RU2641919C1 - Method for hydroxiapatite obtaining - Google Patents
Method for hydroxiapatite obtaining Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641919C1 RU2641919C1 RU2016149876A RU2016149876A RU2641919C1 RU 2641919 C1 RU2641919 C1 RU 2641919C1 RU 2016149876 A RU2016149876 A RU 2016149876A RU 2016149876 A RU2016149876 A RU 2016149876A RU 2641919 C1 RU2641919 C1 RU 2641919C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- precipitate
- hydroxyapatite
- added
- publ
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/32—Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/12—Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/28—Materials for coating prostheses
- A61L27/30—Inorganic materials
- A61L27/32—Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, в частности к способу получения гидроксиапатита Са10(PO4)6(ОН)2, используемого в медицине в качестве биоактивных покрытий в стоматологии, травматологии и ортопедии.The invention relates to a technology for the production of inorganic materials, in particular to a method for producing hydroxyapatite Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , used in medicine as bioactive coatings in dentistry, traumatology and orthopedics.
Известен способ получения гидроксиапатита из водных растворов [Руководство по неорганическому синтезу / Под ред. Г. Брауэра. Пер. с нем. - М.: Мир. - 1985. - Т. 2. - С. 572], использующий Ca(NO3)2 качестве источника кальция и основанный на реакции:A known method of producing hydroxyapatite from aqueous solutions [Guide to inorganic synthesis / Ed. G. Brauer. Per. with him. - M .: World. - 1985. - T. 2. - S. 572], using Ca (NO 3 ) 2 as a source of calcium and based on the reaction:
10Ca(NO3)2+6(NH4)2HPO4+8NH4OH=Ca10(PO4)6(OH)2+20NH4NO3+6H2O.10Ca (NO 3 ) 2 +6 (NH 4 ) 2HPO 4 + 8NH 4 OH = Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 + 20NH 4 NO 3 + 6H 2 O.
Недостатком данного способа является длительность процесса (стадия фильтрации) и необходимость очистки получаемого продукта от NH4NO3.The disadvantage of this method is the duration of the process (stage of filtration) and the need to purify the resulting product from NH 4 NO 3 .
Известен способ синтеза порошков гидроксиапатита осаждением из водных растворов солей нитрата кальция и гидроортофосфата аммония в желатине путем капельного приливания (NH4)2HPO4 в раствор Ca(NO3)2, содержащий аммиак и желатин [Фомин А.С., Комлев B.C., Баринов С.М., Фадеева И.В., Ренгини К. Синтез нанопорошков гидроксиапатита для медицинских применений // Перспективные материалы. 2006. №2. С. 51-54].A known method for the synthesis of hydroxyapatite powders by precipitation from aqueous solutions of salts of calcium nitrate and ammonium hydrophosphate in gelatin by drop infusion of (NH 4 ) 2 HPO 4 in a solution of Ca (NO 3 ) 2 containing ammonia and gelatin [Fomin A.S., Komlev BC, Barinov S.M., Fadeeva I.V., Rengini K. Synthesis of hydroxyapatite nanopowders for medical applications // Promising materials. 2006. No2. S. 51-54].
Недостатками данного способа являются трудоемкость процесса, сложность работы с гелеобразными реагентами и недостаточная стехиометричность конечного продукта.The disadvantages of this method are the complexity of the process, the complexity of working with gel-like reagents and insufficient stoichiometry of the final product.
Наиболее близким способом получения гидроксиапатита является способ, по которому получение гидроксиапатита осуществляется добавлением к раствору нитрата кальция раствора динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) при температуре 40-70°С с последующим приливанием туда гидроортофосфата аммония (RU №2391117, опубл. 10.06.2010 г.).The closest way to obtain hydroxyapatite is the method by which hydroxyapatite is produced by adding to the solution of calcium nitrate a solution of disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) at a temperature of 40-70 ° C, followed by pouring ammonium hydrogen phosphate therein (RU No. 2391117, publ. June 10, 2010 g. .).
