例えば、上記皮膜の比表面積は４００ｍ２／ｇ以上、気孔率は３０〜８０％、気孔径は２〜１００ｎｍ、膜厚は０．５〜２０μｍ、が例示される。上記リン酸カルシウムの多孔体としては、例えば、ハイドロキシアパタイト、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、該化合物のカルシウムに一部マグネシウム、ストロンチウム等の金属が置換した化合物、その複合体の多孔体が例示される。これらの多孔体の多孔質構造としては、開気孔あるいは貫通孔を主として有するもの、気孔の形体としては、円筒形、角形等の形態のものが例示されるが、これらに制限されるものではない。 The porous calcium phosphate material of the present invention has an open pore with a pore size ranging from ~ 300 microns , and is a porous calcium phosphate porous material such as porous apatite having a porosity of 30-85%. In addition, a mesopore structure composed of pores in the range of several nanometers to submicron is formed on the inner surface of the pores. In the calcium phosphate porous material of the present invention, the mesopore structure is formed from a ceramic film other than calcium phosphate or a reprecipitation layer of calcium phosphate. For example, the specific surface area of the film is 400 m 2 / g or more, the porosity is 30 to 80%, the pore diameter is 2 to 100 nm, and the film thickness is 0.5 to 20 μm. Examples of the calcium phosphate porous material include hydroxyapatite, calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, a compound obtained by substituting a metal such as magnesium or strontium for the calcium of the compound, and a composite porous material. Examples of the porous structure of these porous bodies include those having mainly open pores or through-holes, and examples of pore shapes include cylindrical shapes, rectangular shapes and the like, but are not limited thereto. .
本発明において、上記リン酸カルシウム多孔質材料は、リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、ブロックコポリマーを用いて、又はゾル−ゲル法の手法を用いて、該多孔体の表面及び気孔内面にリン酸カルシウム以外の新規皮膜を形成することにより数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製することにより製造されるか、あるいは、リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、溶解、再沈着処理して、該多孔体の表面及び気孔内面にリン酸カルシウムの再析出層を形成することにより数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製することにより製造される。 In the present invention, the calcium phosphate porous material may be formed by using a substrate made of a calcium phosphate porous material, using a block copolymer, or using a sol-gel method, on the surface of the porous material and the inner surface of pores other than calcium phosphate. It is manufactured by preparing a calcium phosphate porous material having a mesopore structure consisting of pores ranging from a few nanometers to submicrons by forming a new film, or dissolving a substrate made of a calcium phosphate porous material Preparing a calcium phosphate porous material having a mesopore structure composed of pores ranging from several nanometers to submicrons by re-deposition treatment to form a calcium phosphate reprecipitation layer on the surface of the porous body and on the inner surface of the pores. Manufactured by.
これらを更に具体的に説明すると、１段階として、骨充填材等に好適な多孔質構造を有するリン酸カルシウム化合物の多孔体からなる基材を調製する。好適な多孔質構造としては、〜〜３００ミクロンまでのの範囲の気孔径の開気孔を有することであり、それにより、１０〜５０ミクロンの微生物や細胞を好適に担持し得る機能が発揮される。上記の基材は、ジクロロメタン、アセトン等の有機溶剤、塩酸等の酸性溶液等の溶剤、又は熱等で分解除去できる添加物あるいは多孔性のフォーム、例えば、ポリウレタン等にリン酸カルシウムを水中に分散したスラリー等の原料を加え、必要に応じて所定の形状に成形し、その後、溶剤、熱等で添加物あるいはフォームを除去することで得られるが、これらの多孔質材料を作製する手法、作製法等の手段は特に限定されるものではない。 More specifically, as a step, a base material made of a porous body of a calcium phosphate compound having a porous structure suitable for a bone filler or the like is prepared. Suitable porous structure is that it has open pores of pore diameters in the range of up to ~ 300 microns, thereby being exerted functions that may suitably carry a 10-50 micron microorganisms and cells . The above-mentioned base material is an organic solvent such as dichloromethane or acetone, a solvent such as an acidic solution such as hydrochloric acid, an additive that can be decomposed and removed by heat, or a porous foam, such as a slurry in which calcium phosphate is dispersed in water in a polyurethane or the like. It can be obtained by adding raw materials such as, forming into a predetermined shape as necessary, and then removing the additive or foam with a solvent, heat, etc., methods for producing these porous materials, production methods, etc. The means is not particularly limited.
