SE535259C2 - Nanoparticle of an Ion-Substituted Calcium Phosphate Compound for Use in Biomedical Applications - Google Patents

Nanoparticle of an Ion-Substituted Calcium Phosphate Compound for Use in Biomedical Applications

Info

Publication number
SE535259C2
SE535259C2 SE0901059A SE0901059A SE535259C2 SE 535259 C2 SE535259 C2 SE 535259C2 SE 0901059 A SE0901059 A SE 0901059A SE 0901059 A SE0901059 A SE 0901059A SE 535259 C2 SE535259 C2 SE 535259C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
nanoparticles
concentration
ions
porous
nanoparticle
Prior art date
Application number
SE0901059A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0901059A1 (en
Inventor
Haakan Engqvist
Wei Xia
Original Assignee
Biomatcell Ab
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 Biomatcell Ab filed Critical Biomatcell Ab
Priority to SE0901059A priority Critical patent/SE535259C2/en
Priority to EP10806713.3A priority patent/EP2461840A4/en
Priority to US13/389,075 priority patent/US9205035B2/en
Priority to JP2012523588A priority patent/JP5960051B2/en
Priority to CN201080044350.8A priority patent/CN102639159B/en
Priority to PCT/SE2010/050874 priority patent/WO2011016772A1/en
Publication of SE0901059A1 publication Critical patent/SE0901059A1/en
Publication of SE535259C2 publication Critical patent/SE535259C2/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00Preparations for dentistry
    • A61K6/70Preparations for dentistry comprising inorganic additives
    • A61K6/71Fillers
    • A61K6/74Fillers comprising phosphorus-containing compounds
    • A61K6/75Apatite
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/02Inorganic compounds
    • A61K6/033
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00Preparations for dentistry
    • A61K6/80Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
    • A61K6/831Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising non-metallic elements or compounds thereof, e.g. carbon
    • A61K6/838Phosphorus compounds, e.g. apatite
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/141Intimate drug-carrier mixtures characterised by the carrier, e.g. ordered mixtures, adsorbates, solid solutions, eutectica, co-dried, co-solubilised, co-kneaded, co-milled, co-ground products, co-precipitates, co-evaporates, co-extrudates, co-melts; Drug nanoparticles with adsorbed surface modifiers
    • A61K9/143Intimate drug-carrier mixtures characterised by the carrier, e.g. ordered mixtures, adsorbates, solid solutions, eutectica, co-dried, co-solubilised, co-kneaded, co-milled, co-ground products, co-precipitates, co-evaporates, co-extrudates, co-melts; Drug nanoparticles with adsorbed surface modifiers with inorganic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1605Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/1611Inorganic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/5005Wall or coating material
    • A61K9/501Inorganic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51Nanocapsules; Nanoparticles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02Inorganic materials
    • A61L27/12Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q11/00Preparations for care of the teeth, of the oral cavity or of dentures; Dentifrices, e.g. toothpastes; Mouth rinses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • 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
    • C01B25/322Preparation by neutralisation of orthophosphoric acid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00293Ceramics or ceramic-like structures containing a phosphorus-containing compound, e.g. apatite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/30Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32Spheres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/30Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32Spheres
    • C01P2004/34Spheres hollow
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/50Agglomerated particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer

Description

20 25 30 535 259 2 nanopartiklarna, vilket innebär en hög risk för misslyckande i produktionen. 20 25 30 535 259 2 nanoparticles, which means a high risk of production failure.

Dessutom behöver surfaktantema tas bort från partiklarna för att inte innebära någon ändring i den biologiska responsen hos nanopartiklarna, d.v.s. risk för kontamination. Dessutom kan surfaktanterna endast lätt användas för en viss form och porositet hos nanopartiklarna.In addition, the surfactants need to be removed from the particles so as not to alter the biological response of the nanoparticles, i.e. risk of contamination. In addition, the surfactants can only be easily used for a certain shape and porosity of the nanoparticles.

Resorberbara nanopartiklar (d.v.s. pariklar som kan lösas upp in vivo) år av särskilt intresse för ett antal applikationer, t.ex. fyllmedel för håligheter i ben, läkemedelsbärare, desensitisering av dentin tubuli.Resorbable nanoparticles (i.e. particles that can be dissolved in vivo) are of particular interest for a number of applications, e.g. fillers for bone cavities, drug carriers, desensitization of dentin tubules.

Naturligt benmineral är en multi-substituerad hydroxiapatit (HA) som är bioaktiv, biokompatibel and osteokonduktiv [8-10]. Hydroxiapatit har använts mycket vid benläkning. Förutom det har hydroxiapatit också använts vid läkemedels/ genleverans [8, 1l], katalysator [12], jonadsorption/bytarrnedel [13], och fotoelektriskt reagens [14] etc. Formen och kompositionen hos de beskrivna HA är begränsade till stavarna och flaken och den beskrivna kompositionen av nanopartiklarna har varit HA eller karboniserad HA. Det är uppenbart att applikationen av flak- och stavliknande hydroxiapatit vid läkemedelsleverans, katalysatorsupport och jonadsorption/bytarmedel begränsas av begränsad morfologi hos de framställda partiklarna. Hydroxiapatit i ben är en multi- substituerad kalciumfosfat, innefattande spår av C032-, F-, Cl, Mg2*, Sr2*, Si4+, Zn2*, Ba2*, Fef", etc. [l5-l7]. Dessa joniska substitutioner spelar en viktig roll vid benbildning och normalfunktioner såsom lösligheten, ytkemin och morfologin hos materialet. Det har funnits ett betydelsefullt forskningsintresse gällande de jonsubstituerade hydroxiapatitema men jonsubstituerade apatiter på nanonivä med kontrollerad morfologi har inte beskrivits tidigare. Sådana apatitstzrukturer kan användas för att främja bentillväxt i bendefekter, i fyllmedel för håligheter i ben, i dentalapplikationer och i läkemedelsbårare. Förfaranden för att tillverka rena HA- pulver, sfäriska granuler och bulkmaterial har beskrivits i den tidigare kända tekniken, t.ex. US 5858318, US 7326464, US 5702677 och ”Morphologically Controlled Synthesis of Hydroxiapatit with Partial Substitution of Fluorine”, Hui Gang Zhang, Qingshan Zhu, Yong Wang, Chem.. Mater. 2005, 1 7, 5824-5830.Natural bone mineral is a multi-substituted hydroxyapatite (HA) that is bioactive, biocompatible and osteoconductive [8-10]. Hydroxyapatite has been widely used in bone healing. In addition, hydroxyapatite has also been used in drug / gene delivery [8, 11], catalyst [12], ion adsorption / exchange part [13], and photoelectric reagent [14] etc. The shape and composition of the described HAs are limited to the rods and fl sheets and the described composition of the nanoparticles has been HA or carbonized HA. It is obvious that the application of fl ak- and rod-like hydroxyapatite in drug delivery, catalyst support and ion adsorption / exchange agents is limited by limited morphology of the particles produced. Hydroxyapatite in bone is a multi-substituted calcium phosphate, including traces of CO32, F, Cl, Mg2 *, Sr2 *, Si4 +, Zn2 *, Ba2 *, Fef important role in bone formation and normal functions such as the solubility, surface chemistry and morphology of the material.There has been significant research interest in the ion-substituted hydroxyapatites but ion-substituted nanopathic apatites with controlled morphology have not been described previously.Such apatite structures Methods for making pure HA powders, spherical granules and bulk materials have been described in the prior art, such as US 5858318, US 7326464, US 5702677 and "Morphologically Controlled". Synthesis of Hydroxyapatite with Partial Substitution of Fluorine ”, Hui Gang Zhang, Qingshan Zhu, Yong Wang, Chem .. Mater. 2005, 1 7, 5824-5830.

