JPH0832552B2 - ハイドロキシアパタイト微細単結晶及びその製造方法 - Google Patents

ハイドロキシアパタイト微細単結晶及びその製造方法

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JPH0832552B2
JPH0832552B2 JP2131064A JP13106490A JPH0832552B2 JP H0832552 B2 JPH0832552 B2 JP H0832552B2 JP 2131064 A JP2131064 A JP 2131064A JP 13106490 A JP13106490 A JP 13106490A JP H0832552 B2 JPH0832552 B2 JP H0832552B2
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洪二 井奥
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ハイドロキシアパタイト微細単結晶及びそ
の製造方法に関し、更に詳しくは、カラムクロマトグラ
フィーのカラム内充填固定相剤、細胞培養・分離用担体
材料等のバイオ関連材料として有用なハイドロキシアパ
タイト微細単結晶及びその製造方法に関する。
〈従来の技術〉 従来、ハイドロキシアパタイト(以下HApと称す)結
晶粒子は、カラムクロマトグラフィーのカラム内充填固
定相剤として優れたクロマト分離能(物質分離展開能)
を有し、バイオテクノロジー分野での物質の高純度分離
精製等に不可欠な材料として応用されている。
前記HAp粒子及びその製造方法としては、特開昭62-20
2808号公報において、ブルシャイト結晶粒子の懸濁水を
脱水相転移温度から懸濁水の沸点の範囲で加熱し、脱水
相転移させて得たモネタイト懸濁水にアルカリを作用さ
せて煮沸処理することにより、出発物質であるブルシャ
イト結晶粒子の形状を保持した板状HAp結晶粒子を合成
する方法が提案されている。しかしながら、前記方法に
より得られる合成体は、いずれもHAp結晶粒子の多結晶
凝集体が得られるにすぎず、それを構成するHAp1次粒子
の形態を制御したものではないので、カラム内充填固定
相剤、細胞培養・分離用担体材料等として用いる場合
に、高精度の物質分離展開能が得られないという欠点が
ある。
また特開昭61-242968号公報においては、オートクレ
ーブを用い、加圧下水硬反応を行うことにより六角柱状
HAp結晶粒子を合成する方法が提案されているが、前記
方法により合成されるHAp結晶粒子は、アスペクト比2.5
〜3.0の六角柱状1次粒子であるが、該HAp結晶粒子は、
湿式合成により得られるHAp前駆体を、800℃付近で仮焼
して得られるHAp粒子と形状的に同じにすぎず、従って
1次粒子がより精密に形状制御されたHAp結晶粒子の開
発が望まれている。
〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、1次粒子の形状を精密に制御し、よ
り高精度の物質分離展開能等を有するHAp微細単結晶粒
子及びその製造方法を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉 本発明によれば、pH=10以上に調整したリン酸カルシ
ウム化合物スラリー、若しくは塩化カリウム、塩化ナト
リウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウムからなる添加剤
を含むリン酸カルシウム化合物スラリーを、スラリー溶
媒の沸点以上の温度において、飽和蒸気圧下、水熱処理
して得られたアスペクト比(c/a)2.0未満のハイドロキ
シアパタイト微細単結晶が提供される。
また本発明によれば、リン酸カルシウム化合物スラリ
ーのpHを、pH=10以上に調整したスラリー、若しくは塩
化カリウム、塩化ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ナト
リウムからなる添加剤を含むリン酸カルシウム化合物ス
ラリーを、スラリー溶媒の沸点以上の温度において、飽
和蒸気圧下、水熱処理することにより得られるアスペク
ト比(c/a)2.0未満のハイドロキシアパタイト微細単結
晶の製造方法が提供される。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明のHAp微細単結晶は、特定方法により微細結
晶、好ましくは特定のアスペクト比を有することを特徴
とする好ましくは板状の結晶である。
本発明では、例えばカラム内充填固定相剤、細胞培養
・分離用担体等として用いる場合に、細胞等の分離又は
培養能率を高めるために、微細単結晶のアスペクト比
(c/a)を2.0未満とした結晶である。アスペクト比が2.
