JPS63103809A - 球状リン酸カルシウム系多孔体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は球状リン酸カルシウム系多孔体の新規な製造方
法に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明は
、例えば骨欠損部光てん用生体材料や液体クロマトグラ
フ用固定相材料などとして有用な、比表面積が大きく、
かつ粒子径や細孔径が均一な球状リン酸カルシウム系多
孔体を製造する方法に関するものである。

従来の技術 従来、リン酸カルシウム系化合物は生体組織や生体成分
と特異な親和性を示すことから骨欠損部の充てん用生体
材料として利用しうろことが知られている。例えば水酸
アパタイトは骨、歯などの生体硬組織の無機主成分であ
るために、骨欠損部の充てん材として用いた場合、新生
骨を誘導して骨組織の形成全便すことが知らｎているし
、またリン酸三カルシウムも同様に骨欠損部の充てん材
として使用することができ、骨組織形成後、容易に溶解
、吸収されることが知られている。

さらに、これらのリン酸カルシウム系化合物は、アミノ
酸、タンパク質、ホルモンなどの生体関連物質に対して
特異な親和性を示すことから、これら物質の分離、濃縮
用のクロマトグラフ用固定相材料として利用しうること
も知らｎている。

ところで、このような用途に該リン酸カルシウム系化合
物全利用するためには、比表面積が犬きく、かつ粒子径
や細孔径が均一な球状のリン酸カルシウム系多孔体が要
求される。

このリン酸カルシウム系多孔体の製造方法としては、こ
れまで、湿式法又は乾式法により、まずリン酸カルシウ
ム系の粉末を調製し、次いでこの粉末を、成形、焼結、
粉砕、分級などの操作を経て多孔体にする方法が行わｎ
でいる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような方法では、製造工程が複雑で
ある上に、形成される多孔体の粒子形状、粒子径、細孔
径などを制御することが困難であって、所望の多孔体を
得ようとすると生産性が低下し、製造コストの上昇を免
れない。

本発明は、このような従来のリン酸カルシウム系多孔体
の製造方法が■する欠点全克服し、簡単な操作で、粒子
形状、粒子径、細孔径を制御することができ、比表面積
が大きく、かつ均一な粒子径及び細孔径ヲ耳する球状リ
ン酸カルシウム系多孔体を製造しつる方法の提供を目的
としてなさｔしたものである。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、球状リン酸カルシウム系多孔体の製造方
法について鋭意研究を重ねた結果、所定の割合で水溶性
カルシウム塩、カルシウムイオン錯化剤及び水溶性リン
酸塩全含有し、かつｐＨが特定の範囲に調整さ汎友水溶
液に、特定濃度の過酸化水素を加え、加熱反応させるこ
とにより、比表面積が犬きく、かつ均一な粒子径や細孔
径をもつ球状リン酸カルシウム系多孔体が得られること
全見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た〇 すなわち、本発明は、水浴性カルシウム塩１モルとカル
シウムイオン錯化剤１〜１．２モルとｌａ性リン酸塩０
．５〜１モルとを含む水溶液を、ｐＨ５〜１１の範囲に
調整したのち、これに過酸化水素全濃度１〜２０重量％
になるまで加え、５０〜１００℃の温度で加熱反応させ
、球状多孔体全生成させること全特徴とする球状リン酸
カルシウム系多孔体の製造方法全提供するものである。

次に、本発明方法全詳細に説明すると、先ず、本発明方
法においては、原料として水溶性カルシウム塩、カルシ
ウムイオン錯化剤及び水溶性リン分 酸塩の３晟乍用いる必要がある。この水溶性カルシウム
塩としては、例えば硝酸カルシウム又はその四水和物、
塩化カルシウム又はその−水和物、二水和物、六水和物
、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウムなどが挙げられる。

カルシウムイオン錯化剤としては、例えばエチレンジア
ミン四酢酸塩、シクロヘキサンジアミン四酢酸塩、ジエ
チレントリアミン六酢酸塩などが挙げられ、水溶性リン
酸塩としては、例えばリン酸二水素アンモニウム、リン
酸水素二アンモニウムなどが挙げられる。

前記水溶性カルシウム塩と水溶性リン酸塩との含有割合
は、モル比で１°１ないし１　：　０．５の範囲にある
ことが必要であり、この範囲全逸脱すると所望の球状リ
ン酸カルシウム系多孔体が得られない。

また、水溶性カルシウム塩とカルシウムイオン錯化剤と
の含有割合は、モル比で１＝１ないし１．１．２の範囲
にあることが必要である。

カルシウムイオン錯化剤は、過酸化水素を添加して加熱
処理する前に、該水溶液中にリン酸カルシウム系化合物
の沈殿が生成するの全防止するためのものであり、その
量が水溶性カルシウム塩１モルに対して、１モル未満で
は、加熱処理する前にリン酸カルシウム系化合物の沈殿
が生じ、所望の球状多孔体が生成しない。また、１．２
モルより多く用いる必要がなく、多すぎると経済的に不
利であるばかりか多孔体の生成に悪影響を及ぼす。

この水溶液中の固形分濃度については、沈殿が生じない
範囲であればよく、特に制限はないが、通常５〜３０重
量係の範囲で選ばれる。

本発明方法においては、次に上記の水溶液のｐＨを５〜
１１の範囲に調整する必要がある。ｐＨがこの範囲内に
ないと、所望の性質、形状の製品が得られない。ｐＨを
この範囲で適当に選ぶことにより、使用目的に応じた各
種のリン酸力ルンウム系多孔体金得ることができる。例
えばｐＨ１６付近に調整することによって、球状リン酸
三カルシウム多孔体が生成し、また１０付近に調整する
ことによって、球状水酸アパタイト多孔体が生成する。

