RU2362538C2 - Way of reception of ceramic biodegraded material on basis of renanite - Google Patents
Way of reception of ceramic biodegraded material on basis of renanite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362538C2 RU2362538C2 RU2007109482/15A RU2007109482A RU2362538C2 RU 2362538 C2 RU2362538 C2 RU 2362538C2 RU 2007109482/15 A RU2007109482/15 A RU 2007109482/15A RU 2007109482 A RU2007109482 A RU 2007109482A RU 2362538 C2 RU2362538 C2 RU 2362538C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- renanite
- ceramic
- sodium
- hydroxyapatite
- calcium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, и может использоваться для заполнения костных дефектов, являясь источником компонентов гидроксиапатита (Са2+, РO4 3-) при биодеградации in vivo.The invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics, maxillofacial surgery and surgical dentistry, and can be used to fill in bone defects, being a source of hydroxyapatite components (Ca 2+ , PO 4 3- ) during in vivo biodegradation.
Известен способ получения ренанита NaCaPO4, как одной из фаз при кристаллизации стекла в системе SiO2-Аl2О3-Nа2О-К2О-Р2О5-F (1) или в SiO2-CaO-Na2O-P2O5-F-K2O (2). Недостатком данных способов является тот факт, что ренанит не является единственной фазой.A known method of producing renanite NaCaPO 4 as one of the phases during crystallization of glass in the system SiO 2 -Al 2 About 3 -Na 2 О-К 2 О-Р 2 О 5 -F (1) or in SiO 2 -CaO-Na 2 OP 2 O 5 —FK 2 O (2). The disadvantage of these methods is the fact that renanitis is not the only phase.
Известен способ обработки фосфатных руд с помощью карбоната натрия или хлорида калия при температурах 300-900°С, когда образование ренанита происходит только при взаимодействии фосфатного камня с карбонатом натрия (3), или при обработке фосфатного камня алюмосиликатом или карбонатом натрия при 900°С (4). Такой способ не подходит для синтеза ренанита медицинского применения.A known method of treating phosphate ores with sodium carbonate or potassium chloride at temperatures of 300-900 ° C, when the formation of renanite occurs only when phosphate stone interacts with sodium carbonate (3), or when treating a phosphate stone with aluminosilicate or sodium carbonate at 900 ° C ( four). This method is not suitable for the synthesis of renanite for medical use.
Известен синтез порошка ренанита нагреванием смеси Na2CO3 и Са2Р2О7 при 1000°С в течение 10 часов (5). Проведенный таким образом твердофазный синтез ренанита, как это характерно для любого твердофазного синтеза, дает порошок с низкой активностью к спеканию и потребует более высоких температур для формирования керамики на его основе.The synthesis of renanite powder is known by heating a mixture of Na 2 CO 3 and Ca 2 P 2 O 7 at 1000 ° C for 10 hours (5). The solid-state synthesis of renanite thus performed, as is characteristic of any solid-state synthesis, gives a powder with low sintering activity and will require higher temperatures to form ceramics based on it.
Наиболее близким является способ (6) получения материала на основе ренанита NaCaPO4 из шихты, содержащей соль натрия (гидрокарбонат натрия NaHCO3) и фосфатат кальция - монетит СаНРO4, включающий прессование исходной шихты и обжиг при 1300°С в течение 16 часов. Недостатком данного способа является высокая температура и длительность синтеза.The closest is the method (6) for producing material based on renanite NaCaPO 4 from a mixture containing sodium salt (sodium bicarbonate NaHCO 3 ) and calcium phosphate monetite CaHPO 4 , including pressing the initial mixture and calcining at 1300 ° C for 16 hours. The disadvantage of this method is the high temperature and duration of the synthesis.
Была поставлена задача разработки способа, который не содержал бы этих недостатков. Задача была решена настоящим изобретением.The task was to develop a method that would not contain these disadvantages. The problem was solved by the present invention.
