JPH107411A - 含水物質の焼結方法、リン酸塩固化体、炭酸カルシウム固化体及びそれらの製造方法 - Google Patents

含水物質の焼結方法、リン酸塩固化体、炭酸カルシウム固化体及びそれらの製造方法

Info

Publication number
JPH107411A
JPH107411A JP8181445A JP18144596A JPH107411A JP H107411 A JPH107411 A JP H107411A JP 8181445 A JP8181445 A JP 8181445A JP 18144596 A JP18144596 A JP 18144596A JP H107411 A JPH107411 A JP H107411A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solidified
phosphate
calcium
hydroxyapatite
pressing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8181445A
Other languages
English (en)
Inventor
Nakamichi Yamazaki
仲道 山崎
Toshiyuki Hashida
俊之 橋田
Takashi Inaga
孝 伊永
Kazuyuki Hosoi
和幸 細井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHIRAISHI CHUO KENKYUSHO KK
Shiraishi Central Laboratories Co Ltd
Original Assignee
SHIRAISHI CHUO KENKYUSHO KK
Shiraishi Central Laboratories Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHIRAISHI CHUO KENKYUSHO KK, Shiraishi Central Laboratories Co Ltd filed Critical SHIRAISHI CHUO KENKYUSHO KK
Priority to JP8181445A priority Critical patent/JPH107411A/ja
Publication of JPH107411A publication Critical patent/JPH107411A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度が優れたリン酸塩固化体、特に多
孔質リン酸塩固化体(例えば、ヒドロキシアパタイト)
及び炭酸カルシウム固化体を提供する。 【解決手段】 含水物質である水和リン酸塩化合物又は
炭酸カルシウム水和物を、例えば、成形機型枠内に充填
して、水熱ホットプレスし、その後、水を排出する。水
和リン酸カルシウム化合物(リン酸一水素カルシウム水
和物)とその他のカルシウム化合物(水酸化カルシウ
ム)とを水熱ホットプレスしてかさ密度が1.5〜2.
5g/cm3であり且つ圧裂引張強度が3MPa以上で
ある多孔質ヒドロキシアパタイト成形体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リン酸塩固化体、
特に多孔質ヒドロキシアパタイト固化体等のアパタイト
固化体及びその製造方法、炭酸カルシウム固化体及びそ
の製造方法並びにそれらに好適な含水物質の焼結方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】ヒドロキシアパタイト(Ca10(P
46(OH)2)や第三リン酸カルシウム(Ca3(P
42)等のリン酸カルシウム化合物からなるアパタイ
トセラミックスは、生体親和性に優れていることから、
人工歯根や人工骨等の生体材料(バイオセラミックス)
として注目され、これまで多くの研究者により基礎・応
用両面で研究されてきた。通常、これらのバイオセラミ
ックスは、一次成形に次いで二次成形した後、800〜
1500℃で焼結して製造され、使用される。
【0003】ヒドロキシアパタイトは、リン酸カルシウ
ム化合物の中では熱力学的に最も安定な相であり、他の
リン酸カルシウム化合物(例えば、リン酸一水素カルシ
ウム一水和物(CaHPO4・H2O)、OCP(Ca8
2(PO46・5H2O)、DHAp(Ca9(HP
4)(PO45(OH))等)は、適当な液条件を設
