RU2179437C2 - Amorphous carbonized and fluorinated hydroxyapatite for tooth paste and method for its obtaining - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine, stomatological technologies. SUBSTANCE: the suggested hydroxyapatite includes a synthesized material of hydroxyapatite structure. Additionally, it contains both carbonate and fluorine groups in accordance with the following formula: Ca₁₀(PO₄)₆(OH)_2-x-y(CJ₃)_x/2, where X=0.01-0.3; Y= 0.01-0.4 at slow-velocity neutralization at inert atmosphere of calcium hydroxide water solution by the mixture of orthophosphoric and hydrofluoric acids at 8-10 C in case of separate and continuous introduction of Ca(HCO₃)₂, into reaction solution. Samples for ready-to-use product quality control are prepared at inert atmosphere due to drying and subsequent high-temperature annealing. Material is completely compatible with human body tissues. According to its chemical composition it is similar to that of human tooth enamel and is used as a composition for tooth pastes. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 2 ex, 1 tbl _

Description

Изобретение относится к технологии неорганических материалов, а именно к способу получения аморфного материала заданного в настоящей заявке состава после отжига переходящего в материал со структурой гидроксиапатита, используемого как профилактическая составляющая зубных паст, а также как медицинский материал для заполнения костных дефектов. Таким образом, мы предлагаем группу изобретений: новый материал и конкретный способ его получения, отличительные признаки которого жестко связаны с отличительными признаками материала. Предлагаемый материал должен быть полностью биосовместим с тканями человеческого организма и по химическому составу близок к составу зубной эмали человека. Костная ткань, с точки зрения материаловедения, является композиционным материалом, состоящим из органической матрицы, неорганического вещества и жидкости. Компактная (кортикальная) кость содержит, вес.%: ~ 69% неорганического вещества, ~20% белков и ~11% жидкости. В зубной эмали количество неорганического вещества значительно выше: ~97%, содержание органического вещества составляет ~1,7%, жидкости ~1,3%. Химический состав зубной эмали [1,2] был определен ориентировочно [1] как: Са - 36,1%; Р - 17,3%; СО₂ - 3%; Mg - 0,5%; Na - 0,2%; K - 0,3%; Cl - 0,3%; F - 0,016%; S-0,1%; Сu - 0,01%; SiO₂ - 0,03%; Fe - 0,025%; Рb - 0,0071%; эти данные позволяют определить требования к чистоте используемых для синтеза материалов, но не могут дать исчерпывающей информации ни о фазовом составе костной ткани, ни, тем более, о химическом составе фаз в костной ткани, тем более, что общее содержание некоторых элементов меняется с возрастом и зависит от окружающей среды, а один и тот же элемент может одновременно присутствовать в нескольких фазах. Рентгенофазовый анализ (РФА) показывает, что костная ткань представляет собой аморфную (слабокристаллизованную) апатитную фазу. Значительная доля вещества присутствует в виде рентгеноаморфной фазы, что может быть обусловлено и микроскопическими (десятки HМ) размерами кристаллов, дающими на рентгенограмме размытые (диффузные) линии. В связи с вышеизложенным определение фазового и отчасти химического состава образца возможно лишь после высокотемпературного (600-800^oС) отжига исследуемых образцов.The invention relates to the technology of inorganic materials, and in particular to a method for producing an amorphous material of the composition specified in this application after annealing the hydroxyapatite that is used as a prophylactic component of toothpastes and as a medical material for filling bone defects, which is transferred to a material with the structure of hydroxyapatite. Thus, we offer a group of inventions: a new material and a specific method for its preparation, the hallmarks of which are rigidly associated with the hallmarks of the material. The proposed material should be fully biocompatible with the tissues of the human body and in chemical composition close to the composition of human tooth enamel. Bone tissue, from the point of view of materials science, is a composite material consisting of an organic matrix, inorganic substance and liquid. The compact (cortical) bone contains, wt.%: ~ 69% inorganic matter, ~ 20% proteins and ~ 11% liquid. The amount of inorganic substance in tooth enamel is much higher: ~ 97%, the content of organic matter is ~ 1.7%, and the liquid is ~ 1.3%. The chemical composition of tooth enamel [1,2] was determined tentatively [1] as: Ca - 36.1%; P - 17.3%; СО ₂ - 3%; Mg - 0.5%; Na - 0.2%; K - 0.3%; Cl - 0.3%; F - 0.016%; S-0.1%; Cu - 0.01%; SiO ₂ - 0.03%; Fe - 0.025%; Pb - 0.0071%; These data allow us to determine the purity requirements of the materials used for the synthesis, but they cannot provide comprehensive information about the phase composition of bone tissue, nor, moreover, about the chemical composition of phases in bone tissue, especially since the total content of some elements changes with age and depends on the environment, and the same element can be simultaneously present in several phases. X-ray phase analysis (XPA) shows that bone tissue is an amorphous (weakly crystallized) apatite phase. A significant fraction of the substance is present in the form of an X-ray amorphous phase, which may also be due to microscopic (tens of HM) crystal sizes, which give blurry (diffuse) lines on the X-ray diffraction pattern. In connection with the foregoing, the determination of the phase and partially chemical composition of the sample is possible only after high-temperature (600-800 ^o C) annealing of the samples under study.

