JPS5830244B2 - Method for producing carbonated hydroxyapatite - Google Patents

Method for producing carbonated hydroxyapatite

Info

Publication number
JPS5830244B2
JPS5830244B2 JP53024330A JP2433078A JPS5830244B2 JP S5830244 B2 JPS5830244 B2 JP S5830244B2 JP 53024330 A JP53024330 A JP 53024330A JP 2433078 A JP2433078 A JP 2433078A JP S5830244 B2 JPS5830244 B2 JP S5830244B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydroxyapatite
reaction
ammonia
present
teeth
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.)
Expired
Application number
JP53024330A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS54116400A (en
Inventor
健三 粟津
義治 小峰
勝俊 武藤
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP53024330A priority Critical patent/JPS5830244B2/en
Publication of JPS54116400A publication Critical patent/JPS54116400A/en
Publication of JPS5830244B2 publication Critical patent/JPS5830244B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭酸含有水酸アパタイトの新規な製造法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a novel method for producing carbonated hydroxyapatite.

近時、生体材料として、リン酸化合物、とくにアパタイ
トが注目され、人工骨や人工歯への適用が種々検討され
ている。
Recently, phosphoric acid compounds, especially apatite, have been attracting attention as biomaterials, and various applications are being investigated for use in artificial bones and artificial teeth.

これら人工骨などの社訓の製造法としては、粉末の水酸
アパタイトに第3リン酸カルシウムおよびMgO、K2
O、CaF2゜Al2O3などの添加物を少量加えて混
合し、加圧成形したのち焼結する方法が知られている。
The manufacturing method for these artificial bones, etc., is based on powdered hydroxyapatite, tertiary calcium phosphate, MgO, K2
A method is known in which a small amount of additives such as O, CaF2°Al2O3, etc. are added and mixed, pressure molded, and then sintered.

かかる方法において用いられる水酸アパタイトは、一般
に乾式法と称せられる固体拡散反応によって合成される
The hydroxyapatite used in this method is synthesized by a solid diffusion reaction generally referred to as a dry method.

該固体拡散反応では、所定量の第2リン酸カルシウムと
炭酸カルシウムとを混合し、水蒸気分圧の存在下で10
00℃以上の高温で焼成することにより、水酸アパタイ
トかえられる。
In the solid-state diffusion reaction, predetermined amounts of dibasic calcium phosphate and calcium carbonate are mixed, and 10
By firing at a high temperature of 00°C or higher, hydroxyapatite can be converted.

かかる乾式法においては;前述のごと<1ooo℃以上
の高温で長時間の焼成が必要であり、かつ炭酸を含有す
る水酸アパタイトをうろことができないという欠点があ
る。
Such a dry method has the disadvantage that, as mentioned above, it requires long-time firing at a high temperature of <100° C. or higher, and it cannot remove hydroxyapatite containing carbonate.

一方、湿式法と称せられる水溶液イオンによって直接的
にアパタイトを沈殿させる方法も知られている。
On the other hand, a method called a wet method in which apatite is directly precipitated using ions in an aqueous solution is also known.

しかしながら、かかる湿式法においては、反応速度が大
きく、かつえられる沈殿物がコロイド状となるために、
取扱いや操作に不便であり、また生成物の組成比がわず
かな反応条件の差によっても変化し、一定のものをうる
ことが困難であるなどのために実用化されるにはいたっ
ていない。
However, in such a wet method, the reaction rate is high and the precipitate obtained is colloidal.
It has not been put into practical use because it is inconvenient to handle and operate, and the composition ratio of the product changes even with slight differences in reaction conditions, making it difficult to obtain a constant product.

さらにこれら乾式法や湿式法のいずれについても、生体
内の骨や歯と同じ組成である炭酸を含有した水酸アパタ
イトをうろことができないという欠点がある。
Furthermore, both the dry method and the wet method have the disadvantage that they cannot absorb hydroxyapatite containing carbonate, which has the same composition as bones and teeth in living organisms.

すなわち生体内の骨や歯が炭酸を含有していることは種
々の化学分析や赤外線スペクトル分析によってあきらか
にされており、そのため生体材料として用いるばあい、
生体に対するなじみや順化期間の短縮化、あるいは生体
の拒否反応を少なくするうえで、できる限り生体内の骨
や歯と組成的に近い水酸アパタイトを用いることが望ま
しい。
In other words, various chemical analyzes and infrared spectral analyzes have shown that bones and teeth in living organisms contain carbonic acid, and therefore, when used as biomaterials,
It is desirable to use hydroxyapatite that is compositionally similar to in-vivo bones and teeth as much as possible in order to be compatible with living organisms, shorten the acclimatization period, and reduce rejection reactions by living organisms.

