TWI794846B - 磷酸鈣核殼結構材料及其製備方法與口腔保健用組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種磷酸鈣核殼結構材料及其製備方法與口腔保健用組合物。本發明的磷酸鈣核殼結構材料包括非晶形磷酸鈣(ACP)核心以及包覆該核心的β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼。其製造方法包括：以一燒結過程燒結ACP材料，第一燒結步驟：在700至800°C的溫度下燒結ACP材料，得到α-TCP外殼；第二燒結步驟：在800至900°C的溫度下燒結，使α-TCP外殼燒結成β-TCP外殼。口腔保健用組合物包括：磷酸鈣混合物以及口腔可接受的載劑，磷酸鈣混合物包括以重量比例3：5至3：7混合的本發明的磷酸鈣核殼結構材料粉末以及磷酸三鈣粉末。本發明的磷酸鈣核殼結構材料有效增加游離鈣離子濃度。

Description

磷酸鈣核殼結構材料及其製備方法與口腔保健用組合物
本發明涉及一種磷酸鈣核殼結構材料及其製備方法與組合物，特別是涉及一種口腔保健再礦化磷酸鈣核殼結構材料及其製備方法與組合物。
牙齒的構造包括，位於牙冠表面之琺瑯質(enamel)，內層為象牙質(dentin)及富含神經、血管之牙髓(pulp)；琺瑯質和象牙質因主要成分為氫氧基磷灰石(hydroxyapatite,HAp)，故皆屬於高度鈣化之硬組織。
在口腔環境中，液相(唾液)與固相(琺瑯質)間磷酸鹽和鈣離子保持去礦化(demineralization)與再礦化(remineralization)之動態平衡，然而，由於口腔中細菌產生代謝產物，口腔環境由中性變為酸性，致使牙齒表面的磷酸鈣(CaP)晶體在酸性條件下溶解，產生鈣離子流失。而當口腔環境由酸性恢復為中性時，去礦化即停止，並進行再礦化將拓業中的游離的鈣離子和磷酸鹽則會再重新進入牙冠表面，形成磷酸鈣晶體。
眾所周知，琺瑯質主要是由微米級碳酸鈣（CaCO 3）缺陷型羥基磷灰石微晶組成，主要成分（約97％）是羥基磷灰石（HAP）。現有技術中，已知若干不同形式的磷酸鈣，如非晶型磷酸鈣(ACP)、β-磷酸三鈣（beta Tricalcium Phosphate；β-TCP）、α-磷酸三鈣（alpha Tricalcium Phosphate；α-TCP）與羥基磷灰石（HAP）與天然琺瑯質類似，可用以作為口腔護理產品。
再礦化的過程中，口腔環境中的鈣離子是主要的關鍵元素，促進牙齒內部磷酸鈣的形成。如非晶型磷酸鈣(ACP)具有較佳之溶解度，可成為鈣離子及磷酸根離子之優良來源。然而，如非晶型磷酸鈣(ACP)在生理環境中與水接觸後，容易經相轉變而轉化為低溶解度之氫氧基磷灰石（Ca 10(PO 4) 6(OH) 2）。此外，當如非晶型磷酸鈣(ACP)溶解解離後之鈣離子及磷酸根離子或無法於口腔中或牙齒表面之滯留足夠長之時間，將不易充分發揮再礦化之功能。而β-磷酸三鈣(β-TCP)在室溫下被認為是穩定的磷酸三鈣，但鈣離子較非晶型磷酸鈣(ACP)低。
因此，如何改良再礦化材料以克服上述缺陷，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種磷酸鈣核殼結構材料、其製備方法及應用。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種磷酸鈣核殼結構材料，其包括一非晶形磷酸鈣(ACP)核心以及一包覆非晶形磷酸鈣(ACP)核心的β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼。
於本發明的一具體實施例中，所述磷酸鈣核殼結構材料是通過下列步驟所完成：一第一燒結步驟燒結一非晶形磷酸鈣(ACP)材料，使所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料產生所述非晶形磷酸鈣(ACP)核心；以及一α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼；以及一第二燒結步驟使所述α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼燒結成所述β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼。
於本發明的一具體實施例中，所述第一燒結步驟是以3°C / min的升溫速率加熱到700至800°C，持溫1小時；所述第二燒結步驟的溫度是介於800至900°C，持溫1至2小時。
