JPH10236806A - ハイドロキシアパタイトおよびその製造方法 - Google Patents

ハイドロキシアパタイトおよびその製造方法

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JPH10236806A
JPH10236806A JP9044432A JP4443297A JPH10236806A JP H10236806 A JPH10236806 A JP H10236806A JP 9044432 A JP9044432 A JP 9044432A JP 4443297 A JP4443297 A JP 4443297A JP H10236806 A JPH10236806 A JP H10236806A
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JP
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hydroxyapatite
slurry
calcium
additive
present
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JP9044432A
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Kengo Okamoto
健吾 岡本
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着特性、特に、選択的な吸着分離能に優
れ、しかも造粒が容易なハイドロキシアパタイト及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 添加剤を含み、Ca/Pの比を3.0以
上に調整したリン酸カルシウム質のスラリーまたは溶液
を、該スラリーまたは溶液の沸点以上の温度で、飽和水
蒸気圧下、水熱処理する。これにより、C面が選択的に
成長した一次結晶の集合体からなり、かつ多結晶体とし
てのアスペクト比が10未満であるハイドロキシアパタ
イトが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイドロキシアパ
タイト及びその製造方法に係り、より詳しくは、フィル
ター用吸着剤、クロマトグラフィーカラム用充填剤、細
胞培養用担体、人工骨等のバイオテクノロジー材料とし
て特に有用なハイドロキシアパタイト、および該ハイド
ロキシアパタイトを製造するための方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ハイドロキシアパタイトとしては、湿式合成法もしくは
水熱合成法により製造されたものが知られている(例え
ば、特開平2−1310663号公報、特開平2−13
1064号公報参照)。これらのハイドロキシアパタイ
トは、一次粒子が六角柱状であったり、あるいはウィス
カー状であった。
【0003】しかしながら、湿式合成法による従来のハ
イドロキシアパタイトは、フィルター用吸着剤、クロマ
トグラフィーカラム用充填剤、細胞培養用担体等として
用いた場合、吸着特性が必ずしも満足のいくものではな
かった。また、水熱合成によるウィスカー状のハイドロ
キシアパタイトは、吸着特性は満足のいくものであった
が、造粒が必ずしも容易ではないという問題があった。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、吸着特性、特に、選択的な吸着分離能に優
れ、しかも造粒が容易なハイドロキシアパタイト及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、C面が選択
的に成長した一次結晶の集合体からなり、かつ多結晶体
としてのアスペクト比が10未満であるハイドロキシア
パタイトにより、達成することができる。特に、本発明
のハイドロキシアパタイトは、長径が1〜100μm、
短径が1〜50μmである多結晶粒子であることが好ま
しく、また、比表面積が、乾燥物で5〜50m2/gで
あることが更に好ましい。
【0006】また、本発明の製造方法は、添加剤を含
み、Ca/Pの比を3.0以上に調整したリン酸カルシ
ウム質のスラリーまたは溶液を、該スラリーまたは溶液
の沸点以上の温度で、飽和水蒸気圧下、水熱処理するこ
とを特徴とする。ここで、添加剤は、カルシウムと錯体
を形成するヒドロキシカルボン酸類及びアミノカルボン
酸類から選ばれるのが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に係るハイドロキシアパタ
イトは、微細結晶、好ましくは六方晶系結晶のC面(六
方晶系結晶を単位格子ベクトルa、b、cによって表し
た場合、a軸とb軸とによって決められる面)を選択的
に成長させた一次結晶の集合体からなり、その多結晶体
としてのアスペクト比が10未満の葉状をなすものであ
る。
【0008】このような本発明のハイドロキシアパタイ
トは、例えばカラム内充填固定相剤として用いた場合、
乳酸菌、大腸菌、黄色ブドウ球菌等のグラム陽・陰性細
菌、あるいは酸性もしくは塩基性タンパク質等に対して
極めて良好な吸着性を示す。また、このように多結晶体
としてのアスペクト比を10未満とすると、造粒が容易
となり、バイオテクノロジー材料として種々の用途に好
適に利用できるようになる。
【0009】また、本発明のハイドロキシアパタイト
は、好ましくは、長径が1〜100μm(より好ましく
は1〜10μm)、短径が1〜50μm(より好ましく
は1〜5μm)である多結晶粒子としたもので、この範
囲内にあると、フィルター用吸着剤、クロマトグラフィ
ー用カラム充填剤等として使用して特に好適な直径5〜
1000μmの粒子に造粒することが容易となる。
【0010】またさらに、本発明のハイドロキシアパタ
