JPH061708A - 抗菌性リン酸カルシウム系セラミックス - Google Patents

抗菌性リン酸カルシウム系セラミックス

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JPH061708A
JPH061708A JP18290992A JP18290992A JPH061708A JP H061708 A JPH061708 A JP H061708A JP 18290992 A JP18290992 A JP 18290992A JP 18290992 A JP18290992 A JP 18290992A JP H061708 A JPH061708 A JP H061708A
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JP
Japan
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metal
antibacterial
oxide
calcium
calcium phosphate
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JP18290992A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Nakanaga
博 中長
Kiminori Atsumi
公則 渥美
Muneteru Saitou
宗輝 斎藤
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Sangi Co Ltd
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Sangi Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 銀、銅、亜鉛、ニッケル、白金、錫、ヒ素、
カドミウム及びクロムよりなる群から選ばれた少くとも
1種の金属又は金属塩を担持したリン酸3カルシウム、
リン酸水素カルシウム、ピロリン酸カルシウム、メタリ
ン酸カルシウム、ハイドロキシアパタイト及びハロゲン
化アパタイトよりなる群から選ばれた少くとも1種のリ
ン酸カルシウム系セラミックスとジルコニア、アルミ
ナ、シリカ、珪酸、酸化鉄、酸化チタン、酸化カルシウ
ム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅及びゼオライ
トよりなる群から選ばれた少くとも1種の無機系酸化物
とよりなり、リン酸カルシウム系セラミックス抗菌剤と
無機系酸化物の割合が重量で99:1〜1:99である
抗菌性リン酸カルシウム系セラミックス。 【効果】 無機系酸化物の共存により、担持された抗菌
性金属又は金属塩の変色、水中への溶出がなくなり、焼
成しても抗菌力が低下せず、加えてその抗菌力はリン酸
カルシウム系セラミックス抗菌剤単独より著しく強化さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は抗菌性セラミックス、詳
しくは金属又はそのイオンを担持させたリン酸カルシウ
ム系セラミックスと、無機系酸化物とよりなり、場合に
よっては、それを焼成することにより得られる抗菌性リ
ン酸カルシウム系セラミックスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】銀、銅、亜鉛などの金属及びその塩が、
強い抗菌性を有することは古くから知られており、それ
を利用する方法が種々検討されている。然しながら、こ
れらは金属又は塩であるため、有機物への溶解性、分散
性がわるく、又水中に溶出する、光、熱、物質などによ
り変色するなどの性質を有するため、その用途が限定さ
れていた。
【0003】近年、これらの金属及び金属塩を、安全
に、そして広範囲に使用できるようにした抗菌性材料と
して、ゼオライト、ハイドロキシアパタイト、シリカ、
アルミナ、酸化チタンなどのセラミックスに、これらの
金属又は金属塩を吸着又はイオン交換により担持させた
抗菌剤が種々提案されている。これらの方法によりえら
れた抗菌剤は、有機物質への分散性、混合性、抗菌性金
属又は金属塩の水中への溶出性が改善されているので、
従来のものより安全に、広く使用されえるが、これらの
方法によってえられた抗菌剤でも、抗菌性金属や金属塩
の変色や、水中への溶出が完全に解決されているとは云
えず、長期間の使用で、担持された抗菌性金属や金属塩
が僅かづつ水中に溶出したり、変色したりするため、抗
菌剤の性質が徐々に変化し、長期間の使用に適し難い。
【0004】そこで抗菌性金属又はその塩の変色及び水
中への溶出が殆んどなく、有機物との混合、分散性が良
好で、抗菌力の低下がなく、安全に長期間有機物に混合
して使用できる無機性抗菌剤の製法を種々検討した結
果、銀、銅、亜鉛などの金属及びその塩を担持させたセ
ラミックスを、800℃以上に焼成することにより、担
持された金属がセラミックスに強く結合され、抗菌性金
属の変色、水中への溶出がなくなり、有機物への混合、
分散性も良好であるので、安全に長期間使用できる抗菌
性セラミックスがえられることを確め、特願平2−22
6738号として特許出願した。この方法によりえられ
た抗菌剤は、有機物への混合、分散性も良く、抗菌性金
属の変色、水中への溶出がなく、熱に対しても安定で変
