JPH0444606B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は球状リン酸カルシウム系多孔体の新規
な製造方法に関するものである。さらに詳しくい
えば、本発明は、例えば骨欠損部充てん用生体材
料や液体クロマトグラフ用固定相材料などとして
有用な、比表面積が大きく、かつ粒子径や細孔径
が均一な球状リン酸カルシウム径多孔体を製造す
る方法に関するものである。

従来の技術 従来、リン酸カルシウム系化合物は生体組織や
生体成分と特異な親和性を示すことから骨欠損部
の充てん用生体材料として利用しうることが知ら
れている。例えば水酸アパタイトは骨、歯などの
生体硬組織の無機主成分であるために、骨欠損部
の充てん材として用いた場合、新生骨を誘導して
骨組織の形成を促すことが知られているし、また
リン酸三カルシウムも同様に骨欠損部の充てん材
として使用することができ、骨組織形成後、容易
に溶解、吸収されることが知られている。

さらに、これらのリン酸カルシウム系化合物
は、アミノ酸、タンパク質、ホルモンなどの生体
関連物質に対して特異な親和性を示すことから、
これら物質の分離、濃縮用のクロマトグラフ用固
定相材料として利用しうることも知られている。

ところで、このような用途に該リン酸カルシウ
ム系化合物を利用するためには、比表面積が大き
く、かつ粒子径や細孔径が均一は球状のリン酸カ
ルシウム系多孔体が要求される。

このリン酸カルシウム系多孔体の製造方法とし
ては、これまで、湿式法又は乾式法により、まず
リン酸カルシウム系の粉末を調製し、次いでこの
粉末を、成形、焼結、粉砕、分級などの操作を経
て多孔体にする方法が行われている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような方法では、製造工程
が複雑である上に、形成される多孔体の粒子形
状、粒子径、細孔径などを制御することが困難で
あつて、所望の多孔体を得ようとすると生産性が
低下し、製造コストの上昇を免れない。

本発明は、このような従来のリン酸カルシウム
系多孔体の製造方法が有する欠点を克服し、簡単
な操作で、粒子形状、粒子径、細孔径を制御する
ことができ、比表面積が大きく、かつ均一な粒子
径及び細孔径を有する球状リン酸カルシウム系多
孔体を製造しうる方法の提供を目的としてなされ
たものである。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、球状リン酸カルシウム系多孔体
の製造方法について鋭意研究を重ねた結果、所定
の割合で水溶性カルシウム塩、カルシウムイオン
錯化剤及び水溶性リン酸塩を含有し、かつPHが特
定の範囲に調整された水溶液に、特定濃度の過酸
化水素を加え、加熱反応させることにより、比表
面積が大きく、かつ均一な粒子径や細孔径をもつ
球状リン酸カルシウム系多孔体が得られることを
見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至つた。

すなわち、本発明は、水溶性カルシウム塩１モ
ルとカルシウムイオン錯化剤１〜1.2モルと水溶
性リン酸塩0.5〜１モルとを含む水溶液を、PH５
〜11の範囲に調整したのち、これに過酸化水素を
濃度１〜20重量％になるまで加え、50〜100℃の
温度で加熱反応させ、球状多孔体を生成させるこ
とを特徴とする球状リン酸カルシウム系多孔体の
製造方法を提供するものである。

次に、本発明方法を詳細に説明すると、先ず、
本発明方法においては、原料として水溶性カルシ
ウム塩、カルシウムイオン錯化剤及び水溶性リン
酸塩の３成分を用いる必要がある。この水溶性カ
ルシウム塩としては、例えば硝酸カルシウム又は
その四水和物、塩化カルシウム又はその一水和
物、二水和物、六水和物、ギ酸カルシウム、酢酸
カルシウムなどが挙げられる。カルシウムイオン
錯化剤としては、例えばエチレンジアミン四酢酸
塩、シクロヘキサンジアミン四酢酸塩、ジエチレ
ントリアミン六酢酸塩などが挙げられ、水溶性リ
ン酸塩としては、例えばリン酸二水素アンモニウ
ム、リン酸水素二アンモニウムなどが挙げられ
る。

前記水溶性カルシウム塩と水溶性リン酸塩との
含有割合は、モル比で１：１ないし１：0.5の範
囲にあることが必要であり、この範囲を逸脱する
と所望の球状リン酸カルシウム系多孔体が得られ
ない。

また、水溶性カルシウム塩とカルシウムイオン
錯化剤との含有割合は、モル比で１：１ないし
１：1.2の範囲にあることが必要である。

カルシウムイオン錯化剤は、過酸化水素を添加
して加熱処理する前に、該水溶液中にリン酸カル
シウム系化合物の沈殿が生成するのを防止するた
めのものであり、その量が水溶性カルシウム塩１
モルに対して、１モル未満では、加熱処理する前
にリン酸カルシウム系化合物の沈殿が生じ、所望
の球状多孔体が生成しない。また、1.2モルより
多く用いる必要がなく、多すぎると経済的に不利
であるばかりか多孔体の生成に悪影響を及ぼす。

この水溶液中の固型分濃度については、沈殿が
生じない範囲であればよく、特に制限はないが、
通常５〜30重量％の範囲で選ばれる。

本発明方法においては、次に上記の水溶液のPH
を５〜11の範囲に調整する必要がある。PHがこの
範囲内にないと、所望の性質、形状の製品が得ら
れない。PHをこの範囲で適当に選ぶことにより、
使用目的に応じた各種のリン酸カルシウム系多孔
体を得ることができる。例えばPHを６付近に調整
することによつて、球状リン酸三カルシウム多孔
体が生成し、また10付近に調整することによつ
て、球状水酸アパタイト多孔体が生成する。一
方、PHを７〜９の範囲に調整することによつて、
水酸アパタイトとリン酸三カルシウムの混合相か
ら成る球状多孔体が生成する。

