RU2402483C2 - Способ получения нанодисперсного гидроксиапатита для медицины - Google Patents
Способ получения нанодисперсного гидроксиапатита для медицины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2402483C2 RU2402483C2 RU2009102960/15A RU2009102960A RU2402483C2 RU 2402483 C2 RU2402483 C2 RU 2402483C2 RU 2009102960/15 A RU2009102960/15 A RU 2009102960/15A RU 2009102960 A RU2009102960 A RU 2009102960A RU 2402483 C2 RU2402483 C2 RU 2402483C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroxyapatite
- hours
- solution
- nanodispersed
- calcium
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к способу получения нанодисперсного гидроксиапатита осаждением из растворов солей кальция и фосфатов щелочных металлов и/или аммония в присутствии биополимера, например желатина или крахмала, концентрацией 0,1-1 мас.%. Образующийся осадок фосфата кальция, имеющий соотношение Са/Р 1,67, для формирования частиц нанодисперсного гидроксиапатита подвергают старению в течение 24 часов при комнатной температуре, а затем прокаливают при 600-700°С в течение 0,5-4 часов. Способ позволяет получать порошки нанодисперсного гидроксиапатита, пригодного для производства медицинских материалов, который имеет размер частиц 5-50 нм. 2 табл.
Description
Изобретение относится к способу получения нанодисперсного гидроксиапатита, который может быть использован для производства медицинских материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, производства зубных пломб, зубных паст, сорбентов и пр.
Известны способы получения гидроксиапатита путем смешивания растворов H3PO4 и Са(ОН)2 в двухступенчатом реакторе [1. Патент США 4324773. Процесс получения гидроксиапатита. С01В 25/32, опубл. 13.04.1982]. Недостатком данного способа является необходимость постоянного и жесткого контроля скорости потоков реагентов, эффективности перемешивания и величины рН в реакционной массе. Незначительное отклонение от заданных параметров ведет к получению фосфатов кальция, не отвечающих химической формуле гидроксиапатита.
Известно, что при высоких концентрациях исходных веществ (30% Са(ОН)2 и 80% H3PO4) и высоких скоростях их подачи в реактор (31,3 кг/час Са(ОН)2 и 70,8 кг/час H3PO4) вероятность отклонения от технологических параметров, указанных в патенте [2. Патент США 4324772. Процесс получения гидроксиапатита. С01В 25/32, опубл. 13.04.1982 г.], весьма велика.
Наиболее близким по технической сущности и результату к предлагаемому способу является получение гидроксиапатита [3. Патент Российской Федерации 2149827. Способ получения мелкодисперсного гидроксиапатита высокой чистоты, опубл. 27.05.2000]. Мелкодисперсный ГА получают путем взаимодействия суспензии гидроксида кальция и раствора фосфорной кислоты, причем суспензию гидроксида кальция готовят при воздействии ультразвука частотой 9-15 кГц и температуре 40-60°С. Последующее добавление раствора фосфорной кислоты с концентрацией 6-9% производят со скоростью 70-120 мл/мин. Формирование суспензии гидроксиапатита с концентрацией основного вещества 320-350 г/л и размером частиц 1-5 мкм происходит в отстойнике в течение 20-24 часов. Преимуществами данного способа являются высокий выход ГА, возможность получения высокочистого гидроксиапатита без примесей других соединений кальция и фосфора, контролируемого с помощью рентгеновской дифракции. К недостаткам данного способа следует отнести больший размер частиц ГА по сравнению с предлагаемым в настоящем изобретении.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа получения нанодисперсного гидроксиапатита.
Технологическим результатом изобретения является получение гидроксиапатита с размером частиц 5-50 нм.
Технический результат достигается тем, что в способе получения нанодисперсного гидроксиапатита для медицины осаждением из растворов солей кальция и фосфатов щелочных металлов и/или аммония согласно изобретению в процессе осаждения гидроксиапатита к реакционной смеси исходных компонентов добавляют биополимер в виде водных коллоидных растворов желатина или крахмала концентрации 0,1-1 мас.%, образовавшийся осадок фосфата кальция с соотношением Са/Р 1,67 подвергают старению в течение 24 часов при комнатной температуре, прокаливают при температуре 600-700°С в течение 0,5-4 часов с образованием частиц гидроксиапатита размером 5-50 нм.