イトは、好ましくは、比表面積が、乾燥物で5〜50m
2/g、より好ましくは10〜30m2/gとしたもので
ある。5m2/g未満では、比表面積が小さすぎて化学
吸着が必ずしも十分には行われなくなる場合がある一
方、50m2/gを越えると、化学吸着よりも物理吸着
が支配的となり、選択的化学吸着能が低下する傾向があ
る。
【0011】次に、本発明のハイドロキシアパタイトの
製造方法を説明する。本発明のハイドロキシアパタイト
の製造方法は、所定の添加剤を含有し、Ca/Pなる比
を3.0以上に調整したリン酸カルシウム質スラリーま
たは溶液を、該スラリーまたは溶液の沸点以上の温度
で、飽和水蒸気圧下にて水熱処理することにより調製す
ることを特徴とする。
【0012】すなわち、本発明の方法では、先ず、任意
のリン酸カルシウム化合物、カルシウム化合物またはリ
ン酸化合物を適宜組み合わせ、Ca/Pなる比(モル
比)が3.0以上、好ましくは4〜6の範囲になるよう
に調整するとともに、所定の添加剤を添加して、リン酸
カルシウム質スラリーまたは溶液を調製する。ここで、
リン酸カルシウム化合物としては、好ましくは、ハイド
ロキシアパタイトに転化しやすいものを用いることがで
き、例えば、ハイドロキシアパタイト、リン酸三カルシ
ウム、ブルシャイト、モネタイト等を挙げることができ
る。また、カルシウム化合物は、有機物でも無機物でも
よいが、添加剤と反応して溶解しやすいものを用いるの
が好ましく、例えば、水酸化カルシウム、硝酸カルシウ
ム、炭酸カルシウム等、あるいは乳酸カルシウム、クエ
ン酸カルシウム、酢酸カルシウム、フマル酸カルシウム
等を挙げることができる。更に、リン酸化合物も、有機
物でも無機物でもよいが、水に対する溶解度が高く、カ
ルシウムと容易に反応してハイドロキシアパタイトを生
成するものが好ましく、例えば、リン酸、リン酸アンモ
ニウム、リン酸カリウム等、あるいはリン酸トリ酢酸、
DL−O−ホスホセリン、O−ホスホ−L−チロシン等
を挙げることができる。
【0013】また、上記スラリーまたは溶液に含有させ
る添加剤は、カルシウムの溶解度を増大させるためのも
のであり、リン酸カルシウムもしくはカルシウム化合物
中のカルシウムと反応して錯体を形成する有機化合物を
好適に用いることができ、例えば、クエン酸、乳酸等の
ヒドロキシカルボン酸類、並びにEDTA、CyDTA
等のアミノカルボン酸類が好ましい。
【0014】本発明の方法では、上記リン酸カルシウム
化合物、カルシウム化合物またはリン酸化合物を、添加
剤とともに、水に適宜組み合わせて混合し、Ca/Pな
る比を所定の値になるリン酸カルシウム質スラリーまた
は溶液を得るのであるが、その混合等の手順は任意であ
り、例えば、リン酸化合物と添加剤を水に加えて攪拌混
合し、ついで、Ca/Pなる比が3.0以上になるよう
に計量したカルシウム化合物をこれに添加して攪拌混合
することにより、所定のスラリーを得ることができる。
また、言うまでもないが、得られたスラリーを更に攪拌
混合して、カルシウム化合物、リン酸化合物等を溶解さ
せた状態としたものが溶液である。ここで、スラリーも
しくは溶液中のリン酸カルシウム化合物と水との配合割
合は、重量比で1:1〜100とするのが好ましい。ま
た、添加剤の量は、種々変えることができるが、好まし
くは、スラリーもしくは溶液100重量部に対して添加
剤が1〜50重量部となる範囲にする。
【0015】ついで、上記のようにして得た所定のスラ
リーまたは溶液を、オートクレーブ等を使用して、該ス
ラリーまたは溶液の沸点以上の温度で飽和蒸気圧下、公
知の水熱処理を施すと、ハイドロキシアパタイトが生成
される。ここで、水熱処理の温度を、スラリーまたは溶
液の沸点以上とするのは、反応を円滑に進行させるため
であるが、この温度は、好ましくは160〜220℃で
ある。また、処理時間は5〜10時間とするのが好まし
い。
【0016】なお、本発明のハイドロキシアパタイト
は、必要により、公知の方法にて、所定の精製処理を施
すこともできる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のハイドロ
キシアパタイトは、Ca/Pなる比を3.0以上に調整
したリン酸カルシウム質スラリーまたは溶液を水熱処理
して得たもので、C面が成長した一次結晶の集合体から
なり、多結晶体としてのアスペクト比が10未満の水熱
合成ハイドロキシアパタイトである。従って、吸着特
性、特に酸性生化学物質の吸着性を良好に維持しなが
ら、造粒が容易であるという効果を奏する。
【0018】特に、長径が1〜100μm、短径が1〜
50μmの多結晶粒子とした場合には、造粒が特に容易
になり、フィルター用吸着剤、カラム充填剤の製造にあ
たって、所望の粒径に造粒可能である。また、比表面積
を乾燥物で5〜50m2/gとすることができ、これに
より、物理吸着よりも有効な化学吸着を行わせることが
できる。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例等によって更に詳細に
説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない
ことは無論である。
【0020】実施例1 水1リットルに乳酸63.37gを溶解し、次に水酸化
カルシウム22.11gを加え、更にリン酸6.92g
を混合溶解させた。こうして調製したスラリーをオート
クレーブに充填し、165℃で5時間、水熱処理を施し
た。そして、処理後のスラリーを濾過乾燥し、本発明の
水熱合成ハイドロキシアパタイトを得た。なお、スラリ
ー中のCa/Pの比は5.0である。
【0021】このハイドロキシアパタイトについて、形
状をSEM(日本電子社製、T−20型)、比表面積を
比表面積測定装置(湯浅アイオニクス社製、モノソーブ
MS−13)でそれぞれ測定したところ、平均粒径4.