Hittills har ingen metod för att producera sfäriska nanopartiklar som använder en surfaktantfri process beskrivits i den tidigare kända tekniken. 10 15 20 25 30 535 259 Fluorid finns i ben och tänder i kropparna hos ryggradsdjur. Det har rapporterats att substitutionen av fluoríd för OI-I-positioner och bildning av fluorid-substituerad hydroxiapatit förhöjer syraresistensen och de mekaniska egenskaperna hos hydroxiapatit-biokeramer [l8], och inducerar bättre biologisk respons [19].To date, no method for producing spherical nanoparticles using a surfactant-free process has been described in the prior art. 10 15 20 25 30 535 259 Fluoride is found in bones and teeth in the bodies of vertebrates. It has been reported that the substitution of fluoride for OI-I positions and the formation of fluoride-substituted hydroxyapatite increase the acid resistance and mechanical properties of hydroxyapatite biocerams [18], and induce better biological response [19].

Kisel har visat sig vara essentiell för normal ben- och brosktillväxt och utveckling.Silicon has been shown to be essential for normal bone and cartilage growth and development.

Syntetisk hydroxiapatit som innefattar spårmängder av kisel (Si) i dess strukturer uppvisar påtagligt ökad biologisk prestanda i jämförelse med stökiometrisk hydroxiapatit [20]. Förbättringen i den biologiska prestandan kan tillskrivas de Si- inducerade förändringarna hos materialegenskapema och också till de direkta effekterna av Si i fysiologiska processer hos ben- och bindevävnadssystemen.Synthetic hydroxyapatite, which contains trace amounts of silicon (Si) in its structures, shows markedly increased biological performance compared to stoichiometric hydroxyapatite [20]. The improvement in biological performance can be attributed to the Si-induced changes in the material properties and also to the direct effects of Si in physiological processes of the bone and connective tissue systems.

Kiselsubstitution främjar biologisk aktivitet genom omvandlingen av materialytan till en biologiskt ekvivalent hydroxiapatit genom att öka lösligheten hos materialet genom att generera en mer elektronegativ yta och genom att skapa en fmare mikrostruktur. Frisättning av Si-komplex till det extracellulära mediet och närvaron av Si vid materialytan kan inducera ytterligare dosberoende stimuleringseffekter på celler hos ben- och broskvävnadssystemen [20].Silicon substitution promotes biological activity by converting the material surface to a biologically equivalent hydroxyapatite by increasing the solubility of the material by generating a more electronegative surface and by creating a finer microstructure. Release of Si complexes to the extracellular medium and the presence of Si at the material surface can induce additional dose-dependent stimulatory effects on cells of the bone and cartilage tissue systems [20].

Eftersom Strontium år kemiskt och fysikaliskt nåra beslâktad med kalcium, år den lätt att introducera som en naturlig substitution för kalcium i hydroxiapatit.Because Strontium is chemically and physically closely related to calcium, it is easy to introduce as a natural substitute for calcium in hydroxyapatite.

Strontium har bevisats ha effekterna ökad benbildning och reducerad benresorption vilket leder till en ökad benmassa och förbättrade mekaniska egenskaper hos ben i djur och människor. Strontiumsubstituerade hydroxiapatitkeramer uppvisar bättre mekaniska egenskaper ån ren hydroxiapatit, och fórhöjer prolifieringen och differentieñngen hos osteoblastceller i en in vítro- studie [2 1].Strontium has been shown to have the effects of increased bone formation and reduced bone resorption, leading to increased bone mass and improved mechanical properties in bones in animals and humans. Strontium-substituted hydroxyapatite ceramics show better mechanical properties than pure hydroxyapatite, and increase the proliferation and differentiation of osteoblast cells in an in vitro study [2 1].

I vår samtida svenska patentansökan nr 0900560-4 beskrivs ett förfarande för bildningen av en kristallin ytbeläggning av en jonsubstituerad kalciumfosfat på ett substrat.Our contemporary Swedish patent application No. 0900560-4 describes a process for the formation of a crystalline coating of an ion-substituted calcium phosphate on a substrate.

I föreliggande ansökan år ett syfte att tillhandahålla ett förfarande för att framställa porösa hydroxiapatit-nanopartiklar, särskilt nanosfârer, med jonsubstitution via en 10 15 20 25 30 535 259 4 surfaktantfri biomineraliseringsprocess, materialet och dess användning i biomedicinska applikationer och som läkemedelsbärare. Uppñnningen relaterar till de beskrivna svårigheterna med nanopartiklar tillvâxta vid användning av surfaktanter, d.v.s. svår produktionsprocess, risk för kontamination och begränsning i morfologi. Uppfmningen avser dessutom ett förfarande för ett jonlevererarmaterial.The present application is an object to provide a process for producing porous hydroxyapatite nanoparticles, in particular nanospheres, with ion substitution via a surfactant-free biomineralization process, the material and its use in biomedical applications and as drug carriers. The invention relates to the described difficulties with nanoparticles grown using surfactants, i.e. difficult production process, risk of contamination and limitation in morphology. The invention further relates to a process for an ion delivery material.

Beskrivning av uppñnningen Föreliggande uppñnning beskriver särskilt ett förfarande för tillverkning av nanopartiklar av jonsubstituerad HA med kontrollerad morfologi. Uppfinningen beskriver dessutom en materialkomposition som kan användas i biomedicinska applikationer såsom beskrivs nedan.Description of the Invention The present invention particularly describes a process for the production of nanoparticles of ion-substituted HA with controlled morphology. The invention further describes a material composition which can be used in biomedical applications as described below.

Tillverkningsförfarandet är baserat på en självorganiseringsprocess utan användning av surfaktanter för att producera ihåliga eller porösa nanopartiklar eller kombinationer därav. Strukturen hos nanosfärema kan kontrolleras genom att justera koncentrationen av substitutionsjoner i tillväxtlösnirigai-na. Denna surfaktantfria självorganiseringsprocess sker i en lösning och den dynamiska bildningshastigheten kan kontrolleras genom temperatur, pH, komposition- och jonkoncentration. Uppfmningen tillhandahåller en ny teknik för framställning av nanosfärer av hydrozdapatit, jonsubstituerad apatit (Sr, Si, F). Denna nya teknik är en surfaktantfri självorganiserad process som inte behöver templatledning.The manufacturing process is based on a self-organizing process without the use of surfactants to produce hollow or porous nanoparticles or combinations thereof. The structure of the nanospheres can be controlled by adjusting the concentration of substitution ions in the growth solution regions. This surfactant-free self-organizing process takes place in one solution and the dynamic rate of formation can be controlled by temperature, pH, composition and ion concentration. The invention provides a new technique for producing nanospheres of hydrodapatite, ion-substituted apatite (Sr, Si, F). This new technology is a surfactant-free self-organized process that does not require template management.