Сущность изобретения заключается в том, что при добавлении биополимеров к реакционной смеси исходных компонентов за счет образования пространственной сетки биополимера и специфического взаимодействия между ионами кальция и анионными группировками биополимера увеличивается число центров кристаллизации и, таким образом, размер образующихся частиц фосфата кальция снижается. Кроме того, при термообработке происходит выгорание биополимера, что позволяет сохранить достигнутые размеры частиц ГА.
Уменьшение количества вводимых биополимеров приводит к получению порошков более низкой дисперсности; увеличение количества биополимеров свыше 1 мас.% (для желатина) или 0,2 мас.% (для крахмала) приводит к неоднородности фазового состава и к уменьшению дисперсности образующегося продукта. (Табл.1а, б.)
| Таблица 1а | ||
| Зависимость размера частиц и фазового состава получаемого продукта от концентрации желатина в растворе | ||
| Концентрация желатина, мас.% | Размер частиц, нм | Фазовый состав |
| 0,05 | 50-70 | ГА |
| 0,1 | 40-50 | ГА |
| 0,2 | 20-30 | ГА |
| 0,5 | 5-20 | ГА |
| 1 | 15-25 | ГА |
| 1,5 | 50-70 | ГА+ТКФ |
| Таблица 1б | ||
| Зависимость размера частиц и фазового состава получаемого продукта от концентрации крахмала в растворе | ||
| Концентрация крахмала, мас.% | Размер частиц, нм | Фазовый состав |
| 0,01 | 60-80 | ГА |
| 0,02 | 40-50 | ГА |
| 0,04 | 35-45 | ГА |
| 0,05 | 20-30 | ГА |
| 0,07 | 15-25 | ГА |
| 0,1 | 10-20 | ГА |
| 0,15 | 10-20 | ГА+ТКФ |
Значительное, по сравнению с прототипом, уменьшение размера частиц достигается за счет применения растворов биополимеров оптимальной концентрации.
Ввиду того что природа аниона и катиона в случае солей кальция и фосфата, соответственно, не оказывает влияния на процесс образования и размер зародышей фосфата кальция в присутствии биополимера, в примерах рассмотрены лишь случаи осаждения фосфата кальция из нитрата кальция и двухзамещенного фосфата аммония.
Для использования получаемого продукта в медицине необходимо использовать исходные реактивы квалификации не ниже «хч», а также дистиллированную воду.
Пример 1
Получение гидроксиапатита осуществляется в стеклянном реакторе с пропеллерной мешалкой и капельной воронкой. В реактор помещают раствор нитрата кальция концентрации 0,1 моль/л, добавляют водный раствор желатина и при перемешивании вводят 25%-ный водный раствор аммиака. Затем по каплям при непрерывном перемешивании добавляют раствор фосфата аммония концентрации 0,06 моль/л. Содержание желатина в растворе составляет 0,5 мас.%. Перемешивание продолжают в течение 2 часов. Через 24 часа образовавшийся осадок фильтруют с отсасыванием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 100-120°С в течение 5-6 часов. Высушенный ксерогель измельчают корундовыми шарами в планетарной мельнице. Измельченный порошок прокаливают при температуре 700°С в течение 1 часа. После прокаливания образуется чистый однофазный продукт - ГА с размером частиц 5-20 нм.
Пример 2
Получение гидроксиапатита осуществляется в стеклянном реакторе с пропеллерной мешалкой и капельной воронкой. В реактор помещают раствор нитрата кальция концентрации 0,1 моль/л, добавляют водный раствор желатина и при перемешивании вводят 25%-ный водный раствор аммиака. Затем по каплям при непрерывном перемешивании добавляют раствор фосфата аммония концентрации 0,06 моль/л. Содержание желатина в растворе составляет 0,05 мас.%. Перемешивание продолжают в течение 2 часов. Через 24 часа образовавшийся осадок фильтруют с отсасыванием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 100-120°С в течение 5-6 часов. Высушенный ксерогель измельчают корундовыми шарами в планетарной мельнице. Измельченный порошок прокаливают при температуре 700°С в течение 1 часа. После прокаливания образуется чистый однофазный продукт - ГА с размером частиц 50-70 нм.
Пример 3
Получение гидроксиапатита осуществляется в стеклянном реакторе с пропеллерной мешалкой и капельной воронкой. В реактор помещают раствор нитрата кальция концентрации 0,1 моль/л, добавляют водный раствор желатина и при перемешивании вводят 25%-ный водный раствор аммиака. Затем по каплям при непрерывном перемешивании добавляют раствор фосфата аммония концентрации 0,06 моль/л. Содержание желатина в растворе составляет 1,5 мас.%. Перемешивание продолжают в течение 2 часов. Через 24 часа образовавшийся осадок фильтруют с отсасыванием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 100-120°С в течение 5-6 часов. Высушенный ксерогель измельчают корундовыми шарами в планетарной мельнице. Измельченный порошок прокаливают при температуре 700°С в течение 1 часа. После прокаливания образуется двухфазный продукт - ГА/ТКФ (80/20) с размером частиц 50-70 нм.