В таблице приведены параметры решетки различных образцов, качественно определяющих пределы вариации состава гидроксиапатита (ГА), биосовместимого с тканями человеческого организма. Дополнительные сведения для контроля состава можно получить из анализа ИК-спектров отожженных образцов. Для решетки ГА полосы поглощения СО₃ ^-2, относящиеся к симметричным валентным колебаниям, лежат в области 1450-1410 см^-1, к деформационным - 870 см^-1; (OН)^- ионов - 3572 см^-1 (валентные) и 630 см^-1 - деформационные; (PО₄)^-3-aниoнoв - 571 cм^-l и 474 см^-1.The table shows the lattice parameters of various samples that qualitatively determine the limits of variation in the composition of hydroxyapatite (HA), biocompatible with the tissues of the human body. Additional information for controlling the composition can be obtained from the analysis of the IR spectra of annealed samples. For the GA lattice, the absorption bands of CO ₃ ^-2 , related to symmetric stretching vibrations, lie in the region of 1450-1410 cm ^-1 , and to the deformation bands, 870 cm ^-1 ; (OH) ^- ions - 3572 cm ^-1 (valence) and 630 cm ^-1 - deformation; (PO ₄ ) ^-3- anions - 571 cm- ^l and 474 cm ^-1 .

Если в материале имеется примесь трикальцийфосфата, в ИК-спектре появляется полоса при 550 см^-1, характерная для колебаний (РО₄)^-3 -аниона в этой решетке. Примесь карбоната кальция вызывает появление полосы при 714 см^-1 соответствующей колебаниям ионов (СО₃)^-2. Отметим, что карбонат-ионы в структуре ГА могут занимать две позиции А и В, замещая позиции (ОН)^-1 и (РО₄)^-3 ионов соответственно [3], вызывая изменения как величин постоянных решетки, так и вида ИК-спектров. Меняя условия синтеза, можно управлять распределением ионов (СО₃)^-2 по этим позициям [1, 3, 4]. Исходя из вышеизложенного, задача поиска материала, близкого к составу ГА зубной эмали, была решена следующим образом: для синтеза был выбран аморфный ГА с изоморфно введенными в него ионами фтора (F^-1) и карбонильными ионами (СО₃)^-2 на место типа А. Количество изоморфно введенных ионов варьируется в пределах, которые дают анализы зубной эмали здоровых людей различных возрастных категорий и отвечают формуле Са₁₀(РO₄)₆(ОН)_2-x-y(СО₃)_x/2 F_y (где х=0,01-0,3 и у=0,01-0,4), причем грансостав этого материала должен характеризоваться кривой распределения размеров частиц с максимумом в области 300А - 500А.If the material contains an admixture of tricalcium phosphate, a band at 550 cm ^–1 appears in the IR spectrum, which is characteristic of vibrations of the (PO ₄ ) ^-3 anion in this lattice. An admixture of calcium carbonate causes the appearance of a band at 714 cm ^-1 corresponding to the vibrations of ions (CO ₃ ) ^-2 . We note that carbonate ions in the HA structure can occupy two positions A and B, replacing the positions (OH) ^-1 and (PO ₄ ) ^-3 ions, respectively [3], causing changes in both the lattice constants and the type of IR spectra . Changing the synthesis conditions, it is possible to control the distribution of ions (CO ₃ ) ^-2 at these positions [1, 3, 4]. Based on the foregoing, the task of finding a material close to the composition of the HA of tooth enamel was solved as follows: for the synthesis, an amorphous HA was chosen with fluorine ions (F ^-1 ) and carbonyl ions (CO ₃ ) ^-2 introduced isomorphically into it A. The number of isomorphically introduced ions varies within the limits given by tooth enamel analyzes of healthy people of various age categories and correspond to the formula Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) _2-xy (CO ₃ ) _{x / 2} F _y (where x = 0 , 01-0.3 and y = 0.01-0.4), and the grain size of this material should be characterized by a size distribution curve particles with a maximum in the moat area 300A - 500A.