Den bioliknande processen använder övermättad fosfatbuffrad lösning innehållande kalciumjon och andra substitutionsjoner (Sr, Si och F). Denna buffrade lösning innehåller joner såsom Ca2t, HPOJ, Na+, K*, I-ICOf, C1~, Mg2*, S042-, Sr2+, SiOs23 Zn2t, Ba2*, Fe3* and Fa Föreliggande uppfinning avser följaktligen ett förfarande för framställning av nanopartiklar av en jonsubstituerad kalciumfosfatförening innefattande stegen: - att tillhandahålla en vattenhaltig lösning innefattande kalciumjoner, magnesiumjoner, natriumjoner, kaliumjoner, kloridjoner och fosfatjoner och där Ca:P är 1:10, 10 15 20 25 30 535 259 5 - att lösningen har ett initialt pH i intervallet 2,0 till 10,0, företrädesvis ett pH mellan 6,0 och 8,0, -att lösningen ytterligare innefattar en av jonerna Sr2+, F- eller Si4+, och -att tillväxt och självorganisering av nanopartiklarna sker i lösningen enligt a, b c eller d där: a. är en statisk- eller omrörningsprocess där lösningen innefattar Sr2*i en koncentration av 0,3mM till 0,67mM och att lösningen har en temperatur i intervallet 37-60°C vilket ger sfäriska ihåliga partiklar, b. är en hydrotennalprocess där lösningen innefattar Sr2* i en koncentration av 0,3mM till 0,67mM och där processen utförs mellan 60°C och l00°C och ger sfäriska partiklar med en tät skalstruktur och ett poröst inre, c. är en hydrotermalprocess där lösningen innefattar F-i en koncentration av 0,04mM till 0,22mM och där processen utförs mellan 80 och l00°C och ger sfäriska porösa partiklar, och d. är en hydrotermalprocess där lösningen innefattar Si4+i en koncentration av 6mM till l0mM och där processen utförs mellan 80 och l00°C och ger sfäriska porösa partiklar.The bio-like process uses supersaturated phosphate buffered solution containing calcium ion and other substitution ions (Sr, Si and F). This buffered solution contains ions such as Ca 2 T, HPO 2, Na +, K *, I-ICOf, Cl of an ion-substituted calcium phosphate compound comprising the steps of: - providing an aqueous solution comprising calcium ions, magnesium ions, sodium ions, potassium ions, chloride ions and phosphate ions and wherein Ca: P is 1:10, that the solution has an initial pH in the range 2.0 to 10.0, preferably a pH between 6.0 and 8.0, - that the solution further comprises one of the ions Sr2 +, F- or Si4 +, and -that growth and self-organization of the nanoparticles takes place in the solution according to a , bc or d where: a. is a static or stirring process in which the solution comprises Sr is a hydrotennal process where l the solution comprises Sr 2 * in a concentration of 0.3 mM to 0.67 mM and where the process is carried out between 60 ° C and 100 ° C and gives spherical particles with a dense shell structure and a porous interior, c. concentration of 0.04mM to 0.22mM and where the process is carried out between 80 and 100 ° C and gives spherical porous particles, and d. is a hydrothermal process where the solution comprises Si4 + at a concentration of 6mM to 10mM and where the process is carried out between 80 and 100 ° C and gives spherical porous particles.

I föredragna utföringsformer av uppfinningen, kan koncentrationen av kalciumjoner vara i intervallet 0,01-25 10-3M, kan koncentrationen av magnesíumjoner vara i intervallet 0.0 1- 15 l0-3M, kan koncentrationen av natriumjoner vara i intervallet 0,01-1420 l0-3M, kan koncentrationen av kaliumjoner vara i intervallet 0,01- 1420 l0-3M, kan koncentrationen av kloridjoner vara i intervallet 0,01- 1030 l0-3M, kan koncentrationen av fosfatjoner vara i intervallet 0,01- 10 10-3M, kan koncentrationen av karbonatj oner vara i intervallet 0,01-270 l0~3M, kan koncentrationen av sulfatjoner vara i intervallet 0,0 1-5 10~3M, är koncentrationen hos joner som skall substitueras lägre än 0,6 l0-3M för Sr2+, 10 l0-3M för Si4* och 0,2 l0~3M för F: Diametem hos erhållna ihåliga/ porösa nanosfärer är 10-500 nm. Morfologin hos nanosfårema kan vara ihåliga, porösa och porös kärna med ett tätt skal. Den minsta enheten kan vara flaklika nanopartiklar eller nållika nanopartiklar som tillsammans bildar en större partikel (hår beskrivna såsom en nanosfär). Sålunda, i 10 15 20 25 30 535 259 6 de bildade nanosfårema år inte enkristaller men bildade av flera mindre enheter av jonsubstituerad HA. Självorganiseringsprocessen kan vara i en statisk process, en omrömingsprocess och en hydrotermalprocess. Bildningstiden är typiskt inom 1 timme till 4 veckor men längre eller kortare bildningstider kan också bilda partiklar.In preferred embodiments of the invention, the concentration of calcium ions may be in the range of 0.01-25 10-3M, the concentration of magnesium ions may be in the range of 0.0 1- 10 10M, the concentration of sodium ions may be in the range of 0.01-1420 10 -3M, the concentration of potassium ions may be in the range of 0.01-1420 10-3M, the concentration of chloride ions may be in the range of 0.01-1030 10-3M, the concentration of phosphate ions may be in the range of 0.01-10-3M , the concentration of carbonates can be in the range 0.01-270 10 ~ 3M, the concentration of sulphate ions can be in the range 0.0 1-5 10 ~ 3M, the concentration of ions to be substituted is lower than 0.6 10-3M for Sr 2+, 10 10 -3 M for Si 4 * and 0.2 10 ~ 3 M for F: The diameter of the obtained hollow / porous nanospheres is 10-500 nm. The morphology of the nanospheres can be hollow, porous and porous nuclei with a dense shell. The smallest unit can be fl similar nanoparticles or needle-like nanoparticles that together form a larger particle (hair described as a nanosphere). Thus, in the nanospheres formed, they are not single crystals but formed by smaller units of ion-substituted HA. The self-organizing process can be in a static process, a stirring process and a hydrothermal process. The formation time is typically within 1 hour to 4 weeks but longer or shorter formation times can also form particles.

Baserat på det breda urvalet av nanopariklar som kan produceras med uppfmningen kan flera applikationer förutses. (1) System för läkemedelsleverans med ihållande och kontrollerat frisâttnings- beteende. Icke-begränsande exempel av läkemedel innefattar antibiotika, anti-inflammatoriska, proteiner, cancer-behandlande och läkemedel för behandling av smärta. Laddningen av läkemedlet kan göras genom att använda något förfarande känt för fackmannen. Icke-begränsande exempel innefattar blötläggning och laddning under tillverkningen av partiklarna eller en kombination av de två. (2) Nanosfärema kan användas vid ben- och tandreparation och regenerering.Based on the wide range of nanoparticles that can be produced with the invention, your applications can be foreseen. (1) Drug delivery system with sustained and controlled release behavior. Non-limiting examples of drugs include antibiotics, anti-inflammatory, proteins, cancer-treating and drugs for the treatment of pain. The loading of the drug can be done using any method known to those skilled in the art. Non-limiting examples include soaking and charging during the manufacture of the particles or a combination of the two. (2) The nanospheres can be used in bone and tooth repair and regeneration.