次に、第１段階で得られた多孔質リン酸カルシウム材料の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔を有する新規皮膜あるいは再析出層を形成することにより、上記多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を基材に形成する。 Next, by forming a new film or reprecipitation layer having pores in the range of several nanometers to submicrons on the surface of the porous calcium phosphate material obtained in the first step and the inner surface of the pores, the surface of the porous body and A mesopore structure composed of pores in the range of several nanometers to submicron is formed on the inner surface of the pores.
上記新規皮膜又は再析出層の形成方法は、特に限定されるものではないが、新規皮膜の場合、分子鋳型、あるいは結晶構造の周期性を活用することで気孔を形成し、所定温度以上で焼成することで、分子集合体の有機成分を完全に除去して得られる。有機物を除去する手法として熱分解以外の方法としては、有機物の残存を避けることは、ほとんど不可能である。有機物が残存することで、不要な官能基がメソ気孔等に残るため、それにより、特定物質の吸着能、保持能が低下するおそれがある。 The method for forming the new film or re-deposition layer is not particularly limited. In the case of the new film, pores are formed by utilizing the periodicity of the molecular template or the crystal structure, and firing is performed at a predetermined temperature or higher. By doing so, the organic component of the molecular assembly is completely removed. As a method for removing the organic matter other than thermal decomposition, it is almost impossible to avoid the remaining organic matter. When the organic substance remains, unnecessary functional groups remain in the mesopores and the like, which may reduce the adsorption ability and retention ability of the specific substance.
分子鋳型、あるいは結晶構造の周期性を活用する方法として、ブロックコポリマーを用いる手法、ゾル−ゲル法を用いる手法が例示される。ブロックコポリマーの場合、例えば、ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０、ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ等のブロックコポリマーを極少量の希塩酸水溶液に分散し、テトラエトシキオルソシリケート（ＴＥＯＳ）等のシリケート、水等を加え、反応容器中で１００℃程度で処理した後、乾燥し、５００℃以上で焼成する方法が例示される。また、ゾル−ゲル法の場合、例えば、シリケート、テトラエチルアンモニウム水酸化物（ＴＥＯＨ）等のアミンを混合し、ＴＥＯＨを加え、反応容器中で室温で反応させた後、乾燥し、５００℃以上で焼成する方法が例示される。これらの方法において、用いる材料、処理条件は、上記のものに限定されるものではなく、それらと同効のものであれば同様に使用することができる。 Examples of a method of utilizing the periodicity of the molecular template or crystal structure include a method using a block copolymer and a method using a sol-gel method. In the case of a block copolymer, for example, a block copolymer such as EO 20 PO 70 EO 20 or PEO-PPO-PEO is dispersed in a very small amount of dilute hydrochloric acid solution, and a silicate such as tetraethoxy orthosilicate (TEOS), water, or the like is added, An example is a method of treating at about 100 ° C. in a reaction vessel, then drying and baking at 500 ° C. or higher. In the case of the sol-gel method, for example, an amine such as silicate and tetraethylammonium hydroxide (TEOH) is mixed, TEOH is added, and the mixture is reacted at room temperature in a reaction vessel, and then dried at 500 ° C. or higher. The method of baking is illustrated. In these methods, the materials and processing conditions to be used are not limited to those described above, and they can be used in the same manner as long as they have the same effect.