次に、このようにして調製された前記成分を含
む水溶液に、過酸化水素濃度が１〜20重量％にな
るまで過酸化水素水を添加し、50〜100℃の範囲
の温度で加熱処理する。このように過酸化水素を
加え加熱することによつて、カルシウムイオン錯
化剤は過酸化水素により酸化分解され、カルシウ
ムイオンとの錯形成能を失い、その結果カルシウ
ムイオンはリン酸イオンと反応して、リン酸カル
シウム系化合物を生成する。この反応は等方的に
進行するために、球状のリン酸カルシウム系多孔
体が形成される。

前記過酸化水素濃度が１重量％未満では過酸化
水素を添加する効果が十分に発揮されず、また20
重量％を超えるとその量の割には効果の向上は望
めず、むしろ経適的に不利となる。一方、加熱温
度が50℃未満では過酸化水素の酸化力が十分に発
揮されず、また100℃を超えると水溶液が沸騰す
るようになり好ましくなく、それ以下の温度でも
過酸化水素の酸化力は十分に発揮される。

本発明方法においては、過酸化水素濃度及び加
熱温度を前記の範囲内で適当に調節することによ
つて、カルシウムイオン錯化剤の酸化速度を制御
しうるので、生成する球状リン酸カルシウム系多
孔体の粒子径を調節することができる。例えば過
酸化水素濃度や加熱温度を低くすることにより、
粒子径の大きな球状多孔体が形成し、一方過酸化
水素濃度や加熱温度を高くすると粒子径の小さな
球状多孔体が形成する。

このようにして形成された球状多孔体は公知の
方法、例えば、ろ過、遠心分離、デカンテーシヨ
ンなどによつて分離することができる。この球状
多孔体は、細孔が通常イガグリ状の形態をしてお
り、使用目的によつてはそのまま用いることがで
きるが、細孔が丸状のものを必要とする場合は、
前記多孔体を900〜1500℃の範囲の温度で熱処理
すればよい。この熱処理温度が高いほど、細孔径
は小さくなる。

このようにして、比表面積１〜50m²／ｇ、粒子
径１〜100μm、細孔径0.01〜0.5μmの球状多孔体
を得ることができる。

発明の効果 本発明方法は均一沈殿法により球状リン酸カル
シウム系多孔体を製造する方法であつて、高温固
相反応法ではないのでエネルギーコストが低く、
しかも簡単な操作で結晶性の高いリン酸カルシウ
ム系化合物から成る多孔体を製造することがで
き、さらに、多孔体の細孔径、リン酸三カルシウ
ムと水酸アパタイトとの混合割合、粒子径、粒子
形状などが使用目的に適したものを製造しうるな
どの特徴を有しており、極めて工業的意義のある
方法である。

本発明方法で得られた球状リン酸カルシウム系
多孔体は、比表面積が大きく、かつ粒子径や細孔
径が均一である上に、生体親和性に優れているの
で、例えば骨欠損部充てん材などの生体材料とし
て有用であり、また液体クロマトグラフ用固定相
材料などとして好適に用いられる。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。

実施例 １ 硝酸カルシウム、エチレンジアミン二酢酸四ア
ンモニウム及びリン酸水素二アンモニウムをモル
比１：1.2：0.67の割合で水に溶解して、全固形
分濃度15重量％の水溶液を調製し、アンモニア水
の添加によりそのPHを６に調整した。

次いで、この水溶液に過酸化水素濃度が３重量
％になるように35％過酸化水素水を加え、100℃
で４時間加熱したのち、生成した球状リン酸カル
シウム系多孔体をろ別した。

このものは粒子径約5μm、比表面積10m²／ｇの
β−リン酸三カルシウムから成る平均細孔径
0.1μmの球状多孔体であつた。

実施例 ２ 実施例１において、硝酸カルシウム、エチレン
ジアミン四酢酸二アンモニウム、リン酸水素二ア
ンモニウムのモル比を１：1.2：0.6に、PHを10
に、加熱温度を70℃に変えた以外は、実施例１と
同様にして球状リン酸カルシウム系多孔体を製造
した。

このものは粒子径約50μm、比表面積５m²／ｇ
の水酸アパタイトから成る平均細孔径0.02μmの
球状リン酸カルシウム系多孔体であつた。このも
のの粒子構造の電子顕微鏡写真（150倍、13000
倍）を第１図及び第２図に示す。

実施例 ３ 実施例２と全く同様にして生成した球状リン酸
カルシウム系多孔体を1100℃で、１時間熱処理し
た。

このものは、粒子径約50μmの水酸アパタイト
から成るリン酸カルシウム系多孔体で、実施例２
の球状リン酸カルシウム系多孔体とは異なる細孔
形状のものであつた。

このものの粒子構造の電子顕微鏡写真（15000
倍）を第３図に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、それぞれ本発明
方法によつて得られた球状リン酸カルシウム系多
孔体の粒子構造の異なつた例を示す電子顕微鏡写
真図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水溶性カルシウム塩１モルとカルシウムイオ
   ン錯化剤１〜1.2モルと水溶性リン酸塩0.5〜１モ
   ルとを含む水溶液を、PH５〜11の範囲に調整した
   のち、これに過酸化水素を濃度１〜20重量％にな
   るまで加え、50〜100℃の温度で加熱反応させ、
   球状多孔体を生成させることを特徴とする球状リ
   ン酸カルシウム系多孔体の製造方法。