JP6710410B2 - Inorganic crystal - Google Patents
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Description
本発明は、異方的形状のヒドロキシアパタイト液晶、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド水溶液及び配向膜、異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶を含むコロイド水溶液を調製する方法並びに当該コロイド水溶液から配向膜を製造する方法に関する。また、本発明は、ヒドロキシアパタイトの結晶の配向が制御された有機無機複合体の調製方法にも関る。 The present invention relates to an anisotropically shaped hydroxyapatite liquid crystal, a colloidal aqueous solution and an alignment film containing anisotropically shaped hydroxyapatite crystals, a method for preparing an aqueous colloidal solution containing anisotropically shaped hydroxyapatite crystals, and the colloidal aqueous solution. The present invention relates to a method for manufacturing an alignment film. The present invention also relates to a method for preparing an organic-inorganic composite in which the crystal orientation of hydroxyapatite is controlled.
ヒドロキシアパタイトは歯や骨の主成分であり、生体適合性の高い素材として生体材料や医療材料への応用が期待されている。歯や骨においては、ヒドロキシアパタイトのナノ結晶が同一方向に配列し、結晶方位の揃った異方的な構造が形成されている。これまで、このような構造を構築するために有機高分子を用いてヒドロキシアパタイトの結晶配向を制御する試みが数多く報告されている(非特許文献1及び2)。しかしながら、このような手法で得られるヒドロキシアパタイト結晶は、溶液中において分散状態を長期間維持することが困難であり、また、それらの結晶の配列を制御することも難しかった。
Hydroxyapatite is a main component of teeth and bones, and is expected to be applied to biomaterials and medical materials as a highly biocompatible material. In teeth and bones, hydroxyapatite nanocrystals are arranged in the same direction, and an anisotropic structure with uniform crystal orientation is formed. Up to now, many attempts have been reported to control the crystal orientation of hydroxyapatite using an organic polymer in order to construct such a structure (Non-patent
本発明は、溶媒中で分散状態が安定化されたヒドロキシアパタイトの異方的形状の結晶の簡便な合成法とそれらの結晶の配向を巨視的スケールで制御する手法を提供することを目的としている。
また、本発明は、簡便な成形加工と配向制御が可能な液晶性を、硬くてもろい無機セラミックスに付与する手法を確立することで、従来困難であった巨視的スケールでのヒドロキシアパタイト結晶の配向制御の方法を提供することを目的としている。
It is an object of the present invention to provide a simple method for synthesizing anisotropically shaped crystals of hydroxyapatite whose dispersion state is stabilized in a solvent and a method for controlling the orientation of those crystals on a macroscopic scale. ..
Further, the present invention, by establishing a method of imparting a liquid crystallinity capable of simple molding processing and orientation control to a hard and brittle inorganic ceramics, the orientation of hydroxyapatite crystals on a macroscopic scale, which was conventionally difficult. It is intended to provide a method of control.
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、有機高分子により非晶質リン酸カルシウムを安定化させ、これを経由した結晶成長を行うことにより、ヒドロキシアパタイトの異方的な結晶成長を誘起し、ロッド状結晶が得られることを見出した。更に、本発明者は、得られた複合体の表面に高分子が吸着することでナノロッド結晶間の凝集を静電反発により防ぎ、コロイド状態ならびに液晶状態を安定できることを見出した。 The present inventor, as a result of extensive studies to solve the above problems, stabilized amorphous calcium phosphate with an organic polymer, and by performing crystal growth via this, anisotropic crystal growth of hydroxyapatite was achieved. It was discovered that rod-shaped crystals were obtained. Furthermore, the present inventor has found that the adsorption of the polymer on the surface of the obtained composite can prevent aggregation between nanorod crystals by electrostatic repulsion and stabilize the colloidal state and the liquid crystal state.
即ち、本発明は、
[1]異方的形状のヒドロキシアパタイト液晶。
[2]異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶を含むコロイド溶液。
[3]異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶の表面に有機高分子が吸着している、[2]に記載のコロイド溶液。
[4]前記異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶の体積分率が7.6より大きく8.8vol%未満である、[2]又は[3]に記載のコロイド溶液。
[5]前記異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶の体積分率が8.8vol%以上である、[2]又は[3]に記載のコロイド溶液。
[6]液晶性を示す[5]に記載のコロイド溶液。
[7]異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含む配向膜。
[8]異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶のc軸がせん断方向におおよそ配向している、[7]に記載の配向膜。
[9]異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶が放射状に配向している、[7]に記載の配向膜。
[10]液晶性を示す異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液に磁場を印加することにより、磁場方向と垂直な一方向に前記ヒドロキシアパタイトの結晶の長軸を配向させることを含む、ヒドロキシアパタイトの結晶の配向の制御方法。
[11]異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶及び有機分子を含む複合体。
[12](1)カルシウムイオン及び有機高分子を含む第1溶液と、リン酸イオンを含む第2溶液とを混合して混合溶液を調製する工程、及び
(2)前記混合溶液から析出物を分離して回収する工程
を含む、異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶を含むコロイド溶液を調製する方法。
[13]前記有機高分子がポリアクリル酸である[12]に記載の方法。
[14]前記コロイド溶液における異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶の体積分率が8.8vol%以上である、[12]又は[13]に記載の方法。
[15]異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶の体積分率が8.8vol%以上となるように濃縮する工程を含む、[12]〜[14]のいずれか1項に記載の方法。
[16]前記コロイド溶液が液晶性を示す、[14]又は[15]に記載の方法。
[17]異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶を含む液晶性コロイド溶液を基板に塗布して、当該溶液にせん断を印加することを含む、配向膜の製造方法。
[18](1)異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶を含む液晶性コロイド溶液と有機分子を混合する工程、
(2)前記コロイド溶液中の溶媒を蒸発させる過程で、異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶を配向させる工程、及び
(3)前記有機分子を光重合する工程、
を含む、ヒドロキシアパタイトの結晶の配向が制御された有機無機複合体の調製方法。
を、提供するものである。
That is, the present invention is
[1] An anisotropically shaped hydroxyapatite liquid crystal.