Partiklarna kan levereras till bendefekten genom att använda metodema kända för fackmannen. Två icke-begränsande exempel innefattar blötläggning av partiklarna i blodplasma och förtäta ihop det in i defekten eller att leverera partiklarna genom att använda en bärarvåtska eller gel via en spruta. (3) Fyllnadspartiklar i injicerbara biomaterial, där icke-begränsande exempel innefattar: PMMA-bencement, biokeramer (t.ex. kalciumfosfater, kalciumsulfater), glasjonomercement, (4) Adsorptionsregens för tungmetalljoner, (5) System för genleverans, (6) Densensitisering av dentin tubulis. N anosfärerna är lämpliga för att fylla de öppna dentin tubulis.The particles can be delivered to the bone defect using the methods known to those skilled in the art. Two non-limiting examples involve soaking the particles in blood plasma and densifying it into the defect or delivering the particles using a carrier liquid or gel via a syringe. (3) Filling particles in injectable biomaterials, where non-limiting examples include: PMMA bone cement, bioceramics (eg calcium phosphates, calcium sulphates), glass ionomer cement, (4) Heavy metal ion adsorption regeneration, (5) Gene delivery systems, (6) Densensitization of dentin tubulis. The N anospheres are suitable for filling the open dentin tubulis.

Besln-ivning av figurerna Figur 1 illustrerar morfologin av SrHA efter behandling vid 60°C i en vecka genom användning av 0,06 mM Sr-dopad PBS, 10 15 20 25 30 535 259 7 Figur 2 illustrerar morfologin av SrHA efter behandling vid 60°C i en vecka genom användning av 0,15 mM Sr-dopad PBS, Figur 3 illustrerar morfologin av SrHA efter behandling vid 60°C i en vecka genom användning av 0,3 mM Sr-dopad PBS. Pilarna i figuren illustrerar ihåliga partiklar, Figur 4 illustrerar morfologin av SrHA efter behandling vid 60°C i en vecka genom användning av 0,6 mM Sr-dopad PBS, Figur 5 illustrerar morfologin av SrHA efter behandling vid 60°C i två veckor genom användning av 0,6 mM Sr-dopad PBS, Figur 6 illustrerar TEM-bilder av SrHA-partiklar som erhölls genom användning av 0,6 mM Sr-dopad PBS vid 60°C i en vecka, Figur 7 illustrerar morfologin av SrHA efter omröming vid 60°C genom användning av 0,6 mM Sr-dopad PBS i en dag, Figur 8 illustrerar morfologin av SrHA efter hydroterrnaliserad vid 100°C genom användning av 0,6 mM Sr-dopad PBS i en timme, Figur 9 illustrerar morfologin av FHA efter hydrotermaliserad vid 100°C genom att använda (a) 0,04 mM och (b) 0,2 mM F-dopad PBS i 24 timmar, Figur 10 illustrerar morfologin av SiHA efter hydrotermaliserad vid 100°C genom användning av 6 mM Si-dopad PBS i 24 timmar, och Exempel I följande del kommer några exempel av uppfinningen att beskrivas mer i detalj med hänvisning till ritningarna.Sample Figure Figure 1 illustrates the morphology of SrHA after treatment at 60 ° C for one week using 0.06 mM Sr-doped PBS, Figure 2 illustrates the morphology of SrHA after treatment at 60 ° C. ° C for one week using 0.15 mM Sr-doped PBS, Figure 3 illustrates the morphology of SrHA after treatment at 60 ° C for one week using 0.3 mM Sr-doped PBS. The arrows in the figure illustrate hollow particles, Figure 4 illustrates the morphology of SrHA after treatment at 60 ° C for one week using 0.6 mM Sr-doped PBS, Figure 5 illustrates the morphology of SrHA after treatment at 60 ° C for two weeks by use of 0.6 mM Sr-doped PBS, Figure 6 illustrates TEM images of SrHA particles obtained using 0.6 mM Sr-doped PBS at 60 ° C for one week, Figure 7 illustrates the morphology of SrHA after agitation at 60 ° C using 0.6 mM Sr-doped PBS for one day, Figure 8 illustrates the morphology of SrHA after hydrothermalized at 100 ° C using 0.6 mM Sr-doped PBS for one hour, Figure 9 illustrates the morphology of FHA after hydrothermalized at 100 ° C using (a) 0.04 mM and (b) 0.2 mM F-doped PBS for 24 hours, Figure 10 illustrates the morphology of SiHA after hydrothermalized at 100 ° C using 6 mM Si-doped PBS for 24 hours, and Example In the following part, some examples of the invention will be described more in the with reference to the drawings.

Exempel 1: Tillverkning av porösa strontium-substituerade HA-nanosfârer (statisk process) 10 15 20 25 30 535 259 8 Porös hydroxiapatit med strontiumsubstituerade nanosfårer framställdes från en Sr-dopad överrnättad fosfatlösning innehållande Caflt, HPO42~, Na*, Kt, Cl-, Mg”. För att likna en lcroppsvâtska (eng. body fluid sounding) kontrollerades pH-vârdet hos den Sr-dopade fosfatbuffrade saltlösningen till 7,4 innan nästa behandling.Example 1: Preparation of porous strontium-substituted HA nanospheres (static process) Porous hydroxyapatite with strontium-substituted nanospheres was prepared from an Sr-doped supernatant phosphate solution containing Ca , Mg ”. To resemble a body fluid sounding, the pH of the Sr-doped phosphate buffered saline was checked to 7.4 before the next treatment.

Startfórhållandet mellan Sr2*:Ca2*:HPO42- var x: 1:10 (x: från O till 0,67).The initial ratio of Sr2 *: Ca2 *: HPO42- was x: 1:10 (x: from 0 to 0.67).

Hydroxiapatit med strontium-substitution kristalliserade, växte och självorganiserade i den övermåttade lösningen. För att öka förloppet av krístallernas tillväxt och sjålvorganisation utfördes behandlingen vid 37 °C eller 60°C i en ugn statiskt.Hydroxyapatite with strontium substitution crystallized, grew and self-organized in the supersaturated solution. To increase the progress of the crystals' growth and self-organization, the treatment was carried out at 37 ° C or 60 ° C in a static oven.

Processen resulterade i Sr-substituerade HA-nanosfårer med en annan skalstruktur och ett poröst inre och en partikelstorlek om ca 100-1000 nm.The process resulted in Sr-substituted HA nanospheres with a different shell structure and a porous interior and a particle size of about 100-1000 nm.