定すると、全てヒドロキシアパタイトへと転化する。例
えば、リン酸一水素カルシウム二水和物は、水中で、容
易にヒドロキシアパタイトに変化する。この反応式を下
記に示す。
【0004】10CaHPO4・2H2O→Ca10(PO
46(OH)2+4H3PO4 これらのリン酸カルシウム化合物のCa/P比は、ヒド
ロキシアパタイトのCa/P比(1.67)と異なる。
そのため、これらのリン酸カルシウム化合物にCa2+
補給するとヒドロキシアパタイトへの転化反応が促進さ
れる。例えば、リン酸一水素カルシウム二水和物は水溶
液中で水酸化カルシウム(Ca(OH)2)と反応し
て、ヒドロキシアパタイトに転化する。この転化反応の
反応式を下記に示す。
【0005】6CaHPO4・2H2O+4Ca(OH)
2→Ca10(PO46(OH)2+18H2O 反応式から明らかなように、6モルのリン酸一水素カル
シウム二水和物から1モルのヒドロキシアパタイトを生
成させるためには4モルの水酸化カルシウムを補給する
必要がある。また、上記反応式から明らかなように本反
応によると転化反応後、ヒドロキシアパタイト以外には
水しか生成しない。
【0006】ここで、リン酸一水素カルシウム二水和物
は、飼料、カルシウム補給剤、歯磨基剤、各種リン酸カ
ルシウムの基本原料などの実用材料であるだけでなく、
生体内で病的化石化による結石としても見出されてお
り、材料化学及び生化学的に重要な物質である。生体内
でのヒドロキシアパタイトの形成は、リン酸一水素カル
シウム二水和物がまず前駆体として析出した後、その面
上にエピタキシャルにヒドロキシアパタイトが成長する
という考えが提案されている。
【0007】リン酸塩固化体、特にヒドロキシアパタイ
ト固化体等のアパタイト固化体を生体材料として用いる
場合、多孔質とすることによって、接触面積が増大し、
また、生体物質の侵入により、生体との親和性が増大す
ると考えられる。しかし、従来の焼結方法では、生成物
が緻密な焼結体となり、多孔質のリン酸塩固化体を製造
することが困難であった。また、焼結方法以外の方法で
得られる多孔質リン酸塩固化体では、機械的強度、特に
引張強度が低く、実用化を期待でない。
【0008】本発明者は、炭酸カルシウム固化体の製造
方法として、カルサイト結晶以外(準安定状態)の炭酸
カルシウム粉末を水の存在下で加温及び加圧、即ち、水
熱ホットプレスする方法を提案したが(特願平7−46
239号)、炭酸カルシウムの水和物は不安定であり、
炭酸カルシウム固化体の製造原料としてカルサイト結晶
以外の炭酸カルシウム粉末と同様の挙動を示すことが期
待される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、機械
的強度が優れたリン酸塩固化体、特に多孔質リン酸塩固
化体(例えば、ヒドロキシアパタイト等のアパタイト)
及び炭酸カルシウム固化体を提供することにある。
【0010】本発明の目的は、機械的強度が優れたリン
酸塩固化体、特に多孔質リン酸塩固化体(例えば、ヒド
ロキシアパタイト等のアパタイト)及び炭酸カルシウム
を低温度で効率よく製造できる方法を提供することにあ
る。
【0011】本発明の目的は、リン酸塩固化体、特に多
孔質リン酸塩固化体(例えば、ヒドロキシアパタイト等
のアパタイト)及び炭酸カルシウム固化体の製造に好適
な含水物質(例えば、水和リン酸カルシウム化合物等の
水和リン酸塩化合物、炭酸カルシウム水和物)の焼結方
法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな課題を解決するため鋭意研究し、含水物質である水
和リン酸塩カルシウム等の水和リン酸塩化合物、炭酸カ
ルシウム水和物等を水熱ホットプレスすることにより低
温度で効率よくリン酸塩固化体、特に多孔質リン酸塩固
化体、炭酸カルシウム水和物を製造できることを見出し
本発明を完成した。
【0013】1. 本発明は、含水物質を水熱ホットプ
レスし、その後、水を排出することを特徴とする含水物
質の焼結方法にある。
【0014】2. 本発明は、水和リン酸塩化合物を水
熱ホットプレスしてなるリン酸塩固化体、特に多孔質リ
ン酸塩固化体にある。
【0015】3. 本発明は、水和リン酸カルシウム化
合物(例えば、リン酸一水素カルシウム水和物)とその
他のカルシウム化合物(例えば、水酸化カルシウム)と
を水熱ホットプレスしてなるアパタイト固化体、特に多
孔質アパタイト固化体、例えば、多孔質ヒドロキシアパ
タイト固化体等のヒドロキシアパタイト固化体にある。
【0016】4. 本発明は、かさ密度が1.5〜2.