質しないので、合成樹脂、合成繊維などに分散させ安全
に長期間使用できる。
【0005】然しながら、抗菌性物質として、銀、銅、
亜鉛及びそれらの塩を、セラミックスに担持させた後焼
成するため、焼成工程を必要とする上、高価な銀塩を使
用したり、焼成したりするので、焼成により、担持され
た抗菌性金属が、担体より揮発、遊離、放散したりする
ことがあり、製造法が複雑で、コスト高になり、抗菌力
が焼成により低下する可能性がある。特にリン酸カルシ
ウム系セラミックスを担体として使用すると、焼成後抗
菌力が低下するという好ましくない現象を生じる。リン
酸カルシウム系化合物は、有機物への混合、分散性がよ
く、生体無害の物質であり、各種の医薬、栄養剤として
使用されているものである。従って、金属又はそのイオ
ンを担持させた抗菌性リン酸カルシウム系セラミックス
で、焼成することなしに担持された金属及びそのイオン
が、変色、水中へ溶出することがなく、又焼成しても抗
菌力が低下しない抗菌剤が製造できれば、抗菌剤として
好ましいと云える。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、安価に製造
でき、焼成せずとも金属又はそのイオンの変色、水中へ
の溶出がないので、長期間安全に使用できる金属又はそ
のイオンを担持させた抗菌性リン酸カルシウム系セラミ
ックスを提供することを第1の目的としている。
【0007】更に焼成しても、抗菌力の低下がみられな
い抗菌性リン酸カルシウム系セラミックスを提供するこ
とを第2の目的としている。
【0008】更に、銀、銅、亜鉛、ニッケル、白金、
錫、ヒ素、鉛、カドミウム、クロムより選ばれた少くと
も1種の金属又はそのイオンを担持したリン酸カルシウ
ム系セラミックスであり、焼成せずとも担持した金属又
は金属イオンの変色、水中への溶出がなく、又焼成して
も抗菌力の低下しない抗菌性リン酸カルシウム系セラミ
ックスを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用】前記の課題を解
決するため、本発明は、上記した金属又は金属イオンを
担持したリン酸カルシウム系セラミックスと、無機系酸
化物とよりなる抗菌性リン酸カルシウム系セラミックス
を提案する。更に、得られた抗菌性カルシウム系セラミ
ックスを800℃以上で焼成することも可能であり、又
は800℃以上で焼成した上記金属又は金属イオン担持
リン酸カルシウム系セラミックスに、無機系酸化物を添
加することも可能である。
【0010】本発明に使用されるリン酸カルシウム系セ
ラミックスは、リン酸3カルシウム、リン酸水素カルシ
ウム、ピロリン酸カルシウム、メタリン酸カルシウム、
ハイドロキシアパタイト及びハロゲン化アパタイトな
ど、歯磨き研磨剤として使用されているものより任意に
選択されるが、ハイドロキシアパタイトは骨、歯の成分
で無害であり、有機物への混合、分散性も極めて良好で
あるので特に好ましいと云える。
【0011】これらリン酸カルシウム系セラミックスに
担持させる金属又はそのイオンは、銀、亜鉛、銅、ニッ
ケル、白金、錫、ヒ素、鉛、カドミウム、及びクロムよ
り選ばれた1種又は2種以上の金属塩より選択され、こ
れら金属塩水溶液をリン酸カルシウム系セラミックス
に、常法により吸着又はイオン交換により金属又は金属
塩を担持させて金属又は金属塩担持したリン酸カルシウ
ム系セラミックスをえる。担持する金属塩の量は、処理
する金属塩水溶液濃度により任意に選択できるが、一般
に担持した金属又はそのイオンの量は、使用したリン酸
カルシウム系セラミックスに対し、重量で0.001%以
上、好ましくは0.1〜15%程度になるように水溶液濃
度を選択する。
【0012】このようにしてえられた金属又は金属イオ
ンを担持したリン酸カルシウム系セラミックスに、無機
系酸化物を添加する。使用される無機系酸化物は、ジル
コニア、アルミナ、シリカ、珪酸、酸化鉄、酸化チタ
ン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸
化銅及びゼオライトよりなる群から選ばれた1種又は2
種以上の酸化物であり、その金属又は金属イオンを担持
したリン酸カルシウム系セラミックスに対する添加割合
は、担持させた抗菌性金属又は金属イオンの量により変
化させるが、一般に金属又は金属イオンを担持したリン
酸カルシウム系セラミックスに対し重量で0.1%以上、
好ましくは1〜99%である。
【0013】このように、本発明の抗菌性リン酸カルシ
ウム系セラミックスは、金属又はそのイオンを担持した
リン酸カルシウム系セラミックスと無機系酸化物とより
えられているので、金属又は塩として高価な材料を使用
しても、全体として安価に製造することができる上、担
持した金属又は金属イオンは、共存する無機系酸化物の
影響により、変色、水中への溶出が少くなるとともに、
無機系酸化物を添加しない抗菌性リン酸カルシウム系セ
ラミックスと仝等又はそれ以上の抗菌力を示す。無機系
酸化物の共存により、かかる利点を示す理由は明らかで
ないが、金属イオンによる抗菌作用が、抗菌性金属の表
面酸化や、活性酸素によると考えられているので、無機
系酸化物の共存により金属表面酸化や、活性酸素の作用
が増強される、或は又、これら使用する無機系酸化物
が、遠赤外線放射セラミックスであるので、加熱などし
て遠赤外線を放射させていないが、共存する無機系酸化
物の物理的化学的性質により、金属イオンの抗菌性が増