Пример 4
Получение гидроксиапатита осуществляется в стеклянном реакторе с пропеллерной мешалкой и капельной воронкой. В реактор помещают раствор нитрата кальция концентрации 0,5 моль/л, добавляют водный раствор крахмала и при перемешивании вводят 25%-ный водный раствор аммиака. Затем по каплям при непрерывном перемешивании добавляют раствор фосфата аммония концентрации 0,3 моль/л. Содержание крахмала в растворе составляет 0,01 мас.%. Перемешивание продолжают в течение 2 часов. Через 24 часа образовавшийся осадок фильтруют с отсасыванием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 100-120°С в течение 5-6 часов. Высушенный ксерогель измельчают корундовыми шарами в планетарной мельнице. Измельченный порошок прокаливают при температуре 600°С в течение 2 часов. После прокаливания образуется чистый однофазный продукт - ГА с размером частиц 60-80 нм.
Пример 5
Получение гидроксиапатита осуществляется в стеклянном реакторе с пропеллерной мешалкой и капельной воронкой. В реактор помещают раствор нитрата кальция концентрации 0,5 моль/л, добавляют водный раствор крахмала и при перемешивании вводят 25%-ный водный раствор аммиака. Затем по каплям при непрерывном перемешивании добавляют раствор фосфата аммония концентрации 0,3 моль/л. Содержание крахмала в растворе составляет 0,15 мас.%. Перемешивание продолжают в течение 2 часов. Через 24 часа образовавшийся осадок фильтруют с отсасыванием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 100-120°С в течение 5-6 часов. Высушенный ксерогель измельчают корундовыми шарами в планетарной мельнице. Измельченный порошок прокаливают при температуре 600°С в течение 2 часов. После прокаливания образуется двухфазный продукт - ГА/ТКФ (75/25) с размером частиц 10-20 нм.
Пример 6
Получение гидроксиапатита осуществляется в стеклянном реакторе с пропеллерной мешалкой и капельной воронкой. В реактор помещают раствор нитрата кальция концентрации 0,5 моль/л, добавляют водный раствор крахмала и при перемешивании вводят 25%-ный водный раствор аммиака. Затем по каплям при непрерывном перемешивании добавляют раствор фосфата аммония концентрации 0,3 моль/л. Содержание крахмала в растворе составляет 0,1 мас.%. Перемешивание продолжают в течение 2 часов. Через 24 часа образовавшийся осадок фильтруют с отсасыванием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 100-120°С в течение 5-6 часов. Высушенный ксерогель измельчают корундовыми шарами в планетарной мельнице. Измельченный порошок прокаливают при температуре 600°С в течение 2 часов. После прокаливания образуется чистый однофазный продукт - ГА с размером частиц 10-20 нм.
Claims (1)
- Способ получения нанодисперсного гидроксиапатита для медицины осаждением из растворов солей кальция и фосфатов щелочных металлов и/или аммония, отличающийся тем, что в процессе осаждения гидроксиапатита к реакционной смеси исходных компонентов добавляют биополимер в виде водных коллоидных растворов желатина или крахмала концентрации 0,1-1 мас.%, образовавшийся осадок фосфата кальция с соотношением Са/Р 1,67 подвергают старению в течение 24 ч при комнатной температуре, прокаливают при температуре 600-700°С в течение 0,5-4 ч с образованием частиц гидроксиапатита размером 5-50 нм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009102960/15A RU2402483C2 (ru) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Способ получения нанодисперсного гидроксиапатита для медицины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009102960/15A RU2402483C2 (ru) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Способ получения нанодисперсного гидроксиапатита для медицины |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009102960A RU2009102960A (ru) | 2010-08-10 |
| RU2402483C2 true RU2402483C2 (ru) | 2010-10-27 |
Family
ID=42698571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009102960/15A RU2402483C2 (ru) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Способ получения нанодисперсного гидроксиапатита для медицины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2402483C2 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457174C1 (ru) * | 2011-03-21 | 2012-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт химии Дальневосточного отделения РАН (ИХ ДВО РАН) | Способ получения наноразмерных порошков гидроксиапатита |