本発明者らは、叙上の欠点を排除し、所望の炭酸を含有
した水酸アパタイトをうるべく種々研究を重ねた結果、
第2リン酸カルシウムと炭酸カルシウムとを、モル比で
6:3〜40割合でアンモニア水に添加混合したのち、
これを60℃以上に加熱して、固体−水系反応を行なわ
せることにより、所望の炭酸が含有されてなる水酸アパ
タイト粉末がきわめて短時間で容易に生成されうるとい
うまったく新たな製造法を提供しうる事実を見出し、本
発明を完成するにいたった。
The present inventors have conducted various studies to eliminate the above-mentioned drawbacks and obtain the desired carbonic acid-containing hydroxyapatite.
After adding dibasic calcium phosphate and calcium carbonate to aqueous ammonia at a molar ratio of 6:3 to 40,
By heating this to 60°C or higher to cause a solid-water reaction, we provide a completely new manufacturing method in which hydroxyapatite powder containing the desired carbonic acid can be easily produced in an extremely short period of time. They discovered that this is possible and completed the present invention.

すなわち、本発明の方法は、固相(原料粉末)一液相(
水)−固相(生成アパタイト粉末)系の反応における溶
解、反応および析出によって行なわれるものであり、基
本的には第2リン酸カルシウムおよび炭酸カルシウムの
溶解度積lXl0−8程度に対して、えられろ水酸アパ
タイトの溶解度積がI X 10−110であることか
ら、これらの溶解度のいちじるしい差を利用して行なわ
れるものである。
That is, the method of the present invention consists of one solid phase (raw material powder) and one liquid phase (
It is carried out by dissolution, reaction, and precipitation in the reaction of the water)-solid phase (produced apatite powder) system, and basically the solubility product of dicalcium phosphate and calcium carbonate is about lXl0-8. Since the solubility product of hydroxyapatite is I x 10-110, this is carried out by taking advantage of the significant difference in solubility.

本発明の方法は、第2リン酸カルシウムと炭酸カルシウ
ムとを前述のごとき割合でアンモニア水に添加して混合
し加熱することを特徴とするものであるが、ここでの加
熱は原料である前記第2リン酸カルシウムおよび炭酸カ
ルシウムの溶解度を犬ならしめ、反応時間を短縮せしめ
るために行なわれる。
The method of the present invention is characterized by adding dibasic calcium phosphate and calcium carbonate to aqueous ammonia in the proportions described above, mixing and heating. This is done to improve the solubility of calcium phosphate and calcium carbonate and to shorten the reaction time.

すなわち、本発明の方法においては、加熱しないばあい
に反応時間が数10日から数100日も要するのに対し
て、反応液を60℃以上に加熱せしめることにより、所
要反応時間を4〜5時間に短縮することができる。
That is, in the method of the present invention, the reaction time required is 4 to 5 days by heating the reaction solution to 60° C. or higher, whereas it takes several tens to hundreds of days without heating. It can be shortened in time.

また本発明においては、水にアンモニアを含有せしめる
ことにより、水に溶解した炭酸カルシウムから発生する
炭酸の一部がアンモニアに結合して、反応液中に炭酸が
保持される結果生成した水酸アパタイト中に炭酸が含有
されるようになる。
In addition, in the present invention, by adding ammonia to water, a part of carbonic acid generated from calcium carbonate dissolved in water is combined with ammonia, and hydroxyapatite is generated as a result of carbonic acid being retained in the reaction solution. It contains carbonic acid.

したがって、生成する水酸アパタイト中の炭酸含有量は
主として水中のアンモニア濃度によって決定される。
Therefore, the carbonate content in the produced hydroxyapatite is mainly determined by the ammonia concentration in water.

かかるアンモニア濃度としては、目的とする水酸アパタ
イトの炭酸含有量によって種々変更されるものであるが
、通常アンモニア濃度が1〜5%(重量俤、以下同様)
のアンモニア水を用いるのが好ましい。
The ammonia concentration varies depending on the carbonate content of the target hydroxyapatite, but usually the ammonia concentration is 1 to 5% (by weight, the same applies hereinafter).
It is preferable to use aqueous ammonia.