[2] A colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals.
[3] The colloidal solution according to [2], wherein the organic polymer is adsorbed on the surface of the anisotropically shaped hydroxyapatite crystal.
[4] The colloidal solution according to [2] or [3], wherein the anisotropically shaped hydroxyapatite crystal has a volume fraction of more than 7.6 and less than 8.8 vol %.
[5] The colloidal solution according to [2] or [3], wherein the anisotropically shaped hydroxyapatite crystal has a volume fraction of 8.8 vol% or more.
[6] The colloidal solution according to [5], which exhibits liquid crystallinity.
[7] An alignment film containing anisotropic hydroxyapatite crystals.
[8] The alignment film according to [7], wherein the c-axis of anisotropic hydroxyapatite crystals is approximately aligned in the shear direction.
[9] The alignment film according to [7], wherein anisotropic hydroxyapatite crystals are radially aligned.
[10] Aligning the major axis of the hydroxyapatite crystals in one direction perpendicular to the magnetic field direction by applying a magnetic field to a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals exhibiting liquid crystallinity , A method for controlling the crystal orientation of hydroxyapatite.
[11] A composite containing anisotropic hydroxyapatite crystals and organic molecules.
[12] (1) A step of mixing a first solution containing calcium ions and an organic polymer with a second solution containing phosphate ions to prepare a mixed solution, and (2) a precipitate from the mixed solution. A method for preparing a colloidal solution containing anisotropically shaped hydroxyapatite crystals, which comprises a step of separating and collecting.
[13] The method according to [12], wherein the organic polymer is polyacrylic acid.
[14] The method according to [12] or [13], wherein the volume fraction of anisotropically shaped hydroxyapatite crystals in the colloidal solution is 8.8 vol% or more.
[15] The method according to any one of [12] to [14], which comprises a step of concentrating anisotropic hydroxyapatite crystals to a volume fraction of 8.8 vol% or more.
[16] The method according to [14] or [15], wherein the colloidal solution exhibits liquid crystallinity.
[17] A method for producing an alignment film, which comprises applying a liquid crystal colloidal solution containing an anisotropically shaped hydroxyapatite crystal to a substrate and applying shear to the solution.
[18] (1) A step of mixing a liquid crystalline colloidal solution containing an anisotropically shaped hydroxyapatite crystal and an organic molecule,
(2) orienting anisotropic hydroxyapatite crystals in the process of evaporating the solvent in the colloidal solution, and (3) photopolymerizing the organic molecules.
A method for preparing an organic-inorganic composite in which the crystal orientation of hydroxyapatite is controlled, comprising:
Is provided.
本発明により、溶媒中で分散状態が安定化されたヒドロキシアパタイトの異方的形状の結晶の簡便な合成法とそれらの結晶の配向を巨視的スケールで制御する手法を提供することができる。ヒドロキシアパタイトを主成分とする歯や骨は、そのナノ構造においてヒドロキシアパタイト結晶が配列した構造を有するところ、本発明による液晶性ヒドロキシアパタイトを利用したヒドロキシアパタイト結晶の配向制御技術は、実際の歯や骨に近い構造を構築できるため、これまでの人工骨、インプラントなどの歯科材料と比べ、優れた生体適合性や患部の修復能を有する医療材料の構築が期待できる。
また、歯や骨のナノ構造を模倣することで、歯や骨のように優れた力学特性を有する高強度材料の開発も可能であると考えられる。
また、本発明により、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含む配向膜を提供することができる。本発明の配向膜は、細胞培養の足場としての応用も考えられ、異方的な構造を有する足場材料の開発も期待でき、その足場上で成長する細胞のモルホロジーを制御できる可能性がある。また、ヒドロキシアパタイトは、ペプチドや核酸、多糖類などのカラムクロマトグラフィーの充填材として利用されている。本発明により、特定の配向構造を有する充填材を構築することが可能であり、薬剤の精製などにおいて優れた分離能を有するカラムクロマトグラフィーへの応用も検討することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a simple method for synthesizing anisotropically shaped crystals of hydroxyapatite whose dispersion state is stabilized in a solvent and a method for controlling the orientation of these crystals on a macroscopic scale. A tooth or bone mainly composed of hydroxyapatite has a structure in which hydroxyapatite crystals are aligned in its nanostructure.Therefore, the orientation control technology of the hydroxyapatite crystal using the liquid crystalline hydroxyapatite according to the present invention is applied to an actual tooth or bone. Since a structure close to bone can be constructed, construction of a medical material having excellent biocompatibility and ability to repair an affected area can be expected as compared with conventional dental materials such as artificial bones and implants.
Further, by imitating the nanostructure of teeth and bones, it is considered possible to develop high-strength materials having excellent mechanical properties such as teeth and bones.
Further, according to the present invention, it is possible to provide an alignment film containing anisotropic hydroxyapatite crystals. The alignment film of the present invention may be applied as a scaffold for cell culture, and development of a scaffold material having an anisotropic structure can be expected, and there is a possibility that the morphology of cells growing on the scaffold can be controlled. Hydroxyapatite is also used as a packing material for column chromatography of peptides, nucleic acids, polysaccharides and the like. According to the present invention, it is possible to construct a packing material having a specific orientational structure, and it is possible to study its application to column chromatography having excellent separation ability in the purification of drugs.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の1つの態様は、異方的形状のヒドロキシアパタイト液晶である。
また、本発明の1つの態様は、異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶である。
One aspect of the present invention is an anisotropically shaped hydroxyapatite liquid crystal.
Moreover, one aspect of the present invention is an anisotropically shaped hydroxyapatite crystal.
ヒドロキシアパタイト液晶及びヒドロキシアパタイト結晶が有する異方的形状としては、ナノスケールのロッド形状(ナノロッド)、ピーナッツ形状、ダンベル形状、プレート形状が挙げられる。 Examples of anisotropic shapes of the hydroxyapatite liquid crystal and the hydroxyapatite crystal include nanoscale rod shapes (nanorods), peanut shapes, dumbbell shapes, and plate shapes.