Morfologierna och strukturerna av Sr-substituerade HA-nanosfärer ändrades med den ändrade koncentrationen av strontiumjon in en fosfatbuffrad lösning. Når startkoncentrationen av Sr i PBS-lösningen är 0,06 mM, år SrHA-sfâren en oregelbunden sfârisk porös partikel med storleken av ca l pm (fig. 1). Efter att startkoncentrationen av Sr i PBS-lösningen ökats till 0,15 mM, minskar sfårstorleken till 100-300 nm och morfologin ser sfârisk ut med en ihålig kärna och ett poröst skal (fig. 2). När Sr-jonkoncentrationen ökas till 0,3 mM ser partiklarna ut som reguljära sfårer med en ihålig kärna och ett poröst skal och storleken år ca 200-500 nm (fig. 3). Även om behandlingstiden ökas till två veckor ändras inte morfologin, och partiklarna växer inte och storleken år densamma som resultatet efter en vecka (fig. S).The morphologies and structures of Sr-substituted HA nanospheres changed with the altered concentration of strontium ion in a phosphate buffered solution. When the initial concentration of Sr in the PBS solution is 0.06 mM, the SrHA sphere is an irregular spherical porous particle with a size of about 1 μm (fi g. 1). After the initial concentration of Sr in the PBS solution is increased to 0.15 mM, the sphere size decreases to 100-300 nm and the morphology appears spherical with a hollow core and a porous shell (fi g. 2). When the Sr ion concentration is increased to 0.3 mM, the particles look like regular spheres with a hollow core and a porous shell and the size is about 200-500 nm (fi g. 3). Even if the treatment time is increased to two weeks, the morphology does not change, and the particles do not grow and the size is the same as the result after one week (fi g. S).

Exempel 2: 'Pillverlming av porösa strontiumsubstituerade HA-nanosfårer (omrörningsprocess) Samma experimentprocedur som i exempel 1 men lösningen omrördes magnetiskt i ett vattenbad vid 37°C eller 60°C.Example 2: Pelletization of porous strontium-substituted HA nanospheres (stirring process) Same experimental procedure as in Example 1 but the solution was magnetically stirred in a water bath at 37 ° C or 60 ° C.

Processen resulterade i Sr-substituerade HA-nanosfärer med en ihålig kärna och ett skal som är mer ojånm än den från icke-omrörningsprocessen och en partikelstorlek om ca 200-400 nm. 10 15 20 25 30 535 259 I fig. 7 illustreras morfologin av SrHA efter omrörning vid 60°C genom användning av 0,6 mM Sr-dopad PBS i en dag.The process resulted in Sr-substituted HA nanospheres with a hollow core and a shell that is more uneven than that from the non-stirring process and a particle size of about 200-400 nm. 10 15 20 25 30 535 259 I fi g. 7, the morphology of SrHA after stirring at 60 ° C is illustrated using 0.6 mM Sr-doped PBS for one day.

Exempel 3: Tillverkning av porösa strontiumsubstituerade HA-nanosfârer (hydrotermalprocess) Samma experimentprocedur som i exempel 1 men lösningen placerades i en autoklav vid 60°C, 80°C eller 100°C.Example 3: Preparation of porous strontium-substituted HA nanospheres (hydrothermal process) Same experimental procedure as in Example 1 but the solution was placed in an autoclave at 60 ° C, 80 ° C or 100 ° C.

Processen resulterade i Sr-substituerad HA-nanosfârer med en tät skalstruktur och ett poröst inre och en partikelstorlek om ca 200-500 nm. Via en hydrotermalprocess år framstâllningstiden väldigt förkortad från en vecka till en timme.The process resulted in Sr-substituted HA nanospheres with a dense shell structure and a porous interior and a particle size of about 200-500 nm. Via a hydrothermal process, the production time is greatly shortened from one week to one hour.

I fig. 8 illustreras morfologin av SrHA efter hydrotermaliserad vid 100°C genom användning av 0,6 mM Sr-dopad PBS i en timme.I fi g. 8, the morphology of SrHA after hydrothermalization at 100 ° C is illustrated using 0.6 mM Sr-doped PBS for one hour.

Exempel 4: Tillverkning av porösa fluorid-substituerade HA-nanosfårer (hydroterrnalprocess) Porös hydroxiapatit med fluorid-substituerade nanosfärer framställdes från en F- dopad övermâttad fosfatlösning innehållande Ca2*, HPO42-, Na*, K*, Cl-, Mgflt För att likna en kroppsvâtska (eng. body fluid soundíng) kontrollerades pI-I-vârdet hos den F-dopade fosfatbuiïrade saltlösningen till 7,4 innan nästa behandling.Example 4: Preparation of porous fluoride-substituted HA nanospheres (hydrothermal process) Porous hydroxyapatite with fluoride-substituted nanospheres was prepared from an F-doped supersaturated phosphate solution containing Ca 2+, HPO a body fluid (void sounding), the pI-I value of the F-doped phosphate-buffered saline was checked to 7.4 before the next treatment.

Startförhållandet av F-zCa2flHPO42- var x: 1: 10 (x: från 0 till 0,22). Hydroxiapatit med fluoridsubstitution kristalliserade, växte och sjålvorganiserade i den övermåttade lösningen. Hydrotermaliseringen utfördes vid 60°C, 80°C eller 100°C i en ugn.The initial ratio of F-zCa2 fl HPO42- was x: 1: 10 (x: from 0 to 0.22). Hydroxyapatite with chloride substitution crystallized, grew and self-organized in the supersaturated solution. The hydrothermalization was performed at 60 ° C, 80 ° C or 100 ° C in an oven.

Processen resulterade i porösa F-substituerade HA-nanosfârer och en partikelstorlek om ca 300-500 nm.The process resulted in porous F-substituted HA nanospheres and a particle size of about 300-500 nm.

I fig. 9 illustreras morfologin av FHA efter hydrotermaliserad vid 100°C genom användning av 0,04 mM (fig. 9a) och 0,2 mM (fig. 9b) F-dopad PBS i 24 timmar. 10 15 535 259 10 Exempel 5: Porös hydroxiapatit med silikatsubstituerade nanosfârer Porös hydroxiapatit med silikatsubstituerade nanosfärer framställdes från en Si- dopad övermâttad fosfatlösning irmehållande Ca2*, HPO423 Na*, K*, Cl-, Mgi”. För att likna en kroppsvâtska (eng. body fluíd sounding) kontrollerades pH-värdet hos den silikat-dopade fosfatbuffrade saltlösningen till 7,4 innan nästa behandling.I fi g. 9, the morphology of FHA after hydrothermalization at 100 ° C is illustrated using 0.04 mM (fi g. 9a) and 0.2 mM (fi g. 9b) F-doped PBS for 24 hours. Example 5: Porous hydroxyapatite with silicate-substituted nanospheres Porous hydroxyapatite with silicate-substituted nanospheres was prepared from a Sy-doped supersaturated phosphate solution containing Ca 2+, HPO 4 23 Na *, K *, Cl-, Mg To resemble a body fluid (sounding), the pH of the silicate-doped phosphate buffered saline was checked to 7.4 before the next treatment.

Startförhållandet av SiO32-:Ca2*:HPO42~ var x: 1:10 (x: från 0 till 10). Hydroxiapatit med silikatsubstitution kristalliserade, växte och sjâvorganiserade i den övermättade lösningen. För att öka förloppet av kristallernas tillväxt och sjâlvorganisation placerade vi lösningen i en autoklav vid 80°C eller 100°C.The initial ratio of SiO32-: Ca2 *: HPO42 ~ was x: 1:10 (x: from 0 to 10). Hydroxyapatite with silicate substitution crystallized, grew and self-organized in the supersaturated solution. To increase the course of crystal growth and self-organization, we placed the solution in an autoclave at 80 ° C or 100 ° C.

Processen resulterade i porösa Si-substituerade HA-nanopartiklar och en partikelstorlek om ca 200-500 nm.The process resulted in porous Si-substituted HA nanoparticles and a particle size of about 200-500 nm.