再析出層の場合、基材であるリン酸カルシウムの溶解、再沈着で気孔を形成させることができる。その具体的方法は、リン酸カルシウム基材を酸性水溶液に浸漬するが、ｐＨは４〜５程度が望ましい。更に望ましくは、緩衝剤を加え、ｐＨを所定の値に保持する。再析出層のリン酸カルシウム化合物で、特異的な形状を有する結晶として、例えば、オクタカルシウムフォスフェート、リン酸水素カルシウム２水和物などを挙げることができる。本発明では、上記リン酸カルシウムの多孔体を、ｐＨ４〜５の酸性緩衝溶液に浸漬し、静置することにより、リン酸カルシウム化合物の再析出層が形成され、例えば、数十〜１００ｎｍの気孔を新たに形成することができる。酸性溶液としては、好適には、例えば、ギ酸、コハク酸、酢酸が例示される。本発明により、リン酸カルシウムの多孔体において、該多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの気孔を有するリン酸カルシウム多孔質材料が提供される。 In the case of the reprecipitation layer, pores can be formed by dissolving and re-depositing calcium phosphate as a base material. Specifically, the calcium phosphate substrate is immersed in an acidic aqueous solution, and the pH is preferably about 4 to 5. More desirably, a buffering agent is added to maintain the pH at a predetermined value. Examples of the crystal having a specific shape with the calcium phosphate compound in the redeposition layer include octacalcium phosphate, calcium hydrogen phosphate dihydrate, and the like. In the present invention, the calcium phosphate porous body is immersed in an acidic buffer solution having a pH of 4 to 5, and left to stand, whereby a reprecipitation layer of the calcium phosphate compound is formed. For example, pores of several tens to 100 nm are newly formed. can do. Preferable examples of the acidic solution include formic acid, succinic acid, and acetic acid. According to the present invention, there is provided a calcium phosphate porous material having a porous body of calcium phosphate having pores of several nanometers to submicrons on the surface of the porous body and the inner surface of the pores.
本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、上記多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの気孔を有する新規皮膜あるいは再析出層を形成することにより調製される。新規皮膜は、セラミックスで構成され、再析出層は、リン酸カルシウムセラミックスで構成され、いずれも膜厚に制約されない。新規皮膜あるいは再析出層を形成以前のリン酸カルシウム多孔体は、形状、大きさに制約されず、また、気孔径、気孔分布にも制約されるものではない。リン酸カルシウム以外の皮膜あるいはリン酸カルシウムの再析出層を形成以前のリン酸カルシウム多孔体は、該多孔体の内面でのメソポア形成において、リン酸カルシウム以外の皮膜、あるいはリン酸カルシウムの再析出層が形成できる容積を持つ開気孔を有することが望ましい。少なくとも毛細管現象により、溶液が侵入し、その内面で析出が進むためには、〜〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔が必要であり、更に、この範囲までの気孔径を有する開気孔があれば、１０〜５０ミクロンの微生物、細胞を好適に担持でき、微生物担体、組織担体に好適に利用し得る。この場合、骨充填材等、フィラー材料に用いる場合、３０〜８５％、好ましくは５０〜７５％の気孔率を有することが望ましい。この場合、気孔率が大きくなると、機械的強度が等比級数的に減少し、気孔率が小さいと骨同化の遅延が想定される。 The porous calcium phosphate material of the present invention is prepared by forming a new film or re-deposition layer having pores of several nanometers to submicrons on the surface of the porous body and the inner surface of the pores. The new film is composed of ceramics, and the redeposition layer is composed of calcium phosphate ceramics, and any film thickness is not limited. The calcium phosphate porous body before the formation of a new film or a re-deposition layer is not limited by shape and size, and is not limited by pore diameter and pore distribution. Before forming a film other than calcium phosphate or a calcium phosphate reprecipitation layer, the calcium phosphate porous body has open pores with a volume that can form a film other than calcium phosphate or a calcium phosphate reprecipitation layer in the formation of mesopores on the inner surface of the porous body. It is desirable to have. At least a capillary phenomenon, the solution penetrates, to the inner surface by deposition progresses, will require an open pore pore diameter in the range up to ~ 300 microns, more open with a pore size of up this range If there are pores, microorganisms and cells of 10 to 50 microns can be suitably supported, and can be suitably used for microorganism carriers and tissue carriers. In this case, when used as a filler material such as a bone filler, it is desirable to have a porosity of 30 to 85%, preferably 50 to 75%. In this case, when the porosity increases, the mechanical strength decreases geometrically, and when the porosity is small, a delay in bone assimilation is assumed.
