RU2717275C2 - Method of producing granulated hydroxyapatite particles - Google Patents

Method of producing granulated hydroxyapatite particles Download PDF

Info

Publication number
RU2717275C2
RU2717275C2 RU2018130552A RU2018130552A RU2717275C2 RU 2717275 C2 RU2717275 C2 RU 2717275C2 RU 2018130552 A RU2018130552 A RU 2018130552A RU 2018130552 A RU2018130552 A RU 2018130552A RU 2717275 C2 RU2717275 C2 RU 2717275C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydroxyapatite
solution
precipitate
particles
constant
Prior art date
Application number
RU2018130552A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018130552A (en
RU2018130552A3 (en
Inventor
Владимир Николаевич Рычков
Максим Алексеевич Машковцев
Данил Константинович Алешин
Нина Валерьевна Жиренкина
Анастасия Сергеевна Косых
Николай Васильевич Обабков
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2018130552A priority Critical patent/RU2717275C2/en
Publication of RU2018130552A publication Critical patent/RU2018130552A/en
Publication of RU2018130552A3 publication Critical patent/RU2018130552A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2717275C2 publication Critical patent/RU2717275C2/en

Links

Images

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)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to methods of producing granulated hydroxyapatite particles. Method of producing granulated hydroxyapatite particles involves preparation of precursors in the form of solutions containing calcium ions, ammonium ions and phosphate ions, formation of a hydroxyapatite precipitate from precursor solutions at constant pH, separation of the formed precipitate, drying and thermal treatment. Precursors used are calcium nitrate solution, ammonia solution and solution of phosphoric acid or ammonium phosphate. Formation of hydroxyapatite precipitate is carried out at constant ratio of Ca2+/PO4 3-, lying in range of 1.5–1.8, and constant value of pH, which is in range of 7–9. Constancy of pH values and ratio of Ca2+/PO4 3- in the reaction volume is maintained during the entire process of precipitate formation.
EFFECT: invention enables to obtain particles of spherical particles with size of 20–60 nm with narrow particle size distribution.
5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к технологиям осаждения неорганических материалов, а именно к способу получения сферогранулированных частиц гидроксиапатита, которые могут быть использованы в медицине для формирования биосовместимых покрытий методом газотермического напыления.The invention relates to technologies for the deposition of inorganic materials, and in particular to a method for producing spherical granular particles of hydroxyapatite, which can be used in medicine for the formation of biocompatible coatings by the method of thermal spraying.

Гидроксиапатит кальция широко используется в медицине для производства материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, покрытий костных и зубных имплантатов и пр. Материал, применяющийся для формирования покрытий методом газотермического напыления, должен удовлетворять ряду требований по форме и размеру частиц.Calcium hydroxyapatite is widely used in medicine for the production of materials that stimulate the restoration of defects in bone tissue, coatings of bone and dental implants, etc. The material used to form coatings by thermal spraying must satisfy a number of requirements in the shape and size of the particles.

Правильная форма частиц близкая к сферической обуславливает высокую сыпучесть порошковых материалов, высокую насыпную плотность, а также низкое гидро- и аэродинамическое сопротивление, что обеспечивает равномерность дозирования и оплавления частиц порошка при газотермическом напылении покрытий.The correct particle shape close to spherical determines the high flowability of powder materials, high bulk density, as well as low hydro- and aerodynamic resistance, which ensures uniform metering and fusion of powder particles during thermal spraying of coatings.

Диаметр частиц порошка должен находится в узком интервале от 20 до 60 мкм, что обуславливает высокую сыпучесть порошковых материалов и равномерность оплавления частиц в процессе формирования покрытий. При использовании меньших по диаметру частиц порошка значительно снижается сыпучесть материала, что приводит к его неоднородной подаче в устройство, формирующее покрытие. При использовании больших по диаметру частиц происходит неравномерное проплавление частиц в плазме или потоке газа, что ухудшает свойства конечного покрытия.The diameter of the powder particles should be in a narrow range from 20 to 60 μm, which leads to high flowability of the powder materials and uniform melting of the particles during coating formation. When using smaller particles of powder, the flowability of the material is significantly reduced, which leads to its inhomogeneous supply to the coating forming device. When using large-diameter particles, the particles are not uniformly melted in the plasma or gas stream, which affects the properties of the final coating.

Задача формирования сферогранулированных порошков гидроксиапатита с узким распределением частиц по размеру от 20 до 60 мкм является весьма актуальной.The task of forming spherical granular hydroxyapatite powders with a narrow particle size distribution from 20 to 60 microns is very relevant.

