RU2552756C1 - Method for producing carbonate hydroxyl apatite granules in gelatine matrix - Google Patents
Method for producing carbonate hydroxyl apatite granules in gelatine matrix Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552756C1 RU2552756C1 RU2014117223/15A RU2014117223A RU2552756C1 RU 2552756 C1 RU2552756 C1 RU 2552756C1 RU 2014117223/15 A RU2014117223/15 A RU 2014117223/15A RU 2014117223 A RU2014117223 A RU 2014117223A RU 2552756 C1 RU2552756 C1 RU 2552756C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- hydroxyl apatite
- ratio
- temperature
- powder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины и созданию новых материалов биомедицинского назначения, которые могут быть использованы при создании бифазных композитов на основе карбонатгидроксилапатита и полимерной органической матрицы, при заполнении костных дефектов в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии.The invention relates to the field of medicine and the creation of new biomedical materials that can be used to create biphasic composites based on carbonate hydroxylapatite and a polymer organic matrix, when filling bone defects in traumatology and orthopedics, maxillofacial surgery and surgical dentistry.
Известен способ получения пористых сферических гранул гидроксилапатита (Min-Ho Hon, Jun-Sik Son, Kwang-Mahn Kim, Myungho Han, Daniel S. Oh, Yong-Keun Lee Drug-loaded porous spherical hydroxyapatite granules for bone regeneration // J Mater Sci: Mater Med V. 22, 2011. P. 349-355), при котором готовят суспензию гидроксилапатита, в качестве связующего и для улучшения спекания и стабильности используют 3% высокомолекулярный поливиниловый спирт, 3% карбоксиметилцеллюлозу и 5% полиакрилат аммония. Для изготовления гранул суспензии гидроксилапатита получали путем постепенного увеличения соотношения H2O/гидроксилапатит (1.5, 2 и 4), постепенно увеличивая содержание NaCl 3, 15 и 30 мас.%. Суспензию перемешивали в несколько этапов при низкой скорости вращения 1000 об/мин. Температуру суспензии доводили до комнатной температуры при низкой скорости перемешивания. Когда суспензия становилась гомогенной, то скорость вращения была увеличена до 5000 об/мин и суспензию перемешивали в течение 10 ч при этой скорости вращения, температура суспензии также была снижена до 15°C в течение высокоскоростного перемешивания. К недостаткам данного метода можно отнести сложность пробоподготовки и время формирования гранул гидроксилапатита, добавления в суспензию синтетических компонентов, чужеродных для человеческого организма.A known method for producing porous spherical hydroxylapatite granules (Min-Ho Hon, Jun-Sik Son, Kwang-Mahn Kim, Myungho Han, Daniel S. Oh, Yong-Keun Lee Drug-loaded porous spherical hydroxyapatite granules for bone regeneration // J Mater Sci : Mater Med V. 22, 2011. P. 349-355), in which a suspension of hydroxylapatite is prepared, 3% high molecular weight polyvinyl alcohol, 3% carboxymethyl cellulose and 5% ammonium polyacrylate are used as a binder and to improve sintering. For the manufacture of granules, hydroxylapatite suspensions were obtained by gradually increasing the ratio of H 2 O / hydroxylapatite (1.5, 2, and 4), gradually increasing the NaCl content of 3, 15, and 30 wt.%. The suspension was mixed in several stages at a low speed of 1000 rpm. The temperature of the suspension was brought to room temperature at a low stirring speed. When the suspension became homogeneous, the rotation speed was increased to 5000 rpm and the suspension was stirred for 10 hours at this rotation speed, the temperature of the suspension was also reduced to 15 ° C during high speed mixing. The disadvantages of this method include the complexity of sample preparation and the formation of hydroxylapatite granules, adding to the suspension of synthetic components that are foreign to the human body.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ изготовления пористых керамических гранул фосфатов кальция (патент RU 2299869 С1, С04В 35/447, С04В 35/626, A61L 27/12), заключающийся в предварительном синтезировании порошка фосфата кальция с соотношением Са/Р от 1,5 до 1,67, приготовлении суспензии с 10%-ным раствором желатина в соотношении 0,5-3 мл раствора желатина на 1 г порошка при температуре раствора 10-39°C. Суспензию ГА в водном растворе желатина диспергировали в нейтральной жидкой среде растительного масла, перемешивали смесь лопастной мешалкой со скоростью вращения 100-1500 об/мин. Под действием сил поверхностного натяжения образовывались гранулы сферической формы, которые промывали, сушили и подвергали термической обработке при температуре 900-1250°C.The closest in technical essence to the claimed is a method for the manufacture of porous ceramic granules of calcium phosphates (patent RU 2299869 C1, C04B 35/447, C04B 35/626, A61L 27/12), which consists in the preliminary synthesis of calcium phosphate powder with a ratio of Ca / P from 1.5 to 1.67, the preparation of a suspension with a 10% gelatin solution in a ratio of 0.5-3 ml gelatin solution per 1 g of powder at a solution temperature of 10-39 ° C. A suspension of HA in an aqueous solution of gelatin was dispersed in a neutral liquid medium of vegetable oil, the mixture was stirred with a paddle mixer with a rotation speed of 100-1500 rpm. Under the influence of surface tension, spherical granules were formed, which were washed, dried and subjected to heat treatment at a temperature of 900-1250 ° C.