本発明の新規皮膜あるいは再析出層を形成以前のリン酸カルシウム多孔体は、形状、大きさに制約されず、その気孔径、気孔分布にも制約されるものでないが、上記多孔体の内面でのメソポア形成においては、新規皮膜、再析出層が形成できるだけの開気孔を有することが望ましい。更に、〜〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径を有する開気孔があれば、１０〜５０ミクロンの微生物、細胞を好適に担持し得る。また、本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、その表面あるいは内面にあるメソポアが、生物由来の、あるいはそれ以外の生理活性物質、生体触媒等を好適に吸着することができるため、多様な固定化担体、薬物担体、あるいはろ過材等に好適に利用し得る。また、多次元気孔構造を特徴とする本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、酵素、生理活性物質等、様々な分子量を有する機能性ナノ生体分子を選択的に吸着、固定でき、それらを産生する細胞、微生物を吸着、固定化することができるため、微生物、細胞による機能性ナノ生体分子の生産、固定の２段階をあわせて効率的に行うことができる。固定化する機能性ナノ生体分子の機能に応じ、生体材料、薬物担体、水処理、環境保全等、各種の材料に好適に利用し得る。メソポア及びアパタイトに吸着した蛋白質は、主としてアパタイトの溶出に伴い放出されるが、アパタイト近傍では、溶出した蛋白質がリン酸カルシウムに吸着、結合すると共に、メソポアへも再析出するためであると考えられる。 The calcium phosphate porous body before the formation of the novel film or redeposition layer of the present invention is not limited by shape and size, and is not limited by the pore diameter or pore distribution, but the mesopore on the inner surface of the porous body is not limited. In formation, it is desirable to have open pores that can form a new film and a re-deposition layer. Furthermore , if there are open pores having pore diameters in the range of up to ~ 300 microns, microorganisms and cells of 10-50 microns can be suitably supported. In addition, the calcium phosphate porous material of the present invention has a mesopore on the surface or inner surface thereof that can suitably adsorb biologically-derived or other physiologically active substances, biocatalysts, etc. It can be suitably used for drug carriers, filter media and the like. The porous calcium phosphate material of the present invention characterized by a multidimensional pore structure is capable of selectively adsorbing and fixing functional nanobiomolecules having various molecular weights such as enzymes and physiologically active substances, and cells that produce them Since microorganisms can be adsorbed and immobilized, production of functional nanobiomolecules by microorganisms and cells and immobilization can be efficiently performed in combination. Depending on the function of the functional nanobiomolecule to be immobilized, it can be suitably used for various materials such as biomaterials, drug carriers, water treatment, and environmental conservation. The protein adsorbed on the mesopore and the apatite is released mainly with the elution of the apatite, but it is considered that the eluted protein adsorbs and binds to the calcium phosphate and reprecipitates into the mesopore in the vicinity of the apatite.
本発明により、（１）メソ気孔を有する多孔質アパタイトセラミックスを提供することができる、（２）〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であるアパタイトの多孔体において、その表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するアパタイトセラミックス多孔質材料を提供することができる、（３）上記メソ気孔を有するアパタイトセラミックスの製造方法を提供することができる、（４）上記アパタイトセラミックス多孔質材料は、例えば、蛋白質等の生理活性物質の担体として有用である、（５）蛋白質を吸着し、徐放する機能を有する上記アパタイトセラミックス多孔質材料からなる生理活性物質の吸着・固定用担体を提供することができる、という効果が奏される。 According to the present invention, (1) it is possible to provide a porous apatite ceramic having mesopores, (2 ) having open pores having a pore diameter ranging from 300 microns to a porosity of 30 to 85%. An apatite ceramic porous material having a mesopore structure having pores in the range of several nanometers to submicrons on the surface and the inner surface of pores can be provided in the apatite porous body. (3) Apatite ceramics having the mesopores (4) The apatite ceramic porous material is useful, for example, as a carrier for physiologically active substances such as proteins, and (5) has a function of adsorbing and slowly releasing proteins. It is possible to provide a carrier for adsorption / fixation of a physiologically active substance comprising the above apatite ceramic porous material. , An effect that can be attained.