かかる範囲のアンモニア濃度によって、炭酸含有量が1
.2〜3.6多の水酸アパタイトかえられる。
With this range of ammonia concentration, the carbonate content can be reduced to 1
.. 2 to 3.6 hydroxyapatite can be changed.

反応はアンモニア水の存在下で進行し、反応が終了した
時点で、アンモニア水を蒸発させて乾燥することにより
、目的とする水酸アパタイト粉末を直接うろことができ
る。
The reaction proceeds in the presence of ammonia water, and when the reaction is completed, the desired hydroxyapatite powder can be directly obtained by evaporating the ammonia water and drying it.

反応が行なわれるアンモニア水の量としては、とくに制
限されるものではないが、多量のアンモニア水を用いた
ばあい、該アンモニア水の蒸発に多くの時間やエネルギ
ーが必要となるために好ましくない。
The amount of ammonia water in which the reaction is carried out is not particularly limited, but if a large amount of ammonia water is used, it is not preferable because a lot of time and energy are required for evaporation of the ammonia water.

そのため本発明においては、加えるアンモニア水をでき
る限り少なくし、かつ反応容器に蓋あるいは還流冷却器
を設けて、反応中にアンモニア水が蒸発するのをできる
限り少なくシ、反応終了後前記蓋あるいは還流冷却器を
とりはずしアンモニア水を蒸発させることにより、きわ
めて効率よく反応操作を行ないうる。
Therefore, in the present invention, the amount of ammonia water to be added is reduced as much as possible, and the reaction vessel is provided with a lid or a reflux condenser to minimize evaporation of the ammonia water during the reaction. By removing the condenser and evaporating the ammonia water, the reaction operation can be carried out very efficiently.

しかしながら、反応終了時点でアンモニア水がわずかに
残存する程度にアンモニア水を蒸発させながら反応を行
なわせてもよい。
However, the reaction may be carried out while aqueous ammonia is evaporated to such an extent that only a small amount of aqueous ammonia remains at the end of the reaction.

かかる本発明の方法においては、原料として用いられる
第2リン酸カルシウムと炭酸カルシウムとを、モル比で
6:3〜40割合で用いることが必要である。
In the method of the present invention, it is necessary to use dibasic calcium phosphate and calcium carbonate, which are used as raw materials, at a molar ratio of 6:3 to 40.

かかる割合よりも第2リン酸カルシウムが犬なるときも
小なるときも、いずれも生成したアパタイトに他の成分
であるリン酸カルシウムまたは水酸化カルシウムが混在
し、アパタイト生成率が低くなるために好ましくない。
When the dibasic calcium phosphate is smaller or smaller than this ratio, the produced apatite is mixed with other components such as calcium phosphate or calcium hydroxide, which is undesirable because the apatite production rate becomes low.

つぎに実施例および比較例をあげて、本発明の詳細な説
明する。
Next, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples.

実施例 第2リン酸カルシウム816P(6モル)および炭酸カ
ルシウム40(1(4モル)を水20001に28係ア
ンモニア水1001を溶解してえたアンモニア水に添加
して、秤量反応容器中でよく混合した。
Example Second calcium phosphate 816P (6 moles) and calcium carbonate 40 (1 (4 moles)) were added to ammonia water obtained by dissolving 1001 parts of aqueous ammonia in 20001 water, and mixed well in a weighing reaction vessel.

これに蓋をして、140℃に設定した加熱装置に入れた
This was covered with a lid and placed in a heating device set at 140°C.

液温の上昇とともに、炭酸ガスの発生が観察された。As the liquid temperature rose, the generation of carbon dioxide gas was observed.

前記加熱装置中の反応液の温度は80〜100℃であっ
たが、この状態で5時間加熱した。
The temperature of the reaction solution in the heating device was 80 to 100°C, and it was heated in this state for 5 hours.

ついで蓋をはずし、前記温度条件でアンモニア水を蒸発
させて、乾燥した炭酸含有水酸アパタイト約1100f
をえた。
Then, the lid was removed and the ammonia water was evaporated under the above temperature conditions to obtain approximately 1100 f of dried carbonic acid-containing hydroxyapatite.
I got it.

赤外線吸収スペクトル分析により、波数1400GIr
L−’付近に特有の吸収を示すことから、このものが炭
酸を含有していることが確認された。
By infrared absorption spectrum analysis, the wave number was 1400GIr.
It was confirmed that this product contained carbonic acid because it showed a unique absorption near L-'.