Известен материал, используемый для производства зубных паст и заполнения костных дефектов [1, 5, 6, 7, 8, 9]. Речь идет о чистом гидроксиапатите, полученном осаждением. В отличие от предлагаемого в данной заявке этот материал по своему составу отличается от естественного состава костной ткани: не содержит ни карбонатных групп, ни групп фтора. Приведенные в работе данные свидетельствуют о наличии кристаллической структуры применяемых материалов. Known material used for the production of toothpastes and filling bone defects [1, 5, 6, 7, 8, 9]. We are talking about pure hydroxyapatite obtained by precipitation. Unlike what is proposed in this application, this material differs in composition from the natural composition of bone tissue: it does not contain carbonate groups or fluorine groups. The data presented in the work indicate the presence of a crystalline structure of the materials used.

Вторым изобретением в предлагаемой группе является способ получения материала, рассмотренного в первой части описания, причем отличительные признаки способа получения целиком определяются отличительными признаками самого материала: аморфной структурой, равномерным распределением примесных групп СО₃ ^-2 и F^-, при изоморфном вхождении последних в структуру ГА. Известны следующие способы синтеза ГА [1,5 - 10].The second invention in the proposed group is a method for producing the material discussed in the first part of the description, and the distinguishing features of the production method are entirely determined by the distinctive features of the material itself: amorphous structure, uniform distribution of impurity groups CO ₃ ^-2 and F ^- , with the latter being isomorphic to the HA structure . The following methods for the synthesis of HA are known [1,5 - 10].

1. Получение ГА осаждением из водных растворов. 1. Obtaining HA by precipitation from aqueous solutions.

1.1. Реакции обмена с участием фосфат-ионов и ионов кальция растворимых солей в щелочной среде
10Са(NО₃)₂+14KOH+6KH₂PO₄-->Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂+20KNO₃+12H₂O, (1); 10Ca(NO₃)₂+6(NH₄)₂HPO₄+8NH₄OH-->Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂+20NH₄NO₃ +6H₂O, (2).1.1. Exchange reactions involving phosphate ions and calcium ions of soluble salts in an alkaline medium
10Ca (NO ₃ ) ₂ + 14KOH + 6KH ₂ PO ₄ -> Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ + 20KNO ₃ + 12H ₂ O, (1); 10Ca (NO ₃ ) ₂ +6 (NH ₄ ) ₂ HPO ₄ + 8NH ₄ OH -> Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ + 20NH ₄ NO ₃ + 6H ₂ O, (2).

1.2. Нейтрализация гидроксида кальция фосфорной кислотой
10Са(ОН)₂+6Н₃РO₄-->Са₁₀(РO₄)₆(OH)₂+18H₂O, (3)
или взаимодействие солей со щелочью или кислотой.1.2. Calcium hydroxide neutralization with phosphoric acid
10Ca (OH) ₂ + 6H ₃ PO ₄ -> Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ + 18H ₂ O, (3)
or the interaction of salts with alkali or acid.

1.3. Гидролиз нерастворимых фосфорно-кальциевых солей с добавлением ионов или гидроксил-ионов:
3Са₃(РO₄)₂+СаСl₂+2Н₂O-->Ca₁₀(РO₄)₆(OH)₂+2НСl, (4);
6СаНРO₄+4Са(ОН)₂-->Са₁₀(РO₄)₆(ОН)₂+ 3Н₂O, (5).1.3. Hydrolysis of insoluble calcium phosphorus salts with the addition of ions or hydroxyl ions:
3Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ + CaCl ₂ + 2H ₂ O -> Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ + 2CHl, (4);
6CaHPO ₄ + 4Ca (OH) ₂ -> Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ + 3H ₂ O, (5).

2. Осаждение ГА из растворов органических растворителей. 2. Precipitation of HA from solutions of organic solvents.

