JPS63107807A

JPS63107807A - アパタイト等の燐酸カルシウム系化合物及びそのカルシウム化合物原料

Info

Publication number: JPS63107807A
Application number: JP61256448A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sato; 健一佐藤; Toshio Yamane; 山根　利夫; Tatsuo Kawakami; 川上　辰男
Original assignee: Kawasaki Refractories Co Ltd
Current assignee: JFE Refractories Corp
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1986-10-27
Publication date: 1988-05-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、人工歯１人工骨等の生体インブラント材料に
使用されるアパタイト等の燐酸カルシウム系化合物及び
そのカルシウム化合物原料に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来、人工歯２人工骨等の生体インブラント材料として
は高分子材料や金属材料が使用されてきたが、近年にな
って生体内で為害反応を起こさず、生体内で活性であり
、バイオアクティブ（ｂｉｏ−ａｃｔｉｖｅ）であり、
且つ、生体親和性がより良いセラミック材料が注目され
ている。実用化されているこのようなセラミック材料の
一つとして水酸アパタイトＣａ　＋ｏ（Ｐ　０４）６（
ＯＨ）Ｚ等のアパタイト（以下、ＡＰという）が挙げら
れる。

ＡＰの一般式は、Ｃａ　１０−ＸＭＸ（Ｐ　Ｏ＜）ｉＸｚ−ｙＹｙで表さ
れ、ｘ＝ｏ、ｙ＝ｏ、Ｘ＝ＯＨの場合が水酸アパタイト
Ｃａ　＋ｏ（Ｐ　０４）ｉ（ＯＨ）ｚであり、ｘ＝ｏ、
ｙ＝０．Ｘ＝Ｆの場合がフッ素アパタイトＣａ　＋ｏ（
Ｐ　Ｏａ）ａＦｇであり、ｘ＝ｏ＋　　ｙ＝ｏ＋Ｘ＝Ｃ
１の場合が塩素アパタイトである。また、Ｃａ　１ｏ（
Ｐ　０ｓ）ａ（ＯＨ）ｔ−ｙＦｙ等の構造のＡＰも考え
られる。

ところで、従来、アパタイトはＣａ　ｓ（Ｐ　Ｏａ）ｚ
＋ＣａＨＰＯ，等のすでに燐酸カルシウムとして存在し
ている物質を出発物質として、いわゆる乾式方法、或い
は湿式方法によって作られている。

即ち、Ｃａ　３（Ｐ　０４）ｚ　（以下、ＴＣＰという
）を出発物質とする場合には、ＴＣＰとカルシウム化合
物Ｃａ−Ｘとを混合して３　（ＴＣＰ）＋Ｃａ　−Ｘ−”Ｘ　−ＡＰの式で表さ
れる反応により、或いは、ＴＣＰとＣａＣＯ５及びＣａ
　（ＯＨ）！とを混合して、焼成は、ＴＣＰとカルシウ
ム化合物Ｃａ−Ｘとを混合して、そのまま焼成してＡＰ
が得られ、湿式方法ではこれをいったん水に溶解し、そ
の懸濁液を十分攪拌して反応させた後、蒸発乾固し、こ
れを焼成して前駆物質を生成し、これを大気圧中、或い
は加圧のもとに成形してから再び焼成してＡＰが得られ
ている。また、フッ素アパタイトＦ−ＡＰの場合には、
原料配合は、例えば、ＣａＨＰＯａ＋ＣａＣＯ３＋ＣａＦｚ＋ＣａｔＰｚＯｔ
＋ＣａＣ０＝＋Ｃａ　Ｆｚ。

Ｎ　ＨａＨｚＰ　０４＋　Ｃａ　ＣＱ、＋　Ｃａ　Ｆ　
ｔ＋Ｃａ、Ｐ、Ｏ，＋ＣａＦ。

等が考えられる。

更に、湿式方法に於けるＨ−ＡＰの沈澱生成に際しては
、前駆状態として非晶質燐酸カルシウムが生じる為にこ
れをＨ−ＡＰに変えるのに熟成処理を必要としている。

しかしながら、このように既に燐酸カルシウムとして存
在している物質を出発物質とする従来のＡＰは原料費用
が比較的高価である等の問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の事情を鑑みて提案されたものであって
、安価で、本来は廃棄される天然資源を有効に利用した
、しかも、より生体親和性の高いＡＰ等の燐酸カルシウ
ム系化合物のカルシウム化合物原料及びＡＰ等の燐酸カ
ルシウム系化合物を得ることを目的とする。