5g/cm3であり且つ圧裂引張強度が3MPa以上で
ある多孔質ヒドロキシアパタイト成形体にある。
【0017】5. 本発明は、水和リン酸塩化合物を、
例えば、成形機型枠内に充填して、水熱ホットプレス
し、その後、水を排出することを特徴とするリン酸塩固
化体(成形体)、特に多孔質リン酸塩固化体(成形体)
の製造方法にある。
【0018】6. 本発明は、水和リン酸カルシウム化
合物(例えば、リン酸一水素カルシウム水和物)とその
他のカルシウム化合物(例えば、水酸化カルシウム)と
を(好ましくは100〜200℃で)水熱ホットプレス
し、その後、水を排出することを特徴とするアパタイト
固化体、特に多孔質アパタイト固化体、例えば、多孔質
ヒドロキシアパタイト固化体(特に、かさ密度が1.5
〜2.5g/cm3であり且つ圧裂引張強度が3MPa
以上である多孔質ヒドロキシアパタイト固化体)等のヒ
ドロキシアパタイト固化体の製造方法にある。
【0019】7. 本発明は、前記項1に記載の焼結方
法によって生成した焼結体からなるイオン導電性材料に
ある。
【0020】8. 本発明は、前記項2〜4のいずれか
に記載のリン酸塩固化体、アパタイト固化体、ヒドロキ
シアパタイト固化体又はヒドロキシアパタイト成形体か
らなる生体材料及びイオン導電性材料にある。
【0021】9. 本発明は、炭酸カルシウム水和物を
水熱ホットプレスしてなる炭酸カルシウム固化体にあ
る。
【0022】10 本発明は、炭酸カルシウム水和物を
水熱ホットプレスし、その後、水を排出することを特徴
とする炭酸カルシウム固化体の製造方法にある。
【0023】
【発明の実施の形態】含水物質の焼結方法 本発明の焼結方法では、出発物質として含水物質を使用
する。含水物質としては、結晶水を有する無機化合物、
無機化合物の粉末に水を添加したもの等を使用できる。
本発明では、出発原料として、単独の含水物質を使用す
ることも、複数の含水物質を混合して使用することも、
また、特定の含水物質とその他の物質とを混合して使用
することもできる。本発明は、特に、水和リン酸カルシ
ウム等の水和リン酸塩化合物又は炭酸カルシウム水和物
の焼結方法として有用である。
【0024】本発明では、含水物質を水熱ホットプレス
して焼結させる。含水物質のホットプレスは、含水物質
を成形機型枠内に充填して加温及び加圧することにより
行うことができる。含水物質をホットプレスすると、リ
ン酸カルシウム、炭酸カルシウム等の固化成分の焼結
(固化)反応に従って、結晶水が分離する。本発明で
は、水熱ホットプレス、即ち、分離した結晶水を反応系
(成形機型枠)内に保持した状態で、ホットプレスし、
水熱ホットプレスの後、水を排出する。本発明者らの知
見では、水を反応系内に保持することにより、含水物質
の焼結(固化)が促進される。従って、本発明は、ホッ
トプレスすることにより、水を放出する物質の焼結方法
として有用である。
【0025】本発明の含水物質の焼結方法によって生成
する焼結体のうち、Na2O・(4〜6)Al23・x
MOyで表されるβ”−アルミナ(MはLi、Mg、N
b等、xx及びyは任意の正数)は、アルカリイオン導
電性セラミックスとして有用である。本発明の含水物質
の焼結方法によって生成する焼結体のうち、Sn25
xH2O(xは、任意の正数)で表されるもの、前記の
β”−アルミナのNa+をH3+やNH4 +で置換したも
のはプロトン導電性セラミックスとして有用である。
【0026】リン酸塩固化体 本発明のリン酸塩固化体は機械的強度が高いという特徴
を有する。特に多孔質リン酸塩固化体は、多孔質で軽量
であり且つ機械的強度が高いという特徴を有する。本発
明のリン酸塩固化体、特に多孔質リン酸塩固化体は、水
和リン酸塩化合物を、前記含水物質の焼結方法に従っ
て、水熱ホットプレスすることにより製造される。本発
明のアパタイト固化体、特に多孔質アパタイト固化体
は、水和リン酸カルシウム化合物にその他のカルシウム
化合物を混合してCa/P比を調整した原料を水熱ホッ
トプレスすることにより製造される。
【0027】本発明のヒドロキシアパタイト固化体、特
に多孔質ヒドロキシアパタイト固化体は、リン酸一水素
カルシウム水和物に水酸化カルシウムを混合してCa/
P比を調整した原料を水熱ホットプレスすることにより
製造される。多孔質ヒドロキシアパタイト固化体の好ま
しい実施の形態では、かさ密度が1.5〜2.5g/c
3、好ましくは1.6〜2.1g/cm3であり且つ圧
裂引張強度が3MPa以上(通常は3〜8MPa)、好
ましくは4MPa以上、更に好ましくは6MPa以上で
ある。
【0028】本発明のリン酸塩固化体、特に多孔質リン
酸塩固化体(アパタイト固化体、ヒドロキシアパタイト
固化体、ヒドロキシアパタイト成形体)は、人工歯根や
人工骨等の生体材料として有用である。本発明のヒドロ
キシアパタイト固化体、特に多孔質ヒドロキシアパタイ
ト固化体等のリン酸塩固化体、特に多孔質リン酸塩固化
体に、キトサン等の生体適合性を有する材料を複合化す
ることにより、さらに生体親和性を高めることができ
る。
【0029】本発明のリン酸塩固化体のうち、例えば、
Na1+xZr2Six3-x12(x<2)、Li1+xx
2-x(PO43(Mは三価の金属元素、xは任意の正
数)、NaTi2(PO43で表されるものは、アルカ
リイオン導電性セラミックスとして有用である。また、
本発明のリン酸塩固化体のうち、例えば、H3PW12
40・29H2Oで表されるものは、プロトン導電性セラ