Известен способ (RU 2077475 от 20.04.1997, С01В 25/32) получения частиц гидроксиапатита, который включает смешение водной суспензии гидроксида кальция с водным раствором фосфорной кислоты, отделение реакционного осадка и его сушку. Смешение компонентов ведут при непрерывном добавлении водного раствора фосфорной кислоты к суспензии гидроксида кальция при последовательном прохождении реакционной смеси через две зоны, при этом в первой зоне поддерживают постоянное рН равное 10-11, и скорость движения потока суспензии 0,8-1,5 м/с, затем смесь через 1,0-1,5 с подают во вторую зону, где ее разбавляют в 400-500 раз исходной суспензией гидроксида кальция и возвращают в первую зону, обеспечивая 4-5-кратную циркуляцию реакционной смеси через обе зоны в замкнутом цикле за время 10-20 мин, после этого подачу кислоты прекращают и суспензию реакционного продукта дополнительно перемешивают в замкнутом цикле в течение 10-12 мин.A known method (RU 2077475 dated 04/20/1997, C01B 25/32) for the production of hydroxyapatite particles, which involves mixing an aqueous suspension of calcium hydroxide with an aqueous solution of phosphoric acid, separating the reaction precipitate and drying it. The components are mixed with the continuous addition of an aqueous solution of phosphoric acid to a suspension of calcium hydroxide with successive passage of the reaction mixture through two zones, while in the first zone a constant pH of 10-11 is maintained, and the flow rate of the suspension is 0.8-1.5 m / s, then the mixture is fed into the second zone after 1.0-1.5 s, where it is diluted 400-500 times with the initial suspension of calcium hydroxide and returned to the first zone, providing a 4-5-fold circulation of the reaction mixture through both zones in a closed cycle for a time of 10-20 min, pic To this end, the acid supply is stopped and the suspension of the reaction product is additionally mixed in a closed cycle for 10-12 minutes.

Известен способ (US 4324772 от 13.04.1983, С01В 25/32) получения частиц гидроксиапатита, включающий первую стадию с непрерывной загрузкой двухступенчатого реактора суспензией оксида кальция в воде и раствором фосфорной кислоты в воде, которые реагируют на первой стадии при сильном перемешивании с рН реакционной массы таким, что вязкость близка к минимальной, т.е. рН от 9,5 до 11; вторую стадию реактора при сильном перемешивании с непрерывным вводом водной фосфорной кислоты в количестве достаточном для поддержания рН в второй стадии около значения в интервале от 7,0 до 7,4.A known method (US 4324772 from 04/13/1983, С01В 25/32) for producing hydroxyapatite particles, comprising a first stage with continuous loading of a two-stage reactor with a suspension of calcium oxide in water and a solution of phosphoric acid in water, which react in the first stage with strong stirring with the reaction pH mass so that the viscosity is close to minimum, i.e. pH 9.5 to 11; the second stage of the reactor with vigorous stirring with the continuous introduction of aqueous phosphoric acid in an amount sufficient to maintain the pH in the second stage near a value in the range from 7.0 to 7.4.

Недостатками указанных выше способов являются их многостадийность, что определяет их технологическую сложность, а также неоднородность частиц гидроксиапатита по форме и широкое распределение частиц по размеру.The disadvantages of the above methods are their multi-stage, which determines their technological complexity, as well as the heterogeneity of the particles of hydroxyapatite in shape and a wide distribution of particle size.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ (US 5405436 от 11.04.1995, С01В 25/32) получения гидроксиапатита, включающий стадии приготовления прекурсоров, содержащих фосфат-ионы, гидроксил-ионы и катионы кальция, причем источником кальция является и прекурсор, содержащий фосфат-ионы, являющийся раствором фосфорной кислоты в воде с молярным соотношением Са:Р около значений от 0,2:1 до 1:1, и прекурсор, содержащий гидроксил-ионы, являющийся суспензией гидроксида кальция в воде; формирования осадка гидроксиапатита путем первоначального формирования реакционной смеси с помощью одновременной подачи прекурсора, содержащего кальций и фосфат-ионы, и прекурсора, содержащего кальций и гидроксил-ионы в реактор при интенсивном перемешивании так, чтобы обеспечить соотношение Са:Р=1,667 с дальнейшим осуществлением реакции при интенсивном перемешивании при температуре реакционной смеси от 60° до 100°С и при рН реакционной смеси от 4 до 8; отделения фазы гидроксиапатита от маточного раствора; промывку; сушку.Closest to the claimed invention is a method (US 5405436 dated 04/11/1995, C01B 25/32) for the production of hydroxyapatite, which includes the steps of preparing precursors containing phosphate ions, hydroxyl ions and calcium cations, the calcium source being a precursor containing phosphate ions, which is a solution of phosphoric acid in water with a molar ratio of Ca: P of about 0.2: 1 to 1: 1, and a precursor containing hydroxyl ions, which is a suspension of calcium hydroxide in water; the formation of a precipitate of hydroxyapatite by initially forming the reaction mixture by simultaneously feeding a precursor containing calcium and phosphate ions and a precursor containing calcium and hydroxyl ions into the reactor with vigorous stirring so as to provide a ratio of Ca: P = 1.677 with further reaction at vigorous stirring at a temperature of the reaction mixture from 60 ° to 100 ° C and at a pH of the reaction mixture from 4 to 8; separating the hydroxyapatite phase from the mother liquor; flushing; drying.