К недостаткам следует отнести использование некоторых фосфатов кальция, которые не соответствуют неорганической составляющей костной ткани человека, а также использование высоких температур термической обработки, не указано время перемешивания.The disadvantages include the use of certain calcium phosphates, which do not correspond to the inorganic component of human bone tissue, as well as the use of high heat treatment temperatures, the mixing time is not indicated.
Задачей заявляемого изобретения является разработка способа получения гранул карбонатгидроксилапатита в матрице желатина.The task of the invention is to develop a method for producing granules of carbonate hydroxylapatite in a gelatin matrix.
Указанный технический результат заключается в том, что предложен способ получения гранул карбонатгидроксилапатита, заключающийся в том, что смешивают порошок карбонатгидроксилапатита с 5 масс.% водным раствором желатина при соотношении 1 г порошка к 7,5 мл раствора до однородной массы, полученную смесь диспергируют через капилляр диаметром 1-2 мм в растительное масло, охлажденное до температуры Т1=-1÷0°C, затем полученные гранулы декантируют от масла и промывают смесью этилового спирта и ацетона в соотношении 2:1, после этого сушат при температуре Т2=25÷27°C на воздухе, в течение времени t=5÷7 часов, для сохранения сферической формы.The specified technical result consists in the fact that a method for producing granules of carbonate hydroxylapatite is proposed, which consists in mixing carbonate hydroxylapatite powder with 5 wt.% Aqueous gelatin solution in a ratio of 1 g of powder to 7.5 ml of solution to a homogeneous mass, the resulting mixture is dispersed through a capillary with a diameter of 1-2 mm in vegetable oil, cooled to a temperature of T 1 = -1 ÷ 0 ° C, then the obtained granules are decanted from the oil and washed with a mixture of ethyl alcohol and acetone in a ratio of 2: 1, then dried at a temperature Atura T 2 = 25 ÷ 27 ° C in air, for a time t = 5 ÷ 7 hours, to maintain a spherical shape.
Затем изучали свойства полученных гранул: дисперсный состав полученных гранул, с помощью ситового анализа, удельную поверхность, которая является одной из важнейших характеристик твердых пористых материалов.Then, the properties of the obtained granules were studied: the dispersed composition of the obtained granules, using a sieve analysis, the specific surface, which is one of the most important characteristics of solid porous materials.
Пример 1Example 1
Смешивают порошок карбонатгидроксилапатита с 5 масс.% водным раствором желатина при соотношении 0,2 г порошка к 1,5 мл раствора до однородной массы, затем полученную смесь диспергируют в течение 4 минут через капилляр диаметром 1 мм в растительное масло объемом 100 мл, охлажденное до 0°C, с помощью 200 г льда, смешанного с 10 г CaCl2, полученные гранулы декантируют от масла и промывают смесью этилового спирта и ацетона (10 мл и 5 мл соответственно), затем сушат при температуре 25°C на воздухе.The carbonate hydroxylapatite powder is mixed with a 5 wt.% Aqueous gelatin solution at a ratio of 0.2 g of powder to 1.5 ml of the solution to a homogeneous mass, then the resulting mixture is dispersed for 4 minutes through a 1 mm diameter capillary into 100 ml vegetable oil, cooled to 0 ° C, using 200 g of ice mixed with 10 g of CaCl 2 , the obtained granules are decanted from oil and washed with a mixture of ethyl alcohol and acetone (10 ml and 5 ml, respectively), then dried at 25 ° C in air.
Пример 2Example 2
Смешивают порошок карбонатгидроксилапатита с 5 масс.% водным раствором желатина при соотношении 0,4 г порошка к 3 мл раствора до однородной массы, затем полученную смесь диспергируют в течение 8 минут через капилляр диаметром 1 мм в растительное масло объемом 100 мл, охлажденное до -1°C, с помощью 200 г льда, смешанного с 10 г CaCl2, полученные гранулы декантируют от масла и промывают смесью этилового спирта и ацетона (10 мл и 5 мл соответственно), затем сушат при температуре 26°C на воздухе.The carbonate hydroxylapatite powder is mixed with a 5 wt.% Aqueous gelatin solution at a ratio of 0.4 g of the powder to 3 ml of the solution to a homogeneous mass, then the resulting mixture is dispersed for 8 minutes through a 1 mm diameter capillary into 100 ml vegetable oil, cooled to -1 ° C, using 200 g of ice mixed with 10 g of CaCl 2 , the granules obtained are decanted from oil and washed with a mixture of ethyl alcohol and acetone (10 ml and 5 ml, respectively), then dried at 26 ° C in air.