ミックスとして有用である。
【0030】リン酸塩固化体の製造方法 本発明では、水和リン酸塩化合物を水熱ホットプレスし
てリン酸塩固化体、特に多孔質リン酸塩固化体を製造す
る。水和リン酸塩化合物としては、リン酸一水素カルシ
ウム二水和物等の水和リン酸カルシウム化合物を使用で
きる。水和リン酸塩化合物は、原料として単独で使用す
ることも、二種以上を混合して使用することも、その他
の化合物と混合して使用することもできる。また、原料
として使用する水和リン酸塩に必要に応じて水を混合す
ることもできる。例えば、水和リン酸カルシウム化合物
にその他のカルシウム化合物を混合してCa/P比を調
整した原料を水熱ホットプレスすることにより各種のア
パタイト固化体、特に多孔質アパタイト固化体を製造で
きる。
【0031】水和リン酸塩化合物をホットプレスする
と、リン酸塩の転化反応及び固化反応に従って、結晶水
が分離し、放出される。本発明では、水熱ホットプレ
ス、即ち、分離した結晶水等の水を反応系内に保持した
状態でホットプレスし、ホットプレス後に水を排出す
る。本発明者らの知見では、水を反応系内に保持するこ
とにより、リン酸塩の転化反応及び固化反応が促進さ
れ、得られる固化体が高い強度を示し、得られる固化体
が多孔質となり軽量となる場合にも比較的高い強度を示
す。また、本発明では、比較的低温でリン酸塩固化体、
特に多孔質リン酸塩固化体を製造できるという利点もあ
る。これらは、反応系内に存在する水に対する原料(リ
ン酸塩化合物)の溶解−析出により、その転化反応が容
易となり、同時に、外部からの機械的圧搾作用により、
固化反応が容易となるためであると考えられる。
【0032】水和リン酸塩化合物の水熱ホットプレス
は、水和リン酸塩化合物を成形機型枠内に充填して加温
及び加圧することにより実施できる。リン酸塩固化体
(成形体)の製造に使用する成形機としては、例えば、
特開昭61−51135号公報等に記載の公知の水熱熱
間成形装置を使用できる。本発明の好ましい実施の形態
では、水和リン酸塩化合物の水熱ホットプレスに、原料
粉末を加温及び加圧する反応中は、反応系内の水を型枠
内に保持することができ、しかも、反応後に反応系内の
水を任意に排出することができる装置を使用する。
【0033】ヒドロキシアパタイト固化体の製造方法 ヒドロキシアパタイト固化体、特に多孔質ヒドロキシア
パタイト固化体は、リン酸一水素カルシウム二水和物に
水酸化カルシウムを混合してCa/Pモル比を調整した
原料を水熱ホットプレスすることにより製造できる。好
ましい実施の形態では、得られるヒドロキシアパタイト
固化体、特に多孔質ヒドロキシアパタイト固化体の強度
の向上の点より、原料に固化助剤として更にクエン酸等
の有機酸を添加する。
【0034】リン酸一水素カルシウム二水和物は、結晶
中に、重量比で約21%の水を含有し、加熱すると約9
0℃付近で結晶水を放出する。本発明では、リン酸一水
素カルシウム二水和物の結晶水を水熱ホットプレスによ
るヒドロキシアパタイト固化体の生成反応に利用する。
すなわち、本発明では、ホットプレス中にリン酸一水素
カルシウム二水和物から放出される結晶水を利用し、リ
ン酸一水素カルシウム二水和物のヒドロキシアパタイト
固化体への転化反応と固化反応とを水溶液系で同時に進
行させることができる。その結果、本発明によれば、結
晶相がヒドロキシアパタイト単相である固化体、特に多
孔質固化体を製造できる。
【0035】水熱ホットプレスの条件は、原料の種類や
製品に求められる特性により適宜選択できる。好ましい
実施の形態では、温度100〜200℃の温度条件下
で、ヒドロキシアパタイト固化体への転化反応が完了す
るまで、即ち、反応収縮が終了するまで水熱ホットプレ
スする。
【0036】炭酸カルシウム固化体 本発明の炭酸カルシウム固化体は機械的強度が高いとい
う特徴を有する。特に多孔質炭酸カルシウム固化体は、
軽量であり且つ機械的強度が高いという特徴を有する。
本発明の炭酸カルシウム固化体は、炭酸カルシウム水和
物を、前記含水物質の焼結方法に従って、水熱ホットプ
レスすることにより製造される。
【0037】炭酸カルシウム固化体の製造方法 本発明では、炭酸カルシウム水和物を水熱ホットプレス
して炭酸カルシウム固化体を製造する。炭酸カルシウム
水和物としては、0.65水和物、六方晶の一水和物、
1.5水和物(非晶質炭酸カルシウム)、単斜晶の六水
和物、塩基性炭酸カルシウム水和物(2CaCO3・C
a(OH)2・1.5H2O等)等を使用できる。これら
の炭酸カルシウム水和物は、原料として単独で使用する
ことも、二種以上を混合して使用することも、その他の
化合物と混合して使用することもできる。また、原料と
して使用する炭酸カルシウム水和物に必要に応じて水を
混合することもできる。
【0038】炭酸カルシウム水和物をホットプレスする
と、炭酸カルシウムの(転化反応及び)固化反応に従っ
て、結晶水が分離し、放出される。本発明では、水熱ホ
ットプレス、即ち、分離した結晶水等の水を反応系内に
保持した状態でホットプレスし、ホットプレス後に水を
排出する。本発明者らの知見では、水を反応系内に保持
することにより、炭酸カルシウムの(転化反応及び)固
化反応が促進され、得られる固化体が高い強度を示す。
また、本発明では、比較的低温で炭酸カルシウム固化体
を製造できるという利点もある。これらは、反応系内に
存在する水に対する原料(炭酸カルシウム)の溶解−析
出により、その転化反応が容易となり、同時に、外部か