Данный способ позволяет получать частицы с узким распределением по размеру от 1 до 20 мкм. Недостатком способа является отсутствие фракции частиц большего размера (с диаметрами от 20 до 60 мкм), необходимыми для формирования покрытий, необходимость нагрева реакционной смеси, увеличивающей энергоемкость процесса, а также увеличение длительности синтеза за счет наличия двух последовательных операций: сначала подачи прекурсоров с конечным соотношением Са:Р=1,667, далее проведением реакции при повышенных температурах и постоянном рН.This method allows to obtain particles with a narrow size distribution from 1 to 20 microns. The disadvantage of this method is the absence of a larger fraction of particles (with diameters from 20 to 60 μm) required for coating formation, the need to heat the reaction mixture, which increases the energy intensity of the process, as well as the increase in the synthesis time due to the presence of two sequential operations: first, feeding the precursors with a final ratio Ca: P = 1,667, then carrying out the reaction at elevated temperatures and constant pH.

Техническим результатом предложенного изобретения является получение сферогранулированных частиц гидроксиапатита с узким распределением частиц по размеру, содержащим целевую фракцию от 20 до 60 мкм.The technical result of the proposed invention is to obtain spherical granular particles of hydroxyapatite with a narrow particle size distribution containing the target fraction from 20 to 60 microns.

Заявленный технический результат достигается путем формирования гранулированных частиц гидроксиапатита непосредственно при гидролизе соли кальция в условиях одновременного поддержания постоянных соотношения

Figure 00000001
и значения рН реакционной среды. Одновременное поддержание постоянными соотношения
Figure 00000001
и значения рН реакционной среды позволяет также уменьшить количество операций в синтезе гидроксиапатита, за счет чего уменьшается длительность синтеза по сравнению с аналогами.The claimed technical result is achieved by the formation of granular particles of hydroxyapatite directly during the hydrolysis of calcium salts while maintaining a constant ratio
Figure 00000001
and pH values of the reaction medium. Keeping ratios constant at the same time
Figure 00000001
and the pH of the reaction medium also allows to reduce the number of operations in the synthesis of hydroxyapatite, thereby reducing the duration of the synthesis compared to analogues.

На первой стадии получения гранулированных частиц гидроксиапатита готовят прекурсор, содержащего кальций. В качестве прекурсора, содержащего кальций, может быть использован раствор любой растворимой в воде соли кальция, в частности, нитрат, хлорид, ацетат и др. Возможно приготовление соли кальция путем растворения безводной или водной соли кальция в воде, растворения оксида или карбоната кальция в азотной, соляной или уксусной кислоте, или другими способами. По преимущественному способу реализации изобретения для приготовления раствора соли кальция используют безводный нитрат кальция и дистиллированную воду. Концентрация соли может находится в интервале значений от 0,5 до 3 моль/л.At the first stage of obtaining granular particles of hydroxyapatite, a precursor containing calcium is prepared. As a precursor containing calcium, a solution of any water-soluble calcium salt, in particular, nitrate, chloride, acetate, etc. can be used. It is possible to prepare a calcium salt by dissolving anhydrous or aqueous calcium salt in water, dissolving calcium oxide or carbonate in nitrogen , hydrochloric or acetic acid, or in other ways. According to a preferred embodiment of the invention, anhydrous calcium nitrate and distilled water are used to prepare a calcium salt solution. The salt concentration may range from 0.5 to 3 mol / L.

На второй стадии получения гидроксиапатита готовят прекурсор, содержащий фосфат-ионы. С этой целью могут быть использованы различные растворы соединений, в частности, фосфорная кислота, фосфат аммония, натрия, калия и любые другие растворимые соли фосфорной кислоты. Предпочтительно использовать фосфорную кислоту с концентрацией 0,1-19,0 моль/л, наиболее предпочтительно 1,1-2,0 моль/л.In the second stage of hydroxyapatite production, a precursor is prepared containing phosphate ions. For this purpose, various solutions of the compounds can be used, in particular phosphoric acid, ammonium phosphate, sodium, potassium phosphate and any other soluble salts of phosphoric acid. It is preferable to use phosphoric acid with a concentration of 0.1-19.0 mol / L, most preferably 1.1-2.0 mol / L.

