RU2780217C1 - Способ получения мелкодисперсной суспензии гидроксилапатита - Google Patents
Способ получения мелкодисперсной суспензии гидроксилапатита Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780217C1 RU2780217C1 RU2021139261A RU2021139261A RU2780217C1 RU 2780217 C1 RU2780217 C1 RU 2780217C1 RU 2021139261 A RU2021139261 A RU 2021139261A RU 2021139261 A RU2021139261 A RU 2021139261A RU 2780217 C1 RU2780217 C1 RU 2780217C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroxyapatite
- hap
- suspensions
- suspension
- balls
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 9
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 239000002612 dispersion media Substances 0.000 claims description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N methyl sulfide Chemical compound CSC QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 18
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000003462 bioceramic Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000002609 media Substances 0.000 description 9
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 8
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 8
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 4
- 238000002356 laser light scattering Methods 0.000 description 4
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H Tricalcium phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L Calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N Diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H Sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K Trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 description 2
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 description 2
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 2
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 2
- 239000011778 trisodium citrate Substances 0.000 description 2
- NEFBYIFKOOEVPA-UHFFFAOYSA-K Dicalcium phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O NEFBYIFKOOEVPA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000019739 Dicalciumphosphate Nutrition 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N TiO Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K Tripotassium phosphate Chemical class [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic Effects 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000390 dicalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940038472 dicalcium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- -1 phosphate ions Chemical class 0.000 description 1
- QVLTXCYWHPZMCA-UHFFFAOYSA-K phosphoric acid;phosphate Chemical compound OP(O)(O)=O.[O-]P([O-])([O-])=O QVLTXCYWHPZMCA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001929 titanium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области биокерамики, в частности к получению микродисперсных, микронного размера гидроксиапатитовых материалов в виде суспензий в различных диспергирующих средах: вода, этиловый спирт, диметилсульфоксид, глицерин. Для получения суспензий мелкодисперсного гидроксиапатита в различных средах использовался гидроксиапатит, синтезированный механохимическим путем. Приготовление взвесей осуществляли с помощью бисерной мельницы погружного типа с использованием шаров из циркониевой керамики диаметром 1,5 мм, время обработки составляло 1-1,5 часа, массовое содержание гидроксиапатита в полученных суспензиях - 30-50%. Массовое отношение обрабатываемая смесь/шары варьировалось от 1/2 до 1. Частота вращения ротора мельницы составляла 500 об/мин. Технический результат: получение устойчивых суспензий гидроксиапатита в воде, этиловом спирте, диметилсульфоксиде и глицерине со средним размером частиц 1-1,3 мкм. 4 пр., 5 ил.
Description
Область изобретения
Данное изобретение относится к области биокерамики, в частности к получению микродисперсных, микронного размера гидроксиапатитовых материалов в виде суспензий в различных диспергирующих средах: вода, этиловый спирт, диметилсульфоксид, глицерин.
Уровень техники
Известен способ [1. WO 2007/141324 A1 13.12.2007] получения суспензий наноразмерного гидроксиапатита (далее ГАП) в водно-гликолевых смесях. ГАП синтезировали путем взаимодействия разбавленных водных растворов ацетата кальция и ортофосфорной кислоты в присутствии диэтиленгликоля. Контроль рН среды осуществлялся с помощью добавления водного раствора аммиака. После завершения реакции и выдерживания при 80°С в течение 16 часов образовалась суспензия ГАП с размером частиц 50-100 нм в водно-гликолевой среде. Взвесь устойчива при массовой доле ГАП 2,2-8%. Недостатками способа является относительно низкое содержание ГАП в суспензии, присутствие помимо ГАП других продуктов реакции и воды, длительность процедур, а также ограниченность в выборе дисперсионной среды гликолями. Кроме того, во избежание образования фаз трикальцийфосфата и дикальцийфосфата необходимо проводить реакцию осаждения в узком диапазоне значений рН.
В [2. US 8287914 B2] описан способ получения коллоидной суспензии нанокристаллического ГАП непосредственно в маточном растворе. Синтез ГАП осуществляли путем смешивания растворов ацетата кальция и ортофосфатов натрия и калия. Образующийся после проведения взаимодействия маточный раствор содержал ацетат-ионы, фосфат-ионы и ионы калия и натрия в концентрациях, близких к их концентрациям в физиологических жидкостях. К недостаткам этого метода можно отнести ограничение дисперсионной среды суспензии, контроль рН среды для получения монофазного ГАП. Массовое содержание ГАП в результирующей суспензии определяется концентрациями растворов исходных реагентов, т.е. является относительно низким.