Получение ГА растворов органических растворителей достаточно известно. Большинство этих методик заключаются в проведении реакции в среде органического растворителя, хорошо смешивающегося с водой, между растворимыми в этом растворителе соединениями кальция и фосфора. Органический растворитель удаляют из сферы реакции посредством сушки и отжига. В качестве соединений кальция используют четырехводный нитрат, двухводный ацетат, хлорид, бромид, дигидрофосфат кальция; в качестве соединений фосфора - NH₄H₂PO₄, NH₄H₂PO₃, NH₄H₂PO₂, Н₃РO₄, Н₃РO₂, (СН₃О)₃Р, (СН₂Н₅O)_зР, (СН₃)₂СHO₃Р, (СН₃)(CH₂)₃О₅P, (С₆Н₅)₃Р, (С₂Н₂O)₂ РОH, (С₆Н₅)₃РО. В качестве органических растворителей - низкие спирты C₁-C₅, включая двухатомные, трехатомные, оксиалканомы, диалкилкетоны, оксикетоны, карбоновые кислоты, диметилацетамид и 2-этоксиэтилацетат.Obtaining HA solutions of organic solvents is well known. Most of these methods consist of conducting a reaction in an organic solvent that mixes well with water between calcium and phosphorus compounds soluble in this solvent. The organic solvent is removed from the reaction sphere by drying and annealing. As calcium compounds, four-water nitrate, two-water acetate, chloride, bromide, calcium dihydrogen phosphate are used; as phosphorus compounds - NH ₄ H ₂ PO ₄ , NH ₄ H ₂ PO ₃ , NH ₄ H ₂ PO ₂ , H ₃ PO ₄ , H ₃ PO ₂ , (CH ₃ O) ₃ P, (CH ₂ H ₅ O ) _of P, (CH _{3) 2} CHO ₃ P, (CH ₃₎ (CH _{2) 3} O ₅ P, (C ₆ H _{5) 3} P, (C ₂ H ₂ O) ₂ ROH, (C ₆ H ₅ ) ₃ RO. Organic solvents are C ₁ -C ₅ low alcohols, including diatomic, triatomic, hydroxyalkanes, dialkyl ketones, hydroxyketones, carboxylic acids, dimethylacetamide and 2-ethoxyethyl acetate.

Иногда используют способ, отличающийся от предыдущих тем, что органический растворитель не отжигают, а проводят гидролиз смеси растворов фосфорной кислоты и этилата кальция, добавляя воду или водный раствор аммиака. ГА, выпавший в осадок, отделяют фильтрованием и сушат в вакуумной сушилке. Sometimes a method is used that differs from the previous ones in that the organic solvent is not annealed, but the mixture of solutions of phosphoric acid and calcium ethylate is hydrolyzed by adding water or aqueous ammonia. The HA precipitated is separated by filtration and dried in a vacuum dryer.

3. Твердофазный синтез. 3. Solid phase synthesis.

Твердофазный синтез заключается в термообработке на воздухе или в инертной атмосфере тщательно измельченных смесей, состоящих из солей, содержащих кальций, фосфор и улетучивающиеся при отжиге компоненты, которые не входят в состав конечного продукта. Это могут быть различные комбинации из фосфатов кальция, сложных оксидов и т.д. Solid-phase synthesis consists in heat treatment in air or in an inert atmosphere of finely ground mixtures consisting of salts containing calcium, phosphorus and components that evaporate during annealing, which are not part of the final product. These can be various combinations of calcium phosphates, complex oxides, etc.

4. Гидротермальный синтез, использующий процессы, происходящие в растворах при больших величинах температуры и давления. Обычно в качестве исходного сырья применяют как ранее синтезированный ГА, так и смеси, содержащие исходные вещества для синтеза ГА. В результате гидротермального синтеза получают стехиометрический, чистый, кристаллический ГА с размерами кристаллов до 3,5 мм. 4. Hydrothermal synthesis using processes that occur in solutions at high temperatures and pressures. Usually, both previously synthesized HA and mixtures containing the starting materials for the synthesis of HA are used as feedstock. As a result of hydrothermal synthesis, a stoichiometric, pure, crystalline HA with crystal sizes of up to 3.5 mm is obtained.