らの機械的圧搾作用により、固化反応が容易となるため
であると考えられる。
【0039】炭酸カルシウム水和物の水熱ホットプレス
は、炭酸カルシウム水和物を成形機型枠内に充填して加
温及び加圧することにより実施できる。炭酸カルシウム
固化体(成形体)の製造に使用する成形機としては、例
えば、特開昭61−51135号公報等に記載の公知の
水熱熱間成形装置を使用できる。本発明の好ましい実施
の形態では、炭酸カルシウム水和物の水熱ホットプレス
に、原料粉末を加温及び加圧する反応中は、反応系内の
水を型枠内に保持することができ、しかも、反応後に反
応系内の水を任意に排出することができる装置を使用す
る。
【0040】
【実施例】出発原料の調製 出発原料となるリン酸一水素カルシウム二水和物を次の
要領で調製した。0.86モルの特級試薬硝酸カルシウ
ム(Ca(NO32)と0.6モルのリン酸一水素アン
モニウム((NH42HPO4)をそれぞれ水溶液に調
製し、冷蔵庫で十分冷却する。冷却調製した硝酸カルシ
ウム水溶液とリン酸一水素アンモニウム水溶液とをそれ
ぞれ等容量ビーカーに量りとり、溶液温度が上がらない
ように氷水中に設置する。
【0041】硝酸カルシウム水溶液が入ったビーカーを
マグネティックスターラーで攪拌しながらリン酸一水素
アンモニウム水溶液を徐々に添加する。このとき、リン
酸一水素カルシウム二水和物の白色沈殿が析出する。全
量添加した後、5分間攪拌を続け、素早く脱水し、回収
した沈殿をイオン交換水で十分に洗浄する。回収した沈
殿を、リン酸一水素カルシウム二水和物の結晶水が脱水
しない温度(50〜60℃が好ましい)で十分乾燥する
(24時間)。乾燥後、乳鉢中で粉末化して出発原料に
用いた。
【0042】水酸化カルシウムは市販の特級試薬(和光
純薬製)を用いた。
【0043】ヒドロキシアパタイト固化体の製造 リン酸一水素カルシウム二水和物粉末5gと水酸化カル
シウム粉末1.44gと(Ca/P比=1.67)を乳
鉢中でよく混合した後、水熱ホットプレス用オートクレ
ーブ中に設置した。40MPaで10分間冷間圧搾を
し、10℃/minの昇温速度で所定温度(100〜2
00℃)まで加熱し所定時間(60〜360分間)反応
させた。
【0044】いずれの場合も、約90℃付近より急激に
反応収縮が起こった。これは、リン酸一水素カルシウム
二水和物の脱水温度が約90℃付近であることによると
考えられる。初期の収縮は約10〜20分で完了した
が、その後ゆっくりした収縮が継続した。収縮スピード
は反応温度が高い程早かった。例えば、反応温度200
℃では、全収縮が完了するまでに約1時間は必要である
と推測された。反応後、扇風機で50℃以下になるまで
冷却し、固化体を取り出し、70℃で24時間乾燥させ
た。
【0045】結果 各実施例における反応温度及び反応時間並びに得られた
多孔質ヒドロキシアパタイト固化体の相対密度(ヒドロ
キシアパタイトの密度:3.72g/cm3に対する
比)及び圧裂引張強度(Brazilian tes
t)を表1に示す。
【0046】
【表1】 反応温度 反応時間 相対密度 圧裂引張強度 (℃) (分) (%) (MPa) 実施例1 200 60 49.2 7.0 実施例2 150 60 45.8 4.2 実施例3 150 120 45.3 7.5 実施例4 150 360 44.5 7.5実施例5 100 60 46.4 3.5
【0047】〔X線回折による結晶相の同定〕図1に、
実施例1、2及び5で得られた多孔質ヒドロキシアパタ
イト固化体、市販のヒドロキシアパタイト(市販HA
P)並びにリン酸一水素カルシウム水和物(DCPD)
のX線回折の測定結果(チャート)を示す。実施例で得
られた多孔質ヒドロキシアパタイト固化体は、いずれも
ヒドロキシアパタイトのX線回折ピークを示した。各チ
ャートの比較より、反応時間60分間でのヒドロキシア
パタイトの生成に対する反応温度の影響を推測できる。
【0048】実施例5(100℃)では、ヒドロキシア
パタイトのX線回折ピークの他に、リン酸一水素カルシ
ウム二水和物が脱水して生成するリン酸一水素カルシウ
ム(モネタイト:CaHPO4)と思われるX線回折ピ
ークが観察される。これは、反応温度100℃、反応時
間60分間のホットプレス条件では、リン酸一水素カル
シウム二水和物が完全にはヒドロキシアパタイトへ転化
しないことを示す。なお、反応温度100℃でも反応時
間を延ばすことで完全にヒドロキシアパタイトへ転化さ
せることができる。
【0049】図2に、実施例2〜4で得られた多孔質ヒ
ドロキシアパタイト固化体、市販のヒドロキシアパタイ
ト(市販HAP)及びリン酸一水素カルシウム水和物
(DCPD)のX線回折の測定結果(チャート)を示
す。実施例で得られた多孔質ヒドロキシアパタイト固化
体は、いずれもヒドロキシアパタイトのX線回折ピーク
を示し、リン酸一水素カルシウム二水和物がほぼ完全に
ヒドロキシアパタイトへ転化していると同定される。
【0050】また、各チャートの比較より、反応温度1
50℃では、反応時間が60分間(実施例4)から12
0分間(実施例3)に長くなるに従いX線ピーク強度が
増し、ヒドロキシアパタイトの結晶性が良くなっている
ことが判る。しかし、360分間(実施例2)まで反応
時間を延ばしてもピーク高さには大きな変化が見られな
い。これより、反応温度150℃では、120分間でヒ
ドロキシアパタイトへの転化反応がほぼ終了すると考え
られる。
【0051】〔固化体の圧裂引張強度〕表1に示した圧