Известен способ [3. CN 101185771 A] стабилизации нанокристаллов ГАП в водной среде при помощи цитрата натрия и гексаметафосфата натрия. На первом этапе осуществляли синтез нанокристаллического ГАП из растворов солей кальция и фосфорной кислоты в присутствии цитрата натрия. Затем добавлялся раствор гексаметафосфата натрия. На каждом этапе проводилась обработка обезвоженным спиртом и отделение осадков с помощью центрифугирования. Недостатками данного способа являются многостадийность, необходимость контроля рН во время синтеза, использование значительных объемов абсолютного этилового спирта, присутствие посторонних стабилизирующих агентов в суспензии, а также использование только водной основы для получения суспензии.
Известен способ [4. US 10914712], в котором используется механическая обработка суспензии ГАП в водной среде как промежуточный этап получения пористых механически прочных гранул ГАП для хроматографических колонок. Исходную суспензию ГАП в воде получали в результате взаимодействия в течение 16 часов взвеси гидроксида кальция с раствором ортофосфорной кислоты и гидрофосфата аммония. Полученную суспензию многократно обрабатывали механически с помощью шаров из циркониевой керамики диаметром 0,8 мм под высоким давлением. Процедура позволяет получать суспензию ГАП с размером частиц 1-5 мкм. Недостатком является использование в качестве диспергирующей среды маточного раствора, содержащего другие продукты реакции осаждения, и длительность процедур.
Известен способ [5. Jpn. Appl. No. 750846 (1990)] получения суспензии ГАП в маточном растворе. Растворы гидроксида кальция и фосфорной кислоты смешиваются и образующийся осадок ГАП выдерживается в маточном растворе при повышенных температурах в течение нескольких часов. Основным недостатком способа является то, что содержание ГАП в суспензии определяется достаточно низкой растворимостью в воде исходного гидроксида кальция.
В патенте [6. RU 2149827 C1] описан способ получения водной суспензии микродисперсного ГАП (1-5 мкм) с высоким содержанием 320-350 г/л. Синтез ГАП проводили путем добавления раствора ортофосфорной кислоты к суспензии тонкоизмельченного гидроксида кальция в воде. Суспензию гидроксида кальция предварительно диспергировали с помощью ультразвуковой обработки в течение 2 часов. Образующийся осадок ГАП оставляли вызревать в маточном растворе в течение 24 часов. Недостатком способа является ограниченность выбора жидкой составляющей суспензии водой.
Известен способ [7. RU 2122520 С1] получения водных суспензий нанокристаллического ГАП, включающий взаимодействие суспензии гидроксида кальция с раствором ортофосфорной кислоты в замкнутом циркуляционном контуре, где благодаря поэтапной переработке с чередующимися процедурами перемешивания и фильтрации есть возможность регулировать концентрацию ГАП в водной суспензии вплоть до 75%. Недостатком способа является получение суспензий ГАП только на водной основе.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения мелкодисперсного композита ГАП и оксида титана (10 масс.%) [8. US 7303823 B2]. Способ включает в себя поэтапное механическое измельчение суспензии указанного композита в изопропиловом спирте. В ходе процедуры диаметр измельчающих шаров из циркониевой керамики менялся 5 раз: 10 мм, 5 мм, 3 мм, 1,75 мм и 1 мм. Каждый цикл проводился в течение 1 часа. Недостатком является трудоемкая многоэтапность и невысокое массовое содержание твердой фазы в суспензии (1-15%).