於本發明的一具體實施例中，還進一步包括：以5°C / min的升溫速率加熱後持溫1小時。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是提供一種磷酸鈣核殼結構材料的製備方法，其包括：提供一非晶形磷酸鈣(ACP)材料，以及一燒結過程燒結所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料；其中，所述燒結過程包括：第一燒結步驟：在700至800°C的溫度下燒結所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料，得到一α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼；以及，第二燒結步驟：在800至900°C的溫度下燒結所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料，使所述α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼燒結成β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼。
於本發明的一具體實施例中，還包括：在第二燒結步驟後將所述材料於5℃ / min的降溫速率1小時。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外再一技術方案是提供一種口腔保健用組合物，其包括：一磷酸鈣混合物以及一口腔可接受的載劑，其中，磷酸鈣混合物包括：如本發明的磷酸鈣核殼結構材料粉末以及一磷酸三鈣粉末，且磷酸鈣核殼結構材料粉末以及一磷酸三鈣粉末的重量比例是3：5至3：7。
於本發明的一具體實施例中，所述口腔保健用組合物是應用於牙膏、牙粉、潔牙液、漱口水、慕絲、假牙產品、局部口腔凝膠劑、口腔錠劑、口含錠、糖衣錠、口香糖、牙齒貼片或人工牙套。
於本發明的一具體實施例中，所述口腔保健用組合物是以總重量10至35重量%的含量添加於前述應用中。
於本發明的一具體實施例中，所述磷酸三鈣粉末是通過700至1500℃的溫度燒結而成。
於本發明的一具體實施例中，所述磷酸三鈣粉末是通過一第一燒結步驟以5℃ / min的升溫速率加熱到800℃，持溫1小時；以及一第二燒結步驟升溫至1100至1200°C， 持溫1至3小時。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的磷酸鈣核殼結構材料及其製備方法與組合物，其能通過“β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼，其包覆所述非晶型磷酸鈣(ACP)核心”的技術方案，以磷酸鈣核殼結構材料的穩定性，並得到較佳的鈣離子釋放率，增加水溶液中游離鈣離子濃度。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“磷酸鈣核殼結構材料、其製備方法及應用”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
參閱圖1所示，本發明一具體實施例提供一磷酸鈣核殼結構材料P，其包括非晶形磷酸鈣(ACP)核心1以及β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼2包覆非晶型磷酸鈣(ACP)核心1。
如圖2所示，本發明的磷酸鈣核殼結構材料P可分為二階段鈣離子釋放，首先，在水溶液中，β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼2先釋放游離鈣離子，而當β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼2釋放完游離鈣離子後，非晶形磷酸鈣(ACP)核心1裸露，進一步由非晶形磷酸鈣(ACP)核心1釋放游離鈣離子，得到較佳的鈣離子釋放率，增加水溶液中游離鈣離子濃度。
磷酸鈣核殼結構材料P是通過一燒結過程鍛燒非晶形磷酸鈣(ACP)材料，燒結過程包括：使非晶形磷酸鈣(ACP)材料產生β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼2包覆非晶形磷酸鈣(ACP)核心1，更詳細來說，如圖3所示，第一燒結步驟會使得非晶形磷酸鈣(ACP)材料產生α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼3，而第二燒結步驟再進一步使α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼3轉化為β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼2。
