RU2691051C1 - Способ получения аморфного трикальцийфосфата - Google Patents

Способ получения аморфного трикальцийфосфата Download PDF

Info

Publication number
RU2691051C1
RU2691051C1 RU2018129801A RU2018129801A RU2691051C1 RU 2691051 C1 RU2691051 C1 RU 2691051C1 RU 2018129801 A RU2018129801 A RU 2018129801A RU 2018129801 A RU2018129801 A RU 2018129801A RU 2691051 C1 RU2691051 C1 RU 2691051C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ros
tricalcium phosphate
phosphate
temperature
calcium
Prior art date
Application number
RU2018129801A
Other languages
English (en)
Inventor
Ольга Дмитриевна Беляева
Татьяна Олеговна Безуглая
Ольга Александровна Беркович
Наталья Аркадьевна Корельская
Денис Владимирович Заславский
Андрей Михайлович Иванов
Аркадий Самуилович Дыкман
Елена Владимировна Федорцова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ"
Priority to RU2018129801A priority Critical patent/RU2691051C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2691051C1 publication Critical patent/RU2691051C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26Phosphates
    • C01B25/32Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химической и медицинской промышленности, а именно к способу получения аморфного трикальцийфосфата, и может быть использовано в производстве исходного биосовместимого материала. Способ осуществляют путем осаждения средних фосфатов кальция, образующихся при сливании и постоянном перемешивании водного раствора хлористого кальция и диаммонийфосфата в избытке аммиака, с последующей фильтрацией полученного осадка, промывкой его водой от ионов хлора и сушкой. При этом осаждение проводят при температуре 20-25°С в течение 10-15 мин. Технический результат заключается в упрощении технологии при получении трикальцийфосфата в аморфной форме, не оказывающего раздражающего воздействия на кожу, не содержащего примесей. 1 табл., 4 пр.