Итак, для получения аморфного ГА с размером частиц порядка 350-600

не могут применяться твердофазный и гидротермальный синтезы ГА, а также любые методики, связанные с повышенными температурами. Повышение температуры ведет к росту размеров зерна, что недопустимо в свете требований, предъявляемых к материалу. Любые методики, связанные с наличием в системе посторонних ионов, например применение аммиачных солей, хлоридов, нитратов, также недопустимы ввиду невозможности удаления их из водной эмульсии без нагрева.So, to obtain an amorphous HA with a particle size of about 350-600

solid-phase and hydrothermal syntheses of GA, as well as any methods associated with elevated temperatures, cannot be used. An increase in temperature leads to an increase in grain size, which is unacceptable in the light of the requirements for the material. Any methods associated with the presence of foreign ions in the system, for example, the use of ammonia salts, chlorides, nitrates, are also unacceptable due to the impossibility of removing them from the aqueous emulsion without heating.

Решением данной задачи является способ нейтрализации оксида кальция кислотой в водном растворе при соблюдении следующих условий. Необходимость изоморфного вхождения в структуру осадка карбонат и фтор-ионов требует модификации этого метода, заключающегося в применении в качестве осадителя смеси кислот (Н₃РO₄+НF) и поддержания постоянного состава раствора за счет отдельной равномерной подачи в него раствора, содержащего карбонат-ионы.The solution to this problem is a method of neutralizing calcium oxide with an acid in an aqueous solution under the following conditions. The need for an isomorphic incorporation of carbonate and fluoride ions into the structure of the precipitate requires modification of this method, which consists in using a mixture of acids (H ₃ PO ₄ + HF) as a precipitant and maintaining a constant composition of the solution due to a separate uniform supply of a solution containing carbonate ions into it .

Особенностью синтеза, патентуемого в данной работе, является практическая возможность полного контроля получаемого продукта современными методами [6-10] . Так, химический анализ получаемого гелеобразного продукта не дает ответа на вопрос о химической формуле синтезированного материала и о его фазовом составе. Они могут быть различными при одном и том же химическом составе продукта и зависеть от методики приготовления образцов для анализа: температур и времени сушки и последующего отжига. A feature of the synthesis patented in this work is the practical possibility of complete control of the obtained product by modern methods [6-10]. So, chemical analysis of the resulting gel-like product does not answer the question about the chemical formula of the synthesized material and its phase composition. They can be different with the same chemical composition of the product and depend on the methodology for preparing samples for analysis: temperatures and drying time and subsequent annealing.

Контроль за качеством данного аморфного материала современными методами возможен лишь при отборе проб из конечного продукта, их сушки, последующего высокотемпературного отжига, переводящие пробы из аморфного в кристаллическое состояние и исследований полученных кристаллических образцов методами РФА и ИК-спектроскопии. Quality control of this amorphous material by modern methods is possible only by sampling from the final product, drying, subsequent high-temperature annealing, transferring samples from amorphous to crystalline state and studying the obtained crystalline samples by XRD and IR spectroscopy.

Итак, отличительными признаками предлагаемого способа получения ГА являются: осаждение продукта смесью ортофосфорной и фтористоводородной кислот, поддержание концентрации карбонатных ионов в растворе постоянным добавлением Са(НСО₃)₂ в раствор, низкие температуры синтеза, обеспечивающие нужный размер частиц, требование перевода аморфных проб в кристаллическое состояние и лишь затем проведение анализов. Итак, отличительными признаками предлагаемого способа получения ГА являются: осаждение продукта смесью ортофосфорной и фтористоводородной кислот и поддержание концентрации карбонатных ионов в растворе постоянным добавлением Са(НСО₃)₂ в раствор, низкие температуры синтеза, обеспечивающие нужный размер частиц, требование перевода аморфных проб в кристаллическое состояние и лишь затем проведение анализов.So, the distinguishing features of the proposed method for the preparation of HA are: precipitation of the product with a mixture of phosphoric and hydrofluoric acids, maintaining the concentration of carbonate ions in the solution by constant addition of Ca (HCO ₃ ) ₂ to the solution, low synthesis temperatures providing the desired particle size, the requirement to convert amorphous samples to crystalline condition and only then conducting analyzes. So, the distinguishing features of the proposed method for obtaining HA are: precipitation of the product with a mixture of phosphoric and hydrofluoric acids and maintaining the concentration of carbonate ions in the solution by constant addition of Ca (HCO ₃ ) ₂ to the solution, low synthesis temperatures providing the desired particle size, the requirement to convert amorphous samples to crystalline condition and only then conducting analyzes.