Известен механохимический метод синтеза ГАП, который заключается в обработке смеси исходных реагентов в планетарной шаровой мельнице, где твердофазная химическая реакция между исходными компонентами происходит непосредственно в мельнице, за счет энергии, выделяющейся при столкновении и трении мелющих шаров [M.V. Chaikina, N.V. Bulina, O.B. Vinokurova, I.Yu. Prosanov, D.V. Dudina. Interaction of calcium phosphates with calcium oxide or calcium hydroxide during the “soft” mechanochemical synthesis of hydroxyapatite, Ceram. Int., 2019. V.45. Iss.14. P.16927-16933]. В данной работе показано, что синтез в планетарной шаровой мельнице является быстрым, простым и эффективным способом получения ГАП. В отличие от методов, в которых формирование ГАП происходит в жидкой фазе [9. M. Sadat-Shojai, M.T. Khorasani, E. Dinpanah-Khoshdargi, A. Jamshidi. Synthesis methods for nanosized hydroxyapatite with diverse structures //Acta Biomaterialia, 2013. 9. P.7591-7621], в механохимическом методе синтез ведется без участия жидкостей, поэтому нет необходимости поддерживать определенную кислотность среды, фильтровать и отжигать полученный продукт, производить регенерацию растворителей. Особенностью данного метода является то, что соотношение ионов Са/Р в реакционной смеси не меняется в процессе синтеза и зависит только от соотношения исходных реагентов, поэтому при правильном подборе исходных компонентов полученный продукт всегда будет однофазным и стехиометрическим, что придает ГАП высокую термическую стабильность [
Gross K. A., 
Veiderma M. A review on the thermal stability of calcium apatites // J. Therm. Anal. Calorim. 2012. Vol. 110. P. 647-659]. Исходя из вышесказанного для приготовления микродисперсных суспензий ГАП в различных жидких диспергирующих средах (вода, этиловый спирт, диметилсульфоксид, глицерин) использовался ГАП, синтезированный механохимическим путем. Получаемый таким образом продукт морфологически представляет собой плотные агрегаты с широким распределением по размерам от 1 до 300 мкм. В свою очередь агрегаты построены из кристаллитов со средним размером 25 нм [M.V. Chaikina, N.V. Bulina, O.B. Vinokurova, I.Yu. Prosanov, D.V. Dudina. Interaction of calcium phosphates with calcium oxide or calcium hydroxide during the “soft” mechanochemical synthesis of hydroxyapatite, Ceram. Int., 2019. V.45. Iss.14. P.16927-16933].
Задачей данного изобретения является получение устойчивых суспензий ГАП, синтезированного механохимическим путем, в различных жидких диспергирующих средах (вода, этиловый спирт, диметилсульфоксид, глицерин). Суспензии должны содержать от 30 до 50 % мас. хорошо диспергированного ГАП с размером частиц менее 5 мкм.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявляемом техническом решении, включающем механическую гомогенизацию и измельчение гидроксилапатита в жидкой дисперсионной среде в погружной мельнице с помощью измельчающих шаров из циркониевой керамики, механохимически синтезированный гидроксилапатит помещают в жидкую дисперсионную среду в количестве от 30 до 50 % мас., полученную смесь подвергают обработке в погружной бисерной мельнице шарами из циркониевой керамики, при массовом отношении обрабатываемой смеси/шары от 1/2 до 1, в течение 1-1, 5 часов при частоте вращения ротора бисерной мельницы 500 об/мин.
Предпочтительно, в качестве жидкой дисперсионной среды используют воду, этиловый спирт, диметилсульфид или глицерин.
Существенными отличительными признаками заявляемого технического решения являются:
- обработке подвергают механохимически синтезированный ГАП;
- массоввую долю ГАП в смеси поддерживают в пределах 30 - 50% мас.;
- массовое отношение обрабатываемой смеси/шары поддерживают 1/2-1;
- обработку проводят при частоте вращения ротора бисерной мельницы 500 об/мин;
- механическую обработку смеси в бисерной мельнице проводят в течение 1-1,5 часа.
Поставленная задача решается благодаря совокупности существенных отличительных признаков.
Использование ГАП, синтезированного механохимическим путем, обусловлено тем, что данный твердофазный способ синтеза ГАП в планетарной шаровой мельнице быстрым, простым и эффективным, а также не требует контроля уровня рН. При использовании этого метода нет необходимости использовать дистиллированную деионизованную воду. В ходе реакции не образуется посторонних продуктов, кроме ГАП.
Массовая доля ГАП в суспензиях менее 30 % мас. не соответствует задаче изобретения. При увеличении массовой доли более 50 % мас. возникают сложности при отделении шаров от образующейся суспензии вследствие значительно возрастающей вязкости. В этом случае необходимо проводить отделение под высоким давлением с использованием с использованием дополнительного оборудования: нагнетателей, компрессоров и т.п.
Массовое отношение обрабатываемая смесь/мелющие шары предпочтительно использовать в интервале 1/2-1. Увеличение этого отношения приводит к недостаточно мелкому помолу, а уменьшение - к снижению количественного выхода суспензии в единицу времени, а также к избыточной нагрузке на двигатель мельницы.