I fig. 10 illustreras morfologin av SiI-IA efter hydrotermaliserad vid 100°C genom användning av 6 mM Si-dopad PBS i 24 timmar. 10 15 20 25 30 535 259 ll Referenser l. Ozin GA. Morphogenesis of Biomineral and Morphosynthesis of Biomimetic Forms. Acc Chem Res 1997 ;30:l7-27. 2. Dujardin E, Mann S. Bio-inspired Materials Chemistry. Adv Mater 2002; 141775-788. 3. Mann S. Molecular tectonics in biomineralization and bjiomimetic chemistry.I fi g. The morphology of SiI-IA after hydrothermalized at 100 ° C using 6 mM Si-doped PBS for 24 hours is illustrated. 10 15 20 25 30 535 259 ll References l. Ozin GA. Morphogenesis of Biomineral and Morphosynthesis of Biomimetic Forms. Acc Chem Res 1997; 30: 17-27. 2. Dujardin E, Mann S. Bio-inspired Materials Chemistry. Adv Mater 2002; 141775-788. 3. Mann S. Molecular tectonics in biomineralization and bjiomimetic chemistry.

Nature 1993;365:499-505. 4. Cui FZ, Li Y, Ge J. Self-assembly of mineraljzed collagen composites.Nature 1993; 365: 499-505. 4. Cui FZ, Li Y, Ge J. Self-assembly of mineraljzed collagen composites.

Materials Science and Engineering R 2007;57: 1-27. 5. Xu AW, Ma YR, Colfen H. Biomimetic mineralization. J Mater Chem 2007;l7:415-449. 6. He QJ, Huang ZL. Controlled growth and kinetics of Porös hydroxiapatit sfärer by a template-directed method. J Crystal Growth 2007;300:460-466. 7. Yu SH, Colfen H. Bio-inspired crystal morphogenesis by hydrophilic polymers.Materials Science and Engineering R 2007; 57: 1-27. 5. Xu AW, Ma YR, Colfen H. Biomimetic mineralization. J Mater Chem 2007; 17: 415-449. 6. He QJ, Huang ZL. Controlled growth and kinetics of Porous hydroxyapatite spheres by a template-directed method. J Crystal Growth 2007; 300: 460-466. 7. Yu SH, Colfen H. Bio-inspired crystal morphogenesis by hydrophilic polymers.

J Mater Chem 2004;14:2l24-2 147. 8. Vallet-Regi M, Gonzalez-Calbet JM. Kalciumfosfats as substitution of bone tissues. Progress in Solid State Chemistry 2004;32: l-31. 9. Dorozhkin SV, Epple M. Bioligical and medical significance of kalciumfosfats.J Mater Chem 2004; 14: 2l24-2 147. 8. Vallet-Regi M, Gonzalez-Calbet JM. Calcium phosphates as a substitution of bone tissues. Progress in Solid State Chemistry 2004; 32: 1-31. 9. Dorozhkin SV, Epple M. Bioligical and medical significance of calcium phosphates.

Angew Chem Int Ed 2002;4l:3130-3146. 10. Oliveira AL, Reis RL, Li P. Strontium-substituerad apatite coatíng grown on Ti6A14V substrate through biomimetic Synthesis. J Biomed Mater Res Part B 2007;83:258-265. 1 1. Kumta PN, Sfeir C, Lee DH, Olton D, Choi D. Nanostructured kalciumfosfats for biomedical applications: novel synthesis and characterization. Acta Biomaterialia 2005; 1:65-83. 12. Ho CM, Yu WY, Che CM. Ruthenium Nanopartiklar Supported on Hydroxiapatit as an Efficient and Reeyclable Catalyst for cis-Dihydroxylation and Oxidative Cleavage of Alkenes. Angew Chem Int Ed 2004;43:3303-3307. 13. Hamrnañ LEL, Laghzizil A, Barboux P, Lahlil K, Saoiabi A. Retention of fluoride ions from aqueous solution using Porös hydroxiapatit: Structure and conduction properties. J Hazard Mater 2004;1 14:41-44. 14. Yuki I, Yokomizo Y. Inorganic phosphate materials. Sensa Gyntsn 1981 ; 1:23- 27. 10 15 535 259 12 15. M. Vallet-Regi JMGC. Kalciumfosfat as substitution of bone tissues. Progress in Solid State Chemistry 2004;32:1-31. 16. S.V. Dorozhkin ME. Bioligical and medical significance of kalciumfosfats.Angew Chem Int Ed 2002; 4l: 3130-3146. 10. Oliveira AL, Reis RL, Li P. Strontium-substituted apatite coating grown on Ti6A14V substrate through biomimetic Synthesis. J Biomed Mater Res Part B 2007; 83: 258-265. 1 1. Kumta PN, Sfeir C, Lee DH, Olton D, Choi D. Nanostructured calcium phosphates for biomedical applications: novel synthesis and characterization. Acta Biomaterials 2005; 1: 65-83. 12. Ho CM, Yu WY, Che CM. Ruthenium Nanoparticles Supported on Hydroxyapatite as an Efficient and Reeyclable Catalyst for Cis-Dihydroxylation and Oxidative Cleavage of Alkenes. Angew Chem Int Ed 2004; 43: 3303-3307. 13. Hamrnañ LEL, Laghzizil A, Barboux P, Lahlil K, Saoiabi A. Retention of or uoride ions from aqueous solution using Porous hydroxyapatite: Structure and conduction properties. J Hazard Mater 2004; 1 14: 41-44. 14. Yuki I, Yokomizo Y. Inorganic phosphate materials. Sensa Gyntsn 1981; 1: 23- 27. 10 15 535 259 12 15. M. Vallet-Regi JMGC. Calcium phosphate as a substitution of bone tissues. Progress in Solid State Chemistry 2004; 32: 1-31. 16. S.V. Dorozhkin ME. Bioligical and medical significance of calcium phosphates.

Angew Chem Int Ed 2002;41:3130-3146. 17. A.L. Oliveira RLR, P Li. Strontium-substituerad apatite coating grown on Ti6A14V substrate through biomimetic Synthesis. J Biomed Mater Res Part B 2007;83:258-265. 18. KA. Gross LMR-L. Sintered hydroxyfluorapatites. Part I: Sintering ability of precipitated solid solution powders. Biomatcrials 2004;25: 1375-1384. 19. C. Robinson RCS, S.J. Brookes, S. Strafford, S.R. Wood, J. Kirkham. The Chemistry of Enamel Caries. Crit Rev Oral Biol Med 2000; 1 1:48 1-495. 20. A.M. Pietak JWR, M.J. Stott, M. Sayer. Silicon substitution in the kalciumfosfat bioceramics. Biomatcrials 2007;28:4023-4032. 21. E. Landi AT, G. Celotti, S. Sprio, M. Sandri, G. Logroscino. Sr-substituerad hydroxiapatits for osteoporotic bone replacement. Acta Biomatcrials 2007;3:961- 969.Angew Chem Int Ed 2002; 41: 3130-3146. 17. A.L. Oliveira RLR, P Li. Strontium-substituted apatite coating grown on Ti6A14V substrate through biomimetic Synthesis. J Biomed Mater Res Part B 2007; 83: 258-265. 18. KA. Gross LMR-L. Sintered hydroxy fl uorapatites. Part I: Sintering ability of precipitated solid solution powders. Biomatcrials 2004; 25: 1375-1384. 19. C. Robinson RCS, S.J. Brookes, S. Strafford, S.R. Wood, J. Kirkham. The Chemistry of Enamel Caries. Crit Rev Oral Biol Med 2000; 1 1:48 1-495. 20. A.M. Pietak JWR, M.J. Stott, M. Sayer. Silicon substitution in the calcium phosphate bioceramics. Biomatcrials 2007; 28: 4023-4032. 21. E. Landi AT, G. Celotti, S. Sprio, M. Sandri, G. Logroscino. Sr-substituted hydroxyapatite for osteoporotic bone replacement. Acta Biomatcrials 2007; 3: 961- 969.