Известны способы получения гидроксиапатита методом нейтрализации гидроксида кальция ортофосфорной кислотой при последовательном прохождении реакционной смеси через две зоны [8, 9, 10]. Отличие предлагаемого способа заключается в другом составе реагентов и реакционной смеси, отдельном введении в реакционную смесь карбонат-ионов, что приводит к равномерному и изоморфному введению этих ионов в молекулы гидроксиапатита, температурному режиму, обеспечивающему получение аморфной структуры и заданному распределению частиц по размерам (350-600

).Known methods for producing hydroxyapatite by neutralizing calcium hydroxide with phosphoric acid by sequentially passing the reaction mixture through two zones [8, 9, 10]. The difference of the proposed method lies in the different composition of the reagents and the reaction mixture, the separate introduction of carbonate ions into the reaction mixture, which leads to the uniform and isomorphic introduction of these ions into the hydroxyapatite molecules, the temperature regime, which provides an amorphous structure and a given particle size distribution (350- 600

)

Следующие примеры иллюстрируют возможность осуществления изобретения и описывают достигнутые технические результаты, получаемые при применении материала при изготовлении зубной пасты. The following examples illustrate the possibility of carrying out the invention and describe the achieved technical results obtained by using the material in the manufacture of toothpaste.

Пример 1. Для получения 1 кг материала состава Са₁₀(РО₄)₆(ОН)_1,97(СО₃)_0,01F_0,01 взято 480 г оксида кальция, который помещается в термостатическую емкость объемом 40 л. Оксид кальция гасится водой и общий объем доводится до 10 л. Готовится раствор Н₃PO₄ объемом 25 л с концентрацией Н₃РO₄ 50 г/л, куда добавляется 0,2 г HF. Готовится 2 л раствора Са(HСО₃)₂, содержащего 10 г соли. Процесс осаждения проводится при 7-10^oС. Процесс нейтрализации проходит при интенсивном перемешивании и подаче со скоростью 10 мл/мин. Скорость подачи Са(НСО₃)₂ коррелируется с подачей кислоты, что обеспечивает равномерное поступление карбонатных ионов в течение всего процесса. Окончание процесса фиксируется по величине рН 7,2-7,5. Последней стадией процесса является созревание осадка, заключающееся в перемешивании в течение 6 ч с последующей коррекцией рН раствора. Полученный продукт содержит заданное нами соединение в количестве 2,5-3% по сухому остатку.Example 1. To obtain 1 kg of a material of composition Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) _1.97 (CO ₃ ) _0.01 F _0.01, 480 g of calcium oxide was taken, which was placed in a 40 liter thermostatic container. Calcium oxide is quenched with water and the total volume is adjusted to 10 liters. Preparing a solution of H ₃ PO ₄ with a volume of 25 l with a concentration of H ₃ PO _{4 of} 50 g / l, to which 0.2 g of HF is added. Prepare 2 l of a solution of Ca (HCO ₃ ) ₂ containing 10 g of salt. The deposition process is carried out at 7-10 ^o C. The neutralization process takes place with vigorous stirring and flow at a rate of 10 ml / min. The feed rate of Ca (HCO ₃ ) ₂ correlates with the supply of acid, which ensures a uniform supply of carbonate ions throughout the process. The end of the process is fixed by pH 7.2-7.5. The last stage of the process is the maturation of the precipitate, which consists in stirring for 6 hours, followed by correction of the pH of the solution. The resulting product contains the desired compound in the amount of 2.5-3% by dry residue.

Материал может концентрироваться до 10-12% по сухому остатку после отстаивания и декантации прозрачного раствора. Окончательный продукт представляет собой водную суспензию (пасту) аморфного материала заданного состава. В случае необходимости получения более высоких концентраций материала в пасте применяется вакуумная откачка. The material can be concentrated up to 10-12% on a dry residue after settling and decantation of a clear solution. The final product is an aqueous suspension (paste) of an amorphous material of a given composition. If it is necessary to obtain higher concentrations of the material in the paste, vacuum pumping is used.

Из полученной пасты брались пробы для анализа. Они высушивались при 200^oС, затем обжигались при 600^o, после чего производились: химический анализ, рентгенофазовый анализ и снимались ИК-спектры для подтверждения состава материала, его фазовой частоты и характера изоморфного замещения. После стерилизации γ-облучением в замкнутой пластмассовой емкости аморфный материал использовался для изготовления зубной пасты.Samples were taken from the resulting paste for analysis. They were dried at 200 ^o C, then fired at 600 ^o , after which they were carried out: chemical analysis, x-ray phase analysis and IR spectra were taken to confirm the composition of the material, its phase frequency and the nature of the isomorphic substitution. After sterilization with γ-radiation in a closed plastic container, amorphous material was used to make toothpaste.