На третьей стадии получения частиц гидроксиапатита готовят прекурсор, содержащий гидроксил-ионы. В этом качестве может быть использовано любое основание, в частности гидроксиды калия, натрия и др., или водный раствор аммиака Предпочтительным является использование водного раствора аммиака, т.к. в процессе термического разложения продуктов его взаимодействия с солью кальция и фосфорной кислотой не происходит загрязнения продукта катионами металлов. Значение концентрации водного раствора аммиака может находиться в интервале от 1 до 13 моль/л, предпочтительнее от 5 до 7 моль/л.In a third step for preparing hydroxyapatite particles, a precursor is prepared containing hydroxyl ions. In this capacity, any base can be used, in particular hydroxides of potassium, sodium, etc., or an aqueous solution of ammonia. It is preferable to use an aqueous solution of ammonia, since in the process of thermal decomposition of the products of its interaction with calcium salt and phosphoric acid, there is no contamination of the product with metal cations. The concentration of the aqueous ammonia solution may be in the range from 1 to 13 mol / L, more preferably from 5 to 7 mol / L.

На четвертой стадии получения гранулированного гидроксиапатита проводят формирование осадка гидроксиапатита путем осаждения при постоянных значениях и рН реакционной смеси, и соотношения

Figure 00000001
. Осаждение осуществляют путем дозирования прекурсора, содержащего кальций, прекурсора, содержащего фосфат-ионы, и прекурсора, содержащего гидроксил-ионы, в реакционный объем таким образом, что в реакционном объеме поддерживают постоянное значение рН в интервале от 7 до 9, более предпочтительно 7,5-8,5 единиц рН, и постоянное соотношение
Figure 00000001
в интервале от 1,5 до 1,8, более предпочтительно 1,66-1,68.In the fourth stage of obtaining granular hydroxyapatite, a precipitate of hydroxyapatite is formed by precipitation at constant values and pH of the reaction mixture, and the ratio
Figure 00000001
. Precipitation is carried out by dosing a precursor containing calcium, a precursor containing phosphate ions, and a precursor containing hydroxyl ions in the reaction volume so that a constant pH is maintained in the reaction volume in the range from 7 to 9, more preferably 7.5 -8.5 pH units, and constant ratio
Figure 00000001
in the range from 1.5 to 1.8, more preferably 1.66-1.68.

Осаждение может быть выполнено в полунепрерывном или непрерывном режимах, при этом прекурсоры дозируют в общий реакционный объем в котором поддерживают выбранное значение рН и соотношения

Figure 00000001
. Для их поддержания на заданном уровне возможно регулирование скорости подачи как одного из прекурсоров, так и одновременно нескольких прекурсоров. Дозирование прекурсоров может быть выполнено при использовании перистальтических насосов, мембранных насосов, насосов прямого дозирования, центробежных насосов с регулируемой скоростью вращения, а также другими способами. Контроль рН реакционного объема ведут в течение всего процесса осаждения при помощи рН-метров с ион-селективными электродами или при помощи иных систем детектирования концентрации Н+ионов в растворе.The deposition can be performed in semi-continuous or continuous modes, while the precursors are dosed into the total reaction volume in which the selected pH value and ratio are maintained
Figure 00000001
. To maintain them at a given level, it is possible to control the feed rate of either one of the precursors or several precursors at the same time. Dosing of precursors can be performed using peristaltic pumps, diaphragm pumps, direct metering pumps, variable speed centrifugal pumps, and other methods. The pH of the reaction volume is monitored throughout the deposition process using pH meters with ion-selective electrodes or other systems for detecting the concentration of H + ions in solution.

После проводят операции фильтрации, сушки и обжига осадка. Предпочтительно, сушку осадка проводить при температуре от 80 до 120°С до постоянной массы. Обжиг осадка предпочтительно проводить при температуре от 300 до 1000°С.After the operations of filtering, drying and firing the precipitate. Preferably, the precipitate is dried at a temperature of from 80 to 120 ° C to constant weight. The firing of the precipitate is preferably carried out at a temperature of from 300 to 1000 ° C.

Сущность изобретения поясняется фигурами, где изображено:The invention is illustrated by figures, which depict:

- на фиг. 1 - таблица параметров образцов гидроксиапатита, синтезированных в Примерах 1-6;- in FIG. 1 is a table of parameters of hydroxyapatite samples synthesized in Examples 1-6;

- на фиг. 2 - гранулометрическое распределение частиц по размеру гидроксиапатита, синтезированного в Примере 1;- in FIG. 2 - particle size distribution of particles according to the size of hydroxyapatite synthesized in Example 1;

- на фиг. 3 - СЭМ-изображение частиц образца, синтезированного по примеру 1.- in FIG. 3 - SEM image of the particles of the sample synthesized according to example 1.