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- использование ЭДТА, загрязняющего окружающую среду. Установлено, что этилендиаминтетрауксусная кислота и ее соединения накапливаются в мировом океане, т.к. практически не поддаются разложению и поэтому считаются одним из наиболее опасных антропогенных загрязнителей [Н. Hyvonen, М. Orama, Н. Saarinen, R. Aksela, Green Chemistry, 2003, 5, 410; Э.Г. Дедюхина, Н.Н. Салмов, Т.И. Чистякова, И.Г. Минкевич, М.Б. Вайнштейн, Вода: химия и экология, 2008, 2, 31; В. Nowak, Environ. Sci. Technol, 2002, 36, 4009; T.P. Knepper, Trends Anal. Chem., 2003, 22, 708];- The use of EDTA polluting the environment. It was found that ethylenediaminetetraacetic acid and its compounds accumulate in the oceans, as practically indestructible and therefore considered one of the most dangerous anthropogenic pollutants [N. Hyvonen, M. Orama, N. Saarinen, R. Aksela, Green Chemistry, 2003, 5, 410; E.G. Dedyukhina, N.N. Salmov, T.I. Chistyakova, I.G. Minkevich, M.B. Weinstein, Water: Chemistry and Ecology, 2008, 2, 31; B. Nowak, Environ. Sci. Technol, 2002, 36, 4009; T.P. Knepper, Trends Anal. Chem., 2003, 22, 708];
- повышенная энергоемкость в процессе нагревания раствора, содержащего нитрат кальция и ЭДТА. Нагревание смеси необходимо для повышения растворимости ЭДТА, т.к. ее растворимость при 20°С не превышает 0,065 г/л или 0,65% [Табл. 2, или стр. 4 патента РФ №2213064, опубл. 27.09.2003];- increased energy intensity in the process of heating a solution containing calcium nitrate and EDTA. Heating the mixture is necessary to increase the solubility of EDTA, as its solubility at 20 ° C does not exceed 0.065 g / l or 0.65% [Tab. 2, or p. 4 of the patent of the Russian Federation No. 2213064, publ. 09/27/2003];
- затраты на приобретение гидроортофосфата аммония как сырья при синтезе гидроксиапатита.- the costs of acquiring ammonium hydrogen phosphate as a raw material in the synthesis of hydroxyapatite.
Задачей изобретения является разработка способа получения гидроксиапатита позволяющего получать экологически безопасный продукт с минимальными энергоемкостью и затратами на сырье.The objective of the invention is to develop a method for producing hydroxyapatite, which allows to obtain an environmentally friendly product with minimal energy consumption and raw material costs.
Задача решается за счет того, что в способе получения гидроксиапатита, путем осаждения из водных растворов солей кальция и моноаммонийфосфата, к водному раствору соли кальция добавляют при комнатной температуре 0,2 М раствор этилендиаминдиянтарной кислоты, затем к этой смеси по каплям вводят раствор моноаммонийфосфата при постоянном перемешивании, осадок старят 1 сутки, фильтруют, с последующей сушкой.The problem is solved due to the fact that in the method for producing hydroxyapatite, by precipitation of calcium salts of monoammonium phosphate from aqueous solutions, a 0.2 M solution of ethylenediamidinic succinic acid is added to an aqueous solution of calcium salt, then a solution of monoammonium phosphate is added dropwise to this mixture at a constant stirring, the precipitate is aged 1 day, filtered, followed by drying.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение экологической безопасности за счет замены вредного ЭДТА на безвредный ЭДДЯК и исключение процесса нагревания при производстве гидроксиапатита ввиду высокой растворимости ЭДДЯК.The technical result provided by the given set of features is to ensure environmental safety by replacing harmful EDTA with harmless EDDYAK and eliminating the heating process in the production of hydroxyapatite due to the high solubility of EDDYAK.