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、これらによって何ら限定されるものではない。
（１）実験方法
緻密体、多孔体のアパタイトセラミックスを調製し、テンプレートとしてブロックコポリマーを用いて、あるいはゾル−ゲル法によって、メソ気孔を形成させた。ブロックコポリマーの場合、ブロックコポリマーを希塩酸水溶液に分散し、ＴＥＯＳ、有機物を加え、密閉容器中１００℃で処理後、５００℃以上で熱処理した。ゾル−ゲル法の場合、シリケート、アミンを混合し、ＴＥＯＨを加え、その後は、ブロックコポリマーの場合と同様に処理した。
Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited thereto.
(1) Experimental method Dense and porous apatite ceramics were prepared, and mesopores were formed using a block copolymer as a template or by a sol-gel method. In the case of a block copolymer, the block copolymer was dispersed in a dilute hydrochloric acid aqueous solution, TEOS and an organic substance were added, treated at 100 ° C. in a sealed container, and then heat treated at 500 ° C. or higher. In the case of the sol-gel method, silicate and amine were mixed, TEOH was added, and then the same treatment as in the case of the block copolymer was performed.
（２）評価方法
得られた生成物を、脱気及び熱処理した後、窒素ガス吸着により、気孔分布、比表面積測定（島津製作所、TriStar 3000）を行った。また、薄膜Ｘ線回折（MAC Science、 MXP3）により、気孔径の算出を行い、メソポア形成、気孔径を確定した。また、ＳＥＭ／ＥＤＸ（日立製作所、S-3000N／堀場製作所、EMAX-2200）により、表面形態観察と元素分析を行い、ＴＥＭ（Jeol、JEM2010）により、表面生成物の形態観察を行った。更に、ＨＰＬＣ（Shimadzu LC-10A system）を用いて蛋白質の吸着、ＰＢＳ中での徐放挙動を調べた。
(2) Evaluation method After the obtained product was degassed and heat-treated, pore distribution and specific surface area measurement (Shimadzu Corporation, TriStar 3000) were performed by nitrogen gas adsorption. In addition, pore diameters were calculated by thin film X-ray diffraction (MAC Science, MXP3) to determine mesopore formation and pore diameter. In addition, surface morphology observation and elemental analysis were performed by SEM / EDX (Hitachi, S-3000N / Horiba, EMAX-2200), and morphology of the surface product was observed by TEM (Jeol, JEM2010). Furthermore, HPLC (Shimadzu LC-10A system) was used to examine protein adsorption and sustained release behavior in PBS.
水酸アパタイト粉体（平均粒径０．３８μｍ、比表面積３８ｍ２/ｇ）を用い、１２００℃で３時間焼成することで、気孔率６０．５％、細孔２００−３００μｍ、１−５μｍに気孔を有する多孔質アパタイトセラミックスを調製した。得られた多孔質アパタイトセラミックスを、ゾル−ゲル法による手法で処理するために、ＴＥＯＳとトリエタノールアミンを含む水溶液にテトラエチルアンモニウム水酸化物(ＴＥＯＨ)を加え、これに多孔質アパタイトセラミックスを添加し、室温で２４時間反応させた。その後、得られた生成物を乾燥し、６００℃で６時間焼成した。 By using hydroxyapatite powder (average particle size 0.38 μm, specific surface area 38 m 2 / g) and firing at 1200 ° C. for 3 hours, the porosity becomes 60.5%, pores 200-300 μm, 1-5 μm. Porous apatite ceramics having pores were prepared. In order to treat the obtained porous apatite ceramics by a sol-gel method, tetraethylammonium hydroxide (TEOH) is added to an aqueous solution containing TEOS and triethanolamine, and the porous apatite ceramics is added thereto. And allowed to react at room temperature for 24 hours. Thereafter, the obtained product was dried and baked at 600 ° C. for 6 hours.