- на фиг. 4 - рентгенограмма гидроксиапатита, синтезированного в Примере 1;- in FIG. 4 is a radiograph of hydroxyapatite synthesized in Example 1;

- на фиг. 5 - распределение частиц по размеру гидроксиапатита, синтезированного в Примере 6- in FIG. 5 - particle size distribution of hydroxyapatite synthesized in Example 6

- на фиг. 6 - СЭМ-изображение частиц образца, синтезированного по Примеру 6.- in FIG. 6 - SEM image of the particles of the sample synthesized according to Example 6.

- на фиг. 7 - рентгенограмма гидроксиапатита, синтезированного в Примере 6.- in FIG. 7 is an X-ray diffraction pattern of hydroxyapatite synthesized in Example 6.

Пример 1Example 1

Этот пример относится к осаждению чистого гидроксиапатита при значении рН=8 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 0,5 моль/л и соотношении

Figure 00000001
равным 1,67.This example relates to the precipitation of pure hydroxyapatite at pH = 8 with a concentration of precipitated calcium nitrate solution of 0.5 mol / l and the ratio
Figure 00000001
equal to 1.67.

В первый химический стакан при перемешивании вводят дистиллированную воду и 120,8 граммов безводного нитрата кальция Са(NO3)2 (массовая концентрация 96%), объем раствора доводят дистиллированной водой до 1 л. Полученный раствор выдерживают при перемешивании в течение 2 часов перед началом осаждения. Во второй химический стакан вводят 113 мл концентрированной фосфорной кислоты и доводят дистиллированной водой до объема 1 л. Для приготовления раствора соединения основного характера в третий химический стакан вводят 370 мл концентрированного раствора аммиака (массовая концентрация 24%) и доводят объем до 0,8 л дистиллированной водой, после смешения компонентов получают водный раствор аммиака с концентраций 11 массовых процентов.Distilled water and 120.8 grams of anhydrous calcium nitrate Ca (NO 3 ) 2 (mass concentration 96%) are introduced into the first beaker with stirring, the volume of the solution is adjusted to 1 liter with distilled water. The resulting solution was kept under stirring for 2 hours before precipitation. 113 ml of concentrated phosphoric acid is introduced into the second beaker and adjusted to 1 liter with distilled water. To prepare a solution of a basic compound, 370 ml of concentrated ammonia solution (mass concentration 24%) is introduced into the third beaker and the volume is adjusted to 0.8 l with distilled water, after mixing the components, an aqueous ammonia solution is obtained with concentrations of 11 mass percent.

Для осуществления осаждения гранулированных частиц гидроксиапатита, в трехлитровый химический стакан, снабженный верхнеприводной мешалкой и датчиком рН вводят 250 мл дистиллированной воды. Далее в стакан при перемешивании при помощи перистальтических насосов дозируют раствор нитрата кальция со скоростью 10 мл/мин, раствор фосфорной кислоты со скоростью 10 мл/мин и водный раствор аммиака со скоростью 6,5 мл/мин, причем значение рН в стакане поддерживают в диапазоне от 7,8 до 8,2 ед. за счет периодического прерывания дозирования водного раствора аммиака. После введения всего объема раствора нитрата кальция и фосфорной кислоты, полученную суспензию выдерживают при перемешивании в течение 30 минут, проводят фильтрацию суспензии на нутч-фильтре. Далее осадок помешают в сушильный шкаф, сушку осадка проводят при температуре 80°С в течение 12 часов. После этого осадок обжигают в муфельной печи при температуре 600°С в течение 2 часов.To carry out the deposition of granular particles of hydroxyapatite, 250 ml of distilled water is introduced into a three-liter beaker equipped with an overhead stirrer and a pH sensor. Next, a calcium nitrate solution at a rate of 10 ml / min, a phosphoric acid solution at a rate of 10 ml / min and an aqueous solution of ammonia at a rate of 6.5 ml / min are metered into a glass with stirring using peristaltic pumps, and the pH in the glass is maintained in the range from 7.8 to 8.2 units due to the periodic interruption of the dosing of an aqueous solution of ammonia. After the introduction of the entire volume of a solution of calcium nitrate and phosphoric acid, the resulting suspension is kept under stirring for 30 minutes, the suspension is filtered on a suction filter. Next, the precipitate is placed in an oven, and the precipitate is dried at a temperature of 80 ° C for 12 hours. After that, the precipitate is fired in a muffle furnace at a temperature of 600 ° C for 2 hours.

