JPH0426508A - ハイドロキシアパタイト微細結晶及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は５ハイドロキシアパタイト微細結晶及びその製
造方法に関し、更に詳しくは、カラムクロマトグラフィ
ーのカラム内充填固定相剤、細胞培養・分離用担体材料
等のバイオ関連材料として有用なハイドロキシアパタイ
ト微細結晶及びその製造方法に関する。

〈従来の技術〉 従来、ハイドロキシアパタイト（以下ＨＡｐと称す）結
晶粒子は、カラムクロマトグラフィーのカラム内充填固
定相剤として優れたクロマト分離能（物質分離展開能）
を有し、バイオテクノロジー分野での物質の高純度分離
精製等に不可欠な材料として応用されている。

前記ＨＡｐ粒子及びその製造方法としては５例えば特開
昭６３−２８４号公報において、水溶性高分子化合物の
水溶液にＨＡｐを均一に分散し、得られた分散液を紡糸
ノズルを配列したダイスより押し出し成型した後焼成し
、ＨＡｐ繊維体を得る方法が、また特開昭６２−２０２
８０８号公報において、プルシャイト結晶粒子の懸濁水
を脱水相転移温度から懸濁水の沸点の範囲で加熱し、脱
水相転移させて得たモネタイト懸濁水にアルカリを作用
させて煮沸処理することにより、出発物質であるプルシ
ャイト結晶粒子の形状を保持した板状ＨＡｐ結晶粒子を
合成する方法が提案されている。しかしながら、前記方
法により得られる合成体は、いずれもＨＡＰ結晶糧子の
多結＆凝集体が得られるにすぎず、それを構成するＨＡ
ｐ１次粒子の形態を制御したものではないので、カラム
内充填固定相剤、細胞培養・分離用担体材料等として用
いる場合に、高精度の物質分離展開能が得られないとい
う欠点がある。

また特開昭６１−２４２９６８号公報においては、オー
トクレーブを用い、加圧上水硬反応を行うことにより六
角柱状ＨＡｐ結晶殺子を合成する方法が提案されている
が、前記方法により合成されるＨＡｐ結晶粒子は、アス
ペクト比２．５〜３．０の六角柱状１次粒子であるが、
該ＨＡｐ結晶粒子は、湿式合成により得られるＨＡｐ前
駆体を、８００℃付近で仮焼して得られるＨＡｐ粒子と
形状的に同じにすぎず、従って１次粒子がより精密に形
状制御されたＨＡｐ結晶粒子の開発が望まれている。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、１次粒子の形状を精密に制御し、より
高精度の物質分離展開能等を有するＨＡｐ微細結晶粒子
及びその製造方法を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明によれば、ｐＨ＝６以下に調整したリン酸カルシ
ウム化合物スラリー又は添加剤を含むリン酸カルシウム
化合物スラリーを、スラリー溶媒の沸点以上の温度にお
いて、飽和蒸気圧下、水熱処理して得られるアスペクト
比（ｃ／ａ）４．０以上のハイドロキシアパタイト微細
結晶が提供される。

また本発明によれば、リン酸カルシウム化合物スラリー
のｐＨを、ｐＨ＝６以下に調整したスラリー又は添加剤
を含むリン酸カルシウム化合物スラリーを、スラリー沸
点以上の温度において、飽和蒸気圧下、水熱処理するこ
とにより得られるア。

スペクト比（ｃ／ａ）４．０以上のハイドロキシアパタ
イト微細結晶の製造方法が提供される。

以下１本発明を更に詳細に説明する。

本発明のＨＡｐ微細結晶は、特定方法により微細結晶、
好ましくは六方晶系結晶のＣ輪番選択的に成長させて得
られる特定のアスペクト比を有することを特徴とする好
ましくは針状の結晶である。

本発明では、例えばカラム内充填固定相剤、細胞培養・
分離用担体等として用いる場合に、細胞等の分離又は培
養能率を高めるために、微細結晶のａ面又はｂ面を選択
的に成長させ、微細結晶のアスペクト比（ｃ／ａ）を４
．０以上とした結晶である。アスペクト比が４．０未満
の場合には、カラム内充填固定相剤として用いる場合、
吸着率特性が低下する恐れが生ずる。本発明において、
微細結晶のａ面又はｂ面とは、六方晶系結晶を単位格子
ベクトルａ、ｂ、ｃによって表わした場合、ｂ軸とＣ軸
とによって決められる面をａ面、ａ軸とＣ軸とによって
決められる面をｂ面として規定した面である。

また本発明のＨＡｐ微細結晶におけるａ軸及びＣ軸の長
さは、進攻を容易とし、カラム内充填固定相剤等に用い
る場合に、目づまり等が生じないように、ａ軸方向の結
晶の長さを１０〜１１００ｎ、ｃ軸方向の結晶の長さを
５０〜２０００ｎｍとするのが好ましい。