詳細來說，非晶形磷酸鈣(ACP)材料二步驟的燒結過程中，第一燒結步驟以3°C / min的升溫速率加熱到700至800°C，持溫1小時；第二燒結步驟為以5°C / min的梯度速率加熱至800至900°C，持溫1至2小時。
進一步參閱圖4，本發明的磷酸鈣核殼結構材料的製備方法包括：S100提供一非晶形磷酸鈣(ACP)材料；以及S200以燒結過程鍛燒所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料，其中，燒結過程包括：
S202第一燒結步驟：在700至800°C的溫度下燒結所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料，得到一α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼；
S204第一燒結步驟：在800至900°C的溫度下燒結所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料，使所述α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼燒結成β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼。
此外，還可進一步包括S206(圖未示出) 將所述材料於5°C / min的升溫速率加熱後持溫1小時。
本發明還進一步提供一種口腔保健用組合物，其包括：磷酸鈣混合物以及口腔可接受的載劑，磷酸鈣混合物包括：如本發明的磷酸鈣核殼結構材料粉末以及一磷酸三鈣粉末，且磷酸鈣核殼結構材料粉末以及一磷酸三鈣粉末的重量比例是3：5至3：7。更佳地，磷酸鈣混合物是以重量比例3：6，也就是1；2混合的如本發明的磷酸鈣核殼結構材料粉末以及一磷酸三鈣粉末。
舉例而言，口腔可接受之載劑可以是一般現有技術用於口腔保健組合物中的物質，例如：溶劑、牙結石抑制劑(anticalculus agent)、緩衝劑、研磨拋光物質、牙齒增白劑、牙齒漂白劑、鹼金屬碳酸氫鹽、增稠物質、保濕劑、界面活性劑、二氧化鈦、調味劑、甜味劑、木糖醇、著色劑及其等的混合物。
較佳地，依據總重量，口腔保健用組合物應用於供沖洗、漱口或噴霧液體溶液、粉狀、膏狀、凝膠狀產品，較佳地是以10至35重量%的比例添加至牙膏、牙粉、潔牙液、漱口水、慕絲、假牙產品、局部口腔凝膠劑、口腔錠劑、口含錠、糖衣錠、口香糖、牙齒貼片或人工牙套等口腔保健產品中。
於本發明的一具體實施例中，口腔保健用組合物是以總重量10重量%的含量添加於牙膏中。於本發明的另一具體實施例中，口腔保健用組合物是以總重量25重量%的含量添加於牙膏中。
於本發明的一具體實施例中，口腔保健用組合物是以總重量10至25重量%的含量混合一般藥劑製備成適當劑型塗覆至人工牙套中。
而口腔保健用組合物中的磷酸三鈣粉末(TCP)是通過700至1500℃的溫度燒結而成。更具體來說，磷酸三鈣粉末是通過二步驟的燒結過程而成，第一燒結步驟以3℃ / min的升溫速率加熱到800℃，持溫1小時；以及第二燒結步驟以5℃ / min的升溫速率升溫至1100至1200℃，持溫1至3小時。經過燒結後磷酸三鈣具有優異的穩定性。
以下將以本發明實驗內容進一步說明本發明的具體實施例。然而，本發明所列舉的例子只是其中一可行的實施例而並非用以限定本發明。
[燒結製備]
於加熱爐將非晶型磷酸鈣(ACP，商業購得自仆派海洋生技公司)進行二步驟的燒結過程，先以700°C的溫度進行第一燒結步驟1小時，再以5°C / min的梯度速率升溫至800至900℃進行第二燒結步驟持溫1至2小時。
於加熱爐將磷酸三鈣(TCP，商業購得自仆派海洋生技公司)進行二步驟的燒結過程，先以3℃ / min的升溫速率將樣品加熱到800℃進行第一燒結步驟，持溫1小時，再以5°C / min的梯度速率升溫至1100至1200℃進行第二燒結步驟分別持溫1小時、2小時和3小時。
[分析測試]
X-射線繞射分析(XRD)：以Rigaku Co. 型號220的X-射線繞射繞射儀鑑定未經燒結的磷酸三鈣(TCP) 以及未經燒結的非晶型磷酸鈣(ACP)，如圖5A以及圖5B所示。
傅里葉轉換紅外光譜(FTIR)：如圖6A以及圖6B所示，其為製備例經燒結的磷酸三鈣(TCP)粉末以及經燒結非晶型磷酸鈣(ACP)粉末針對不同的熱處理溫度和熱處理時間對樣品結構的影響。圖6A依序顯示未經鍛燒、在1100℃下煅燒1、2、3小時以及在1200℃下煅燒1小時的TCP粉末，結果顯示TCP可以在該等溫度及時間下穩定生成。圖6B依序顯示未經鍛燒、在800℃和900℃鍛燒1小時的ACP粉末，在1100 cm -1處PO 4 3-的特徵峰顯著增強，這象徵非晶型磷酸鈣(ACP)的結構在800℃和900℃下轉變為α-磷酸三鈣(α-TCP)和β-磷酸三鈣(β-TCP)。