本発明の異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶の非限定的例として、ヒドロキシアパタイトのナノロッド結晶の透過型電子顕微鏡写真を図1aに示す。 As a non-limiting example of anisotropically shaped hydroxyapatite crystals of the present invention, a transmission electron micrograph of hydroxyapatite nanorod crystals is shown in FIG. 1a.
本発明の異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶の大きさは、例えばナノロッド結晶の場合、その長さは、通常20nm〜200nm、好ましくは50nm〜150nmである。また、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶の幅は、通常5nm〜50nm、好ましくは5nm〜30nmである。
本発明においては、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶の長さ及び幅は、ポリアクリル酸の濃度等の調整条件を変更することにより調整することが可能である。
The anisotropic hydroxyapatite crystal size of the present invention is, for example, in the case of a nanorod crystal, the length thereof is usually 20 nm to 200 nm, preferably 50 nm to 150 nm. The width of the anisotropic hydroxyapatite crystal is usually 5 nm to 50 nm, preferably 5 nm to 30 nm.
In the present invention, the length and width of anisotropic hydroxyapatite crystals can be adjusted by changing adjustment conditions such as the concentration of polyacrylic acid.
本発明のもう1つの態様は、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液である。
本発明の好ましい側面は、異方的形状のヒドロキシアパタイトのナノロッド結晶を含むコロイド溶液である。
好ましくは、上記コロイド溶液はコロイド水溶液である。
また、本発明のコロイド溶液は、エチレングリコール、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、ブタノール等の有機溶媒を本発明の効果を損なわない範囲で含有することができる。
Another aspect of the invention is a colloidal solution containing anisotropically shaped crystals of hydroxyapatite.
A preferred aspect of the present invention is a colloidal solution containing anisotropically shaped hydroxyapatite nanorod crystals.
Preferably, the colloidal solution is an aqueous colloidal solution.
Further, the colloidal solution of the present invention can contain an organic solvent such as ethylene glycol, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, tetrahydrofuran, dioxane, methanol, ethanol, butanol, etc. within a range that does not impair the effects of the present invention.
本発明のコロイド溶液においては、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶、好ましくはナノロッド結晶は、結晶の表面に有機高分子が吸着している構造を有する。理論に拘束されることを意図するものではないが、結晶の表面に高分子が吸着することで結晶間の凝集を静電反発により防ぎ、コロイド溶液のコロイド状態及び液晶状態を安定化することができ、液晶状態を安定化するための表面修飾や溶媒の置換などの操作を省くことができる。 In the colloidal solution of the present invention, anisotropic hydroxyapatite crystals, preferably nanorod crystals, have a structure in which an organic polymer is adsorbed on the surface of the crystal. Although not intending to be bound by theory, it is possible to stabilize the colloidal state and liquid crystal state of the colloidal solution by preventing the aggregation of crystals by electrostatic repulsion by adsorbing the polymer on the surface of the crystal. Therefore, operations such as surface modification for stabilizing the liquid crystal state and solvent replacement can be omitted.
有機高分子としては、ポリアクリル酸、ポリグルタミン酸及びポリアスパラギン酸等のアミノ酸由来のポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールが挙げられるが、ポリアクリル酸がコロイド状態を安定化できることから好ましい。 Examples of the organic polymer include polymers derived from amino acids such as polyacrylic acid, polyglutamic acid, and polyaspartic acid, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyethylene glycol. Polyacrylic acid is preferable because it can stabilize the colloidal state.
本発明のコロイド溶液の一実施例において、その液晶性を観察したところ図2に示すように、ヒドロキシアパタイトナノロッド結晶の体積分率が7.6vol%以下では等方相、7.6%より大きく8.8vol%未満では等方相と液晶相の2相共存であり、8.8vol%以上では液晶相が発現する。
すなわち、本発明の1つの実施態様は、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶の体積分率が7.6vol%より大きく8.8vol%未満であるコロイド溶液である。
また、本発明のもう1つの実施態様は、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶の体積分率が8.8vol%以上であるコロイド溶液である。
In one example of the colloidal solution of the present invention, its liquid crystallinity was observed, and as shown in FIG. 2, when the volume fraction of hydroxyapatite nanorod crystals was 7.6 vol% or less, it was an isotropic phase and was larger than 7.6%. When it is less than 8.8 vol%, two phases of an isotropic phase and a liquid crystal phase coexist, and when it is 8.8 vol% or more, a liquid crystal phase appears.
That is, one embodiment of the present invention is a colloidal solution in which the volume fraction of anisotropically shaped hydroxyapatite crystals is greater than 7.6 vol% and less than 8.8 vol%.
Further, another embodiment of the present invention is a colloidal solution in which the volume fraction of anisotropically shaped hydroxyapatite crystals is 8.8 vol% or more.
また、本発明の1つの側面は、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶の体積分率が8.8vol%以上である液晶性コロイド溶液である。 Further, one aspect of the present invention is a liquid crystalline colloid solution in which the volume fraction of anisotropically shaped hydroxyapatite crystals is 8.8 vol% or more.
図3aは、液晶性コロイド溶液中のナノロッド結晶の非限定的な例の透過型電子顕微鏡写真を示す。図3aから、このナノロッド結晶はより小さな針状結晶が配向して集まった二次構造を成していることが分かる。また、この透過型電子顕微鏡観察によりヒドロキシアパタイト結晶のc軸がナノロッド結晶の長軸方向に配向していることが分かる。
また、図3bは、このナノロッド結晶の電子線回折パターンを示す。電子線回折測定の弧状のパターンは、透過型電子顕微鏡像の範囲でヒドロキシアパタイト結晶が配向していることを示している。
すなわち、本発明の液晶性コロイド溶液中のヒドロキシアパタイトのナノロッド結晶は多結晶体ながら結晶学的に配向した構造を有する。
FIG. 3a shows a transmission electron micrograph of a non-limiting example of nanorod crystals in a liquid crystalline colloid solution. From FIG. 3a, it can be seen that this nanorod crystal has a secondary structure in which smaller needle-like crystals are oriented and gathered. Further, it is found from this transmission electron microscope observation that the c-axis of the hydroxyapatite crystal is oriented in the major axis direction of the nanorod crystal.