0以上の場合には、カラム内充填固定相剤として用いる
場合、吸着率特性が低下する恐れが生ずる。
また本発明のHAp微細単結晶におけるa軸及びc軸の
長さは、造粒を容易とし、カラム内充填固定相剤等に用
いる場合に、目づまり等が生じないように、a軸方向の
結晶の長さ10〜100nm、c軸方向の結晶の長さ1〜200nm
とするのが好ましい。
次に本発明のHAp微細単結晶を製造方法により更に詳
細に説明する。
本発明のHAp微細単結晶を製造するには、まず、pH=1
0以上、好ましくはpH=12以上に調整したリン酸カルシ
ウム化合物スラリー、若しくは塩化カリウム、塩化ナト
リウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウムからなる添加剤
を含むリン酸カルシウム化合物スラリーを調製する。該
pH=10以上に調整したリン酸カルシウム化合物スラリー
を調製するには、例えばCa(OH)2とH3PO4とを公知の方法
により湿式合成することによりスラリーを得、次いで例
えばアンモニウア水等のpH調整剤を添加することにより
得ることができる。この際スラリー中のリン酸カルシウ
ム化合物と水との重量配合割合は、1:1〜100の範囲であ
るのが好ましい。前記リン酸カルシウム化合物スラリー
のpHが10未満の場合には、水熱領域におけるHAp微細単
結晶の形成・成長過程において、c軸の成長に必要な構
成イオンの溶解析出を抑制することができず、またc面
に水酸イオンを吸着させ、a軸の相対的な成長速度を速
めることができない。
本発明において、微細単結晶のc面とは、六方晶系結
晶を単位格子ベクトルa,b,cによって表わした場合、a
軸とb軸とによって決められる面をc面として規定した
面である。
一方、これとは別に、塩化カリウム、塩化ナトリウ
ム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウムからなる添加剤を加
え、アスペクト比(c/a)が20未満の微細結晶を得るこ
ともできる。該添加剤を含むリン酸カルシウム化合物ス
ラリーを調製するには、前記リン酸カルシウム化合物の
調製時、調製後又は調製時と調製後の両方に添加剤を加
えることにより得ることができる。該添加剤は、HAp微
細単結晶のc面に陰イオンを吸着させるか又はc軸方向
で結晶を溶解させるもの若しくはa軸の成長速度を速め
ることが可能であるか又はこれらの効果を有するもので
あって、具体的には例えば、塩化カリウム、塩化ナトリ
ウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウムである。この際添
加剤の添加量は、リン酸カルシウム化合物スラリー100
重量部に対して0.1〜50重量部の範囲であるのが好まし
い。
HAp微細単結晶を製造するには、次いで前記pH=10以
上に調整したリン酸カルシウム化合物スラリー、若しく
は塩化カリウム、塩化ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸
ナトリウムからなる添加剤を含むリン酸カルシウム化合
物スラリーを、スラリー溶媒の沸点以上の温度におい
て、好ましくは100〜300℃において、飽和蒸気圧下、好
ましくは0.1〜20MPa下、水熱処理することにより得るこ
とができる。該水熱処理は公知のオートクレーブ等を用
いて、前記条件下行えば良く、更に好ましくは水熱処理
を0.1〜24時間行うことによって、所望のアスペクト比
を有するHAp微細単結晶を得ることができる。該水熱処
理における反応温度がスラリー溶媒の沸点温度未満の場
合には、反応が進行せず、また圧力が飽和蒸気圧未満の
場合には、結晶性が向上しない。
本発明のHAp微細単結晶は、必要に応じ公知の方法に
より精製処理して使用することができる。
〈発明の効果〉 本発明のHAp微細単結晶は、特定方法により製造さ
れ、アスペクト比(c/a)が2.0未満であり、しかもカル
シウムサイトが表面により多く存在する微細単結晶のc
面を選択的に成長させ、相対的に多く露出させているた
め、カルシウムサイトに親和性を有する生化学物質、細
胞等の分離又は培養能率を選択的に高めることができ、
従って、カラム内充填固定相剤、細胞培養・分離用担体
材料等に極めて有用である。また本発明の製造方法で
は、特定の条件下、単に水熱処理することによりHAp微
細単結晶を得ることができるので、工業的にも極めて有
用である。
〈実施例〉 以下本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1 Ca(OH)2と85重量%H3PO4とを湿式合成して、リン酸カ
ルシウム化合物10重量%スラリーを得た。得られたリン