またX線回折によりこの生成物が水酸アパタイトである
ことも確認された。
It was also confirmed by X-ray diffraction that this product was hydroxyapatite.

なおこれら赤外線吸収スペクトルの測定結果を第1図に
、X線回折の測定結果を第2図にそれぞれ示した。
The measurement results of these infrared absorption spectra are shown in FIG. 1, and the measurement results of X-ray diffraction are shown in FIG. 2.

比較例 乾式法である固体拡散反応によって、水酸アパタイトを
えた。
Comparative Example Hydroxyapatite was obtained by solid diffusion reaction, which is a dry method.

すなわち、反応は第2リン酸カルシウム816ft(6
モル)および炭酸カルシウム300P(3モル)をボー
ルミルで混合し、ルツボに入れて電気炉中で水蒸気分圧
の存在下において1ooo〜1200℃で2〜5時間焼
威した。
That is, the reaction requires 816 ft (6
mol) and calcium carbonate 300P (3 mol) were mixed in a ball mill, placed in a crucible, and burned in an electric furnace at 100 to 1200° C. for 2 to 5 hours in the presence of water vapor partial pressure.

これら実施例および比較例においてえられたそれぞれの
水酸アパタイト粉末の緒特性を比較した結果を第1表に
示す。
Table 1 shows the results of comparing the properties of the hydroxyapatite powders obtained in these Examples and Comparative Examples.

なお分散係数は沈降法によって求めた重量平均径と分布
の広がりから算出した。
The dispersion coefficient was calculated from the weight average diameter and the spread of distribution determined by the sedimentation method.

数値が多いほど粒度の分布が広いことを示している。The larger the number, the wider the particle size distribution.

また炭酸含有率は試別1〜2f?を酸素気流中で1oo
o℃に加熱し、生成した炭酸ガスを水酸化カリウム水溶
液に吸収させて求めた。
Also, is the carbon dioxide content 1-2f? 1oo in an oxygen stream
It was determined by heating to 0° C. and absorbing the generated carbon dioxide into an aqueous potassium hydroxide solution.

本発明の方法によってえられろ水酸アパタイトは、用い
られるアンモニア水のアンモニア濃度を変えることによ
って、天然の骨や歯に含有されている炭酸と同程度の含
有量とすることができ、そのためえられる人工骨や人工
歯と天然の骨や歯とのなじみが改善されうる。
By changing the ammonia concentration of the ammonia water used, the hydroxyapatite obtained by the method of the present invention can be made to have a carbonic acid content comparable to that contained in natural bones and teeth. This can improve the compatibility between the artificial bones and teeth that have been removed and the natural bones and teeth.

また本発明においては、天然の骨や歯に含有されている
微量のマグネシウム、カリウム、フッ素またはアルミニ
ウムを生成物である水酸アパタイトに含有せしめるべく
、その反応系中にこれらの適量をあらかじめ添加するか
、あるいはえられた炭酸含有水酸アパタイトの焼成時に
、これらを添加混合することによって、天然の骨や歯に
類似したアパタイトをうろことができる。
In addition, in the present invention, in order to incorporate trace amounts of magnesium, potassium, fluorine or aluminum contained in natural bones and teeth into the hydroxyapatite product, appropriate amounts of these are added in advance to the reaction system. Alternatively, by adding and mixing these when firing the obtained carbonic acid-containing hydroxyapatite, apatite similar to natural bones and teeth can be obtained.

そのため本発明の方法においては、天然の骨や歯を形成
する各成分の化学量論的組成と同じ組成を有する炭酸含
有水酸アパタイトを再現性をもって容易に製造すること
かできるという利点がある。
Therefore, the method of the present invention has the advantage that carbonate-containing hydroxyapatite having the same stoichiometric composition as the components forming natural bones and teeth can be easily produced with reproducibility.

さらに本発明の方法においては、たとえ反応系に塩酸や
硝酸などの酸が存在していたとしても、核酸は反応液中
のアンモニアによって中和されるために、アパタイトの
生成反応が影響されることなく、反応が王宮に進行する
という利点をも有する。
Furthermore, in the method of the present invention, even if an acid such as hydrochloric acid or nitric acid is present in the reaction system, since the nucleic acid is neutralized by ammonia in the reaction solution, the apatite production reaction will not be affected. It also has the advantage that the reaction proceeds in a royal manner.