拉曼光譜(Raman)：如圖7A至圖7B所示，其為製備例經燒結的磷酸三鈣(TCP)粉末以及經燒結非晶型磷酸鈣(ACP)粉末的拉曼光譜，在波長960 cm -1處出現PO 4 3-的對稱拉伸模式的特徵峰，而當溫度增加、熱處理時間增加時，波峰出現更高的波數 (wavenumber (ν))，且其半高寬(half-height (W1/2))也變窄。
結晶度分析：如圖7C至圖7D所示，經過燒結後，熱處理不僅促進TCP的形成，非晶型磷酸鈣(ACP)轉變為α-磷酸三鈣(α-TCP)和β-磷酸三鈣(β-TCP)結構，也可增加晶體強度，使結晶度更高。
[在不同pH值下的游離鈣離子濃度測試]
如圖8所示，以2：1的比例混合製備例經燒結的磷酸三鈣(TCP)粉末以及具有β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼的ACP粉末，進行不同pH值下的游離鈣離子釋放率測試，pH 5至pH 9的範圍內顯示出穩定的游離鈣釋放量，平均游離鈣離子濃度為3.4％，符合一般民生必需品，如牙膏的酸鹼度。而在pH 10和pH 11時，游離鈣離子濃度顯著增加至5.0％和6.2％，則是燒結過程的殘渣中殘存的氧化鈣所致。
[實施例]
以2：1的比例混合製備例經燒結的TCP粉末以及ACP粉末，並分別依據不同比例0%、10%以及25%添加至市售牙膏中，並測試其游離鈣離子的釋放結果。
牙膏品項分別為：Nano-Bio牙膏（Pac-Dent Inc.，美國）、高露潔全效專業美白牙膏（高露潔Colgate-Palmolive Company，美國）、BORONIA草本美白牙膏（BORONIA，台灣）以及BioMin F牙膏（BioMin Technologies Limited，英國），並依據其品牌名稱作為標記。
[比較例]
添加經燒結的TCP粉末，並分別依據不同比例0%、10%以及25%添加至市售牙膏中，並測試其游離鈣離子的釋放濃度結果。
牙膏品項分別為：Nano-Bio牙膏（Pac-Dent Inc.，美國）、高露潔全效專業美白牙膏（高露潔Colgate-Palmolive Company，美國）、BORONIA草本美白牙膏（BORONIA，台灣）以及BioMin F牙膏（BioMin Technologies Limited，英國），並依據其品牌名稱作為標記。
實施例以及比較例的鈣離子釋放濃度測試結果紀錄如表1、圖9A以及圖9B。
將實施例以及比較例分別通過乙二胺四乙酸（EDTA，Sigma Aldrich，台灣）滴定測量樣品的鈣離子濃度。
表1
牙膏\含量 實施例 比較例
0wt% 10wt% 25wt% 0wt% 10wt% 25wt%
Nano-Bio 0 1.8 2.79±0.17 0 1.38±0.10 2.14 ± 0.07
Colgate 0 1.8 2.79 ± 0.17 0 1.56±0.21 2.39
BORONIA 0.10 1.8 3.09 ± 0.17 0.10 1.26 ± 0 1.69 ± 0.17
BioMin F 0.11 1.8 2.69 ± 0.30 0.11 1.69 ± 0.21 1.69 ± 0.17
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的磷酸鈣核殼結構材料及其製備方法與組合物，其能通過“β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼，其包覆所述非晶型磷酸鈣(ACP)核心”的技術方案，以磷酸鈣核殼結構材料的穩定性，並得到較佳的鈣離子釋放率，增加水溶液中游離鈣離子濃度。
更進一步來說，通過燒結過程，可使得非晶型磷酸鈣(ACP)產生β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼，具有核殼結構的磷酸鈣材料在水溶液中，β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼先釋放游離鈣離子，而當β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼釋放完游離鈣離子後，非晶形磷酸鈣(ACP)核心進一步裸露於水溶液中，非晶形磷酸鈣(ACP)核心接續及/或同時釋放游離鈣離子。
本發明所提供的口腔保健用組合物，通過混合本發明的磷酸鈣核殼結構材料粉末以及一磷酸三鈣粉末，相較於一般TCP材料，有更優異的鈣離子釋放率及鈣離子含量。再者，該口腔保健用組合物在pH 5至pH 9的範圍內，更顯示出穩定的游離鈣釋放量，平均游離鈣離子濃度為3.4％。也就是說，在一般應用於口腔保健的弱鹼性酸鹼值下，也可提供優異的游離是放量。