Moreover, FIG. 3b shows the electron diffraction pattern of this nanorod crystal. The arc-shaped pattern of the electron diffraction measurement shows that the hydroxyapatite crystals are oriented in the range of the transmission electron microscope image.
That is, the hydroxyapatite nanorod crystals in the liquid crystalline colloidal solution of the present invention have a crystallographically oriented structure although they are polycrystalline.
本発明の異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド水溶液の非限定的例として、ヒドロキシアパタイトのナノロッド結晶を含むコロイド水溶液の写真を図1bに、偏光顕微鏡写真を図1cに示す。ここでナノロッド結晶の体積分率は9.2vol%である。
理論に拘束されることを意図するものではないが、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶、好ましくはナノロッド結晶を含むコロイド水溶液は、結晶表面に存在するポリアクリル酸により分散安定化されており、濃厚な溶液においても沈殿や凝集は見られない(図1b)。さらに、ナノロッド結晶の体積分率が8.8vol%以上のコロイド水溶液は、光学的異方性を示し、ナノロッドが自発的に配列した液晶状態の発現が確認された(図1c)。
As a non-limiting example of the aqueous colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals of the present invention, a photograph of a colloidal aqueous solution containing hydroxyapatite nanorod crystals is shown in FIG. 1b, and a polarization micrograph is shown in FIG. 1c. Here, the volume fraction of the nanorod crystal is 9.2 vol %.
Without intending to be bound by theory, anisotropic colloidal hydroxyapatite crystals, preferably colloidal aqueous solutions containing nanorod crystals, are dispersion stabilized by the polyacrylic acid present on the crystal surface, No precipitation or aggregation is seen even in concentrated solutions (Fig. 1b). Furthermore, the colloidal aqueous solution having a volume fraction of the nanorod crystals of 8.8 vol% or more exhibited optical anisotropy, and it was confirmed that the nanorods spontaneously aligned and exhibited a liquid crystal state (FIG. 1c).
本発明のもう1つの態様は、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含む配向膜である。
本発明の好ましい側面は、異方的形状のヒドロキシアパタイトのナノロッド結晶を含む配向膜である。
本発明の配向膜は、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶にせん断を印加することにより得ることができる。
Another aspect of the present invention is an alignment film containing anisotropically shaped hydroxyapatite crystals.
A preferred aspect of the present invention is an alignment film containing anisotropically shaped hydroxyapatite nanorod crystals.
The alignment film of the present invention can be obtained by applying shear to anisotropic hydroxyapatite crystals.
本発明の1つの実施態様は、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶のc軸がせん断方向におおよそ配向している配向膜である。このような配向膜は、具体的には、例えば、液晶相を示す異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液をガラス等の基板で挟み、一方向にせん断を印加することにより配向膜を得ることができる。 One embodiment of the present invention is an alignment film in which the c-axis of anisotropic hydroxyapatite crystals is approximately oriented in the shear direction. Specifically, such an alignment film is formed, for example, by sandwiching a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals showing a liquid crystal phase between substrates such as glass and applying shear in one direction. Can be obtained.
また、本発明の更に1つの実施態様は、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶が放射状に配向している配向膜である。このような配向膜は、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液をスピンコートすることにより得ることができる。具体的には、例えば、液晶相を示す異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液をガラス等の基板上でスピンコートすることにより配向膜を得ることができる。 Further, another embodiment of the present invention is an alignment film in which anisotropic hydroxyapatite crystals are radially aligned. Such an alignment film can be obtained by spin coating a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals. Specifically, for example, an alignment film can be obtained by spin coating a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals showing a liquid crystal phase on a substrate such as glass.
本発明の異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含む配向膜の非限定的例を図4に示す。図4aは、せん断により一軸に配向したヒドロキシアパタイトナノロッド集合体の偏光顕微鏡写真とその模式図を示す。
また、図4bは、スピンコートにより放射状に配向したヒドロキシアパタイトナノロッド集合体の偏光顕微鏡像とその模式図を示す。
A non-limiting example of an alignment film containing anisotropically shaped hydroxyapatite crystals of the present invention is shown in FIG. FIG. 4a shows a polarization micrograph of a hydroxyapatite nanorod aggregate uniaxially oriented by shearing and a schematic diagram thereof.
Further, FIG. 4b shows a polarization microscope image of a hydroxyapatite nanorod aggregate radially aligned by spin coating and a schematic diagram thereof.
本発明の更に1つの実施態様は、液晶性を示す異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液に磁場を印加することにより、磁場方向と垂直な一方向に前記ヒドロキシアパタイトの結晶の長軸を配向させることを含む、ヒドロキシアパタイトの結晶の配向の制御方法である。
好ましくは、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶は異方的形状のヒドロキシアパタイトのナノロッド結晶である。また、好ましくは、コロイド溶液はコロイド水溶液である。
印加する磁場は、通常2〜10T、好ましくは8〜10Tである。
Yet another embodiment of the present invention is to apply a magnetic field to a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals exhibiting liquid crystallinity, whereby the length of the hydroxyapatite crystals is increased in one direction perpendicular to the magnetic field direction. A method for controlling the orientation of hydroxyapatite crystals, which comprises orienting the axes.
Preferably, the anisotropic shaped hydroxyapatite crystals are anisotropic shaped hydroxyapatite nanorod crystals. Also preferably, the colloidal solution is an aqueous colloidal solution.
The applied magnetic field is usually 2 to 10 T, preferably 8 to 10 T.