〔目的を達成するための手段〕

本発明に係るＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物のカルシ
ウム化合物原料は、上記の目的を達成するために、天然
の貝殻を粉砕した粉体から成る。

また、本発明に係るＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物の
カルシウム化合物原料は、上記の目的を達成するために
、天然の貝殻を粉砕した粉体と燐酸、或いは燐酸化合物
との反応によって生成されるものである。

上記燐酸化合物は、例えば、ピロ燐酸ソーダ等の燐酸基
化合物が含まれる。

本発明に係るＡＰ等のＦＰ酸カルシウム系化合物のカル
シウム化合物には、その製造過程に於いてアルカリ金属
、或いはアルカリ土類金属の水酸化物を添加することが
可能であり、また、その製造過程に於いてカルボン酸を
含む化合物を添加することが可能である。

ここで、アルカリ金属としては、リチウム、ナトウム、
カリウム、ルビジウム、セシウム等を例として挙げるこ
とができる。また、アルカリ土類金属としては、ストロ
ンチウム、バリウム、ラジウム等を例として挙げること
ができる。

カルボン酸としては、酒石酸、クエン酸、蓚酸。

グルコン酸等が考えられる。

更に、本発明に係るＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物は
フッ素置換型のものにも適用され、この場合、本発明に
係るＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物は、天然の貝殻を
粉砕した粉体と燐酸、或いは燐酸化合物とフッ化カルシ
ウム等のフッ化物との同時反応により生成される。

〔作　用〕

天然に存在する貝殻、特に、あさり、蛤、蜆等の２枚貝
の貝殻は、Ｘ線分析すれば、ＣａＣＯ３（アラゴナイト
）が主成分であるので、これの反応性を高めるために粉
砕して得た粉体は、これと燐酸、或いは燐酸化合物と反
応させることによりＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物を
得ることができる。即ち、本来は廃棄される貝殻を粉砕
するだけでＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物を製造する
出発物質としてのカルシウム化合物原料が得られるので
安価なうえ、天然資源を有効利用できることになる。

また、このような安価なカルシウム化合物原料及び燐酸
、或いは燐酸化合物を使用してＡＰ等の燐酸カルシウム
系化合物を製造するので、安価で、天然資源を有効利用
したＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物を得ることができ
る。

しかも、２枚貝では貝殻と貝柱とが強力に付着しており
、この付着力は貝殻を構成していると思われるカルシウ
ム化合物に特有の構造が一因となっていると考えられる
。従って、貝柱を人体等の生体で骨に接している部分と
仮想すれば、この貝殻をカルシウム源として形成される
人工歯２人工骨等のインブラント材料を使用したものは
、鉱物等の無機的に生成された他のカルシウム源を使用
するものに比べて、一層生体親和性を発揮する。

本発明に係るＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物では、ア
ルカリ金属、或いはアルカリ土類金属の水酸化物を添加
することは、上記ＡＰの一般式に於けるＭの位置にこれ
らの陽イオンが固溶化することになり、耐久性を向上さ
せる上で有利になる。

また、本発明に係るＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物で
は、その製造過程に於いてカルボン酸を添加することに
よりカルシウムとカルボン酸がキレート化合物を作るの
で、反応性を高めることができる。

本発明に係るＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物では、フ
ッ化カルシウムＣａＦ、等のフッ化物を添加し、天然の
貝殻を粉砕した粉体と燐酸、或いは燐酸化合物とフン化
物との同時反応させることにより容易にフッ素置換型の
ＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物を得ることができる。

尚、本発明に係るＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物では
、塩化カルシウムＣａｃｌｚ等の塩化物を添加し、天然
の貝殻を粉砕した粉体と燐酸あるいは燐酸化合物と塩化
物を同時反応させることにより塩素アパタイトを得るこ
とができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の一実施例を詳細に説明する
。