更詳細地，本發明也證實了將所述口腔保健用組合物添加至一般市售牙膏，相較於僅添加TCP，有更高的游離鈣離子濃度。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
P: 磷酸鈣核殼結構材料 1: 非晶型磷酸鈣(ACP)核心 2: β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼 3: α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼
圖1為本發明的磷酸鈣核殼結構材料的分解示意圖。
圖2為本發明的磷酸鈣核殼結構材料的游離鈣離子釋放示意圖。
圖3為本發明的磷酸鈣核殼結構材料的燒結過程示意圖。
圖4為本發明的磷酸鈣核殼結構材料的製作方法的流程圖。
圖5A為本發明的未經燒結的磷酸三鈣(TCP)的X-射線繞射繞射圖。
圖5B為本發明的未經燒結的非晶型磷酸鈣(ACP)的X-射線繞射繞射圖。
圖6A為本發明的未經燒結、不同燒結溫度時間的磷酸三鈣(TCP)的傅里葉轉換紅外光譜圖。
圖6B為本發明的未經燒結、不同燒結溫度時間的非晶型磷酸鈣(ACP) 的傅里葉轉換紅外光譜圖。
圖7A為本發明的磷酸三鈣(TCP)的拉曼光譜(Raman) 圖。
圖7B為本發明的非晶型磷酸鈣(ACP) 的拉曼光譜(Raman) 圖以及結晶度分析圖。
圖7C為本發明經燒結的非晶型磷酸鈣(ACP) 的結晶度分析圖。
圖7D為本發明經燒結的磷酸三鈣(TCP)的結晶度分析圖。
圖8為本發明的口腔保健用組合物在不同pH值下的游離鈣離子濃度測試圖表。
圖9A為為本發明的比較例的鈣離子的釋放濃度圖表。
圖9B為為本發明的實施例的鈣離子的釋放濃度圖表。
P: 磷酸鈣核殼結構材料 1: 非晶型磷酸鈣(ACP)核心 2: β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼

Claims (10)

  1. 一種磷酸鈣核殼結構材料，其包括： 一非晶形磷酸鈣(ACP)核心；以及 一β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼，其包覆所述非晶型磷酸鈣核心。
  2. 如請求項1所述的磷酸鈣核殼結構材料，其中，所述磷酸鈣核殼結構材料是通過下列步驟所完成： 一第一燒結步驟燒結一非晶形磷酸鈣(ACP)材料，使所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料產生所述非晶形磷酸鈣(ACP)核心以及一α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼；以及 一第二燒結步驟使所述α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼燒結成所述β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼。
  3. 如請求項2所述的磷酸鈣核殼結構材料，其中，所述第一燒結步驟是以3℃/ min的升溫速率加熱到700至800℃，持溫1小時；所述第二燒結步驟的溫度是介於800至900℃，持溫1至2小時。
  4. 如請求項3所述的磷酸鈣核殼結構材料，進一步包括：以5℃/ min的的升溫速率加熱後，持溫1小時。
  5. 一種磷酸鈣核殼結構材料的製備方法，其包括： 提供一非晶形磷酸鈣(ACP)材料；以及 以一燒結過程燒結所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料，得到一非晶形磷酸鈣(ACP)核心以及一β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼； 其中，所述燒結過程包括： 第一燒結步驟：在700至800℃的溫度下燒結所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料，得到一α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼；以及 第二燒結步驟：在800至900℃的溫度下燒結所述非晶形磷酸鈣(ACP)材料，使所述α-磷酸三鈣(α-TCP)外殼燒結成β-磷酸三鈣(β-TCP)外殼。
  6. 如請求項5所述的磷酸鈣核殼結構材料的製備方法，還包括：在第二燒結步驟後將所述材料於5℃ / min的升溫速率加熱後，持溫1小時。
  7. 一種口腔保健用組合物，其包括： 一磷酸鈣混合物，其包括如請求項1所述的磷酸鈣核殼結構材料粉末以及一磷酸三鈣粉末；以及 一口腔可接受的載劑； 其中，所述磷酸鈣核殼結構材料粉末與所述磷酸三鈣粉末的重量比例為3：5至3：7。