次に本発明のＨＡｐ微細結晶を製造方法により更に詳細
に説明する。

本発明のＨＡｐ微細結晶を製造するには、まず。

ｐＨ＝６以下、好ましくはｐＨ＝４〜５に調整したリン
酸カルシウム化合物スラリー又は添加剤を含むリン酸カ
ルシウム化合物スラリーをｗＩＩする。

該ｐＨ＝６以下に調整したリン酸カルシウム化合物スラ
リーをＩＩＩ！するには１例えばｃ　ａ　（ＯＨ）ｚと
Ｈ，ＰＯ，とを公知の方法により湿式合成することによ
りスラリーを得、次いで例えば塩酸、硫酸、臭酸、ヨウ
酸等のｐＨＩＩＩＩ剤を添加することにより得ることが
できる。この際スラリー中のリン酸カルシウム化合物と
水との重量配合割合は、１：１〜１００の範囲であるの
が好ましい、前記リン酸カルシウム化合物スラリーのｐ
Ｈが６を超える場合には、水熱領域におけるＨＡｐ微細
結晶の形成・成長過程において、Ｃ軸の成長に必要な構
成イオンの溶解析出を助長することができず、またａ面
又はｂ面に水素イオンを吸着させ、Ｃ軸の相対的な成長
速度を速めることができない、また、ｐＨが調整された
リン酸カルシウム化合物スラリーとは別に、添加剤を加
えることにより、アスペクト比（ｃ　／　ａ　）が４以
上のＨＡｐ微細結晶を作ることもできる。前記添加剤を
含むリン酸カルシウム化合物スラリーを調製するには、
前記リン酸カルシウム化合物の調製時、調製後又は調製
時と調製後の両方に添加剤を加えることにより得ること
ができる。該添加剤としてはＨＡｐｌＪ！細結晶のａ面
又はｂ面に陽イオンを吸着させることにより又はこれら
の面を溶解させることにより又は、Ｃ軸の成長速度を速
めることが可能であるものであるか若しくはこの両者を
可能とするものであれば良く、具体的には例えば、リン
酸カリウム、リン酸アンモニウム等のＰＯニーイオンを
含む化合物、ＥＤＴＡ、クエン酸等のカルシウムイオン
と錯体を形成する化合物等を好ましく挙げることができ
る。この際添加剤の添加量は、リン酸カルシウム化合物
スラリー１００重量部に対して１〜５０重量部の範囲で
あるのが好ましい。

ＨＡｐｖＩｌ細結晶を製造するには、次いで前記ｐＨ＝
６以下に調整したリン酸カルシウム化合物スラリー又は
添加剤を含むリン酸カルシウム化合物スラリーを、スラ
リー溶媒の沸点以上の温度において、好ましくは１００
〜３００℃において。

飽和蒸気圧下、好ましくは０．１〜２０　Ｍ　Ｐ　ａ下
、水熱処理することにより得ることができる。該水熱処
理は公知のオートクレーブ等を用いて、前記条件下行え
ば良く、更に好ましくは水熱処理を０．１〜２４時間行
うことによって、所望のアスペクト比を有するＨＡｐｌ
ｉ細結晶を得ることができる。該水熱処理における反応
温度がスラリー溶媒の沸点温度未満の場合には１反応が
進行せず、また圧力が飽和蒸気圧未満の場合には、結晶
性が向上しない。

本発明のＨＡＰ微細結晶は、必要に応じ公知の方法によ
り精製処理して使用することができる。

〈発明の効果〉 本発明のＨＡＰ微細結晶は、特定方法により製造され、
アスペクト比（ｃ／ａ）が４．０以上であり、しかもリ
ン酸基が表面により多く存在する微細結晶のａ面若しく
はｂ面を積板的に成長させ、相対的に多く露出させてい
るため、リン酸基に親和性を有する生化学物質、細胞暮
の分離又は培養能率を選択的に高めることができ、従っ
て、カラム内充填固定相剤、細胞培養・分離用担体材料
等に極めて有用である。また本発明の製造方法では、特
定の条件下、単に水熱処理することによりＨＡｐ＊細結
晶全結晶ことができるので、工業的にも極めて有用であ
る。