本実施態様の一実施例として、液晶相を示すヒドロキシアパタイトナノロッドコロイド水溶液に9.3Tの磁場を印加することで、磁場方向と垂直な一方向にナノロッド結晶の長軸を配向させた結果を図5に示す(実施例6参照)。図5aは.磁場印加前の、図5bは、9.3Tの磁場印加後のヒドロキシアパタイトナノロッドの液晶性コロイド水溶液の偏光顕微鏡写真である。 As an example of this embodiment, a result of orienting the long axis of the nanorod crystal in one direction perpendicular to the magnetic field direction by applying a magnetic field of 9.3 T to a hydroxyapatite nanorod colloid aqueous solution showing a liquid crystal phase is shown. 5 (see Example 6). FIG. 5a. FIG. 5b is a polarization microscope photograph of a liquid crystalline colloidal solution of hydroxyapatite nanorods after applying a magnetic field of 9.3T, before applying a magnetic field.
本発明の更に1つの態様は、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶及び有機分子を含む複合体である。
本発明の複合体は、液晶相を示す異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液と有機分子を混合し、当該コロイド溶液中の溶媒を蒸発させる過程で、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を配向させ、更に、前記有機分子を光重合することにより、ヒドロキシアパタイトの結晶が配向した構造を固定化させることにより得ることができる。
Yet another aspect of the invention is a composite comprising anisotropically shaped crystals of hydroxyapatite and an organic molecule.
The composite of the present invention is a mixture of a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals exhibiting a liquid crystal phase and an organic molecule, and evaporating the solvent in the colloidal solution to form an anisotropic hydroxyapatite. Can be obtained by fixing the structure in which the crystals of hydroxyapatite are oriented by orienting the crystals of and the photopolymerization of the organic molecules.
有機分子としては、光重合性分子が好適に使用される。光重合性分子として、例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド等が挙げられるが、2−ヒドロキシエチルメタクリレートがナノロッドの分散状態を妨げない点から好ましい。 A photopolymerizable molecule is preferably used as the organic molecule. Examples of the photopolymerizable molecule include 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylamide, N-isopropylacrylamide, and N,N-dimethylacrylamide. Among them, 2-hydroxyethyl methacrylate is preferable because it does not hinder the dispersed state of nanorods.
本発明の異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶及び有機分子を含む複合体の非限定的例を図4cに示す。同図は、同心円状に配向したヒドロキシアパタイトナノロッド結晶とポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)の複合体の偏光顕微鏡像とその模式図である。 A non-limiting example of a composite of anisotropically shaped hydroxyapatite crystals and organic molecules of the present invention is shown in Figure 4c. The figure is a polarization microscope image of a composite of hydroxyapatite nanorod crystals and poly(2-hydroxyethyl methacrylate) oriented concentrically, and a schematic view thereof.
本発明のもう1つの態様は、(1)カルシウムイオン及び有機高分子を含む第1溶液と、リン酸イオンを含む第2溶液とを混合して混合溶液を調製する工程、及び(2)前記混合溶液から析出物を分離して回収する工程を含む、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液を調製する方法である。 Another aspect of the present invention is: (1) mixing a first solution containing calcium ions and an organic polymer with a second solution containing phosphate ions to prepare a mixed solution, and (2) the above It is a method of preparing a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals, which includes a step of separating and collecting a precipitate from a mixed solution.
本発明のコロイド溶液を調製する方法は、まず、ポリアクリル酸等の有機高分子、カルシウムイオン、リン酸イオンとともに水を内部に含有するアモルファス構造である複合体、即ち、非晶質リン酸カルシウムの前駆体を形成させ、同一反応容器内でこれを結晶化させることを特徴とする。このような工程を有することにより、従来は得ることができなかったヒドロキシアパタイトのナノロッド結晶、及びこれを含むコロイド溶液を調製することができる。 The method for preparing the colloidal solution of the present invention is as follows. First, a complex having an amorphous structure containing water together with an organic polymer such as polyacrylic acid, calcium ions, and phosphate ions, that is, a precursor of amorphous calcium phosphate. It is characterized by forming a body and crystallizing it in the same reaction vessel. By having such a step, it is possible to prepare a hydroxyapatite nanorod crystal and a colloidal solution containing the nanoapatite crystal, which could not be obtained conventionally.
有機高分子としては、ポリアクリル酸、ポリグルタミン酸及びポリアスパラギン酸等のアミノ酸由来のポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールが挙げられるが、ポリアクリル酸がコロイド状態を安定化できることから好ましい。 Examples of the organic polymer include polymers derived from amino acids such as polyacrylic acid, polyglutamic acid, and polyaspartic acid, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyethylene glycol. Polyacrylic acid is preferable because it can stabilize the colloidal state.
第1溶液におけるポリアクリル酸の濃度範囲は、40mM以上、好ましくは60mM以上であり、150mMまでぐらいが適切である。40mM以上であれば、ナノロッド結晶が形成される。 The concentration range of polyacrylic acid in the first solution is 40 mM or more, preferably 60 mM or more, and about 150 mM is suitable. If it is 40 mM or more, nanorod crystals are formed.
ポリアクリル酸の平均分子量としては、2000程度のものを用いることができる。 The polyacrylic acid having an average molecular weight of about 2000 can be used.
第1溶液には、ポリアクリル酸以外にさらにポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコールを加えることもでき、ポリアクリル酸に対してそれぞれ50モル%、50モル%、20モル%以上100モル%以下、10モル%以上100モル%以下となるように添加した場合にも、透明かつアモルファスな複合体を得ることができる。 In addition to polyacrylic acid, polyglutamic acid, polyaspartic acid, polyvinylpyrrolidone, and polyethylene glycol can be added to the first solution, and they are 50 mol%, 50 mol%, and 20 mol% or more, respectively, with respect to polyacrylic acid. A transparent and amorphous composite can be obtained even when added in an amount of 10 mol% or less and 10 mol% or more and 100 mol% or less.