Определение гранулометрического состава проводили с помощью метода лазерной дифракции при использовании прибора Analysette 22 NanoTec. На фиг. 2 приведено распределение частиц по размеру образца, полученного по примеру 1. Морфологию частиц исследовали с помощью метода сканирующей электронной микроскопии, на фиг. 3 приведена электронная фотография частиц образца, полученного по примеру 1. На фиг. 4 приведена рентгенограмма чистого гидроксиапатита, полученного по примеру 1.The particle size distribution was determined using the laser diffraction method using the Analysette 22 NanoTec instrument. In FIG. 2 shows the particle size distribution of the sample obtained according to Example 1. Particle morphology was studied using scanning electron microscopy; FIG. 3 is an electronic photograph of the particles of the sample obtained in Example 1. FIG. 4 shows the x-ray of pure hydroxyapatite obtained in example 1.

Пример 2.Example 2

Этот пример относится к осаждению чистого гидроксиапатита при значении рН=8 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 3 моль/л и соотношении

Figure 00000001
равным 1,67.This example relates to the precipitation of pure hydroxyapatite at pH = 8 with a concentration of precipitated calcium nitrate solution of 3 mol / l and a ratio
Figure 00000001
equal to 1.67.

В этом случае поступают так же, как в примере 1, но в первый химический стакан при перемешивании вводят дистиллированную воду и 724,8 граммов безводного нитрата кальция Са(NO3)2 (массовая концентрация 96%). Полученный раствор выдерживают при перемешивании в течение 2 часов перед началом осаждения. Во второй химический стакан вводят 678 мл концентрированной фосфорной кислоты и доводят дистиллированной водой до объема 1 л. Осаждение и все дальнейшие операции проводят также, как описано в примере 1.In this case, they do the same as in example 1, but distilled water and 724.8 grams of anhydrous calcium nitrate Ca (NO 3 ) 2 (mass concentration 96%) are introduced into the first beaker with stirring. The resulting solution was kept under stirring for 2 hours before precipitation. 678 ml of concentrated phosphoric acid is introduced into the second beaker and adjusted to 1 liter with distilled water. Precipitation and all further operations are carried out as described in example 1.

Пример 3.Example 3

Этот пример относится к осаждению чистого гидроксиапатита при значении рН=8 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 0,5 моль/л и соотношении

Figure 00000001
равным 1,8.This example relates to the precipitation of pure hydroxyapatite at pH = 8 with a concentration of precipitated calcium nitrate solution of 0.5 mol / l and the ratio
Figure 00000001
equal to 1.8.

В этом случае поступают также, как в примере 1, но во второй химический стакан вводят 122 мл концентрированной фосфорной кислоты и доводят дистиллированной водой до объема 1 л. Осаждение и все дальнейшие операции проводят также, как описано в примере 1.In this case, the procedure is the same as in example 1, but 122 ml of concentrated phosphoric acid are introduced into the second beaker and adjusted to 1 liter with distilled water. Precipitation and all further operations are carried out as described in example 1.

Пример 4.Example 4

Этот пример относится к осаждению чистого гидроксиапатита при значении рН=9 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 0,5 моль/л и соотношении

Figure 00000001
равным 1,67.This example relates to the precipitation of pure hydroxyapatite at pH = 9 with a concentration of precipitated calcium nitrate solution of 0.5 mol / l and a ratio
Figure 00000001
equal to 1.67.

В этом случае поступают так же, как описано в примере 1, только осаждение гидроксиапатита кальция ведут при рН=8,8-9,2.In this case, they do the same as described in example 1, only the precipitation of calcium hydroxyapatite is carried out at pH = 8.8-9.2.

Пример 5.Example 5

Этот пример относится к осаждению чистого гидроксиапатита при значении рН=8 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 0,5 моль/л и соотношении

Figure 00000001
равным 1,67, но в качестве донора
Figure 00000002
-ионов выступает раствор аммония фосфорнокислого.This example relates to the precipitation of pure hydroxyapatite at pH = 8 with a concentration of precipitated calcium nitrate solution of 0.5 mol / l and the ratio
Figure 00000001
equal to 1.67, but as a donor
Figure 00000002
-ions favors a solution of ammonium phosphate.

В этом случае поступают также, как в примере 1, но во втором химическом стакане готовят раствор аммония фосфорнокислого. Для этого в стакан вводят дистиллированную воду и 121,6 граммов трехводного аммония фосфорнокислого (NH4)3РО4⋅3Н2О и доводят дистиллированной водой до объема 1 л. Осаждение и все дальнейшие операции проводят также, как описано в примере 1.In this case, they do the same as in example 1, but in the second beaker a solution of ammonium phosphate is prepared. To do this, distilled water and 121.6 grams of three-water ammonium phosphate (NH 4 ) 3 PO 4 ⋅ 3H 2 O are introduced into the glass and adjusted to 1 liter with distilled water. Precipitation and all further operations are carried out as described in example 1.