Скорость вращения ротора в 500 об/мин обеспечивает решение поставленной задачи. Повышение частоты вращения приводит к разогреву суспензий, что влечет за собой следующие нежелательные последствия. В случае водной и спиртовой суспензии разогрев смеси приводит к значительному увеличению испарения жидких составляющих, что нарушает массовые соотношения. Разогрев суспензии на основе диметилсульфоксида инициирует его частичное окисление кислородом воздуха. В случае глицериновой смеси увеличение частоты вращения ротора бисерной мельницы приводит к образованию устойчивой пены. После проведения механической обработки суспензии отделялись от шаров с помощью сита с размером ячеек 1 мм. Полученные суспензии готовы к дальнейшему использованию.
Предложенный способ характеризуют следующие рисунки.
Фиг. 1. Распределение частиц ГАП по размерам в суспензии на основе воды.
Фиг. 2. Распределение частиц ГАП по размерам в суспензии на основе этилового спирта.
Фиг. 3. Распределение частиц ГАП по размерам в суспензии на основе диметилсульфоксида.
Фиг. 4. Распределение частиц ГАП по размерам в суспензии на основе глицерина.
Фиг. 5. Микрофотографии частиц ГАП, полученных после вакуумного высушивания суспензии на основе глицерина.
Фиг. 1-4 получены с помощью лазерного анализатора Микросайзер - 201А. Фиг.5 получен с помощью сканирующего электронного микроскопа HITACHI TM 1000.
Предлагаемый способ описывается примерами.
Пример 1. Смесь 20 г механохимически синтезированного ГАП с широким распределением частиц по размерам (1-300 мкм) и 50 мл дистиллированной воды (массовая доля ГАП 29%) в течение 1 часа обрабатывалась с помощью 140 г шаров из циркониевой керамики с диаметром 1,5 мм в мельнице погружного типа. Частота вращения ротора 500 об/мин. После проведения механической обработки суспензия отделялась от шаров с помощью сита с размером ячеек 1 мм. Результат измерения распределения частиц ГАП в полученной суспензии методом лазерного светорассеяния приведен на фиг.1.
Пример 2. Смесь 20 г механохимически синтезированного ГАП с широким распределением частиц по размерам (1-300 мкм) и 50 мл 96% этилового спирта (массовая доля ГАП 33%) механически обрабатывалась также как в примере 1. После проведения механической обработки суспензия отделялась от шаров с помощью сита с размером ячеек 1 мм. Результат измерения распределения частиц ГАП в полученной суспензии методом лазерного светорассеяния приведен на фиг.2.
Пример 3. Смесь 25 г механохимически синтезированного ГАП с широким распределением частиц по размерам (1-300 мкм) и 50 мл диметилсульфоксида (массовая доля ГАП 31%) механически обрабатывалась также как в примере 1. После проведения механической обработки суспензия отделялась от шаров с помощью сита с размером ячеек 1 мм. Результат измерения распределения частиц ГАП в полученной суспензии методом лазерного светорассеяния приведен на фиг.3.
Пример 4. Смесь 400 г механохимически синтезированного ГАП с широким распределением частиц по размерам (1-300 мкм) и 750 мл глицерина (массовая доля ГАП 30%) в течение 1,5 часа обрабатывалась с помощью 1200 г шаров из циркониевой керамики с диаметром 1,5 мм в мельнице погружного типа. Частота вращения ротора 500 об/мин. После проведения механической обработки суспензия отделялась от шаров с помощью сита с размером ячеек 1 мм. Результат измерения распределения частиц ГАП в полученной суспензии методом лазерного светорассеяния приведен на фиг.4. Образец полученной суспензии был нанесен на никелевую фольгу и высушен под вакуумом при 50°С в течение 12 часов. Полученная микрофотография приведена на фиг.5.
Технический результат заявляемого технического решения:
Получение устойчивых суспензий гидроксиапатита в воде, этиловом спирте, диметилсульфоксиде и глицерине со средним размером частиц 1-1,3 мкм и массовым содержанием гидроксиапатита 30-50%.