得られた試料のガス吸着分析、薄膜Ｘ線回折実験より、５ｎｍ以上のメソポアの存在が認められ、アパタイト表面にメソポアが形成されたことが明らかになった。図１に、試料表面のＳＥＭ像を示す。アパタイト表面は、直径１μｍ程度の球形で覆われており、熱処理を経てもメソポア構造が安定に形成されたことを示している。また、図２に、薄膜Ｘ線回折図を示す。周期構造を示すピークが低角側に観察される。更に、上記試料をシランカップリング剤の３−アミノプロピルトリエトキシシラン（３−ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）を用いて、脱水トルエン中で処理すると、比表面積が低下したが、これは、シランカップリング剤がメソポアに吸着したためであり、このことによっても、メソポアの存在が示された。 From the gas adsorption analysis and thin film X-ray diffraction experiment of the obtained sample, the presence of mesopores of 5 nm or more was observed, and it was revealed that mesopores were formed on the apatite surface. FIG. 1 shows an SEM image of the sample surface. The apatite surface is covered with a sphere having a diameter of about 1 μm, indicating that the mesopore structure was stably formed even after heat treatment. FIG. 2 shows a thin film X-ray diffraction diagram. A peak indicating a periodic structure is observed on the low angle side. Furthermore, when the sample was treated in dehydrated toluene using 3-aminopropyltriethoxysilane (3-aminopropyltriethoxysilane) as a silane coupling agent, the specific surface area decreased. This is because the silane coupling agent was converted into mesopores. This was due to adsorption, which also indicated the presence of mesopores.
比較例１
上記実施例１で調製した多孔質アパタイトセラミックスをブロックコポリマーを用いて処理するために、ブロックコポリマー（ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０）を塩酸水溶液に溶解し、テトラエトキシオルソシリケート(ＴＥＯＳ)を加えた溶液に、多孔質アパタイトセラミックスを加え、水熱条件下、１００℃で４８時間反応させ、得られた生成物を８０℃で１０時間乾燥した後、５５０℃で１時間焼成した。
Comparative Example 1
In order to treat the porous apatite ceramic prepared in Example 1 with a block copolymer, a solution obtained by dissolving a block copolymer (EO 20 PO 70 EO 20 ) in an aqueous hydrochloric acid solution and adding tetraethoxyorthosilicate (TEOS). Porous apatite ceramics was added to the mixture, and the mixture was reacted at 100 ° C. for 48 hours under hydrothermal conditions. The obtained product was dried at 80 ° C. for 10 hours, and then fired at 550 ° C. for 1 hour.
得られた試料では、ガス吸着分析の結果からはメソポア領域に気孔の存在は判別し難かった。一方、薄膜Ｘ線回折によると、周期構造による弱いＸ線回折線が観察された。これらのことから、ブロックコポリマーより、ゾル−ゲル法の方がメソ気孔形成に適していることが明らかになった。ブロックコポリマーを分散するために塩酸水溶液を用いたが、そのために多孔質アパタイトセラミックスがおかされたためと考えられる。 In the obtained sample, it was difficult to determine the presence of pores in the mesopore region from the results of gas adsorption analysis. On the other hand, according to thin film X-ray diffraction, weak X-ray diffraction lines due to the periodic structure were observed. These facts revealed that the sol-gel method is more suitable for mesopore formation than the block copolymer. It was used hydrochloric acid aqueous solution to disperse the block copolymer is believed to be because the porous apatite ceramics were attacked to it.
上記実施例１で調製した多孔質アパタイトセラミックス試料を、ｐＨ４の酸性溶液に浸漬し、３６．５℃で５日間静置した。酸性溶液中で、試料の重量は約１０％減少した。ガス吸着による気孔分布測定より、１０〜１００ｎｍの気孔が新たに生成していた。粉末Ｘ線回折によると、アパタイト以外のリン酸カルシウム化合物のピークが観察され、再析出層によるメソポア構造の形成が確認された。 The porous apatite ceramic sample prepared in Example 1 was immersed in an acidic solution having a pH of 4, and allowed to stand at 36.5 ° C. for 5 days. In acidic solution, the weight of the sample was reduced by about 10%. From the pore distribution measurement by gas adsorption, 10-100 nm pores were newly generated. According to powder X-ray diffraction, a peak of a calcium phosphate compound other than apatite was observed, confirming the formation of a mesopore structure by the redeposition layer.