〈実施例〉 以下本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

大】１１Ｆ Ｃａ（ＯＨ）２と８５重量％Ｈ，ＰＯ，とを湿式合成し
て、リン酸カルシウム化合物１０重量％スラリーを得た
。得られたリン酸カルシウム化合物スラリー５００ｍＱ
に、ｐＨ調整剤としてＨＣＩを添加溶解し＋　ＰＨ＝６
．５．４のものを夫々調整した。次いで得られた各スラ
リーをオートクレーブに充填し、２００℃、２ＭＰａ、
５時間の同一条件で水熱処理した。処理終了後、得られ
たスラリーを蒸留水ＩＱを用いて洗浄し、濾過した後、
乾燥器にて１００℃にて乾燥した。得られたハイドロキ
シアパタイト微細結晶の形状をＸ線解析法により解析し
たところ、結晶子径が、ｐＨ＝６ではａ軸方向の結晶の
長さ５０ｎｍ、ｃ軸方向の結晶の長さ２００ｎｍ、アス
ペクト比（ｃ　／　ａ　）が４．０．ｐＨ＝５．４では
ａ軸方向の結晶の長さ４０ｎｍ＝ｃ軸方向の結晶の長さ
２００ｎｍ、アスペクト比（ｃ　／　ａ　）が５．０の
針状単結晶であった。

大１目１影 ｐＨｍ整剤ＨＣＩの代わりに、添加剤ＥＤＴＡを５ｇ添
添加台した以外は、実施例１と同様にして結晶子径が、
ａ軸方向の結晶の長さ２：５ｎｍ。

Ｃ軸方向の結晶の長さ１９０ｎｍ、アスペクト比（ｃ／
ａ）が７．６の針状ＨＡｐｌＬ結晶が得られた。

ル遺υ１Ｙ リン酸カルシウム化合物スラリーにｐＨｔ！４整剤又は
添加剤を加えない以外は、実施例１と同様にして結晶子
径が、ａ軸方向の結晶の長さ５０ｎｍ。

Ｃ軸方向の結晶の長さ１４０　ｎ　ｍ　ｔアスペクト比
（ｃ　／　ａ　）が２．８の六角柱状のＨＡｐ単結晶を
得た。

試１１に 実施例１　（ｐＨ＝５に調整したスラリーを用いて得ら
れた微細結晶）、２及び比較例１で得られたＨＡｐ微細
結晶乾燥物を、それぞれ粉砕・分級し、１４４μｍ以下
の凝集粉体とした。得られた粉体にバインダーとして、
商品名「マクセロン」（信越化学株式会社製）を粉体に
対して５重量％添加混合し、金型で加圧成形した後、粉
砕・分級し１粒径０．３〜０．５閣の顆粒を得た。更に
得られた顆粒を電気炉にて、９ｏＯ℃、３時間、昇降温
速度５℃／分にて焼成し、細胞培養用カラム充填材をそ
れぞれ２５ｇ得た。この充填材を容量で各３−カラムに
詰め、ヒト２着体繊維芽細胞Ｗニー３８の細胞懸濁液（
１０５〜１０６個程度）１−をカラムに投入した０次い
でカラムを密閉系にし、展開溶媒として商品名「α−Ｍ
ＥＭＪ　　（八−ゼルトン社製）を用い、ポンプで培地
を５ｍＱ／分の溶出速度で流した。カラムから溶出させ
た培地１０Ｉ！ＩＱを小試験管に回収し、血球計算板（
萱垣製作所製）によってカウントされた溶出細胞数から
吸着率を算出した。その結果を表−１に示す。

表−１の結果から細胞培養用カラム充填材としての吸着
率特性は、アスペクト比（ｃ　／　ａ　）に比例して、
すなわちａ面又はｂ面の有効面積に比例して増大するこ
とがわかった。

表−１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ｐＨ＝６以下に調整したリン酸カルシウム化合物ス
   ラリーを、スラリー溶媒の沸点以上の温度において、飽
   和蒸気圧下、水熱処理して得られるアスペクト比（ｃ／
   ａ）４．０以上のハイドロキシアパタイト微細結晶。 ２）添加剤を含むリン酸カルシウム化合物スラリーを、
   スラリー溶媒の沸点以上の温度において、飽和蒸気圧下
   、水熱処理して得られるアスペクト比（ｃ／ａ）４．０
   以上のハイドロキシアパタイト微細結晶。 ３）リン酸カルシウム化合物スラリーのｐＨを、ｐＨ＝
   ６以下に調整し、スラリー溶媒の沸点以上の温度におい
   て、飽和蒸気圧下、水熱処理することにより得られるア
   スペクト比（ｃ／ａ）４．０以上のハイドロキシアパタ
   イト微細結晶の製造方法。 ４）添加剤を含むリン酸カルシウム化合物スラリーを、
   スラリー溶媒の沸点以上の温度において、飽和蒸気圧下
   、水熱処理することにより得られるアスペクト比（ｃ／
   ａ）４．０以上のハイドロキシアパタイト微細結晶の製
   造方法。