Description

Изобретение относится к химической и медицинской промышленности и может быть использовано в производстве исходного биосовместимого материала, пригодного для изготовления в стоматологии имплантов, при протезировании, пломбировании зубов и др. Аморфный трикальцийфосфат (АФК), имеющий формулу Са3(PO4)2, относится к основной области системы СаО-P2O5-H2O и является промежуточным продуктом при образовании кристаллического дефектного гидроксилапатита кальция (КДГАК), состав которого соответствует формуле Са10-х(PO4)6-х(ОН)2-х, где 0<х<2, КДГАК является производным от стехиометрического гидроксилапатита кальция (СГАК), состав которого описывается формулой Са10(PO4)6(ОН)2.
Синтез индивидуальных веществ в системе СаО-P2O5-H2O зависит от условий проведения процесса (среда, температура, концентрация реагентов, соотношение СаО/P2O5 мольное и т.п.) и характеризуется образованием целого ряда соединений (Са(H2PO4)2, CaHPO4⋅2H2O, Са10(ОН)2(PO4)6, АФК и т.д.
АФК, как правило, получают путем взаимодействия солей кальция и фосфорной кислоты в водно-аммиачной среде, однако в чистом виде получить его крайне сложно, поскольку он достаточно быстро переходит в КДГАК.
Известен способ получения АФК при смешении растворов диаммонийфосфата и нитрата кальция. Смесь при барботировании аргоном выдерживали при рН 11 в течение 48 часов при комнатной температуре (J. Amer. Ceram. Soc. 1989, 72, №8, 1476-1478). Однако, несмотря на сложность технологии, указанный способ не позволяет получить АФК в чистом виде без примесей других побочно образующихся фосфатов кальция, например КДГАК. Для использования АФК в качестве импланта костной ткани он не должен содержать примеси КДГАК и ДДФ.
Известен способ получения АФК путем растворения оксида кальция в воде с последующим взаимодействием образовавшегося гидроксида кальция с ортофосфорной кислотой, отделением осадка фильтрованием и сушкой продукта. Ортофосфорную кислоту добавляют до конечного рН реакционной смеси, равного 6,5-8,0, а полученный осадок высушивают при температуре 20-30°С (получают продукт типа дентина) либо при 100-140°С (получают продукт типа эмали зуба человека) (патент RU 2098350).
Известен также способ получения АФК, пригодного для биоактивной керамики.
Способ включает приготовление водной суспензии гидроокиси кальция с фосфорной кислотой, приливаемой по каплям при рН 7,3-8,0 с последующим фильтрованием и высушиванием полученного продукта («Le//Jntereeram", 1989, 38, №2, 22-23). Недостатком указанных способов является образование наряду с АФК примесей других фосфатов (гидроксилапатит Са10(ОН)2(PO4)6 и дигидрат дикальцийфосфата CaHPO4⋅2H2O). Кроме того, выход АФК недостаточен.
Известен способ приготовления аморфного фосфата кальция, стабилизированного фосфопептидом, включающий получение раствора, содержащего фосфопептид, смешивание растворов, содержащих ионы кальция, ионы фосфора и ионы гидроокиси при поддержании рН ниже 7,0, при постоянном перемешивании (патент RU 2404738).
Недостаток указанного способа - получение АФК в смеси с другими фосфатами, в основном КДГАК.
Известен способ получения АФК взаимодействием растворов Са(ОН)2 и фосфорной кислоты. Для получения суспензии вначале готовят суспензию гидроокиси кальция, затем при перемешивании и температуре 50°С в течение 2 часов прикапывают раствор ортофосфорной кислоты до достижения рН среды
6-11. Для сохранения текучести и равномерной дисперсности среды даже при содержании в ней до 25% твердого вещества, добавляют многоосновную карбоновую кислоту, например, лимонную (JP 2000169121 A (SEKISUI PLASTIC LTD) 20.06.2000). Однако указанный способ не дает возможности получить АФК без примеси КГАК и Са(ОН)2, так как Са(ОН)2 малорастворимое соединение При взаимодействии с H3PO4 на нерастворимых частицах Са(ОН)2 высаживается фосфат кальция, который препятствует дальнейшему взаимодействию Са(ОН)2 с Н3РО4. Кроме того, как правило, реакция протекает при низких рН = 5-8, при которых АФК неустойчив и достаточно быстро переходит в КГАК. Помимо этого, технология получения АФК достаточно сложная.
Известен способ получения трикальций фосфата взаимодействием водного раствора хлористого кальция и аммиачного раствора триаммонйфосфата в избытке аммиака в течение 1,0-1,5 часов при температуре температуре 18-19°С в течение 2-х часов с последующей фильтрацией, промывкой от ионов хлора и сушкой полученного осадка (авт. св. СССР 222334).
К числу недостатков способа следует отнести то, что полученный фосфат кальция содержит до 60 мас. % КДГАК, а также до 6 мас. % дигидрата дикальцийфосфата CaHPO4⋅2H2O, что мешает его использованию в медицине из-за раздражающего воздействия на кожу человека. Кроме того, полученный трикальцийфосфат загрязнен ионами натрия.
Известен также способ получения амофного трикальций фосфата путем взаимодействия водного расвора хлористого кальция и аммиачного раствора триаммонийфосфата в избытке аммиака в течение 1,0-1,5 часов при температуре 14-16°С. Полученный осадок фильтруют и промывают дистиллированной водой при температуре 14-16°С, после чего сушат при температуре 105-120°С
Предлагаемый способ позволяет получить аморфный трикальцийфосфат, не содержащий примесей кристаллического дефектного гидроксилапатита кальция и дигидрата дикальций фосфата, не оказывающего раздражающего воздействия на кожу человека (патент RU 2478570 - прототип).
Недостаток способа - прототипа заключается в длительном времени осаждения, равном 1,0-1,5 часа при поддержании температуры 14-16°С, что осложняет технологию процесса.