裂引張強度の結果(実施例1、2及び5の比較)より、
反応温度の上昇に伴い得られる多孔質ヒドロキシアパタ
イト固化体の引張強度が増加することが判る。また、反
応温度150℃(実施例2〜4)の条件では、反応時間
を延長することで引張強度が8MPa付近まで増加し
た。この結果とX線回折結果とを総合して考えると、ヒ
ドロキシアパタイトの結晶性が良くなるに従い固化体の
引張強度が向上し、反応(転化反応及び固化反応)の完
了(即ち、反応収縮の完了或いはX線的に結晶度が飽和
に達した時点)により引張強度もほぼ飽和値に達すると
考えられる。
【0052】〔多孔質ヒドロキシアパタイト破断面のS
EM観察〕図3〜5に、実施例2〜4(反応温度150
℃で反応時間を変えた条件)で得られた多孔質ヒドロキ
シアパタイト固化体の圧裂引張強度試験後の破断面の結
晶構造のSEM写真を示す。また、図6に、原料として
使用したリン酸一水素カルシウム二水和物の結晶構造の
SEM写真を示す。図6より、リン酸一水素カルシウム
二水和物は、薄片状で且つ一片一片が花びらのように凝
集した凝集体であることが判る。
【0053】図2のX線回折の結果からリン酸一水素カ
ルシウム二水和物が水酸化カルシウムと反応してヒドロ
キシアパタイトに転化する反応が終了していることが確
認されている実施例4(反応時間120分間)のSEM
写真から、ヒドロキシアパタイト結晶は、リン酸一水素
カルシウム二水和物の形骸を保持したままで(即ち、薄
片状のまま)生成していることが判る。また、ヒドロキ
シアパタイト粒子は、ホットプレスの荷重方向(上下方
向)に対して垂直方向(水平方向)に配向していること
が観察される。
【図面の簡単な説明】
【図1】多孔質ヒドロキシアパタイト固化体(実施例
1、2、5)のX線回折の測定結果(チャート)。
【図2】多孔質ヒドロキシアパタイト固化体(実施例2
〜4)のX線回折の測定結果(チャート)。
【図3】多孔質ヒドロキシアパタイト固化体(実施例
2)の破断面の結晶構造のSEM写真。
【図4】多孔質ヒドロキシアパタイト固化体(実施例
3)の破断面の結晶構造のSEM写真。
【図5】多孔質ヒドロキシアパタイト固化体(実施例
4)の破断面の結晶構造のSEM写真。
【図6】リン酸一水素カルシウム二水和物の結晶構造の
SEM写真。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋田 俊之 宮城県仙台市太白区三神峯1丁目3番1号 204 (72)発明者 伊永 孝 兵庫県西宮市鳴尾町1丁目19番16号 (72)発明者 細井 和幸 兵庫県川西市萩原1丁目12番11号

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 含水物質を水熱ホットプレスし、その
    後、水を排出することを特徴とする含水物質の焼結方
    法。
  2. 【請求項2】 水和リン酸塩化合物を水熱ホットプレス
    してなるリン酸塩固化体。
  3. 【請求項3】 水和リン酸塩化合物を水熱ホットプレス
    してなる多孔質リン酸塩固化体。
  4. 【請求項4】 水和リン酸カルシウム化合物とその他の
    カルシウム化合物とを水熱ホットプレスしてなるアパタ
    イト固化体。
  5. 【請求項5】 水和リン酸カルシウム化合物とその他の
    カルシウム化合物とを水熱ホットプレスしてなる多孔質
    アパタイト固化体。
  6. 【請求項6】 リン酸一水素カルシウム水和物と水酸化
    カルシウムとを水熱ホットプレスしてなるヒドロキシア
    パタイト固化体。
  7. 【請求項7】 リン酸一水素カルシウム水和物と水酸化
    カルシウムとを水熱ホットプレスしてなる多孔質ヒドロ
    キシアパタイト固化体。
  8. 【請求項8】 かさ密度が1.5〜2.5g/cm3
    あり且つ圧裂引張強度が3MPa以上である多孔質ヒド
    ロキシアパタイト成形体。
  9. 【請求項9】 水和リン酸塩化合物を水熱ホットプレス
    し、その後、水を排出することを特徴とするリン酸塩固
    化体の製造方法。
  10. 【請求項10】 水和リン酸塩化合物を成形機型枠内に
    充填して水熱ホットプレスし、その後、水を排出するこ
    とを特徴とするリン酸塩成形体の製造方法。
  11. 【請求項11】 水和リン酸カルシウム化合物とその他
    のカルシウム化合物とを水熱ホットプレスし、その後、
    水を排出することを特徴とするアパタイト固化体の製造
    方法。
  12. 【請求項12】 リン酸一水素カルシウム水和物と水酸
    化カルシウムとを水熱ホットプレスし、その後、水を排
    出することを特徴とするヒドロキシアパタイト固化体の
    製造方法。
  13. 【請求項13】 温度100〜200℃で水熱ホットプ
    レスする請求項12に記載のヒドロキシアパタイト固化
    体の製造方法。
  14. 【請求項14】 リン酸一水素カルシウム水和物と水酸
    化カルシウムとを水熱ホットプレスし、その後、水を排
    出することを特徴とするかさ密度が1.5〜2.5g/
    cm3であり且つ圧裂引張強度が3MPa以上である多
    孔質ヒドロキシアパタイト固化体の製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項1に記載の焼結方法によって生
    成した焼結体からなるイオン導電性材料。