Технический результат достигается путем применения:The technical result is achieved by applying:
- экологически безопасного комплексона - этилендиаминдиянтарной кислоты (ЭДДЯК), которая по своим комплексообразоющим характеристикам аналогична ЭДТА, легко подвергается биодеградации [Раздел «Комплексообразователь», стр. 4 патента РФ №2207841, опубл. 10.07.2003 и раздел «Хелатирующие агенты», стр. 6 патента РФ №2499817, опубл. 27.11.2013, Sirpa Metsarinne, Tuula Tuhkanen, Reijo Aksela. Photodegradation of hylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and ethylenediamine disuccinic acid (EDDS) within natural UV radiation range. Chemosphere, 45. 2001. P. 949-955];- environmentally friendly complexone - ethylenediamindinic acid (EDDYAK), which in its complexing characteristics is similar to EDTA, is easily biodegradable [Section "Complexing agent", p. 4 of RF patent No. 2207841, publ. 07/10/2003 and the section "Chelating agents", page 6 of the patent of the Russian Federation No. 2499817, publ. 11/27/2013, Sirpa Metsarinne, Tuula Tuhkanen, Reijo Aksela. Photodegradation of hylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and ethylenediamine disuccinic acid (EDDS) within natural UV radiation range. Chemosphere, 45. 2001. P. 949-955];
- растворения ЭДДЯК при комнатной температуре благодаря ее хорошей растворимости в воде, как и всех комплексонов, производных янтарной кислоты [А.с. СССР №414252, опубл. 05.02.1974; А.с. СССР №482438, опубл. 30.08.1975; А.с. СССР №522177, опубл. 25.07.1976; А.с. СССР №558905, опубл. 25.05.1977; А.с. СССР №592818, опубл. 15.02.1978; А.с. СССР №598880, опубл. 25.03.1978; А.с. СССР №629208, опубл. 25.10.1978]. Например, ЭДДЯК в композиции может содержаться до 30% [Пункт 4 формулы патента РФ №2207841, опубл. 10.07.2003] или по крайней мере 5%, как это показано в моющей композиции по патенту РФ №2499817, опубл. 27.11.2013 (стр. 6);- dissolution of EDC at room temperature due to its good solubility in water, like all complexones derived from succinic acid [A.S. USSR No. 414252, publ. 02/05/1974; A.S. USSR No. 482438, publ. 08/30/1975; A.S. USSR No. 522177, publ. 07/25/1976; A.S. USSR No. 558905, publ. 05/25/1977; A.S. USSR No. 592818, publ. 02/15/1978; A.S. USSR No. 598880, publ. 03/25/1978; A.S. USSR No. 629208, publ. 10/25/1978]. For example, EDDYAK in the composition may contain up to 30% [Clause 4 of the formula of the patent of the Russian Federation No. 2207841, publ. 07/10/2003] or at least 5%, as shown in the detergent composition according to the patent of the Russian Federation No. 2499817, publ. 11/27/2013 (p. 6);
- моноаммонийфосфата, получаемого из бесплатной отработанной фосфорной кислоты по патенту РФ №2577888, опубл. 20.03.2016, вместо покупного сырья гидроортофосфата аммония для синтеза гидроксиапатита по прототипу.- monoammonium phosphate obtained from the free spent phosphoric acid according to the patent of the Russian Federation No. 2577888, publ. 03/20/2016, instead of the purchased raw materials of ammonium hydroorthophosphate for the synthesis of hydroxyapatite according to the prototype.
Поставленная задача решается тем, что к водному раствору соли кальция добавляют при комнатной температуре 0,2 М раствор ЭДДЯК и к полученной смеси по каплям при перемешивание приливают раствор моноаммонийфосфата.The problem is solved in that a 0.2 M solution of EDdyak is added to an aqueous solution of calcium salt at room temperature, and a solution of mono-ammonium phosphate is added dropwise to the resulting mixture with stirring.
10Ca(NO3)2+6(NH4)H2PO4+14NH4OH=Ca10(PO4)6(OH)2+20NH4NO3+12H2O.10Ca (NO 3 ) 2 +6 (NH 4 ) H 2 PO 4 + 14NH 4 OH = Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 + 20NH 4 NO 3 + 12H 2 O.
После этого смесь оставляют на одни сутки для полноты осаждения и формирования осадка гидроксиапатита (старение этого осадка). Затем осадок отделяется от маточного раствора декантацией и фильтрованием с последующей сушкой выделенного осадка.After this, the mixture is left for one day to complete the deposition and the formation of a precipitate of hydroxyapatite (aging of this precipitate). Then the precipitate is separated from the mother liquor by decantation and filtration, followed by drying of the precipitate.