Claims (2)
1. Способ получения мелкодисперсной суспензии гидроксиапатита, включающий механическую гомогенизацию и измельчение гидроксилапатита в жидкой дисперсионной среде в мельнице с помощью измельчающих шаров из циркониевой керамики, отличающийся тем, что механохимически синтезированный гидроксилапатит помещают в жидкую дисперсионную среду в количестве от 30 до 50 мас.%, полученную смесь подвергают обработке в погружной бисерной мельнице шарами из циркониевой керамики, при массовом отношении обрабатываемой смеси/шары от 1/2 до 1, в течение 1-1,5 часов при частоте вращения ротора бисерной мельницы 500 об/мин.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкой дисперсионной среды используют воду, этиловый спирт, диметилсульфид и глицерин.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2780217C1 true RU2780217C1 (ru) | 2022-09-20 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2122520C1 (ru) * | 1996-10-31 | 1998-11-27 | Акционерное общество закрытого типа "ОСТИМ" | Способ получения суспензии гидроксиапатита |
| WO2007141324A1 (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-13 | Colorobbia Italia S.P.A. | Nanometric hydroxyapatite and suspensions thereof, its preparation and use |
| US7686239B2 (en) * | 2001-12-21 | 2010-03-30 | Etex Corportation | Synthesis of calcium phosphates by mechano-chemical process |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2122520C1 (ru) * | 1996-10-31 | 1998-11-27 | Акционерное общество закрытого типа "ОСТИМ" | Способ получения суспензии гидроксиапатита |
| US7686239B2 (en) * | 2001-12-21 | 2010-03-30 | Etex Corportation | Synthesis of calcium phosphates by mechano-chemical process |
| WO2007141324A1 (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-13 | Colorobbia Italia S.P.A. | Nanometric hydroxyapatite and suspensions thereof, its preparation and use |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Yongxia Yao et al., "Highly Concentrated Hydroxyapatite Suspension for DLP Printing", The 11th International Conference on High-Performance Ceramics, November 2019 (678). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4836994A (en) | Calcium-phosphorus-apatite having novel properties and process for preparing the same | |
| JP2006315871A (ja) | リン酸カルシウム系化合物ナノ粒子、その分散液およびそれらの製造方法 | |
| CN1217856C (zh) | 一种纳米羟基磷灰石粉体的制备方法 | |
| CN109415210B (zh) | 磷酸钙烧结体粒子及其制造方法 | |
| JP6072968B1 (ja) | リン酸カルシウム焼結体粒子の製造方法 | |
| RU2780217C1 (ru) | Способ получения мелкодисперсной суспензии гидроксилапатита | |
| Cox | Synthesis method of hydroxyapatite | |
| CN101279105A (zh) | 含硅羟基磷灰石人工骨仿生陶瓷的合成方法 | |
| JP6548616B2 (ja) | 医療用インプラント | |
| JP5544813B2 (ja) | 球状ヒドロキシアパタイトの製造方法 | |
| Amin et al. | Synthesis and Characterization of Nano Hydroxyapatite using Reverse Micro Emulsions as Nano Reactors. | |
| Tyliszczak et al. | Stabilization of ceramics particles with anionic polymeric dispersants | |
| JP7125754B2 (ja) | リン酸カルシウム焼結体粒子及びその製造方法 | |
| Lim et al. | Preparation and characterization of calcium phosphate nanorods using reverse microemulsion and hydrothermal processing routes | |
| CN105905877A (zh) | 一种制备纳米棒状晶羟基磷灰石水溶胶的方法 | |
| JP6882816B1 (ja) | リン酸アルミニウム化合物およびその製造方法、並びに、タンパク質精製用担体およびそれを用いたタンパク質精製方法 | |
| Xiong et al. | Aqueous Preparation of Highly Dispersed Hydroxyapatite Nanorods for Colloidal Liquid Crystals | |
| JP4257412B2 (ja) | 粒径制御した炭酸アパタイト微粒子の調製方法 | |
| Wijesinghe et al. | Colloidal hydroxyapatite/poly (acrylic acid) hybrids using calcium sucrate and ammoniumdihydrogen orthophosphate | |
| Zhao et al. | Characterization of terbium-doped nano-hydroxyapatite and surface modification | |
| Dhananjaya et al. | Modeling and validation of nanoparticle formation in Wet Chemical Synthesis of nanohydroxyapatite | |
| RU2797213C1 (ru) | Способ получения мезопористых порошков гидроксиапатита методом химического соосаждения | |
| Głąb et al. | Evaluation of the impact of pH of the reaction mixture, type of the stirring, and the reagents' concentration in the wet precipitation method on physicochemical properties of hydroxyapatite so as to enhance its biomedical application potential | |
| JP6548618B2 (ja) | セラミック粒子担持医療用シート | |
| RU2714188C1 (ru) | Способ получения окрашенного однофазного пирофосфата кальция |