  8. 如請求項7所述的口腔保健用組合物，其是以牙膏、牙粉、潔牙液、漱口水、慕絲、假牙產品、局部口腔凝膠劑、口腔錠劑、口含錠、糖衣錠、口香糖、牙齒貼片或人工牙套的形式應用。
  9. 如請求項7所述的口腔保健用組合物，其中，所述磷酸三鈣粉末是通過700至1500℃的溫度燒結而成。
  10. 如請求項9所述的口腔保健用組合物，其中，所述磷酸三鈣粉末是通過一第一燒結步驟以3℃ / min的升溫速率加熱到800℃，持溫1小時；以及一第二燒結步驟以5℃ / min的升溫速率升溫至1100至1200℃， 持溫1至3小時。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201221145A (en) * 2010-11-22 2012-06-01 Univ Taipei Medical A novel type of dual anion-containing calcium phosphate compound for dental remineralization
JP2014111554A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Aichi Gakuin 口腔外科用骨再生材料

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1213109C (zh) * 2003-07-28 2005-08-03 浙江大学 磷酸钙复合粉末及其制备方法
KR100783587B1 (ko) * 2007-01-19 2007-12-11 인하대학교 산학협력단 소결성이 우수한 β-트리칼슘포스페이트 분말 및 이의소결체의 제조방법
KR100875197B1 (ko) * 2007-01-23 2008-12-19 조선대학교산학협력단 치아를 이용한 인산칼슘계 생체 세라믹스 및 그 제조방법.
US20110059149A1 (en) * 2008-06-16 2011-03-10 Little Marisa A Process for depositing calcium phosphate therapeutic coatings with different release rates and a prosthesis coated via the process
TWI381857B (zh) * 2008-12-10 2013-01-11 Univ Taipei Medical 口腔保健用之非晶性磷酸鈣之製備方法及其組成物
TWI382852B (zh) * 2009-12-22 2013-01-21 Univ Taipei Medical 一種口腔保健用磷酸鈣複合物及其製法與組合物
KR101885880B1 (ko) * 2017-05-12 2018-08-10 군산대학교 산학협력단 β-트리칼슘포스페이트를 포함하는 치약 조성물 및 그의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201221145A (en) * 2010-11-22 2012-06-01 Univ Taipei Medical A novel type of dual anion-containing calcium phosphate compound for dental remineralization
JP2014111554A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Aichi Gakuin 口腔外科用骨再生材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
期刊 Ping-Jen Hou, Chang-Yu Lee, Keng-Liang Ou, Wen-Chien Lan, Yen-Chun Chuo, Hung-Yang Lin, Hsiao-Wei Chao, Bai-Hung Huang, Takashi Saito, Hsin-Yu Tsai, Tzu-Sen Yang, Christopher J. Walinski and Muhammad Ruslin "Calcium Release from Different Toothpastes after the Incorporation of Tricalcium Phosphate and Amorphous Calcium Phosphate"， Appl. Sci. 2021, 11, 1848 Published: 19 February 2021 P1~12 *

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