一方、ｐＨを７〜９の範囲に調整することによって、水
酸アパタイトとリン酸三カルシウムの混合相から成る球
状多孔体が生成する。

次に、このようにして調製された前記成分を含む水溶液
に、過酸化水素濃度が１〜２０重量係になるまで過酸化
水素水を添加し、５０〜１００℃の範囲の温度で加熱処
理する。このように過酸化水素を加え加熱することによ
って、カルシウムイオン錯化剤は過酸化水素によシ酸化
分解さｎ、カルシウムイオンとの錯形成能を失い、その
結果カルシウムイオンはリン酸イオンと反応して、リン
酸カルシウム系化合物を生成する。この反応は等方的に
進行するために、球状のリン酸カルシウム系多孔体が形
成される。

前記過酸化水素濃度が１重量係未満では過酸化水素を添
加する効果が十分に発揮されず、また２０重量％全超え
るとその量の割には効果の向上は望めず、むしろ経過的
に不利となる。一方、加熱温度が５０℃未満では過酸化
水素の酸化力が十分に発揮されず、また１００℃を超え
ると水溶液が沸騰するようになり好ましくなく、それ以
下の温度でも過酸化水素の酸化力は十分に発揮される。

本発明方法においては、過酸化水素濃度及び加熱温度を
前記の範囲内で適当に調節することによって、カルシウ
ムイオン錯化剤の酸化速度を制御しうるので、生成する
球状リン酸カルシウム系多孔体の粒子径を調節すること
ができる。例えば過酸化水素濃度や加熱温度を低くする
ことにより。

粒子径の大きな球状多孔体が形成し、一方過酸１ヒ水累
濃度や加熱温度を高くすると粒子径の小さな球状多孔体
が形成する〇 このようにして形成さｎた球状多孔体は公知の方法１例
えば、ろ過、遠心分離、デカンテーションなどによって
分離することができる。この球状多孔体は、細孔が通常
イガグリ状の形態をしており、使用目的によってはその
まま用いることができるが、細孔が丸状のものを必要と
する場合は。

前記多孔体ヲ９００〜１５００℃の範囲の温度で熱処理
すｎばよい。この熱処理温度が高いほど、細孔径は小さ
くなる。

発明の効果 本発明方法は均−沈殿法により球状リン酸カルシウム系
多孔体を製造する方法であって、高温固相反応法ではな
いのでエネルギーコストが低く。

しかも簡単な操作で結晶性の高いリン酸カルシウム系化
合物から成る多孔体全製造することができ、さらに、多
孔体の細孔径、リン酸三カルシウムと水酸アパタイトと
の混合割合、粒子径、粒子形状などが使用目的に適した
ものを製造しうるなどの特徴’ｔｌＷＬでおり、極めて
工業的意義のある方法である。

本発明方法で得られた球状リン酸カルシウム系多孔体は
、比表面積が大きく、かつ粒子径や細孔径が均一である
上に、生体親和性に優れているので１例えば骨欠損部充
てん材などの生体材料として肩側であり、！た液体クロ
マトグラフ用固定相材料などとして好適に用いられる。

実施例 次に実施例によυ本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 硝酸カルシウム、エチレンジアミン四酢酸ニアンモニウ
ム及ヒリン酸水累ニアンモニウムをモル比１　：　１．
２　：　０．６７の割合で水に溶解して、全固形分濃度
１５重量係の水溶液を調製し、アンモニア水の添加によ
りそのｐＨｆ　６に調整した。

次いで、この水溶液に過酸化水素濃度が３重量係になる
ように３５％過酸化水素水全加え、１００℃で４時間加
熱したのち、生成した球状リン酸カルシウム系多孔体を
ろ別した。

このものはβ−リン酸三カルシウムから成る多孔体であ
った。

実施例２ 実施例１において、硝酸カルシウム、エチレンジアミン
四酢酸二アンモニウム、リン酸水素二アンモニウムのモ
ル比を１　：　１．２　：　０．６に、　ｐＨ全１０に
、加熱温度を７０℃に変えた以外は、実施例１と同様に
して球状リン酸カルシウム系多孔体全製造した。

このものは粒子径約５０μｍの水酸アパタイトから成る
球状リン酸カルシウム系多孔体であった。

このものの粒子構造の電子顕微鏡写真（１３０００倍）
全第１図に示す。

実施例３ 実施例２と全く同様にして生成した球状リン酸カルシウ
ム系多孔体’ｉ　１１００℃で、１時間熱処理した。

このものは、粒子径約５０μｍの水酸アパタイトから成
るリン酸カルシウム系多孔体で、実施例２の球状リン酸
カルシウム系多孔体とは異なる細孔形状のものであった
。

このものの粒子構造の電子顕微鏡写Ｋ（１５０００倍）
を第２図に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、そ汎ぞれ本発明方法によって得ら
れた球状リン酸カルシウム系多孔体の粒子構造の異なっ
た例を示す電子顕微鏡写真図である。 特許出願人　工業技術院長　飯塚幸三 指定代理人　工業技術院名古屋工業技術試験所長長瀬俊
状

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　水溶性カルシウム塩１モルとカルシウムイオン錯化
   剤１〜１．２モルと水溶性リン酸塩０．５〜１モルとを
   含む水溶液を、ｐＨ５〜１１の範囲に調整したのち、こ
   れに過酸化水素を濃度１〜２０重量％になるまで加え、
   ５０〜１００℃の温度で加熱反応させ、球状多孔体を生
   成させることを特徴とする球状リン酸カルシウム系多孔
   体の製造方法。