あさりの貝殻を例えばボールミルにより粉砕してＡＰ等
の燐酸カルシウム系化合物のカルシウム化合物原料を得
た。このカルシウム化合物原料は、第１図に示すように
、主成分としてＣａＣ０５（アラゴナイト）を含んでお
り、ＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物の製造に於ける出
発物質として適当である。

このカルシウム化合物原料５０ｇと、ピロ燐酸ソーダ１
３８ｇと、酒石酸５ｇと、フッ化カルシウム２０ｇを混
合し、これに２００　ｃｃの蒸留水を加えて１昼夜（２
４時間）放置した後、１１０℃の恒温槽で２４時間にわ
たり乾燥させた。この乾燥体を電気炉内で２時間にわた
り８００℃空気中焼成し、前駆物質を形成する（湿式方
法）。これにより得た焼成物は第３図に示すＸ線分析の
結果、水酸アパタイト、フッ化アパタイト、炭酸フッ化
アパタイト等を含有することが分かる。また、この焼成
物の赤外線吸収スペクトルは、第４図に示す通り、３３
００〜３５００　（ローｌ）に結合水酸基によるものと
思われる幅の広い吸収帯が観察される。この吸収幅の広
がりはこの焼成体が水酸アパタイト、フッ化アパタイト
、炭酸フッ化アパタイト等を含有するためと思われる。

このようにして得た前駆物質（焼成物）は微粉砕し、４
００〜６００ｋｇ／ｃｉで加圧成形し、更に１〜２時間
にわたって９００℃〜１３００℃で焼成して目的とする
アパタイト（人工歯２人工骨等のインブラント材）が得
られる。

上記実施例に於いて、あさりの代わりに蜆を使用しても
よい。蜆の場合には第２図に示すように、主成分として
ＣａＣＯ５（アラゴナイト）を含んだカルシウム化合物
原料を得ることができる。

また、上記の実施例において、カルシウム化合物原料５
０ｇと、ピロ燐酸ソーダ１３８ｇと、酒石酸５ｇと、フ
ッ化カルシウム２０ｇを混合した後、直接８００℃〜１
３００℃で加熱して前駆物質を得ることも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係るＡＰ等の燐酸カルシウム系化
合物のカルシウム化合物原料は、本来は廃棄される貝殻
を粉砕するだけで得られるので安価な上、天然資源を有
効利用できる。

また、本発明に係るＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物は
、このカルシウム化合物原料を使用するので、安価な上
、天然資源をを効利用できると共に、元々有機体によっ
て作られたカルシウム化合物原料を使用するので生体親
和性のより良いＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物（セラ
ミックス）が得られる。

尚、カルシウム化合物原料、或いはこれを使用して作ら
れたＡＰ等の燐酸カルシウム系化合物中に含まれる不純
物を何等かの手段で除去できれば高純度のセラミックス
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るあさりを粉砕して得た
カルシウム化合物原料のＸ線分析図、第２図は上記一実
施例の変形例に係る蜆を粉砕して得たカルシウム化合物
原料のＸ線分析図、第３図は本発明の一実施例の前駆物
質のＸ線分析図、第４図は本発明の一実施例の前駆物質
の赤外線スペクトル図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）天然の貝殻を粉砕した粉体からなるアパタイト等
の燐酸カルシウム系化合物のカルシウム化合物原料。
（２）天然の貝殻を粉砕した粉体と燐酸、或いは燐酸化
合物との反応によって生成されたアパタイト等の燐酸カ
ルシウム系化合物。
（３）アルカリ金属、或いはアルカリ土類金属の水酸化
物を添加した特許請求の範囲第２項に記載のアパタイト
等の燐酸カルシウム系化合物。
（４）カルボン酸を含む化合物を添加した特許請求の範
囲第２項又は第３項に記載のアパタイト等の燐酸カルシ
ウム系化合物。
（５）天然の貝殻を粉砕した粉体と燐酸、或いは燐酸化
合物とフッ化カルシウム等のフッ化物との同時反応によ
り生成されたアパタイト等の燐酸カルシウム系化合物。