第1溶液におけるカルシウムイオンを生成する化合物として、塩化カルシウムを好適に用いることができる。第1溶液におけるカルシウムイオンの濃度は、80mM以上、好ましくは80mM以上120mM以下である。80mM以上であれば、十分な量の非晶質リン酸カルシウムが形成される。
また、第1溶液におけるカルシウムイオンを生成する化合物としては、100mM程度の溶液ができる溶解度を持っていれば、CaXのXにあたる部分は他のものでも構わない。その例としては、酢酸を挙げることができ、酢酸カルシウム(Ca(CH3COO)2)も好適に使用することができる。80mM以上であれば同様の透明・アモルファスな固体が得られるが、70mMになると、固体ではなく白濁したコロイド分散液となる。このコロイドを利用することで複合体が得られることになる。なお、70mM以下であっても、収量に変動があるとは言え50mM以上であればコロイドを得ることができる。
Calcium chloride can be preferably used as the compound that generates calcium ions in the first solution. The concentration of calcium ions in the first solution is 80 mM or more, preferably 80 mM or more and 120 mM or less. If it is 80 mM or more, a sufficient amount of amorphous calcium phosphate is formed.
Further, as the compound that generates calcium ions in the first solution, the portion corresponding to X of CaX may be other as long as it has a solubility of about 100 mM. Examples thereof include acetic acid, and calcium acetate (Ca(CH 3 COO) 2 ) can also be preferably used. Similar transparent/amorphous solids can be obtained at 80 mM or more, but at 70 mM, not a solid but a cloudy colloidal dispersion. By using this colloid, a complex can be obtained. Even if the amount is 70 mM or less, the colloid can be obtained if the amount is 50 mM or more, although the yield varies.
第2溶液におけるリン酸イオンを生成する化合物として、リン酸三カリウム(K3PO4)が好ましい。また、リン酸三ナトリウム(Na3PO4)、リン酸三アンモニウム((NH4)3PO4)も使用することが可能である。
第2溶液におけるリン酸イオンの濃度は、80mM以上、好ましくは80mM以上120mM以下である。80mM以上であれば、十分な量の非晶質リン酸カルシウムが形成される。
As the compound that generates phosphate ions in the second solution, tripotassium phosphate (K 3 PO 4 ) is preferable. Further, trisodium phosphate (Na 3 PO 4 ) and triammonium phosphate ((NH 4 ) 3 PO 4 ) can also be used.
The concentration of phosphate ions in the second solution is 80 mM or more, preferably 80 mM or more and 120 mM or less. If it is 80 mM or more, a sufficient amount of amorphous calcium phosphate is formed.
第1溶液と第2溶液の混合比は、通常体積比で1:1程度である。 The mixing ratio of the first solution and the second solution is usually about 1:1 by volume.
第1溶液と第2溶液を室温で混合した混合溶液を、通常60℃で3〜7日間程度撹拌する。
混合溶液の調製は、通常、室温・大気圧下で行われ、撹拌は、通常、60℃、大気圧下で行われる。ただし、40℃以下では結晶化の進行が遅くなる可能性があるが、溶媒である水に変化が無ければ、20℃以上90℃以下程度の範囲内で同様の構造の析出物が得られると考えられる。
A mixed solution obtained by mixing the first solution and the second solution at room temperature is usually stirred at 60° C. for about 3 to 7 days.
The mixed solution is usually prepared at room temperature and atmospheric pressure, and the stirring is usually performed at 60° C. and atmospheric pressure. However, if the temperature is 40° C. or lower, the progress of crystallization may be slowed down, but if there is no change in the water that is the solvent, a precipitate of the same structure is obtained within the range of 20° C. or higher and 90° C. or lower. Conceivable.
混合溶液を10分から30分撹拌後には、ポリアクリル酸、リン酸イオン、カルシウムイオンとともに水を内部に含有し、アモルファス構造である複合体が生成する。複合体は、透明・アモルファスな固体として析出することもでき、また、固体ではなく白濁したコロイド分散液中に存在することもできる。 After stirring the mixed solution for 10 to 30 minutes, a polyacrylic acid, a phosphate ion, and a calcium ion are contained together with water, and a complex having an amorphous structure is formed. The complex can be precipitated as a transparent/amorphous solid, or can be present in a cloudy colloidal dispersion rather than as a solid.
上記複合体の分散液をそのまま3〜7日程度、60℃で撹拌することにより、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液を調製することができる。また、撹拌後に上記複合体が結晶化することにより生成する析出物を分離し、異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶を得ることができる。また、析出物の回収は、遠心分離でなくとも、析出物が回収できれば他の方法でもよい。 A colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals can be prepared by stirring the composite dispersion as it is for about 3 to 7 days at 60°C. Further, it is possible to separate the precipitate generated by the crystallization of the above complex after stirring to obtain anisotropic hydroxyapatite crystals. In addition, the precipitation may be recovered by another method as long as the precipitation can be recovered, instead of the centrifugal separation.
異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液は、結晶の体積分率が7.6vol%より大きく8.8vol%未満の範囲となるように濃縮すると等方相と液晶相の2相が共存した状態となる。
また、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液を、結晶の体積分率が8.8vol%以上の範囲となるように濃縮すると液晶性を示す。このような液晶性を示すコロイド溶液を基板に塗布して、当該溶液にせん断を印加することにより配向膜を製造することができる。
When a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals is concentrated so that the volume fraction of crystals is in the range of more than 7.6 vol% and less than 8.8 vol %, two phases, an isotropic phase and a liquid crystal phase, are formed. It will coexist.
Further, when a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals is concentrated to a crystal volume fraction of 8.8 vol% or more, liquid crystallinity is exhibited. An alignment film can be manufactured by applying a colloidal solution having such liquid crystallinity to a substrate and applying shear to the solution.
基板としては、ガラス基板、プラスチックフィルム等コーティングが可能であれば材料は特に限定されない。 The material of the substrate is not particularly limited as long as it can be coated with a glass substrate, a plastic film or the like.
塗布の方法としては、スピンコート、リバースコート、グラビアコート、マイクログラビアコート、ディップコート、フローコート等薄膜を形成するのに用いられるコーティング方法を適宜用いることができる。 As a coating method, a coating method used for forming a thin film such as spin coating, reverse coating, gravure coating, micro gravure coating, dip coating, or flow coating can be appropriately used.