Claims (9)

10 15 20 25 30 535 259 |3 PATENTKRAV10 15 20 25 30 535 259 | 3 PATENT REQUIREMENTS 1. Ett förfarande för framställningen av nanopartiklar av en jonsubstituerad kalciumfosfatförening innefattande stegen: - att tillhandahålla en vattenhaltig lösning innefattande kalciumjoner, magnesiumjoner, natriumjoner, kaliumjoner, kloridjoner och fosfatjoner och där Ca:P är 1:10, - att lösningen har ett initialt pH i intervallet 2,0 till 10,0, företrädesvis ett pH mellan 6,0 och 8,0, -att lösningen ytterligare innefattar en av jonema Sr2*, F- eller Si4*, och -att tillväxt och självorganisering av nanopartiklarna sker i lösningen enligt a, b, c eller d där: a. är en statisk- eller omrömingsprocess där lösningen innefattar Sr2+i en koncentration av 0,3mM till 0,67 mM och att lösningen har en temperatur i intervallet 37-60°C vilket ger sfäriska ihåliga partiklar, b. är en hydroterrnalprocess där lösningen innefattar Sr2ti en koncentration av 0,3mM till 0,67mM och där processen utförs mellan 60°C och l00°C och ger sfäriska partiklar med en tät skalstruktur och ett poröst inre, c. är en hydrotermalprocess där lösningen innefattar F-i en koncentration av 0,04mM till O,22mM och där processen utförs mellan 80 och l00°C och ger sfåriska porösa partiklar, och d. är en hydroterrnalprocess där lösningen innefattar Si* i en koncentration av 6mM till 10mM och där processen utförs mellan 80 och l00°C och ger sfäriska porösa partiklar.A process for the preparation of nanoparticles of an ion-substituted calcium phosphate compound comprising the steps of: - providing an aqueous solution comprising calcium ions, magnesium ions, sodium ions, potassium ions, chloride ions and phosphate ions and wherein Ca: P is 1:10, - that the solution has an initial pH in the range 2.0 to 10.0, preferably a pH between 6.0 and 8.0, -that the solution further comprises one of the ions Sr2 *, F- or Si4 *, and -that growth and self-organization of the nanoparticles takes place in the solution according to a, b, c or d where: a. is a static or stirring process where the solution comprises Sr 2+ in a concentration of 0.3 mM to 0.67 mM and that the solution has a temperature in the range 37-60 ° C which gives spherical hollow particles, b. is a hydrothermal process where the solution comprises Sr2ti a concentration of 0.3mM to 0.67mM and where the process is carried out between 60 ° C and 100 ° C to give spherical particles having a dense shell structure and a porous interior, c. is one hydrothermal process where the solution comprises Fi a concentration of 0.04 mM to 0.22 mM and where the process is carried out between 80 and 100 ° C and gives spherical porous particles, and d. is a hydrothermal process where the solution comprises Si * in a concentration of 6 mM to 10 mM and where the process is carried out between 80 and 100 ° C and gives spherical porous particles. 2. Ett förfarande enligt krav 1, där de bildade nanopartiklarna har en diameter om l0-500nm.A method according to claim 1, wherein the formed nanoparticles have a diameter of 10-500 nm. 3. Ett förfarande enligt något av krav 1 eller 2, där koncentrationen av kalciumjoner år i intervallet 0,01-25 x l0~3M.A process according to any one of claims 1 or 2, wherein the concentration of calcium ions is in the range 0.01-25 x 10 ~ 3M. 4. Ett förfarande enligt något av krav 1 eller 2, där koncentrationen av magnesiumjoner är i intervallet 0,01-15 x lO-BM. 10 15 20 25 10. 11. 12. 13. 14. 1A process according to any one of claims 1 or 2, wherein the concentration of magnesium ions is in the range of 0.01-15 x 10-BM. 10 15 20 25 10. 11. 12. 13. 14. 1 5. 535 259 IH Ett förfarande enligt något av krav 1 eller 2, där koncentrationen av natriumjoner är i intervallet 0,0l-1420 x 10-3M. Ett förfarande enligt något av krav 1 eller 2, där koncentrationen av kaliumjoner är i intervallet 0,01-1420 x l0-3M. Ett förfarande enligt krav 1 eller 2, där koncentrationen av kloridjoner är i intervallet 0,01-1030 X 1O-3M. Ett förfarande enligt krav 1 eller 2, där koncentrationen av fosfatjoner är i intervallet 0,01- 10 x 10-3M. Ett förfarande enligt krav 1 eller 2, där lösningen dessutom innefattar karbonatjoner i intervallet 0,01-270 x l0~3M. Ett förfarande enligt krav 1 eller 2, där lösningen dessutom innefattar sulfatjoner i intervallet 0,01-5 x lO-3M. Ett förfarande enligt krav 1, där koncentrationen av Sri” i lösningen är 0,3 mM eller mer och mindre än 0,6 mM, företrädesvis ca 0,3 mM, varigenom regelbundna sfäriska Sr-substituerade nanopartiklar med en diameter om 200-500 nm, där varje nanopartikel har en ihålig kärna och ett poröst skal, bildas. Ett förfarande enligt krav 1, där koncentrationen av Srfi* i lösningen är 0,3 mM och mindre än 0,67 mM, företrädesvis ca 0,6 mM, varigenom Sr- substituerade sfäriska nanopartiklar med en diameter om 100-500 nm, där varje nanopartikel har ett tätt skal och en porös kärna, bildas. Ett förfarande enligt krav 1, där koncentrationen av F- i lösningen är ca 0,04-0,2 mM, varigenom sfâriska porösa F-substituerade nanopartiklar med en diameter om 300-500 nm bildas. Ett förfarande enligt krav l, där koncentrationen av Si* är ca 6 mM, varigenom porösa Si-substituerade nanopartiklar med en storlek om 200- 500 nm bildas. En nanopartikel erhållen genom förfarandet enligt något av kraven 1 till 14. 10 15 20 1535 259 IH A process according to any one of claims 1 or 2, wherein the concentration of sodium ions is in the range 0.01-1420 x 10-3M. A process according to any one of claims 1 or 2, wherein the concentration of potassium ions is in the range 0.01-1420 x 10 -3 M. A process according to claim 1 or 2, wherein the concentration of chloride ions is in the range 0.01-1030 X 10 -3 M. A process according to claim 1 or 2, wherein the concentration of phosphate ions is in the range 0.01-10 x 10 -3 M. A process according to claim 1 or 2, wherein the solution further comprises carbonate ions in the range 0.01-270 x 10 ~ 3M. A process according to claim 1 or 2, wherein the solution further comprises sulphate ions in the range 0.01-5 x 10 -3M. A method according to claim 1, wherein the concentration of Sri 'in the solution is 0.3 mM or more and less than 0.6 mM, preferably about 0.3 mM, whereby regular spherical Sr-substituted nanoparticles with a diameter of 200-500 nm , where each nanoparticle has a hollow core and a porous shell, is formed. A method according to claim 1, wherein the concentration of Sr nanoparticle has a dense shell and a porous core, formed. A method according to claim 1, wherein the concentration of F- in the solution is about 0.04-0.2 mM, whereby spherical porous F-substituted nanoparticles with a diameter of 300-500 nm are formed. A process according to claim 1, wherein the concentration of Si * is about 6 mM, whereby porous Si-substituted nanoparticles with a size of 200-500 nm are formed. A nanoparticle obtained by the process according to any one of claims 1 to 14. 1 6. 16. 1 7. 17. 1 8. 18. 1 9. 20. 21. 22. 23. 24. 535 259 IS En nanopartikel enligt krav 15, där diametem av nanopartikeln är 10-500 IIIII. En nanopartikel enligt krav 15, där nanopartiklarna är sfâriska porösa Sr- substituerade nanopartiklar med en diameter om 100-300 nm och med en ihålig kärna och ett poröst skal. En nanopartikel enligt krav 15, där nanopartiklarna är regelbundna sfäriska Sr-substituerade nanopartiklar med en diameter om 200-500 nm och med en ihålig kärna och ett poröst skal. En nanopartikel enligt krav 15, där nanopartiklarna är Sr-substituerade sfäriska nanopartiklar med en diameter om 100-500 nm och med ett tätt skal och en porös kärna. En nanopartikel enligt krav 15, där nanopartiklarna âr sfäriska porösa F- substituerade nanopartiklar med en diameter om 300-500 nm. En nanopartikel enligt krav 15, där nanopartiklar-na är porösa Si- substituerade nanopartiklar med en storlek om 200-500 nm. Nanopartikel enligt något av krav 15-21 för användning i ett system för lâkemedelsleverans. Nanopartikel enligt något av krav 15-21 för användning i ben- och tandreparation respektive generering. Nanopartikel enligt något av krav 15-2 l för användning för desensitisering av dentin tubulis.A nanoparticle according to claim 15, wherein the diameter of the nanoparticle is 10-500 IIIII. A nanoparticle according to claim 15, wherein the nanoparticles are spherical porous Sr-substituted nanoparticles with a diameter of 100-300 nm and with a hollow core and a porous shell. A nanoparticle according to claim 15, wherein the nanoparticles are regular spherical Sr-substituted nanoparticles with a diameter of 200-500 nm and with a hollow core and a porous shell. A nanoparticle according to claim 15, wherein the nanoparticles are Sr-substituted spherical nanoparticles with a diameter of 100-500 nm and with a dense shell and a porous core. A nanoparticle according to claim 15, wherein the nanoparticles are spherical porous F-substituted nanoparticles with a diameter of 300-500 nm. A nanoparticle according to claim 15, wherein the nanoparticles are porous Si-substituted nanoparticles with a size of 200-500 nm. A nanoparticle according to any one of claims 15-21 for use in a drug delivery system. Nanoparticle according to one of Claims 15 to 21 for use in bone and tooth repair and generation, respectively. A nanoparticle according to any one of claims 15-2 l for use in desensitizing the dentin tubulis.
SE0901059A 2009-08-04 2009-08-04 Nanoparticle of an Ion-Substituted Calcium Phosphate Compound for Use in Biomedical Applications SE535259C2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0901059A SE535259C2 (en) 2009-08-04 2009-08-04 Nanoparticle of an Ion-Substituted Calcium Phosphate Compound for Use in Biomedical Applications
EP10806713.3A EP2461840A4 (en) 2009-08-04 2010-08-04 Ion substituted calcium phosphate particles
US13/389,075 US9205035B2 (en) 2009-08-04 2010-08-04 Ion substituted calcium phosphate particles
JP2012523588A JP5960051B2 (en) 2009-08-04 2010-08-04 Ion-substituted calcium phosphate particles
CN201080044350.8A CN102639159B (en) 2009-08-04 2010-08-04 Ion substituted calcium phosphate particles
PCT/SE2010/050874 WO2011016772A1 (en) 2009-08-04 2010-08-04 Ion substituted calcium phosphate particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0901059A SE535259C2 (en) 2009-08-04 2009-08-04 Nanoparticle of an Ion-Substituted Calcium Phosphate Compound for Use in Biomedical Applications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0901059A1 SE0901059A1 (en) 2011-02-05
SE535259C2 true SE535259C2 (en) 2012-06-05