5×2.3μm、アスペクト比1.94、比表面積18
2/gであった。
【0022】さらに、このハイドロキシアパタイトをス
プレードライ装置(ヤマト科学社製、パルビスミニスプ
レーGB−21型式)を用いて造粒し、平均粒径10μ
mの粉末(本発明粉末1)を得た。
【0023】比較例1 水酸化カルシウムとリン酸から通常の湿式合成法によ
り、ハイドロキシアパタイトの5重量%スラリーを調製
した。このスラリーをスプレードライ装置により造粒し
て、平均粒径10μmの粉末(比較粉末1)を得た。
【0024】比較例2 水酸化カルシウムを22.11g、リン酸を20.85
g用いて、スラリーのCa/Pを1.65にした他は、
実施例1と全く同様の手順で水熱合成ハイドロキシアパ
タイトを作製した。得られたハイドロキシアパタイトに
ついて物性を調べたところ、平均粒径20μm、アスペ
クト比15、比表面積8.5m2/gであった。このハ
イドロキシアパタイトを使用して、実施例1と同様にし
てスプレードライ装置で造粒しようとしたところ、造粒
ができなかった。
【0025】試験例 実施例1で得られたハイドロキシアパタイトの本発明粉
末1及び比較例1で得られた比較粉末1について、細菌
吸着性を調べた。すなわち、得られた各粉末0.1g
を、乳酸菌、大腸菌、黄色ブドウ球菌の108cfu/
ml細菌溶液各4mlに10分間浸漬し、その前後にお
ける細菌数の変化を測定した。なお、細菌数の測定は、
平均培養法に準じて行った。これらの結果を図1にまと
めて示す。図1から分かるように、実施例1の本発明粉
末1では、各細菌とも吸着により菌数が1%まで減少し
ているが、比較例1の比較粉末1では、各細菌とも吸着
による菌数の減少は10%近くに留まっている(大腸菌
はサンプリング失敗)。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のハイドロキシアパタイト及び比較ハ
イドロキシアパタイトについて、酸性生化学物質の吸着
度合を示すグラフである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C面が選択的に成長した一次結晶の集合
    体からなり、かつ多結晶体としてのアスペクト比が10
    未満であることを特徴とするハイドロキシアパタイト。
  2. 【請求項2】 長径が1〜100μm、短径が1〜50
    μmである多結晶粒子であることを特徴とする請求項1
    記載のハイドロキシアパタイト。
  3. 【請求項3】 比表面積が、乾燥物で5〜50m2/g
    であることを特徴とする請求項1または2に記載のハイ
    ドロキシアパタイト。
  4. 【請求項4】 添加剤を含み、Ca/Pの比を3.0以
    上に調整したリン酸カルシウム質のスラリーまたは溶液
    を、該スラリーまたは溶液の沸点以上の温度で、飽和水
    蒸気圧下、水熱処理することを特徴とするハイドロキシ
    アパタイトの製造方法。
  5. 【請求項5】 添加剤がカルシウムと錯体を形成するヒ
    ドロキシカルボン酸類またはアミノカルボン酸類から選
    ばれることを特徴とする請求項4記載のハイドロキシア
    パタイトの製造方法。
JP9044432A 1997-02-27 1997-02-27 ハイドロキシアパタイトおよびその製造方法 Withdrawn JPH10236806A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004155596A (ja) * 2001-09-28 2004-06-03 Mamoru Aizawa 板状水酸アパタイト粒子の製造方法
JP2005082465A (ja) * 2003-09-10 2005-03-31 Japan Science & Technology Agency リン酸カルシウム集合体およびその製造方法、ならびに、リン酸カルシウム集合体の粒子群およびそれを用いた医療用材料、クロマトグラフィー用充填剤、固定化担体、吸着剤
JP2008531230A (ja) * 2005-03-07 2008-08-14 ケンブリッジ エンタープライズ リミティド 生体材料

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Effective date: 20040511