В способе получения керамического биодеградируемого материала на основе ренанита, включающем подготовку шихты, содержащей соль натрия и фосфат кальция, формование, обжиг, согласно изобретению в качестве соли натрия шихта содержит хлорид натрия, а в качестве фосфата кальция - карбонатгидроксиапатит, при этом шихту готовят взаимодействием водных растворов хлорида кальция и гидрофосфата натрия в щелочной среде.In the method for producing a ceramic biodegradable material based on renanite, comprising preparing a mixture containing sodium salt and calcium phosphate, molding, calcining, according to the invention, the mixture contains sodium chloride as sodium salt and carbonate hydroxyapatite as calcium phosphate, wherein the mixture is prepared by the interaction of aqueous solutions of calcium chloride and sodium hydrogen phosphate in an alkaline environment.
Синтез исходной шихты проводят из водных растворов хлорида кальция с концентрацией 0,5-1,0 М и гидрофосфата натрия с концентрацией 0,3-0,6 М. После фильтрования осадка и сушки порошок представляет собой смесь хлорида натрия и карбонатгидроксиапатита с массовым содержанием хлорида натрия 20-35%. Образование ренанита происходит при обжиге сформованных прессованием образцов в интервале температур 800-1200°С в течение 2-6 часов.The synthesis of the initial charge is carried out from aqueous solutions of calcium chloride with a concentration of 0.5-1.0 M and sodium hydrogen phosphate with a concentration of 0.3-0.6 M. After filtering the precipitate and drying, the powder is a mixture of sodium chloride and carbonate hydroxyapatite with a mass content of chloride sodium 20-35%. The formation of renanite occurs during firing of compression molded samples in the temperature range 800-1200 ° C for 2-6 hours.
При использовании более разбавленных растворов (менее 0,5 М для СаСl2 и 0,3 М для Nа2НРO4) количество хлорида натрия, адсорбированного при синтезе карбонатгидроксиапатита, недостаточно для получения однофазного материала. При использовании более концентрированных растворов (более 1,0 М для CaCl2 и 0,6 М для Na2HPO4) при синтезе образуется чрезвычайно густая суспензия, перемешивание которой затруднено.When using more dilute solutions (less than 0.5 M for CaCl 2 and 0.3 M for Na 2 НРО 4 ), the amount of sodium chloride adsorbed in the synthesis of carbonate hydroxyapatite is not enough to obtain a single-phase material. When using more concentrated solutions (more than 1.0 M for CaCl 2 and 0.6 M for Na 2 HPO 4 ), an extremely thick suspension is formed during the synthesis, the mixing of which is difficult.
Обжиг материала при температуре ниже 800°С с выдержкой при этой температуре менее 2 часов не обеспечивает получения однофазного материала. Обжиг при температуре выше 1200°С с выдержкой при этой температуре более 6 часов ведет к деградации микроструктуры биодеградируемого керамического материала.Firing the material at a temperature below 800 ° C with holding at this temperature for less than 2 hours does not provide single-phase material. Firing at temperatures above 1200 ° C with holding at this temperature for more than 6 hours leads to degradation of the microstructure of biodegradable ceramic material.
Пример 1Example 1
1 л 0,75 М раствора хлорида кальция CaCl2 приливают к 1 л 0,45 М раствора Na2HPO4, содержащему в качестве регулятора рН среды NaOH, взятый в 1,2-кратном избытке относительно рассчитанного по реакции (1)1 liter of a 0.75 M solution of calcium chloride CaCl 2 is poured into 1 liter of a 0.45 M solution of Na 2 HPO 4 containing NaOH as a pH regulator taken in a 1.2-fold excess relative to that calculated according to reaction (1)
(6Na2HPO4+8 NaOH)+10 CaCl2→Са10(РO4)6(ОН)2+20 NaCl+6H2O(6Na 2 HPO 4 +8 NaOH) +10 CaCl 2 → Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 +20 NaCl + 6H 2 O