かくして本発明の方法によってえられる炭酸含有水酸ア
パタイトは、天然の骨や歯と同一の化学量論的組成を有
し、かつその製造が再現性をもって、きわめて短時間に
製造されるなどの利点を有するために、人工骨や人工歯
の製造原料として好適に用いられる。
Thus, the carbonate-containing hydroxyapatite obtained by the method of the present invention has the same stoichiometric composition as natural bones and teeth, and has the advantage that it can be manufactured reproducibly and in an extremely short time. Therefore, it is suitably used as a raw material for manufacturing artificial bones and artificial teeth.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の方法によってえられた炭酸含有水酸ア
パタイトの赤外線吸収スペクトルの測定結果、第2図は
、そのX線回折の測定結果である。
FIG. 1 shows the measurement results of the infrared absorption spectrum of carbonic acid-containing hydroxyapatite obtained by the method of the present invention, and FIG. 2 shows the measurement results of its X-ray diffraction.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第2リン酸カルシウムと炭酸カルシウムとを、モル
比で6二3〜40割合でアンモニア水に添加混合したの
ち、60℃以上に加熱して、固体−水系反応を行なわせ
ることを特徴とする炭酸含有水酸アパタイトの製造法。
1 A carbonic acid-containing product characterized by adding and mixing dibasic calcium phosphate and calcium carbonate in a molar ratio of 623 to 40 to aqueous ammonia, and then heating the mixture to 60°C or higher to cause a solid-water reaction. Method for producing hydroxyapatite.
JP53024330A 1978-03-02 1978-03-02 Method for producing carbonated hydroxyapatite Expired JPS5830244B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53024330A JPS5830244B2 (en) 1978-03-02 1978-03-02 Method for producing carbonated hydroxyapatite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53024330A JPS5830244B2 (en) 1978-03-02 1978-03-02 Method for producing carbonated hydroxyapatite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54116400A JPS54116400A (en) 1979-09-10
JPS5830244B2 true JPS5830244B2 (en) 1983-06-28

Family

ID=12135162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53024330A Expired JPS5830244B2 (en) 1978-03-02 1978-03-02 Method for producing carbonated hydroxyapatite

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5830244B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5129905A (en) * 1988-04-20 1992-07-14 Norian Corporation Methods for in situ prepared calcium phosphate minerals

Also Published As

Publication number Publication date
JPS54116400A (en) 1979-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LeGeros The unit-cell dimensions of human enamel apatite: effect of chloride incorporation
US4584151A (en) Method of producing a polycrystalline transparent spinel sintered body
Featherstone et al. Synthetic apatites containing Na, Mg, and CO 3 and their comparison with tooth enamel mineral
JP4540225B2 (en) Process for producing magnesium and carbonate substituted hydroxyapatite
Sasikumar et al. Solution combustion synthesis of bioceramic calcium phosphates by single and mixed fuels—a comparative study
CA2625173C (en) A plurisubstituted hydroxyapatite and the composite thereof with a natural and/or synthetic polymer, their preparation and uses thereof
JPH03500161A (en) Production method of hydroxylapatite
JP2010100521A (en) Single-phase carbonate-substituted hydroxyapatite composition
JPS6287406A (en) Production of beta-tricalcium phosphate
AU2005221662B2 (en) Dietary supplementation with stoichiometrically specific potassium magnesium citrate
JPS5830244B2 (en) Method for producing carbonated hydroxyapatite
Pratihar et al. Phase evolution and sintering kinetics of hydroxyapatite synthesized by solution combustion technique
JPH0415166B2 (en)
Dorozhkin Mechanism of solid-state conversion of non-stoichiometric hydroxyapatite to diphase calcium phosphate
JPH01264915A (en) Production of fluoroapatite
JP2005132659A (en) Hydroxyapatite and its manufacturing method
JPH11130413A (en) Hardly-soluble melamine condensed phosphate and its production
JP5443687B2 (en) Polishing base with reduced reactivity with fluorine compound and method for producing the same
JPS61146704A (en) Production of calcium-phosphorus type apatite
JPS62252307A (en) Wet synthesis of hydroxy apatite
RU2109685C1 (en) Method for producing barium sulfate
JPS61151011A (en) Production of carbonic acid-containing hydroxy apatite
WO2000068144A1 (en) Method for the preparation of carbonated hydroxyapatite compositions
JPH02180708A (en) Production of hydroxyapatite
RU2161123C1 (en) Method of production of oxidized graphite