せん断の印加は、例えば、コロイド溶液をガラス基板に塗布し、その上からガラス基板を重ねてコロイド溶液を挟み、一方向にせん断を印加することにより行うことができる。このような方法でせん断を印加すると、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶のc軸がせん断方向におおよそ配向している配向膜を好適に得ることができる。 The shearing can be applied, for example, by applying a colloidal solution to a glass substrate, stacking the glass substrates on top of it, sandwiching the colloidal solution, and applying shearing in one direction. When shearing is applied by such a method, an oriented film in which the c-axis of anisotropic hydroxyapatite crystals is approximately oriented in the shearing direction can be suitably obtained.
また、例えば、液晶相を示す異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液をガラス等の基板上でスピンコートすることにより配向膜を得ることができる。この場合には、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶が放射状に配向している配向膜を好適に得ることができる。 Further, for example, an alignment film can be obtained by spin-coating a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals showing a liquid crystal phase on a substrate such as glass. In this case, an oriented film in which anisotropic hydroxyapatite crystals are oriented radially can be suitably obtained.
配向膜の厚みは、通常2μm〜10μmである。 The thickness of the alignment film is usually 2 μm to 10 μm.
また、本発明のもう1つの態様は、(1)異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶を含むコロイド溶液と有機分子を混合する工程、(2)前記コロイド溶液中の溶媒を蒸発させる過程で、異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶を配向させる工程、及び(3)前記有機分子を光重合する工程、を含む、異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶及び有機分子を含む複合体の調製方法である。 Another aspect of the present invention is: (1) a step of mixing a colloidal solution containing anisotropic hydroxyapatite crystals with an organic molecule, (2) a step of evaporating a solvent in the colloidal solution, A method for preparing a complex containing anisotropic hydroxyapatite crystals and organic molecules, comprising the steps of orienting anisotropically shaped hydroxyapatite crystals, and (3) photopolymerizing the organic molecules. ..
有機分子としては、光重合性分子が好適に使用される。光重合性分子として、例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド等が挙げられるが、2−ヒドロキシエチルメタクリレートがナノロッドの分散状態を妨げない点から好ましい。 A photopolymerizable molecule is preferably used as the organic molecule. Examples of the photopolymerizable molecule include 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylamide, N-isopropylacrylamide, and N,N-dimethylacrylamide. Among them, 2-hydroxyethyl methacrylate is preferable because it does not hinder the dispersed state of nanorods.
異方的形状のヒドロキシアパタイトの結晶及び有機分子を含む複合体の調製は、例えば、ヒドロキシアパタイトのナノロッド結晶を含むコロイド水溶液と2−ヒドロキシエチルメタクリレート等の光重合性分子を複合化し、円筒状のガラス容器内で水を蒸発させる過程で、ナノロッドが同心円状に配向し、更に、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等の光重合性分子を光重合することにより配向構造を固定化することにより行うことができる。 Preparation of a complex containing anisotropically shaped hydroxyapatite crystals and organic molecules is performed, for example, by combining a colloidal aqueous solution containing hydroxyapatite nanorod crystals with a photopolymerizable molecule such as 2-hydroxyethyl methacrylate to form a cylindrical shape. In the process of evaporating water in the glass container, the nanorods are aligned concentrically, and the alignment structure can be fixed by photopolymerizing a photopolymerizable molecule such as 2-hydroxyethyl methacrylate. ..
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例に限定されることはない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to the following Examples.
[実施例1]
ヒドロキシアパタイトナノロッド結晶を含むコロイド水溶液の調製
分子量2.0×103のポリアクリル酸を7.2×10-1wt%を含む100mMの塩化カルシウム水溶液を作製し、それと等量の100mMリン酸三カリウム水溶液を作製する。作製した2種類の水溶液を室温で混合した後、60℃の恒温槽内で7日間撹拌する。遠心分離により水溶液から析出物を回収する。回収物は乾燥させずに、水に再分散させて洗浄し、遠心分離により再び析出物を回収する。
[Example 1]
Preparation of Colloidal Aqueous Solution Containing Hydroxyapatite
上記で得た析出物であるヒドロキシアパタイトナノロッド結晶の透過型電子顕微鏡(JEM−2800、JEOL)による観察結果を図1aに示す。
また、1本のヒドロキシアパタイトナノロッド結晶の透過型電子顕微鏡の観察結果を図3aに示す。図3aから、大きさおよそ10−40nm程度の棒状結晶子が確認される。また、ヒドロキシアパタイトナノロッド結晶の電子線回折(JEM−2800、JEOL)の測定結果を図3bに示す。図3bから、ヒドロキシアパタイト結晶のc軸がナノロッド結晶の長軸方向に配列していることが分かる。すなわちナノロッド結晶は多結晶体ながら結晶学的に配向した構造である。
The observation result of the precipitate of hydroxyapatite nanorods obtained above by a transmission electron microscope (JEM-2800, JEOL) is shown in FIG. 1a.
Moreover, the observation result of one hydroxyapatite nanorod crystal by a transmission electron microscope is shown in FIG. 3a. From FIG. 3a, rod-shaped crystallites having a size of about 10-40 nm are confirmed. Moreover, the measurement result of the electron beam diffraction (JEM-2800, JEOL) of the hydroxyapatite nanorod crystal is shown in FIG. 3b. From FIG. 3b, it can be seen that the c-axis of the hydroxyapatite crystal is aligned in the long axis direction of the nanorod crystal. That is, the nanorod crystal has a crystallographically oriented structure although it is a polycrystalline body.
[実施例2]
次に、ヒドロキシアパタイトナノロッド結晶を9.2vol%含むコロイド水溶液(図1b)を偏光顕微鏡(BX51、Olympus)で観察した結果を図1cに示す。コロイド溶液は図1cの写真に示す流動性のあるテクスチャーが観察され、液晶性を示した。液晶性に関する相図を図2に示す。コロイド水溶液中のヒドロキシアパタイトナノロッド結晶の体積分率が7.6vol%以下では等方相、7.6vol%より大きく8.8vol%未満では等方相と液晶相の2相共存、8.8vol%以上では液晶相が発現した。
[Example 2]
Next, FIG. 1c shows the results of observing a colloidal aqueous solution containing 9.2 vol% of hydroxyapatite nanorod crystals (FIG. 1b) with a polarization microscope (BX51, Olympus). The colloidal solution exhibited liquid crystallinity with a fluid texture shown in the photograph of FIG. 1c. A phase diagram regarding liquid crystallinity is shown in FIG. When the volume fraction of hydroxyapatite nanorod crystals in the aqueous colloid solution is 7.6 vol% or less, an isotropic phase is present. When the volume fraction of hydroxyapatite nanorod crystals is more than 7.6 vol% and less than 8.8 vol%, two phases of an isotropic phase and a liquid crystal phase coexist, 8.8 vol%. The liquid crystal phase developed above.