| CN103288066A (zh) * | 2012-02-28 | 2013-09-11 | 中国科学院理化技术研究所 | 利用明胶生产废水制备羟基磷灰石和/或磷酸三钙的方法 |
| RU2504349C1 (ru) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Способ формирования антимикробного покрытия |
| RU2505479C1 (ru) * | 2012-06-28 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Способ получения гидроксиапатита |
| RU2614772C1 (ru) * | 2015-12-17 | 2017-03-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Способ получения наногидроксиапатита |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112028044A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-12-04 | 浙江拜尔克生物科技有限公司 | 一种磷灰石微载体及其制备方法和应用 |
-
2009
- 2009-01-29 RU RU2009102960/15A patent/RU2402483C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФОМИН А.С. Наноразмерный гидроксиапатит, синтезированный осаждением в растворе желатина. Доклады Академии Наук, 2006, том 411, №3, с.348-351. ПУТЛЯЕВ В.И. Современные биокерамические материалы. Соросовский образовательный журнал, том 8, №1, 2004, с.47. CHANG М.С.«Preparation of hydroxyapatite-gelatin nanocomposite» Biomaterials, v.24, №17, 2003, abstract. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457174C1 (ru) * | 2011-03-21 | 2012-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт химии Дальневосточного отделения РАН (ИХ ДВО РАН) | Способ получения наноразмерных порошков гидроксиапатита |
| CN103288066A (zh) * | 2012-02-28 | 2013-09-11 | 中国科学院理化技术研究所 | 利用明胶生产废水制备羟基磷灰石和/或磷酸三钙的方法 |
| RU2505479C1 (ru) * | 2012-06-28 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Способ получения гидроксиапатита |
| RU2504349C1 (ru) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Способ формирования антимикробного покрытия |
| RU2614772C1 (ru) * | 2015-12-17 | 2017-03-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Способ получения наногидроксиапатита |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009102960A (ru) | 2010-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2402483C2 (ru) | Способ получения нанодисперсного гидроксиапатита для медицины | |
| EP2599547B1 (en) | Method of synthesizing zirconium phosphate particles | |
| CN107555405B (zh) | 一种长径比及钙磷比可控的磷酸钙纳米粉体的制备方法 | |
| US20100084330A1 (en) | Zirconium Phosphate Particles Having Improved Adsorption Capacity and Method Of Synthesizing The Same | |
| Song et al. | Synthesis and characterization of magnesium hydroxide by batch reaction crystallization | |
| RU2615402C2 (ru) | Наночастицы мезопористого диоксида титана и способы их получения | |
| Daryan et al. | Surface engineered hollow hydroxyapatite microspheres: Hydrothermal synthesis and growth mechanisms | |
| CN107555406B (zh) | 一种纳米羟基磷灰石分散体及其制备工艺 | |
| Ortiz et al. | Comparative hydrothermal synthesis of hydroxyapatite by using cetyltrimethylammonium bromide and hexamethylenetetramine as additives | |
| AU2021203491A1 (en) | Producing calcium phosphate compositions | |
| CN113816428A (zh) | 一种制备仲钨酸铵的工艺 | |
| KR102560453B1 (ko) | 활성 고순도 산화 마그네슘 및 이의 생산 방법 | |
| TWI609842B (zh) | 氧(氫氧)化鐵(iron oxyhydroxide)奈米分散液 | |
| US9108860B2 (en) | Synthesis of amorphous calcium phosphate or poorly crystalline calcium phosphate powders by using Ca metal | |
| RU2391119C1 (ru) | Способ получения наночастиц фосфатов кальция, стабилизированных солевой матрицей | |
| JP2007204293A (ja) | 多孔質粒子およびその製造方法 | |
| Izmailov et al. | Crystallization of carbonate hydroxyapatite in the presence of strontium ranelate | |
| CN107572493B (zh) | 一种含松香官能团的蒲公英状空心羟基磷灰石的制备方法 | |
| RU2391117C1 (ru) | Способ получения гидроксиапатита | |
| RU2457174C1 (ru) | Способ получения наноразмерных порошков гидроксиапатита | |
| RU2472707C1 (ru) | Способ получения диоксида титана | |
| JP6671509B2 (ja) | 粒状ルテニウムを製造する方法 | |
| KR20110070950A (ko) | 항균, 항곰팡이 소재에 적합한 은-수산화아파타이트 복합체의 제조방법 | |
| RU2773754C1 (ru) | Высокочистый оксид магния и способ его производства | |
| TWI790041B (zh) | 羥基磷灰石的製備方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110704 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170728 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190130 |