Возможность осуществления заявляемого изобретения поясняется следующими примерами.The possibility of carrying out the claimed invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. К раствору Са(NO3)2, приготовленному из 8,20 г соли нитрата кальция в 40 мл воды, приливают раствор ЭДДЯК (навеску ЭДДЯК 1,46 г помещают в коническую колбу на 200 мл, смешивают при комнатной температуре с 20 мл дистиллированной воды). При интенсивном перемешивании по каплям к данной смеси добавляют раствор, содержащий (NH4)H2PO4 (3,45 г (NH4)H2PO4 в 80 мл воды) до полного осаждения и оставляют осадок стариться при комнатной температуре. Затем осадок отделяют от маточного раствора декантацией и фильтрованием с последующей сушкой выделенного осадка.Example 1. A solution of Ca (NO 3 ) 2 prepared from 8.20 g of calcium nitrate salt in 40 ml of water is poured into a solution of EDDYAC (1.42 g of EDDYC is weighed into a 200 ml conical flask, mixed at room temperature with 20 ml of distilled water). With vigorous stirring, a solution was added dropwise to this mixture containing (NH 4 ) H 2 PO 4 (3.45 g (NH 4 ) H 2 PO 4 in 80 ml of water) until complete precipitation and the precipitate left to age at room temperature. Then, the precipitate is separated from the mother liquor by decantation and filtration, followed by drying of the precipitate.
Пример 2. К раствору Ca(NO3)2, приготовленному из 8,20 г соли нитрата кальция в 40 мл воды, приливают раствор ЭДДЯК (навеску ЭДДЯК 1,46 г помещают в коническую колбу на 200 мл, смешивают при комнатной температуре с 20 мл дистиллированной воды). При интенсивном перемешивании по каплям к данной смеси добавляют раствор, содержащий (NH4)H2PO4 (3,45 г (NH4)H2PO4 в 80 мл воды) до полного осаждения и оставляют осадок стариться при комнатной температуре. Затем осадок отделяют от маточного раствора декантацией и фильтрованием с последующей сушкой выделенного осадка.Example 2. To a solution of Ca (NO 3 ) 2 prepared from 8.20 g of a salt of calcium nitrate in 40 ml of water, an EDdyak solution is poured (1.42 g of a sample of EDdyak is placed in a 200 ml conical flask, mixed at room temperature with 20 ml of distilled water). With vigorous stirring, dropwise to the mixture was added a solution containing (NH 4) H 2 PO 4 (3.45 g (NH 4) H 2 PO 4 in 80 ml of water) till complete precipitation and the precipitate was allowed to age at room temperature. Then, the precipitate is separated from the mother liquor by decantation and filtration, followed by drying of the precipitate.
Заявляемый способ позволяет получать синтетический гидроксиапатит с соотношением Са/Р, очень близким к биологическому гидроксиапатиту, что дает возможность применять его в виде биоактивного покрытия на имплантаты.The inventive method allows to obtain synthetic hydroxyapatite with a Ca / P ratio very close to biological hydroxyapatite, which makes it possible to use it in the form of a bioactive coating on implants.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149876A RU2641919C1 (en) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Method for hydroxiapatite obtaining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149876A RU2641919C1 (en) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Method for hydroxiapatite obtaining |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2641919C1 true RU2641919C1 (en) | 2018-01-23 |
Family
ID=61023665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016149876A RU2641919C1 (en) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Method for hydroxiapatite obtaining |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2641919C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921509A (en) * | 1982-07-28 | 1984-02-03 | Shiraishi Chuo Kenkyusho:Kk | Manufacture of hydroxylapatite |
| RU2088521C1 (en) * | 1993-06-23 | 1997-08-27 | Донецкий государственный университет | Method for production of hydroxyl apatite |
| RU2098350C1 (en) * | 1996-01-16 | 1997-12-10 | Институт цитологии и генетики СО РАН | Method of preparing calcium hydroxyl apatite |