[実施例3]
9.2vol%のヒドロキシアパタイトナノロッド結晶を含むコロイド溶液をガラス基板で挟み、一方向にせん断を印加した。この結晶について偏光顕微鏡(BX51、Olympus)観察を行ったところ、図4aに示すように、偏光顕微鏡観察下45度ごとに明暗を繰り返し、ヒドロキシアパタイト結晶のc軸の巨視的な一軸配向が観察された。
[Example 3]
A colloidal solution containing 9.2 vol% hydroxyapatite nanorod crystals was sandwiched between glass substrates, and shear was applied in one direction. When this crystal was observed with a polarizing microscope (BX51, Olympus), as shown in FIG. 4a, bright and dark were repeated every 45 degrees under the observation with the polarizing microscope, and macroscopic uniaxial orientation of the c-axis of the hydroxyapatite crystal was observed. It was
[実施例4]
7.3vol%のヒドロキシアパタイトナノロッド結晶を含むコロイド溶液をガラス基板に載せ、2000rpmで30秒スピンコーティングすると、図4bに示すように、偏光顕微鏡によりヒドロキシアパタイトナノロッドの巨視的な放射状配列が観察された。
[Example 4]
When a colloidal solution containing 7.3 vol% hydroxyapatite nanorod crystals was placed on a glass substrate and spin-coated at 2000 rpm for 30 seconds, a macroscopic radial arrangement of hydroxyapatite nanorods was observed by a polarization microscope as shown in FIG. 4b. ..
[実施例5]
7.1vol%のヒドロキシアパタイトナノロッド結晶を含むコロイド溶液250μLに2−ヒドロキシエチルメタクリレート90μL、N,N’−メチレンビスアクリルアミド4mg、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン2mgを加え、室温で静置して水を蒸発させた後、1時間UV照射(SP−9、Ushio)したところ、図4cに示すように、偏光顕微鏡によりヒドロキシアパタイトナノロッドの同心円状配向が観察された。
[Example 5]
90 μL of 2-hydroxyethyl methacrylate, 4 mg of N,N′-methylenebisacrylamide and 2 mg of 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone were added to 250 μL of a colloidal solution containing 7.1 vol% hydroxyapatite nanorod crystals, and the mixture was allowed to stand at room temperature. After water was evaporated, UV irradiation (SP-9, Usio) was performed for 1 hour, and concentric alignment of the hydroxyapatite nanorods was observed by a polarization microscope as shown in FIG. 4c.
[実施例6]
8.8vol%のヒドロキシアパタイトナノロッド結晶を含むコロイド溶液に9.3Tの磁場を核磁気共鳴装置(JNM−LA400、JEOL)により印加したところ、図5に示すように、偏光顕微鏡によりヒドロキシアパタイトナノロッド長軸の磁場方向と垂直な一軸配向が観察された。
[Example 6]
When a magnetic field of 9.3 T was applied to a colloidal solution containing 8.8 vol% hydroxyapatite nanorod crystals by a nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-LA400, JEOL), as shown in FIG. A uniaxial orientation perpendicular to the axial magnetic field direction was observed.
Claims (18)
(2)前記混合溶液から析出物を分離して回収する工程
を含む、表面に有機高分子が吸着している異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶を含むコロイド溶液を調製する方法であって、前記有機高分子が、ポリアクリル酸、ポリグルタミン酸又はポリアスパラギン酸から選択されるアミノ酸由来のポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール及びポリエチレングリコールからなる群から選択される、該方法。 (1) A step of preparing a mixed solution by mixing a first solution containing calcium ions and an organic polymer with a second solution containing phosphate ions, and (2) separating a precipitate from the mixed solution. A method for preparing a colloidal solution containing anisotropically shaped hydroxyapatite crystals in which an organic polymer is adsorbed on the surface, comprising the step of recovering , wherein the organic polymer is polyacrylic acid, polyglutamic acid or polyacrylic acid. The method selected from the group consisting of polymers derived from amino acids selected from aspartic acid, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol and polyethylene glycol .
当該溶液にせん断を印加することを含む、配向膜の製造方法。 Applying a liquid crystalline colloidal solution containing anisotropically shaped hydroxyapatite crystals to the substrate,
A method for producing an alignment film, which comprises applying shear to the solution.
(2)前記コロイド溶液中の溶媒を蒸発させる過程で、異方的形状のヒドロキシアパタイト結晶を配向させる工程、及び
(3)前記有機分子を光重合する工程、
を含む、ヒドロキシアパタイトの結晶の配向が制御された有機無機複合体の調製方法であって、前記有機高分子が、ポリアクリル酸、ポリグルタミン酸又はポリアスパラギン酸から選択されるアミノ酸由来のポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール及びポリエチレングリコールからなる群から選択される、該方法。 (1) A step of mixing an organic molecule with a liquid crystalline colloidal solution containing an anisotropically shaped hydroxyapatite crystal in which an organic polymer is adsorbed on the surface ,
(2) orienting anisotropic hydroxyapatite crystals in the process of evaporating the solvent in the colloidal solution, and (3) photopolymerizing the organic molecules.
A method for preparing an organic-inorganic composite in which the crystal orientation of hydroxyapatite is controlled , wherein the organic polymer is an amino acid-derived polymer selected from polyacrylic acid, polyglutamic acid or polyaspartic acid, and polyvinyl. The method selected from the group consisting of pyrrolidone, polyvinyl alcohol and polyethylene glycol .
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