С целью упрощения технологии при получении трикальцийфосфата в аморфной форме, не оказывающего раздражающего воздействия на кожу, не содержащего примесей КДГАК и ионов натрия, предложено взаимодействие солей кальция и фосфорной кислоты проводить в водоаммиачной среде в течение 10-15 мин при температуре 20-25°С с последующей фильтрацией, промывкой полученного осадка дистиллированной водой и сушкой.
В качестве исходных реагентов берут водные растворы хлористого кальция и аммиачного раствора триаммонийфосфата, который получают путем смешения раствора диаммонийфосфата (ДАФ) и аммиака непосредственно перед осаждением при мольном соотношении аммиак:диаммонийфосфат, равном 3,0:1,0. Полученный осадок АФК не содержит примесей КДГАК и ДДФ. При увеличении продолжительности осаждения более 15 мин появляются примеси КДГАК, а при снижении продолжительности осаждения менее 10 мин резко увеличивается продолжительность фильтрации осадка и последующей отмывки от ионов хлора. При увеличении температуры осаждения выше 22°С полученный осадок содержит КДГАК, а при снижении температуры осаждения ниже 20°С осадок трудно отмыть от ионов хлора.
Промышленная применимость предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
В качестве исходных реагентов для получения АФК берут 1,78 л содержащего 101,89 г хлористого кальция в 1 л раствора и 9,5 л раствора, содержащего 51,02 г диаммонийфосфата в 1 л раствора.
К раствору диаммонийфосфата непосредственно перед осаждением добавляют раствор аммиака с концентрацией 152,15 г/л исходя из расчета 3,0 моля аммиака на 1 моль диаммонийфосфата (1,23 л). Осаждение фосфата кальция проводят в течение 15 мин при температуре 20°С путем одновременного сливания растворов реагентов в общую емкость, снабженную мешалкой. Подачу обоих растворов при осаждении ведут при практически постоянном соотношении их объемов, обеспечивающем проведение реакции осаждения при молярном соотношении СаО/P2O5 (моль), равном 3,0.
РН суспензии находится в интервале 9,0-9,1. По окончании сливания растворов осадок фильтруют, отмывают от ионов хлора дистиллированной водой до содержания в последней 0,1 г в 1 л и сушат при температуре 120°С до постоянной массы.
Анализ осадка на фазовый состав проводят по методике Е. Инза и А. Познера (J. Phys. Chem. Solids, Supply, 1967, №1, P.373-376).
Пример 2
АФК получают аналогично примеру 1 за исключением того, что продолжительность осаждения составляет 10 мин, а температура осаждения - 22°С. Результаты опыта приведены в Таблице.
Примеры 3-4 (для сравнения)
АФК получают аналогично примеру 1, однако длительность осаждения составляет 10 мин при температуре осаждения 30°С и 30 мин при температуре осаждения 10°С. Результаты опытов приведены в Таблице.
Полученные образцы АФК прошли биологические испытания на цитотоксичность, сенсибилизирующее и раздражающее действие, общую токсичность, субхроническую токсичность и генотоксичность. Дополнительно были проведены имплантационный тест и тест на гемосовместимость.
Цитотоксичность материалов, содержащих АФК с различным его содержанием, исследовали на культуре фибробластов линии 929. Клетки культивировали в среде RDM-1640 с добавлением гентамицина, глютатиона и эмбриональной телячьей сыворотки. По окончании культивирования жизнеспособность клеток оценивали методом восстановления тетразолиевого нитросинего с последующим исследованием на спектрофотометре. Исследования показали, что АФК, получаемый предлагаемым способом, не обладает цитотоксичностью.
Отсутствие местного раздражающего действия АФК установлено при проведении аппликационных тестов на кроликах. При однократном и многократном воздействии (до 14 суток) видимых изменений кожи лабораторных животных не наблюдалось.
Сенсибилизирующее действие исследовалось на здоровых молодых половозрелых морских свинках-альбиносах одной линии обоего пола. Провокационные пробы через 14 дней после последней аппликации АФК реакции кожи подопытных животных не выявили.
АФК исследовалась в тестах на острую, подострую, субхроническую и хроническую токсичность. Опыты проводились на беспородных белых мышах (самцах) массой 18-25 г, прошедших 7-суточный карантин. В опытной и контрольной группах наблюдалось по 10 животных. Токсических, пирогенных и канцерогенных эффектов не выявлено.
Имплантационный тест выполнялся на кроликах. АФК имплантировался в подкожную и костную ткани. В ходе макроскопического, гистологического и рентгенологического изучения тканей, окружающих имплантированный синтезированный АФК, было установлено, что через шесть месяцев после имплантации признаков деструкции костной ткани в области импланта нет. Имплант устойчив, слизистая оболочка нормальной окраски. Отторжения импланта не произошло. Признаков воспалительной реакции, фиброза и некроза в окружающих трансплантат тканях не выявлено.
В связи с тем, что в известных научно-технических и патентных источниках аналогичного способа получения АФК не обнаружено, можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критериям «новизна » и «изобретательский уровень"
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Способ получения аморфного трикальцийфосфата путем осаждения средних фосфатов кальция, образующихся при сливании и постоянном перемешивании водного раствора хлористого кальция и диаммонийфосфата в избытке аммиака, с последующей фильтрацией полученного осадка, промывкой его водой от ионов хлора и сушкой, отличающийся тем, что осаждение проводят при температуре 20-25°С в течение 10-15 мин.
RU2018129801A 2018-08-15 2018-08-15 Способ получения аморфного трикальцийфосфата RU2691051C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129801A RU2691051C1 (ru) 2018-08-15 2018-08-15 Способ получения аморфного трикальцийфосфата