| RU2391117C1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Method of obtaining hydroxyapatite |
| CN101891174A (en) * | 2009-03-11 | 2010-11-24 | 北京林业大学 | Hydroxyapatite with hollow sphere structure and preparation method thereof |
-
2016
- 2016-12-20 RU RU2016149876A patent/RU2641919C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921509A (en) * | 1982-07-28 | 1984-02-03 | Shiraishi Chuo Kenkyusho:Kk | Manufacture of hydroxylapatite |
| RU2088521C1 (en) * | 1993-06-23 | 1997-08-27 | Донецкий государственный университет | Method for production of hydroxyl apatite |
| RU2098350C1 (en) * | 1996-01-16 | 1997-12-10 | Институт цитологии и генетики СО РАН | Method of preparing calcium hydroxyl apatite |
| RU2391117C1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Method of obtaining hydroxyapatite |
| CN101891174A (en) * | 2009-03-11 | 2010-11-24 | 北京林业大学 | Hydroxyapatite with hollow sphere structure and preparation method thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФОМИН А.С. и др. Синтез нанопорошков гидроксиапатита для медицинских применений. Перспективные материалы, 2006, N 2, с. 51-54. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ramírez-Rodríguez et al. | Engineering biomimetic calcium phosphate nanoparticles: a green synthesis of slow-release multinutrient (NPK) nanofertilizers | |
| Yang et al. | Hydrothermal synthesis of hydroxyapatite with different morphologies: Influence of supersaturation of the reaction system | |
| Wang et al. | Kinetics of calcium phosphate nucleation and growth on calcite: Implications for predicting the fate of dissolved phosphate species in alkaline soils | |
| Chaudhary et al. | Hydroxyapatite doped CeO 2 nanoparticles: impact on biocompatibility and dye adsorption properties | |
| Kolmas et al. | Nanocrystalline hydroxyapatite doped with selenium oxyanions: A new material for potential biomedical applications | |
| Jamarun et al. | Effect of temperature on synthesis of hydroxyapatite from limestone | |
| Khalid et al. | Synthesis and characterizations of hydroxyapatite using precursor extracted from chicken egg shell waste | |
| RU2641919C1 (en) | Method for hydroxiapatite obtaining | |
| U. Tosun et al. | Synthesis of hydroxyapatite nanoparticles from phosphorus recovered from animal wastes | |
| RU2391117C1 (en) | Method of obtaining hydroxyapatite | |
| Sakamoto et al. | Shape-controlled synthesis of hydroxyapatite from α-tricalcium bis (orthophosphate) in organic-aqueous binary systems | |
| El Ouahli et al. | Neutralization method for tricalcium phosphate production: optimization using response surface methodology | |
| LT6147B (en) | A method for producing calcium hydroxyapatite nano-crystals of desired morphology | |
| Hentrich et al. | EDTA and NTA effectively tune the mineralization of calcium phosphate from bulk aqueous solution | |
| Dorozhkin | Mechanism of solid-state conversion of non-stoichiometric hydroxyapatite to diphase calcium phosphate | |
| CA3066999C (en) | Method for producing octacalcium phosphate shaped product | |
| JP2005132659A (en) | Hydroxyapatite and its manufacturing method | |
| Nuamsrinuan et al. | Influence of Zinc Substitution on Hydroxyapatite Structure Prepared by Chemical Precipitation Method | |
| Jerdioui et al. | Effect of Calcium/phosphorus Ratio on the Chemical and Structural Properties of Oxygenated Apatite Synthesized by Neutralization | |
| RU2431599C2 (en) | Method of producing brushite powder | |
| Manzola et al. | On precipitated calcium and magnesium phosphates during synthetic hard waters softening by monosodium phosphate | |
| RU2730456C1 (en) | Method of producing amorphous tricalcium phosphate | |
| RU2706121C1 (en) | Method of producing fluorohydroxylapatite from a model oral solution | |
| RU2588525C1 (en) | Method of producing nano-sized calcium-deficient carbonate-containing hydroxyapatite | |
| RU2628610C1 (en) | Method for production of nano-dimensional high-luminescent apatite with europium (eu) impurity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191221 |