Порошок исходной шихты после фильтрования и сушки содержит 27% NaCl и 73% карбонатгидроксиапатита Са10-x/2(РO4)6-x(СО3)x(ОН)2. При нагревании в течение 4 часов при 1000°С происходит образование керамического биодеградируемого материала на основе ренанита в соответствии с реакциями, которые формально могут быть записаны следующим образом:The powder of the initial mixture after filtration and drying contains 27% NaCl and 73% carbonate hydroxyapatite Ca 10-x / 2 (PO 4 ) 6-x (CO 3 ) x (OH) 2 . When heated for 4 hours at 1000 ° C, a ceramic biodegradable material based on renanite is formed in accordance with reactions that can be formally written as follows:
Са10-x/2(РO4)6-x(СО3)×(ОН)2→Са3(РO4)2+CO2↑+H2O↑(T>600°С)Ca 10-x / 2 (PO 4 ) 6-x (CO 3 ) × (OH) 2 → Ca 3 (PO 4 ) 2 + CO 2 ↑ + H 2 O ↑ (T> 600 ° C)
Са3(РO4)2+2NaCl→2NaCaPO4+CaCl2↑(T>750°C)Ca 3 (PO 4 ) 2 + 2NaCl → 2NaCaPO 4 + CaCl 2 ↑ (T> 750 ° C)
Аналогично были изготовлены образцы керамического биодеградируемого материала на основе ренанита при заявленных условиях (таблица 1). Из таблицы 1 следует, что при указанных условиях синтеза исходной шихты и указанных условиях термообработки формируется материал, фазовый состав которого представлен фазой ренанита. Такой материал является биодеградируемым керамическим материалом и, следовательно, источником компонентов для формирования гидроксиапатита (Са2+, РO4 3-) in vivo.Similarly, samples of a ceramic biodegradable material based on renanite were made under the stated conditions (table 1). From table 1 it follows that under the specified synthesis conditions of the initial mixture and the specified heat treatment conditions, a material is formed whose phase composition is represented by the renanite phase. Such a material is a biodegradable ceramic material and, therefore, a source of components for the formation of hydroxyapatite (Ca 2+ , PO 4 3- ) in vivo.
Таким образом, экспериментальные данные показывают, что применение заявленного способа позволяет получать материал на основе ренанита из карбонатгидроксиапатита и хлорида натрия, синтезированных из водных растворов хлорида кальция и гидрофосфат натрия.Thus, experimental data show that the application of the claimed method allows to obtain material based on renanite from carbonate hydroxyapatite and sodium chloride, synthesized from aqueous solutions of calcium chloride and sodium hydrogen phosphate.
ЛитератураLiterature
1. W.Holland, V.Rheinberger, S.Wegner, M.Frank Needle-like apatite-leucite glass-seramic as a base material for the veneering of metal restorations in dentistry // J. of Materials science: materials in medicine 11 (2000) 11-17.1. W. Holland, V. Rheinberger, S. Wegner, M. Frank Needle-like apatite-leucite glass-ceramic as a base material for the veneering of metal restorations in dentistry // J. of Materials science: materials in medicine 11 (2000) 11-17.
2. E.Apel, W.Holland, V.Rheinberger Bioactive rhenanite glass ceramic. Патент США US 7,074,730, Jul. 11, 2006.2. E. Apel, W. Holland, V. Rheinberger Bioactive rhenanite glass ceramic. US Patent US 7,074,730, Jul. 11, 2006.
3. H.K.Rautaray, R.N.Dash, S.K.Mohanty Phosphorus supplying power of some thermally promoted reaction products of phosphate rosks // Fertilizer Research 41 (1995) 67-75.3. H.K. Rautaray, R.N. Dash, S.K. Mohanty Phosphorus supplying power of some thermally promoted reaction products of phosphate rosks // Fertilizer Research 41 (1995) 67-75.
4. F.P.Glasser, R.P.Gunawardane Fertilizer material from apatite Патент США US 4,436,546, Mar. 13, 1984.4. F.P. Glasser, R. P. Gunawardane Fertilizer material from apatite US Patent US 4,436,546, Mar. 13, 1984.
5. W.Suchanek, M.Yashima, M.Kakihana, M.Yoshimura β-Rhenanite (β-NaCaPO4) as weak interphase for hydroxyapatite ceramics // J. of European Ceramic Society 18 (1989) 1923-1929.5. W. Suchanek, M. Yashima, M. Kakihana, M. Yoshimura β-Rhenanite (β-NaCaPO4) as weak interphase for hydroxyapatite ceramics // J. of European Ceramic Society 18 (1989) 1923-1929.