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129801A RU2691051C1 (ru) 2018-08-15 2018-08-15 Способ получения аморфного трикальцийфосфата

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691051C1 true RU2691051C1 (ru) 2019-06-07

Family

ID=67037916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018129801A RU2691051C1 (ru) 2018-08-15 2018-08-15 Способ получения аморфного трикальцийфосфата

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2691051C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU222334A1 (ru) * 1966-07-02 1985-05-07 Научно-Исследовательский Институт Нефтехимических Процессов Способ приготовлени катализатора дл разложени 4,4-диметилдиоксана-1,3 в изопрен
US4684673A (en) * 1984-07-02 1987-08-04 Meishintoryo Co. Ltd. Surgical cement from amorphous tricalcium phosphate, poly(carboxylic acid) and water
RU94022264A (ru) * 1992-08-26 1996-05-27 Американ Дентл Ассошиэйшн Хелт Фаундейшн (US) Аморфные соединения кальция, способ их получения, способ обработки и реминерализации зубов, сжатый раствор, насыщенный углекислым газом, содержащий аморфное соединение кальция, неводная дисперсия карбонатной соли и кислоты или ее кислой соли, способ обработки зубной ткани неводной дисперсией
JP2000169121A (ja) * 1998-11-27 2000-06-20 Sekisui Plastics Co Ltd 非晶質リン酸カルシウムスラリーとその製造方法
RU2478570C2 (ru) * 2011-06-17 2013-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное обьединение ЕВРОХИМ" Способ получения аморфного трикальцийфосфата
CN107188148A (zh) * 2017-06-16 2017-09-22 山东大学 一种低温煅烧制备α‑磷酸三钙的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU222334A1 (ru) * 1966-07-02 1985-05-07 Научно-Исследовательский Институт Нефтехимических Процессов Способ приготовлени катализатора дл разложени 4,4-диметилдиоксана-1,3 в изопрен
US4684673A (en) * 1984-07-02 1987-08-04 Meishintoryo Co. Ltd. Surgical cement from amorphous tricalcium phosphate, poly(carboxylic acid) and water
RU94022264A (ru) * 1992-08-26 1996-05-27 Американ Дентл Ассошиэйшн Хелт Фаундейшн (US) Аморфные соединения кальция, способ их получения, способ обработки и реминерализации зубов, сжатый раствор, насыщенный углекислым газом, содержащий аморфное соединение кальция, неводная дисперсия карбонатной соли и кислоты или ее кислой соли, способ обработки зубной ткани неводной дисперсией
JP2000169121A (ja) * 1998-11-27 2000-06-20 Sekisui Plastics Co Ltd 非晶質リン酸カルシウムスラリーとその製造方法
RU2478570C2 (ru) * 2011-06-17 2013-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное обьединение ЕВРОХИМ" Способ получения аморфного трикальцийфосфата
CN107188148A (zh) * 2017-06-16 2017-09-22 山东大学 一种低温煅烧制备α‑磷酸三钙的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LeGeros Formation and transformation of calcium phosphates: relevance to vascular calcification
Sprio et al. Physico-chemical properties and solubility behaviour of multi-substituted hydroxyapatite powders containing silicon
JP4354012B2 (ja) 珪素置換ヒドロキシアパタイトおよびその製法
CN102631702B (zh) 矿化胶原蛋白与生物陶瓷的复合物及其制造方法
Zhang et al. Physicochemical and cytological properties of poorly crystalline calcium-deficient hydroxyapatite with different Ca/P ratios
Słota et al. Ceramic-polymer coatings on Ti-6Al-4V alloy modified with L-cysteine in biomedical applications
RU2478570C2 (ru) Способ получения аморфного трикальцийфосфата
Ressler et al. The ionic substituted octacalcium phosphate for biomedical applications: A new pathway to follow?
RU2691051C1 (ru) Способ получения аморфного трикальцийфосфата
Tsyganova et al. Role of Mg 2+, Sr 2+, and F–ions in octacalcium phosphate crystallization
RU2730456C1 (ru) Способ получения аморфного трикальцийфосфата
Dorozhkin et al. Precipitation of carbonateapatite from a revised simulated body fluid in the presence of glucose
Spanos et al. Functionalization of synthetic polymers for potential use as biomaterials: selective growth of hydroxyapatite on sulphonated polysulphone
RU2657817C1 (ru) Способ получения керамического порошка на основе гидроксиапатита и волластонита
Emtiazi et al. Chemical and Biological Synthesis of HydroxyApatite: Advantage and Application
JP2801022B2 (ja) 抗菌性ハイドロキシアパタイト組成物及びその製造法
CN108653803A (zh) 一种纳米银、纳米氧化锌双相沉积掺锌纳米羟基磷灰石的制备方法及其所得材料
Van Dat et al. The comparative characteristic of physical, chemical and bioactive properties of the synthesized hydroxyapatites
US20210094825A1 (en) Hydroxyapatite
KR100362699B1 (ko) 칼슘 포스페이트 초박막 코팅된 우골 분말
RU2652193C1 (ru) Способ получения суспензии апатита
CN113004551B (zh) 藻酸盐骨组织工程支架金属离子复合交联体系构建方法
JPH06122510A (ja) リン酸八カルシウムの製造方法
RU2779453C1 (ru) Способ получения люминесцентного ортофосфата кальция, активированного церием
US20240059854A1 (en) Method for mineralising a biopolymer membrane and membranes thereby obtained

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200816