  16. 【請求項16】 請求項2〜8のいずれかに記載のリン
    酸塩固化体、アパタイト固化体、ヒドロキシアパタイト
    固化体又はヒドロキシアパタイト成形体からなる生体材
    料。
  17. 【請求項17】 請求項2〜8のいずれかに記載のリン
    酸塩固化体、アパタイト固化体、ヒドロキシアパタイト
    固化体又はヒドロキシアパタイト成形体からなるイオン
    導電性材料。
  18. 【請求項18】 炭酸カルシウム水和物を水熱ホットプ
    レスしてなる炭酸カルシウム固化体。
  19. 【請求項19】 炭酸カルシウム水和物を水熱ホットプ
    レスし、その後、水を排出することを特徴とする炭酸カ
    ルシウム固化体の製造方法。
JP8181445A 1996-06-20 1996-06-20 含水物質の焼結方法、リン酸塩固化体、炭酸カルシウム固化体及びそれらの製造方法 Pending JPH107411A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8181445A JPH107411A (ja) 1996-06-20 1996-06-20 含水物質の焼結方法、リン酸塩固化体、炭酸カルシウム固化体及びそれらの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8181445A JPH107411A (ja) 1996-06-20 1996-06-20 含水物質の焼結方法、リン酸塩固化体、炭酸カルシウム固化体及びそれらの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH107411A true JPH107411A (ja) 1998-01-13

Family

ID=16100901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8181445A Pending JPH107411A (ja) 1996-06-20 1996-06-20 含水物質の焼結方法、リン酸塩固化体、炭酸カルシウム固化体及びそれらの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH107411A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013043786A (ja) * 2011-08-22 2013-03-04 Ehime Prefecture カルシウム系化合物、カルシウム系化合物の製造方法及び塗工紙
JP2016003960A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター 圧力測定用材料とその製造方法並びに圧力測定方法
WO2017058727A1 (en) 2015-09-29 2017-04-06 The Penn State Research Foundation Cold sintering ceramics and composites
US10730803B2 (en) 2015-09-29 2020-08-04 The Penn State Research Foundation Cold sintering ceramics and composites

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013043786A (ja) * 2011-08-22 2013-03-04 Ehime Prefecture カルシウム系化合物、カルシウム系化合物の製造方法及び塗工紙
JP2016003960A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター 圧力測定用材料とその製造方法並びに圧力測定方法
WO2017058727A1 (en) 2015-09-29 2017-04-06 The Penn State Research Foundation Cold sintering ceramics and composites
EP3356310A4 (en) * 2015-09-29 2019-03-13 The Penn State Research Foundation KALTSINTERN OF CERAMICS AND COMPOSITE MATERIALS
US10730803B2 (en) 2015-09-29 2020-08-04 The Penn State Research Foundation Cold sintering ceramics and composites
US11001530B2 (en) 2015-09-29 2021-05-11 The Penn State Research Foundation Cold sintering composites and ceramics

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ŚAlósarczyk et al. Calcium phosphate materials prepared from precipitates with various calcium: phosphorus molar ratios
Osaka et al. Calcium apatite prepared from calcium hydroxide and orthophosphoric acid