6. M.M.A.Ramselaar, P.J.Van Mullem, W.Kalk, F.C.M.Driessens, J.R.Dewijn, A.L.H.Stols In vivo reactions to paniculate rhenanite and particulate hydroxyapatite after implantation in tooth sockets // J. of Materials science: materials in medicine 4 (1993) 311-317.6. MMARamselaar, PJVan Mullem, W.Kalk, FCM Driessens, JR Dewijn, ALH Stols In vivo reactions to paniculate rhenanite and particulate hydroxyapatite after implantation in tooth sockets // J. of Materials science: materials in medicine 4 (1993) 311-317.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007109482/15A RU2362538C2 (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Way of reception of ceramic biodegraded material on basis of renanite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007109482/15A RU2362538C2 (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Way of reception of ceramic biodegraded material on basis of renanite |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007109482A RU2007109482A (en) | 2008-09-20 |
RU2362538C2 true RU2362538C2 (en) | 2009-07-27 |
Family
ID=39867704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007109482/15A RU2362538C2 (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Way of reception of ceramic biodegraded material on basis of renanite |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2362538C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2787956C1 (en) * | 2022-09-13 | 2023-01-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН) | Method for obtaining a suspension of biodegradable nanomaterial of inorganic calcium salts |
-
2007
- 2007-03-15 RU RU2007109482/15A patent/RU2362538C2/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
M.M.A.Ramselaar, P.J.Van Mullem, W.Kalk, F.C.M.Driessens, J.R.Dewijn, A.L.H.Stols In vivo reactions to paniculate rhenanite and particulate hydroxyapatite after implantation in tooth sockets // J. of Materials science: materials in medicine 4 (1993) 311-317. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2787956C1 (en) * | 2022-09-13 | 2023-01-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН) | Method for obtaining a suspension of biodegradable nanomaterial of inorganic calcium salts |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007109482A (en) | 2008-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2220306C (en) | Bone substitution material and a method of its manufacture | |
US5783217A (en) | Low temperature calcium phosphate apatite and a method of its manufacture | |
RU2354408C2 (en) | Inorganic resorbing material for bone replacement | |
JP6130098B2 (en) | Gallium Calcium Phosphate Biomaterial | |
US6117456A (en) | Methods and products related to the physical conversion of reactive amorphous calcium phosphate | |
DK2585124T3 (en) | A bone graft system | |
EP0721320A1 (en) | Self-setting calcium phosphate cements and methods for preparing and using them | |
Jalota et al. | A new rhenanite (β‐NaCaPO4) and hydroxyapatite biphasic biomaterial for skeletal repair | |
EP1056486B1 (en) | A synthetic biomaterial compound | |
WO2010100209A1 (en) | Gallium-doped phosphocalcic compounds | |
RU2362538C2 (en) | Way of reception of ceramic biodegraded material on basis of renanite | |
El-Ghannam et al. | 1.9 Bioactive Ceramics | |
RU2555685C2 (en) | Method for preparing submicron biphasic tricalcium phosphate and hydroxyapatite ceramics | |
RU2599022C1 (en) | Method of producing composite material for bone defect replacement with help of hydrolytic conversion | |
Ito et al. | Magnesium-and zinc-substituted beta-tricalcium phosphates as potential bone substitute biomaterials | |
Ioku et al. | Novel bioceramics of calcium phosphates composed of rod-shaped particles | |
Gautam et al. | Calcium Phosphate: Synthesis and Applications | |
Kamitakahara et al. | Control of the microstructure of porous tricalcium phosphate: effects of addition of Mg, Zn and Fe | |
Bhaduri et al. | SYNTHESIS OF RHENANITE ([3-NaCaPO4)-APATITIC CALCIUM PHOSPHATE BIPHASICS FOR SKELETAL REPAIR | |
Bujoli et al. | Calcium Phosphates/Biphosphonates Combinations… Towards a Therapeutic Synergy | |
SOMRANI | Tricalcium phosphate-based ceramics | |
AU2004249044A1 (en) | Medical bone prosthetic material and process for producing the same | |
MXPA97008849A (en) | Material substitute oseo and method for preparing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120316 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130910 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20140325 |