JPS5951485B2 - CaO−P↓2O↓5系アパタイトの製造法 - Google Patents

CaO−P↓2O↓5系アパタイトの製造法

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JPS5951485B2
JPS5951485B2 JP52026114A JP2611477A JPS5951485B2 JP S5951485 B2 JPS5951485 B2 JP S5951485B2 JP 52026114 A JP52026114 A JP 52026114A JP 2611477 A JP2611477 A JP 2611477A JP S5951485 B2 JPS5951485 B2 JP S5951485B2
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秀希 青木
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TOKYO IKA SHIKA DAIGAKUCHO
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TOKYO IKA SHIKA DAIGAKUCHO
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、CaO−P。
O。系アパタイトの改良された製造法に関するものであ
る。CaO−P。
O。系アパタイト物質が人工骨や歯根等の生体材料とし
て極めて効果的であることが認識され、これをもつてし
て整形外科および歯科領域に於て新しい治療分野が開か
れつつあるところ、実用に価する確かなCaO−P。o
。系アパタイト物質の提供とそうしたアパタイト物質を
工業的規模で効率よく製造する方法の開発が立ち遅れて
いて、こうしたところの早期開発が叫ばれていた。こう
した要求の背景に立つて本発明者は、先に特願昭51−
157406号(以下「先願発明」という。
)をもつてする発明をなし、これにより人工骨や歯根等
の生体材料の原材料として充分に応えまた他に各種工業
製品用材料としても使用できるCaO−P。O。系アパ
タイトとそれを工業的規摸で製造し得る方法を提供した
ところである。ところで前記先願発明の内容は、カルシ
ウム塩水溶液とリン酸水溶液を約60℃の温度で1f1
6.0〜10.0の条件下で反応せしめてCa/P■■
1.65の微’結晶質のリン酸カルシウムとし、これを
更に特定のカルシウム化合物をもつて目的のアパタイト
に変換する、というものであるところ、該発明の方法は
、出発材料即ちCa/Pホ1.65の微結晶質リン酸カ
ルシウムを得るについて、複雑な工程、即ちカルシウム
塩水溶液とリン酸水溶液を約60℃の温度で…6.0〜
10.0の条件下で反応せしめるという工程を含み、こ
れが為、相応のCaO−P、0。
系アパタイトの提供はできても工程制御に特段の配慮が
必要であり、このことは特定の工程設備を必要としまた
最終製品たるアパタイトの製造に長時間を費さねばなら
ないという不都合があり結局は最終製品たるアパタイト
は高価なものになるという問題があつた。この問題解決
のため本発明者は更なる鋭意研究を重ねた結果完成を見
たのが本発明である。
本発明は、要するに本発明明者が先に為した先願発明の
改良であつて、本発明者はCa、Ho(PO,)。・5
H。0というこの種の技術分野に於ては新規な物質を採
用することにより先に為した本発明者の発明の問題点を
解決することができ、このことが本発明を完成に導いた
ものである。
前記Ca,H。(PO,)。・5H。0は、オクタカル
シウム・ホスフェート(0ctaca1ciumPh0
sphate)、通称″0PC″の略称で呼ばれる文献
〔例えばNature(LOndOn),196:10
50,1962或いはNature(LOndOn),
211:268,1963〕記載の公知物質であり、こ
れの製造についても公知であり、例えば、CH,COO
Naを蒸留水に溶かしCH.COOHで巾を5.5〜5
.8に調整しておきこれにCa(NO,)。
・4H。0とNa。
HPO。・12H.0を加え60℃の温度で反応を行う
ことにより製造することができる。〔M.h.f.Ch
em.9l:1020,1960参照〕本発明者は、前
記先願発明により人工骨や歯根等の生体材料の原材料と
して最も好しいものはCa/P=1.67(モル比)で
あるCaO−P。
O。系アパタイトであることを確認したが、このアパタ
.イトはハイドロキシアパタイト〔CalO(PO,)
6(0H)。〕の回析パターンを示すものであることを
発見し、このハイドロキシアパタイトを製造することが
先願発明の問題解決に連るであろうことを想定した。こ
の想定に立つて本発明者は.CaHPO。・2H20,
Ca。(PO。)。,Ca2p2O,,CaHPO。等
の化合物を使つて実験を試みたが、こうした化合物を使
つては工程は結局複雑となつていずれの場合も先願発明
の問題を解決するに到たらなかつた。そして本発明者は
、0PCCCa。H。こ(PO,)6・5H20〕の使
用を試みたところ、この場合にはハイドロキシアパタイ
トに対しての見かけ上のCaの不足量分をCacO3,
caO,ca(0H)2,CaC12,CaF2,Ca
(NO3)2,Ca(COO)。の中から選ばれるもの
を単純な操作即5ち、オートクレーブを用いた200℃
〜400℃、15〜200気圧の熱水条件下反応(湿式
法反応)或いは1,000℃〜1,300℃での固相反
応(乾式法反応)を介して補うことによりハイドロキシ
アパタイト〔Ca,。(PO,)。(0H)。〕の回折
バター4ンを示し、密度の大なる結晶で、先願発明の生
成物と同様に人工骨や歯根等の生体材料の原材料として
充分採用できるばかりでなく各種工業製品用材料として
採用できる生成物が得られることを発見した。0PCに
対するCaCO3,CaO,Ca(0H)2,CaC1
2,CaF2,Ca(NO3)2,Ca(COO)2か
ら選ばれるものの添加はこれ等の一種或いはそれ以上で