上記実施例１で調製した多孔質アパタイトセラミックスを、ブロックコポリマー（ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０）を、比較例１と比べて極少量の塩酸水溶液に溶解し、テトラエトキシオルソシリケート(ＴＥＯＳ)を加えた溶液に加え、水熱条件下、１００℃で４８時間反応させ、得られた生成物を８０℃で１０時間乾燥した後、５５０℃で１時間焼成した。得られた生成物は、約５ｎｍのメソポア、数ミクロン、及び１００−３００ミクロンの気孔を有する多次元気孔質体であった。図３に、多孔質アパタイトセラミックスの表面のＳＥＭ像を示す。１５０ミクロン程度の気孔が微細な粒子で覆われているのがわかる。図４に、ガス吸着法で求めたメソポアの気孔分布を示す。約５ｎｍにピークがあり、メソポアの存在が明確である。 The porous apatite ceramic prepared in Example 1 was dissolved in a block copolymer (EO 20 PO 70 EO 20 ) in a very small amount of aqueous hydrochloric acid solution compared to Comparative Example 1, and tetraethoxyorthosilicate (TEOS) was added. In addition to the solution, the mixture was reacted at 100 ° C. for 48 hours under hydrothermal conditions. The obtained product was dried at 80 ° C. for 10 hours and then calcined at 550 ° C. for 1 hour. The resulting product was a multidimensional porous material with mesopores of about 5 nm, several microns, and 100-300 microns pores. FIG. 3 shows an SEM image of the surface of the porous apatite ceramic. It can be seen that pores of about 150 microns are covered with fine particles. FIG. 4 shows the pore distribution of mesopores determined by the gas adsorption method. There is a peak at about 5 nm, and the presence of mesopores is clear.
以上詳述したように、本発明は、メソポア構造を表面及び内面に有するリン酸カルシウム多孔質材料及びその製造法に係るものであり、本発明では、リン酸カルシウムの多孔質材料であって、表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの気孔を有するリン酸カルシウム多孔質材料を提供することができる。本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、その表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの気孔を有する新規皮膜あるいは再析出層からなるメソポア構造を有する。この新規皮膜は、セラミックスで構成され、再析出層は、リン酸カルシウムセラミックスで構成され、いずれも膜厚に制約されない。また、新規皮膜あるいは再析出層を形成以前のリン酸カルシウム多孔質材料は、形状、大きさに制約されず、また、気孔径、気孔分布にも制約されるものではないため、本発明は、多様な対象物の固定に有用である。 As described above in detail, the present invention relates to a calcium phosphate porous material having a mesopore structure on the surface and the inner surface and a method for producing the same. In the present invention, the calcium phosphate porous material has the surface and the pore inner surface. In addition, a calcium phosphate porous material having pores of several nanometers to submicrons can be provided. The porous calcium phosphate material of the present invention has a mesopore structure composed of a novel film or redeposition layer having pores of several nanometers to submicrons on its surface and pore inner surface. The new film is composed of ceramics, reprecipitated layer is composed of calcium phosphate ceramics, neither restricted to the film thickness. In addition, the calcium phosphate porous material before the formation of the new film or re-deposition layer is not restricted by shape and size, and is not restricted by pore diameter or pore distribution. Useful for fixing objects.
本発明の新規皮膜あるいは再析出層を形成以前のリン酸カルシウム多孔体は、形状、大きさに制約されず、その気孔径、気孔分布にも制約されるものでなく、内面でのメソポア形成において、新規皮膜、再析出層が形成できるだけの開気孔を有するものであれば、その種類は制限されない。更に、本発明の多孔質材料は、〜〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔を有するので、１０〜５０ミクロンの微生物、細胞を好適に担持し得る。また、本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、その表面あるいは内面にあるメソポアが、生物由来の、あるいはそれ以外の生理活性物質、生体触媒等を好適に吸着することができるため、多様な固定化担体、薬物担体、あるいはろ過材等に好適に利用し得る。 The calcium phosphate porous body before the formation of the new film or redeposition layer of the present invention is not restricted by shape and size, and is not restricted by the pore diameter or pore distribution, and is novel in forming mesopores on the inner surface. The type is not limited as long as it has open pores enough to form a film and a re-deposition layer. Further, the porous material of the present invention has the open pores of pore diameters in the range up to ~ 300 microns, can be suitably carried 10-50 microns microorganisms, cells. In addition, the calcium phosphate porous material of the present invention has a mesopore on the surface or inner surface thereof that can suitably adsorb biologically-derived or other physiologically active substances, biocatalysts, etc. It can be suitably used for drug carriers, filter media and the like.