加され、抗菌性金属イオンの水中への溶出が妨害されて
いるものと考えられる。
【0014】このようにしてえられた本発明の抗菌性リ
ン酸カルシウム系セラミックスは、800℃以上で焼成
しても抗菌力の低下がみられない。このことは共存する
無機系酸化物により、焼成しても抗菌性金属又はイオン
の揮発、遊離、放散がさまたげられているためと考えら
れる。このように無機系酸化物の共存が、金属又は金属
イオンを担持したリン酸カルシウム系セラミックスの抗
菌性に著しい利点をもたらすことは本願で初めて明らか
になったものであるとともに、金属又は金属イオンを担
持したリン酸カルシウム系セラミックスに限らず、担体
としてゼオライト、シリカ、酸化チタンなどを用いた抗
菌性金属又は金属イオン担持抗菌剤に対しても、これら
無機系酸化物の共存が、有効に作用するであろうことを
これらの結果は示唆しているものと云える。以下に実施
例を示して、具体的に本発明を説明する。
【0015】例1) 銀1%、亜鉛0.5%を担持したハイドロキシアパタイト
抗菌剤(以後1−3という)99部に対し、ジルコニア
65%、シリカ33%、酸化第二鉄2%を混合したセラ
ミックス粉末(1−2)を1部添加し、良く混合する
(1−1)。
【0016】例2) (1−3)1部に対し、アルミナ50%、酸化チタン4
7%、酸化カルシウム3%を混合したセラミックス粉末
(2−2)を99部添加し、良く混合する(2−1)。
【0017】例3) (1−3)50部に対し、酸化マグネシウム50%、酸
化亜鉛49%、酸化銅1%を混合したセラミックス粉末
(3−2)を50部添加し、良く混合する(3−1)。
【0018】例4) (1−3)90部に対し、ゼオライト(4−2)を10
部添加して良く混合する(4−1)。
【0019】例5)抗菌力試験 (1−1)〜(4−1)の試料を0.001重量%加えた
リン酸緩衝液に、大腸菌の菌液を添加して大腸菌に対す
る抗菌力を測定した。比較として同様に(1−2)〜
(4−2)の無機系酸化物の抗菌力試験を行なった。
又、銀1%、亜鉛0.5%を担持したハイドロキシアパタ
イト抗菌剤について0.01重量%及び0.001重量%加
えたリン酸緩衝液で抗菌力試験を行なった。その結果を
表1に示す
【0020】
【表1】
【0021】この結果より、銀1%、亜鉛0.5%を担持
したハイドロキシアパタイト抗菌剤と(1−2)〜(4
−2)の無機系酸化物を0.001%添加した抗菌試験で
は抗菌力が見られなかったが、(1−1)〜(4−1)
の試料では抗菌力が認められた。この事より、抗菌性金
属含有リン酸カルシウム系セラミックスに無機系酸化物
を混合することにより抗菌力の増強が認められた。
【0022】又、抗菌性金属として銅、ニッケル、白
金、錫、ヒ素、鉛、カドミウム、クロム等を用いた場合
にも同様の結果が得られた。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、金属又は金属イオ
ンを担持したリン酸カルシウム系セラミックスと無機系
酸化物とよりなる本発明による抗菌性リン酸カルシウム
系セラミックスは、金属又はイオンの変色、水中への溶
出がないので、焼成して使用する必要がなく、又焼成し
ても抗菌力の低下がない。加えて無機系酸化物の共存に
よりその抗菌力が増加しているので、少量の金属又は金
属イオンの担持量で、強い抗菌力を有する抗菌剤がえら
れる。又焼成する必要がないので簡単に製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 A01N 61/00 B 8517−4H

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銀、銅、亜鉛、ニッケル、白金、錫、ヒ
    素、鉛、カドミウム及びクロムよりなる群から選ばれた
    少くとも1種の金属又は金属イオンを担持したリン酸3
    カルシウム、リン酸水素カルシウム、ピロリン酸カルシ
    ウム、メタリン酸カルシウム、ハイドロキシアパタイト
    及びハロゲン化アパタイトよりなる群から選ばれた少く
    とも1種のリン酸カルシウム系セラミックスと、ジルコ
    ニア、アルミナ、シリカ、珪酸、酸化鉄、酸化チタン、
    酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅
    及びゼオライトよりなる群から選ばれた少くとも1種の
    無機系酸化物とよりなることを特徴とする抗菌性リン酸
    カルシウム系セラミックス。
  2. 【請求項2】 前記金属又は金属イオンを担持したリン
    酸カルシウム系セラミックスと無機系酸化物との割合が
    重量で99:1〜1:99である請求項1の抗菌性リン
    酸カルシウム系セラミックス。
  3. 【請求項3】 担持された金属又は金属イオンが、リン
    酸カルシウム系セラミックスの重量に対し0.001〜15
    %である請求項1又は2の抗菌性リン酸カルシウム系セ
    ラミックス。
  4. 【請求項4】 担体としてのリン酸カルシウム系セラミ
    ックスがハイドロキシアパタイト、担持された金属又は
    金属イオンが、銀、亜鉛及び銅より選ばれた少くとも1
    種である請求項1乃至3いずれか1項記載の抗菌性リン
    酸カルシウム系セラミックス。
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