Yubao et al. Preparation and characterization of nanograde osteoapatite-like rod crystals
KR100573293B1 (ko) 인회석 세라믹들, 특히 생물학적 용도를 위한 인회석세라믹들의 제조방법
Ramesh et al. Characteristics and properties of hydoxyapatite derived by sol–gel and wet chemical precipitation methods
Chow Development of self-setting calcium phosphate cements
US5679294A (en) α-tricalcium phosphate ceramic and production method thereof
Laurence et al. Formation of hydroxyapatite in cement systems
JP5128472B2 (ja) 医用材料
Kannan et al. Effect of sodium addition on the preparation of hydroxyapatites and biphasic ceramics
US11389564B2 (en) Whitlockite coating constructed on surface of calcium phosphate-based bioceramic substrate and preparation method therefor
JP2002535225A (ja) 無機成形素地およびそれの製造方法および使用
Coreño A et al. Mechanochemical synthesis of nanocrystalline carbonate-substituted hydroxyapatite
WO2004112856A1 (ja) 医療用骨補填材およびその製造方法
Jamil et al. Silicon substituted hydroxyapatite: preparation with solid-state reaction, characterization and dissolution properties
JPH107411A (ja) 含水物質の焼結方法、リン酸塩固化体、炭酸カルシウム固化体及びそれらの製造方法
Biernat et al. Influence of low-temperature reaction time on morphology and phase composition of short calcium phosphate whiskers
Ahmad et al. Effect of precursor's solubility on the mechanical property of hydroxyapatite formed by dissolution-precipitation reaction of tricalcium phosphate
KR20200018922A (ko) 인산칼슘계 조성물 및 이의 제조방법
Le Thi et al. Aging time and synthesis parameters of nanocystalline single phase hydroxyapatite produced by a precipitation method
Othman et al. Effect of calcination temperatures on phase transformation and stability of β-tricalcium phosphate powder synthesized by a wet precipitation method
JP3215892B2 (ja) 水酸アパタイト・ウィスカーの製造方法
Greish Phase evolution during the low temperature formation of stoichiometric hydroxyapatite-gypsum composites
Hikmawati et al. Synthesis of hydroxyapatite based on coral Banyuwangi using sol-gel method: observe the effect of calcination temperature on its phase and crystallinity
Fadeeva et al. Microstructure and properties of α-tricalcium phosphate-based bone cement

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050414

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060705

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060901

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20061018