酸カルシウム化合物スラリー500mlに、pH調整剤として
アンモニア水を添加溶解し、pH=10,12に調整した。次
いで得られた各スラリーをオートクレーブに充填し、20
0℃,2MPa,5時間の条件で水熱処理した。処理終了後、得
られた各スラリーを蒸留水1を用いて洗浄し、濾過し
た後、乾燥器にて100℃にて乾燥した。得られたハイド
ロキシアパタイト微細結晶の形状をX線回折法により解
析したところ、結晶子径がpH=10ではa軸方向の結晶の
長さ80nm、c軸方向の結晶の長さ50nm、アスペクト比
(c/a)=1.6、pH=12ではa軸方向の長さ50nm、c軸方
向の長さ50nm、アスペクト比(c/a)が1.0の板状単結晶
であった。
実施例2 pH調整剤アンモニア水の代わりに、添加剤KClを5g添
加混合した以外は、実施例1と同様にして結晶子径が、
a軸方向の結晶の長さ45nm,c軸方向の結晶の長さ80nm,
アスペクト比(c/a)が1.8の板状のHAp単結晶が得られ
た。
比較例1 リン酸カルシウム化合物スラリーにpH調整剤又は添加
剤を加えない以外は、実施例1と同様にして結晶子径
が、a軸方向の結晶の長さ50nm,c軸方向の結晶の長さ14
0nm,アスペクト比(c/a)が2.8の六角柱状のHAp単結晶
を得た。
試験例 実施例1(pH=12のスラリーを用いて得た微細結
晶),2及び比較例1で得られたHAp微細結晶乾燥物を、
それぞれ粉砕・分級し、144nm以下の凝集粉体とした。
得られた粉体にバインダーとして、商品名「マクセロ
ン」(信越化学株式会社製)を粉体に対して5重量%添
加混合し、金型で加圧成形した後、粉砕・分級し、粒径
0.3〜0.5mmの顆粒を得た。更に得られた顆粒を電気炉に
て、900℃、3時間、昇降温速度5℃/分にて焼成し、
細胞培養用カラム充填材をそれぞれ25g得た。この充填
材を容量で各3mlカラムに詰め、マウス頭蓋冠由来骨原
料細胞MC3T3-E1の細胞懸濁液(105〜106個程度)1mlを
カラムに投入した。次いでカラムを密閉系にし、展開溶
媒として商品名「α−MEM(ヘーゼルトン社製)を用
い、ポンプで培地を5ml/分の溶出速度で流した。カラム
から溶出させた培地10mlを小試験管に回収し、血球計算
板(萱垣製作所製)によってカウントされた溶出細胞数
から吸着率を算出した。その結果を表−1に示す。表−
1の結果から細胞培養用カラム充填材としての吸着率特
性は、アスペクト比(c/a)に反比例して、すなわちa
面又はb面の有効面積に比例して増大することがわかっ
た。
フロントページの続き (72)発明者 岡本 健吾 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三 菱鉱業セメント株式会社セラミックス研究 所内 (56)参考文献 特開 昭53−111000(JP,A) 特開 昭61−151010(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】pH=10以上に調整したリン酸カルシウム化
    合物スラリーを、スラリー溶媒の沸点以上の温度におい
    て、飽和常気圧下、水熱処理して得られるアスペクト比
    (c/a)2.0未満のハイドロキシアパタイト微細単結晶。
  2. 【請求項2】塩化カリウム、塩化ナトリウム、硫酸カリ
    ウム、硫酸ナトリウムからなる添加剤を含むリン酸カル
    シウム化合物スラリーを、スラリー溶媒の沸点以上の温
    度において、飽和蒸気圧下、水熱処理して得られるアス
    ペクト比(c/a)2.0未満のハイドロキシアパタイト微細
    単結晶。
  3. 【請求項3】リン酸カルシウム化合物スラリーのpHを、
    pH=10以上に調整し、スラリー溶媒の沸点以上の温度に
    おいて、飽和常気圧下、水熱処理して得られるアスペク
    ト比(c/a)2.0未満のハイドロキシアパタイト微細単結
    晶。
  4. 【請求項4】塩化カリウム、塩化ナトリウム、硫酸カリ
    ウム、硫酸ナトリウムからなる添加剤を含むリン酸カル
    シウム化合物スラリーを、スラリー溶媒の沸点以上の温
    度において、飽和蒸気圧下、水熱処理して得られるアス
    ペクト比(c/a)2.0未満のハイドロキシアパタイト微細
    単結晶の製造方法。
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JPH0798650B2 (ja) * 1993-01-11 1995-10-25 工業技術院長 板状水酸アパタイトの製造方法
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