もよくその添加割合は重量割合で0PCに対して10:
1〜5:5の範囲とすることができる。
この範囲の添加割合は生成物を如何なる形態のものとす
るかにより選択されるが、添加割合を10:1或いはそ
れに近い所を選択すれば反応速度’は速くなりかなり緊
密な結晶構造の生成物が得られる。他方5:5(1:1
)或いはそれに近い所の添加割合を選択すると反応速度
は遅<なり前者の場合に比較するとや・粗密な結晶構造
の生成物が得られる。しかし前記範囲の添加割合を選択
する限り、生成物は平均して致密乃至緊密で組織の均一
に詰まつた所謂密度の大きいものとなる。一方、前記範
囲を逸脱した添加割合とする場合にあつては所定の均一
構造の生成物の製造が保証されない。本発明において湿
式反応条件を200℃〜400℃、15〜200気圧に
特定しているところは、200℃以下で15気圧以下と
いう条件では反応は極めて遅くなり生成物は結晶構造の
粗なものとなり採用に価しないものとなつてしまい、4
00℃以上200気圧以上という条件では操作上の危険
を伴うことおよび施設を高圧取扱い法に則つたものとし
なければならないことから採用し難い、ことによる。
また、固相反応条件を1,000℃〜1,300℃に設
定しているところは、1,000℃以下では生成物が絶
えず均一組織構造にならないこと、そして1,300℃
以上の温度は所定の生成物を得るについて1,000℃
〜1,300℃の範囲で充分であり1,300℃以上と
することは操作上また経済上メリットがないことの理由
による。
本発明の方法で得られるアパタイト結晶は均一にして大
きな針状または柱状形のものである。
これらの結晶は骨親和性が極めて大きいこと及び強度の
増大の目的で、各種プラスチックス、金属セラミックス
との複合材料の原料として最適であることにより特徴づ
けられるものである。以下本発明を実施例にもとづいて
説明する。
湿式法:実施例1 Ca,H。
(PO,),・5H。0(7)10gに、CaO又はC
a(0H)。
の10gを加えて混合し、これに50m1の蒸溜水とと
もに内容量100m1のステンレス製テストチューブ型
オートクレーブに投入し、200℃、15気圧と300
℃、100気圧の水熱条件下で24時間反応させた。反
応後の最終生成物を粉末X線回折法で調べた結果、純粋
なハイドロキシアパタイト〔Ca,。(PO,)。(0
H)。〕の回折パターンを示し、温度が高い方が結晶性
がよく、鋭い回折図形を示し、生成物を光学顕微鏡で観
察すると、10〜100μの針状結晶が得られた。実施
例2 Ca8H2(PO4)6・5H20の10gにCaCl
2,CaF。
,CaCO3,Ca(NO。)。,Ca(COO)2の
うちから1種を選んで、その各2gを加えて混合し、こ
れに50m1の蒸溜水とともに、内容量100m1のオ
ートクレーブに投入し400℃、200気圧の水熱条件
下で10時間反応させた。反応後の最終生成物を粉末X
線回折法で調べた結果、いずれも典型的なアパタイトの
回折図形を示したので、アパタイト結晶が生成されたこ
とが確認された。これらのアパタイト物質を化学分析で
調べると、Ca/P比は化学量論的アパタイトの1.6
7に一致した。また、CaCl。,CaF,,CaCO
。を加えた場合には、生成されるアパタイト中にそれぞ
れCl,F,CO。が取り込まれていた。したがつてそ
の化学式はCa,。(PO,)。(0H,C1,F,1
/2C0。)。で表わされる。乾式法: 実施例3 Ca。
H。(PO。)。・5H。0の100gに、CaO又は
Ca(0H)。
の10gを加えて混合し、その混合物を500℃,70
0℃,1,000℃,1,300℃の各温度で大気中3
時間固相反応させた。反応生成物を粉末X線回折法と赤
外吸収スペクトルで調べると、1,000℃以上の高温
で反応させたものは純粋なハイドロキシアパタイトCa
,。(PO,)。(0H)。が生成した。実施例4 Ca8H2(PO4)6・5H20C7)100gに各
モル比がl:1の組合せのCaCO3−CaO,Ca(
0H),一CaCl2,Ca(0H)2 −CaF2,
CaO−Ca(NO3)。
,CaCO3−Ca(COO)2から1組を選んで、そ
の100gを加えて、よく混合し、その混合物を500
℃,700℃,1,000℃,1,300℃の各温度で
、3時間、ロータリキルン法により、回転させながら連
続的に固相反応させた。1,000℃以上の高温で反応
させたものはいずれも典型的なアパタイトのX線回折図
形を示した。
また、Ca/Pも1.67と化学量論的なアパタイトの
それと一致した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Ca_8H_2(PO_4)_6・5H_2Oの固
    体に、CaCO_3、CaO、Ca(OH)_2、Ca
    Cl_2、CaF_2、Ca(NO_3)_2、Ca(
    COO)_2のうちから選ばれた1種もしくは2種以上
    を、重量比で10:1と5:5の間の割合で加え、よく
    混合し、その混合物をオートクレーブを用いて、200
    ℃〜400℃、15〜200気圧の熱水条件下で反応さ
    せることを特徴とする致密結晶構造の結晶質アパタイト
    の製造法。 2 Ca_8H_2(PO_4)_6・5H_2Oの固
    体にCaCO_3、CaO、Ca(OH)_2、CaC
    l_2、CaF_2、Ca(NO_3)_2、Ca(C
    OO)_2のうちから選ばれた1種かもしくは2種以上
    を、重量比で10:1と5:5の間の割合で加え、よく
    混合し、その混合物を1,000℃〜1,300℃の温
    度範囲で固相反応させることを特徴とする致密結晶構造
    の結晶質アパタイトの製造法。
JP52026114A 1977-03-11 1977-03-11 CaO−P↓2O↓5系アパタイトの製造法 Expired JPS5951485B2 (ja)

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