Пример 3Example 3
Смешивают порошок карбонатгидроксилапатита с 5 масс.% водного раствора желатина при соотношении 0,8 г порошка к 6 мл раствора до однородной массы, затем полученную смесь диспергируют в течение 16 минут через капилляр диаметром 1 мм в растительное масло объемом 100 мл, охлажденное до -1°C, с помощью 200 г льда, смешанного с 10 г CaCl2, полученные гранулы декантируют от масла и промывают смесью этилового спирта и ацетона (10 мл и 5 мл соответственно), затем сушат при температуре 27°C на воздухе.The carbonate hydroxylapatite powder is mixed with a 5 wt.% Aqueous solution of gelatin at a ratio of 0.8 g of powder to 6 ml of solution to a homogeneous mass, then the resulting mixture is dispersed for 16 minutes through a 1 mm diameter capillary into 100 ml vegetable oil, cooled to -1 ° C, using 200 g of ice mixed with 10 g of CaCl 2 , the obtained granules are decanted from oil and washed with a mixture of ethyl alcohol and acetone (10 ml and 5 ml, respectively), then dried at a temperature of 27 ° C in air.
Для определения оптимального содержания желатина в водном растворе изучали свойства полученных гранул: дисперсный состав полученных гранул с помощью ситового анализа, удельную поверхность, которая является одной из важнейших характеристик твердых пористых материалов.To determine the optimal gelatin content in an aqueous solution, we studied the properties of the obtained granules: the dispersed composition of the obtained granules using sieve analysis, the specific surface, which is one of the most important characteristics of solid porous materials.
Расчет удельной поверхности проводился по уравнению Брунауэра, Эммета и Теллера (БЭТ), которое является одним из наиболее распространенных и общепринятых в настоящее время. Измерение удельной поверхности и пористости образцов проводился по методу БЭТ (SБЭТ-N2) на анализаторе Gemini 2365 по адсорбции стандартного газа азота при 77.4 К. Диапазон измерения удельной поверхности - от 0.5 до 999 м2/г. Предел допускаемой относительной погрешности измерений удельной поверхности в режиме многократного измерения не более 5% (табл.1).The specific surface was calculated according to the Brunauer, Emmett and Teller (BET) equation, which is one of the most common and generally accepted at present. The specific surface area and porosity of the samples were measured by the BET method (S BET-N2 ) on a Gemini 2365 analyzer by adsorption of a standard nitrogen gas at 77.4 K. The specific surface area was measured from 0.5 to 999 m 2 / g. The limit of permissible relative measurement error of the specific surface in the multiple measurement mode is not more than 5% (Table 1).
Исходя из данных табл.1, наибольшую удельную поверхность и объем мезопор имеют гранулы, полученные при концентрации желатина 5% масс. При увеличении концентрации желатина от 5-15 наблюдается резкое падение удельной поверхности и объема мезопор, что негативно сказывается на функциональных свойствах полученных изделий.Based on the data in Table 1, the granules obtained at a gelatin concentration of 5% by mass have the largest specific surface area and volume of mesopores. With an increase in gelatin concentration from 5-15, a sharp drop in the specific surface and the volume of mesopores is observed, which negatively affects the functional properties of the obtained products.