Claims (7)
上記リン酸カルシウムの多孔体からなる基材が、２００〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であり、上記メソポア構造が、リン酸カルシウム以外のセラミックスの皮膜、又はリン酸カルシウムの再析出層から形成されており、上記皮膜の比表面積が少なくとも４００ｍ２／ｇ、気孔率が３０〜８０％、気孔径が２〜１００ｎｍ、又は、上記再析出層の気孔径が１０〜１００ｎｍ、であることを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料。 A calcium phosphate porous material in which a mesopore structure composed of pores in a predetermined size range is formed on the surface of the porous substrate and the inner surface of the pores in the substrate composed of a porous body of calcium phosphate,
The substrate composed of a porous body of calcium phosphate has open pores having a pore diameter ranging from 200 to 300 microns, has a porosity of 30 to 85%, and the mesopore structure has a ceramic film other than calcium phosphate, Or a reprecipitation layer of calcium phosphate, and the specific surface area of the film is at least 400 m 2 / g, the porosity is 30 to 80%, the pore diameter is 2 to 100 nm, or the pore diameter of the reprecipitation layer is 10 Calcium phosphate porous material, characterized in that it is ˜100 nm.
上記リン酸カルシウムの多孔体からなる基材が、２００〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であり、上記メソポア構造が、セラミックスの皮膜から形成されており、上記皮膜の比表面積が少なくとも４００ｍ２／ｇ、気孔率が３０〜８０％、気孔径が２〜１００ｎｍ、であることを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法。 By forming a coating film other than calcium phosphate on the surface of the porous substrate and the inner surface of the pores by using a block copolymer or a sol-gel method, a substrate composed of a calcium phosphate porous material is used. A method for producing a calcium phosphate porous material for preparing a calcium phosphate porous material having a mesopore structure consisting of pores in a predetermined size range on the surface of a body substrate and the pore inner surface,
The substrate composed of the porous calcium phosphate has open pores with a pore size ranging from 200 to 300 microns, has a porosity of 30 to 85%, and the mesopore structure is formed from a ceramic film. A method for producing a calcium phosphate porous material, wherein the film has a specific surface area of at least 400 m 2 / g, a porosity of 30 to 80%, and a pore diameter of 2 to 100 nm.
上記リン酸カルシウムの多孔体からなる基材が、２００〜３００ミクロンまでの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であり、上記メソポア構造が、リン酸カルシウムの再析出層から形成されており、上記再析出層の気孔径が１０〜１００ｎｍ、であることを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法。 By dissolving and re-depositing a base material composed of a porous body of calcium phosphate to form a re-deposition layer of calcium phosphate on the surface of the porous base material and the inner surface of the pores, the surface of the porous base material and the inner surface of the pores A method for producing a calcium phosphate porous material, comprising preparing a calcium phosphate porous material having a mesopore structure composed of pores in a predetermined size range,
The substrate composed of the porous calcium phosphate has open pores with a pore diameter ranging from 200 to 300 microns, has a porosity of 30 to 85%, and the mesopore structure is formed from a reprecipitation layer of calcium phosphate. A method for producing a calcium phosphate porous material, wherein the reprecipitation layer has a pore diameter of 10 to 100 nm.
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| JP2005022929A (en) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Ceramic porous body and its manufacturing method |
| JP2005067966A (en) * | 2003-08-26 | 2005-03-17 | Makoto Kitamura | Calcium phosphate ceramics porous material and its manufacturing method |
| WO2005039544A1 (en) * | 2003-10-27 | 2005-05-06 | Pentax Corporation | Porous calcium phosphate ceramic and process for producing the same |
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| JP2002121086A (en) * | 2000-10-13 | 2002-04-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Ceramic-coated porous sintered compact and method for producing the same |
| JP2005022929A (en) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Ceramic porous body and its manufacturing method |
| JP2005067966A (en) * | 2003-08-26 | 2005-03-17 | Makoto Kitamura | Calcium phosphate ceramics porous material and its manufacturing method |
| WO2005039544A1 (en) * | 2003-10-27 | 2005-05-06 | Pentax Corporation | Porous calcium phosphate ceramic and process for producing the same |
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