Family

ID=43640297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0901059A SE535259C2 (en) 2009-08-04 2009-08-04 Nanoparticle of an Ion-Substituted Calcium Phosphate Compound for Use in Biomedical Applications

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE535259C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE0901059A1 (en) 2011-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sethu et al. Nanoceramics on osteoblast proliferation and differentiation in bone tissue engineering
Gomes et al. A brief review on hydroxyapatite production and use in biomedicine
Szcześ et al. Synthesis of hydroxyapatite for biomedical applications
Zhang et al. The development of collagen based composite scaffolds for bone regeneration
Lin et al. Structure and properties of hydroxyapatite for biomedical applications
Kumar et al. Flower-like hydroxyapatite nanostructure obtained from eggshell: A candidate for biomedical applications
Zhou et al. Nanoscale hydroxyapatite particles for bone tissue engineering
Hong et al. Fabrication, biological effects, and medical applications of calcium phosphate nanoceramics
Sowmya et al. Biocompatible β-chitin hydrogel/nanobioactive glass ceramic nanocomposite scaffolds for periodontal bone regeneration
Wang et al. Nanostructured surface modification to bone implants for bone regeneration
Mazumder et al. Hydroxyapatite composites for dentistry
Li et al. Controllable synthesis of biomimetic hydroxyapatite nanorods with high osteogenic bioactivity
Irfan et al. Overview of hydroxyapatite; composition, structure, synthesis methods and its biomedical uses
Nie et al. Preparation and properties of biphasic calcium phosphate scaffolds multiply coated with HA/PLLA nanocomposites for bone tissue engineering applications
Ghiasi et al. Hydroxyapatite for biomedicine and drug delivery
Ma et al. Recent progress on fabrication of calcium-based inorganic biodegradable nanomaterials
Feng et al. Hydrothermal synthesis of hydroxyapatite nanorods and their use in PCL bone scaffold
Saini et al. " 13 Advances in bionanocomposites for biomedical applications
Peniche et al. Chitosan/hydroxyapatite-based composites
Hong et al. Evaluation of microstructure effect of the porous spherical β-tricalcium phosphate granules on cellular responses
Wan et al. Biomimetically precipitated nanocrystalline hydroxyapatite
Cui et al. Bioceramics: Materials, properties, and applications
Latifi et al. In vitro characterisation of a sol–gel derived in situ silica-coated silicate and carbonate co-doped hydroxyapatite nanopowder for bone grafting
Guth et al. Silicon dissolution from microporous silicon substituted hydroxyapatite and its effect on osteoblast behaviour
CN108126245B (en) Titanium alloy implant material for orthopedics department and preparation method thereof