Таким образом, заявляемый способ позволяет получить гранулы на основе карбонатгидроксилапатита в белковой матрице желатина с диаметром 1-2 мм, удельной поверхностью 32-0,04 м2/г, объемом мезопор 0-0,098 см3/г, средним размером пор от 10 до 20 нм.Thus, the claimed method allows to obtain granules based on carbonate hydroxylapatite in a protein matrix of gelatin with a diameter of 1-2 mm, a specific surface area of 32-0.04 m 2 / g, a mesopore volume of 0-0.098 cm 3 / g, an average pore size of 10 to 20 nm.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014117223/15A RU2552756C1 (en) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | Method for producing carbonate hydroxyl apatite granules in gelatine matrix |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014117223/15A RU2552756C1 (en) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | Method for producing carbonate hydroxyl apatite granules in gelatine matrix |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2552756C1 true RU2552756C1 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53295079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014117223/15A RU2552756C1 (en) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | Method for producing carbonate hydroxyl apatite granules in gelatine matrix |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552756C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611412C2 (en) * | 2015-08-10 | 2017-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method for modelling process of crystallisation of vessel calcificates from analogue of human blood plasma solution under close to physiological conditions, in vitro |
RU2725767C1 (en) * | 2019-11-07 | 2020-07-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method for producing brushite granules in a chitosan matrix |
RU2725768C1 (en) * | 2019-11-13 | 2020-07-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method of producing hydroxylapatite granules in a chitosan matrix |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2253677C2 (en) * | 2002-10-02 | 2005-06-10 | Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (ИНЭОС РАН) | Immobilized biocatalyst method for production thereof and method for production of lactic acid using the same |
RU2299869C1 (en) * | 2005-10-12 | 2007-05-27 | Институт физико-химических проблем керамических материалов РАН | Method of preparing porous ceramic calcium phosphate granules |
-
2014
- 2014-04-28 RU RU2014117223/15A patent/RU2552756C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2253677C2 (en) * | 2002-10-02 | 2005-06-10 | Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (ИНЭОС РАН) | Immobilized biocatalyst method for production thereof and method for production of lactic acid using the same |
RU2299869C1 (en) * | 2005-10-12 | 2007-05-27 | Институт физико-химических проблем керамических материалов РАН | Method of preparing porous ceramic calcium phosphate granules |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Min-Ho Hon et al. Drug-loaded porous spherical hydrixyapatite granules for bone regeneration// J Mater Sci^ Mater Med V. 22, 2011, P. 349-355. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611412C2 (en) * | 2015-08-10 | 2017-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method for modelling process of crystallisation of vessel calcificates from analogue of human blood plasma solution under close to physiological conditions, in vitro |
RU2725767C1 (en) * | 2019-11-07 | 2020-07-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method for producing brushite granules in a chitosan matrix |
RU2725768C1 (en) * | 2019-11-13 | 2020-07-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method of producing hydroxylapatite granules in a chitosan matrix |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2299869C1 (en) | Method of preparing porous ceramic calcium phosphate granules | |
ES2664736T3 (en) | Method for producing an osteoinductive calcium phosphate and products obtained in this way | |
Sundaram et al. | Porous scaffold of gelatin–starch with nanohydroxyapatite composite processed via novel microwave vacuum drying | |
RU2552756C1 (en) | Method for producing carbonate hydroxyl apatite granules in gelatine matrix | |
JP2020203827A (en) | Spherical porous hydroxyapatite sorbent and methods thereof | |
KR100807108B1 (en) | Preparation method of porous ?-tricalcium phosphate granules | |
Wu et al. | Chemical characteristics and hemostatic performances of ordered mesoporous calcium-doped silica xerogels | |
Boccardi et al. | Uniform surface modification of 3D Bioglass®-based scaffolds with mesoporous silica particles (MCM-41) for enhancing drug delivery capability | |
BRPI0617493B1 (en) | MULTISUBSTITUTED HYDROXIAPATHY AND ITS COMPOSITE WITH A NATURAL AND / OR SYNTHETIC POLYMER, PREPARATION AND USES OF THE SAME | |
JP6288723B2 (en) | Bone regeneration material kit, paste-like bone regeneration material, bone regeneration material and bone cement | |
Salerno et al. | Macroporous and nanometre scale fibrous PLA and PLA–HA composite scaffolds fabricated by a bio safe strategy | |
Azzaoui et al. | Synthesis of nanostructured hydroxyapatite in presence of polyethylene glycol 1000 | |
Wu et al. | Fabrication of heparinized hierarchically hollow hydroxyapatite microspheres as bone substitute for controlled growth factors delivery | |
WO2013096831A1 (en) | Porous calcium phosphate granules and methods of making and using the same | |
RU2725768C1 (en) | Method of producing hydroxylapatite granules in a chitosan matrix | |
KR20190008432A (en) | Porous composite body, bone regeneration material, and method for producing porous composite body | |
Demir et al. | Eggshell derived nanohydroxyapatite reinforced chitosan cryogel biocomposites for tissue engineering applications | |
Mortera et al. | Monodisperse mesoporous silica spheres inside a bioactive macroporous glass–ceramic scaffold | |
RU2790908C1 (en) | Method for production of mg-hydroxyapatite-chitosan granules | |
CN112619614B (en) | Hydroxyapatite composite porous material, preparation method and application thereof | |
RU2555348C1 (en) | Method of production of porous ceramic granules on basis of calcium carbonate and hydroxyapatite and/or carbonate hydroxyapatite for filling of bone defects at reconstructive plastic surgeries | |
RU2725767C1 (en) | Method for producing brushite granules in a chitosan matrix | |
Ingwattanapok et al. | Bio composite of porous hydroxyapatite and collagen extracted from eggshell membrane and Oreochromis niloticus fish skin for bone tissue applications | |
RU2785143C1 (en) | Method for producing porous spherical granules based on hydroxyapatite, wollastonite and gelatin | |
PL210026B1 (en) | Method of manufacturing the high-porous, bioactive calcium phosphate implant material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170429 |