Пример 6.Example 6

Этот пример относится к осаждению гидроксиапатита при значении рН=6 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 0,5 моль/л и соотношении

Figure 00000001
равным 1,67.This example relates to the precipitation of hydroxyapatite at pH = 6 with a concentration of a precipitated solution of calcium nitrate of 0.5 mol / l and the ratio
Figure 00000001
equal to 1.67.

В этом случае поступают так же, как описано в примере 1, только осаждение гидроксиапатита кальция ведут при рН=5,8-6,2.In this case, they do the same as described in example 1, only the precipitation of calcium hydroxyapatite is carried out at pH = 5.8-6.2.

На фиг. 5 приведено распределение частиц по размеру образца, полученного по примеру 6. На фиг. 6 приведена электронная фотография частиц образца, полученного по примеру 6. На фиг. 7 приведена рентгенограмма гидроксиапатита, полученного по примеру 6, в котором преимущественно присутствуют фазы брушита и монетита.In FIG. 5 shows the particle size distribution of the sample obtained in example 6. In FIG. 6 is an electronic photograph of the particles of the sample obtained in Example 6. FIG. 7 is an X-ray diffraction pattern of hydroxyapatite obtained according to Example 6, in which the phases of brushite and monetite are predominantly present.

Claims (5)

1. Способ получения гранулированных частиц гидроксиапатита, включающий приготовление прекурсоров в виде растворов, содержащих ионы кальция, ионы аммония и фосфат-ионы, формирование осадка гидроксиапатита из растворов прекурсоров при постоянном значении рН, отделение образовавшегося осадка, сушку и термообработку, отличающийся тем, что в качестве прекурсоров готовят раствор нитрата кальция, раствор аммиака и раствор фосфорной кислоты или аммония фосфорнокислого, формирование осадка гидроксиапатита осуществляют при постоянном соотношении Са2+/PO4 3-, находящемся в интервале 1,5-1,8, и постоянном значении рН, находящемся в интервале 7-9, при этом постоянство значений рН и соотношения Са2+/PO4 3- в реакционном объеме поддерживают в течение всего процесса формирования осадка за счет одновременного дозирования трех потоков растворов прекурсоров в общий реакционный объем с регулировкой скорости подачи одного или нескольких растворов.1. A method of producing granular particles of hydroxyapatite, including the preparation of precursors in the form of solutions containing calcium ions, ammonium ions and phosphate ions, the formation of a precipitate of hydroxyapatite from solutions of precursors at a constant pH value, separation of the precipitate formed, drying and heat treatment, characterized in that as precursors, a solution of calcium nitrate, a solution of ammonia and a solution of phosphoric acid or ammonium phosphate are prepared, the formation of a precipitate of hydroxyapatite is carried out at a constant enii Ca 2+ / PO 4 3-, in the range of 1.5-1.8, and a constant pH in the range of 7-9, wherein the constancy of pH and ratio of Ca 2+ / PO 4 3- in the reaction the volume is maintained throughout the entire process of sedimentation by simultaneously dispensing three streams of precursor solutions into the total reaction volume with adjusting the feed rate of one or more solutions. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве прекурсора, содержащего фосфат-ионы, используют водный раствор аммония фосфорнокислого или фосфорную кислоту с концентрацией 1,1-2,0 моль/л.2. The method according to p. 1, characterized in that as a precursor containing phosphate ions, an aqueous solution of ammonium phosphoric acid or phosphoric acid with a concentration of 1.1-2.0 mol / L is used. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, соотношение Са2+/PO4 3- поддерживается постоянным и равным 1,667.3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the ratio of CA 2+ / PO 4 3- is maintained constant and equal to 1,667. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют раствор аммиака с концентрацией 5-7 моль/л.4. The method according to p. 1, characterized in that they use a solution of ammonia with a concentration of 5-7 mol / L. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют раствор соли нитрата кальция в воде с концентрацией от 0,5 до 3 моль/л.5. The method according to p. 1, characterized in that they use a solution of calcium nitrate salt in water with a concentration of from 0.5 to 3 mol / L.
RU2018130552A 2018-08-22 2018-08-22 Method of producing granulated hydroxyapatite particles RU2717275C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130552A RU2717275C2 (en) 2018-08-22 2018-08-22 Method of producing granulated hydroxyapatite particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130552A RU2717275C2 (en) 2018-08-22 2018-08-22 Method of producing granulated hydroxyapatite particles

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018130552A RU2018130552A (en) 2020-02-26
RU2018130552A3 RU2018130552A3 (en) 2020-02-26
RU2717275C2 true RU2717275C2 (en) 2020-03-19

Family

ID=69631159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018130552A RU2717275C2 (en) 2018-08-22 2018-08-22 Method of producing granulated hydroxyapatite particles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2717275C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04209711A (en) * 1990-11-30 1992-07-31 Kyoritsu Yogyo Genryo Kk Production of hydroxyapatite
JPH072505A (en) * 1993-06-15 1995-01-06 Japan Steel Works Ltd:The Production of hydroxyapatite
US5405436A (en) * 1992-09-28 1995-04-11 BK Ladenburg GmbH Gesellschaft fur Chemische Erzeugnisses Process for the preparation of hydroxyapatite
JPH0920508A (en) * 1995-07-06 1997-01-21 Tomita Seiyaku Kk Hydroxyapatite to be formulated to tooth paste and its production
RU2122520C1 (en) * 1996-10-31 1998-11-27 Акционерное общество закрытого типа "ОСТИМ" Method of preparing hydroxyapatite suspension
US7169372B1 (en) * 2000-07-03 2007-01-30 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo “OSTIM” Method for producing nano-sized crystalline hydroxyapatite
JP4209711B2 (en) * 2003-04-09 2009-01-14 本田技研工業株式会社 Method for producing composite material using carbon fiber

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04209711A (en) * 1990-11-30 1992-07-31 Kyoritsu Yogyo Genryo Kk Production of hydroxyapatite
US5405436A (en) * 1992-09-28 1995-04-11 BK Ladenburg GmbH Gesellschaft fur Chemische Erzeugnisses Process for the preparation of hydroxyapatite
JPH072505A (en) * 1993-06-15 1995-01-06 Japan Steel Works Ltd:The Production of hydroxyapatite
JPH0920508A (en) * 1995-07-06 1997-01-21 Tomita Seiyaku Kk Hydroxyapatite to be formulated to tooth paste and its production
RU2122520C1 (en) * 1996-10-31 1998-11-27 Акционерное общество закрытого типа "ОСТИМ" Method of preparing hydroxyapatite suspension
US7169372B1 (en) * 2000-07-03 2007-01-30 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo “OSTIM” Method for producing nano-sized crystalline hydroxyapatite
JP4209711B2 (en) * 2003-04-09 2009-01-14 本田技研工業株式会社 Method for producing composite material using carbon fiber

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Петракова Н.В., Влияние условий синтеза и спекания нанопорошков гидроксиапатита на формирование микроструктуры и свойств керамики, Дисс. на соиск уч. степ. канд. техн. наук, Москва, 2014, гл. 1.3.1. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018130552A (en) 2020-02-26
RU2018130552A3 (en) 2020-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wijesinghe et al. Facile synthesis of both needle-like and spherical hydroxyapatite nanoparticles: Effect of synthetic temperature and calcination on morphology, crystallite size and crystallinity
Iafisco et al. Biomimetic carbonate–hydroxyapatite nanocrystals prepared by vapor diffusion
KR20070053337A (en) Ceramic particle group and method for production thereof and use thereof
Latocha et al. Precipitation of hydroxyapatite nanoparticles in 3D-printed reactors
Latocha et al. Impact of morphology-influencing factors in lecithin-based hydroxyapatite precipitation
JPS6287406A (en) Production of beta-tricalcium phosphate
Spencer Hydroxyapatite for chromatography: II. Sources fo variability and improved methods of preparation
RU2402483C2 (en) Method of preparing nanodispersed hydroxyapatite for medicine
RU2717275C2 (en) Method of producing granulated hydroxyapatite particles
KR101017815B1 (en) Calcium Phosphate Particle Manufacture Methods for Solution Growth Method
RU2714452C1 (en) Method of producing powders of zirconium dioxide with a spheroidal shape of particles
Afonina et al. Synthesis of whitlockite nanopowders with different magnesium content
CN110510592B (en) Method for regulating and preparing hydroxyapatite with excellent cell compatibility
Bricha et al. Hydrothermal synthesis and appraisal of mg-doped hydroxyapatite nanopowders
Mosina et al. Synthesis of Amorphous Calcium Phosphate: A Review
RU2546539C1 (en) Method of producing powdered material based on carbonated hydroxyapatite and brushite
JP2019077720A (en) Hydroxyapatite derivative aggregate
RU2391117C1 (en) Method of obtaining hydroxyapatite
Sopyan et al. Zinc-doped biphasic calcium phosphate nanopowders synthesized via sol-gel method
JPH072505A (en) Production of hydroxyapatite
CA3066999C (en) Method for producing octacalcium phosphate shaped product
McDonogh et al. Counterintuitive Crystallization: Rate Effects in Calcium Phosphate Nucleation at Near-Physiological pH
JP4900646B2 (en) Calcium phosphate composite material and method for producing the same
JP2964527B2 (en) Method for producing hydroxyapatite dispersion
Kim et al. Synthesis and Morphological Characterization of Calcium Phosphates Prepared under Different NaOH Concentrations.