Пример 2. Для получения материала состава Ca₁₀(PO₄)₆(OH)_2-x-y(CO_x/2)F_y процесс проводится аналогично процессу примера 1, а необходимые количества карбонат-ионов и фтора рассчитываются по стехиометрическим коэффициентам.Example 2. To obtain a material of composition Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) _2-xy (CO _{x / 2} ) F _{y, the} process is carried out similarly to the process of example 1, and the required amounts of carbonate ions and fluorine are calculated by stoichiometric coefficients.

Литература
1. П.А. Арсеньев и др. "Медицинские биоматериалы".- М.:изд.МЭИ, 1999, 73 стр.Literature
1. P.A. Arseniev et al. “Medical biomaterials.” - M.: ed. MEI, 1999, 73 pp.

2. G.P.Brophy, J.P.Nash.Amer. Miner,1968, v.53, p. 445-482. 2. G.P. Brophy, J.P. Nash. Amer. Miner, 1968, v. 53, p. 445-482.

3. C.W.Schmidt, W. Leusche,Z.Klin.Med., 1986, v.41, p. 223-234. 3. C. W. Schmidt, W. Leusche, Z. Klin. Med., 1986, v. 41, p. 223-234.

4. G. Bonel, G. Montel. Reactivity of Solids 5-th Symp. Int., 1964, p. 667. 4. G. Bonel, G. Montel. Reactivity of Solids 5-th Symp. Int., 1964, p. 667.

5. Патент Японии 62-29366, С 01 В 25/32, 1987. 5. Japanese Patent 62-29366, C 01 B 25/32, 1987.

6. Патент Японии 61-46492, С 01 В 25/32, 1986. 6. Japanese Patent 61-46492, C 01 B 25/32, 1986.

7. Патент Японии 62-4324, С 01 В 25/32, 1987. 7. Japanese Patent 62-4324, C 01 B 25/32, 1987.

8. RU, 2077475 С1, кл. 6 С 01 В 25/32, 20.04.97. 8. RU, 2077475 C1, cl. 6 C 01 B 25/32, 04/20/97.

9. RU, 2122520 С1, кл. 6 C 01 В25/32, 27.11.98. 9. RU, 2122520 C1, cl. 6 C 01 B25 / 32, 11/27/98.

10. RU, 2077329 С1, кл. 6 А 61 К 33/06, 20.04.97. 10. RU, 2077329 C1, cl. 6 A 61 K 33/06, 04/20/97.

Claims (2)

1. Аморфный, карбонированный и фторированный гидроксиапатит для зубных паст, включающий синтезированный неорганический материал со структурой гидроксиапатита, отличающийся тем, что он дополнительно содержит карбонатные группы и фторгруппы в соответствии с формулой Са₁₀(РО₄)₆(ОН)_2-x-y(CО₃)_x/2F_y, где x= 0,01-0,3; y= 0,01-0,4.1. Amorphous, carbonated and fluorinated hydroxyapatite for toothpastes, including synthesized inorganic material with a hydroxyapatite structure, characterized in that it additionally contains carbonate groups and fluorine groups in accordance with the formula Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) _2-xy (CO ₃ ) _{x / 2} F _y , where x = 0.01-0.3; y = 0.01-0.4. 2. Способ получения карбонированного и фторированного гидроксиапатита, включающий введение водного раствора ортофосфорной кислоты в водную суспензию гидроксида кальция при перемешивании, отличающийся тем, что одновременно с введением ортофосфорной кислоты осуществляют введение фтористоводородной кислоты и кислого углекислого кальция при 8-10^oС в инертной атмосфере до достижения в смеси рН 7,2-7,5, причем вышеуказанные компоненты для получения 1 кг продукта берут в следующих соотношениях по массе, г:
Оксид кальция - 480
Ортофосфорная кислота - 576
Кислый углекислый кальций - 0,3-12,0
Фтористый водород - 0,2-8,02. A method of producing carbonated and fluorinated hydroxyapatite, comprising introducing an aqueous solution of phosphoric acid into an aqueous suspension of calcium hydroxide with stirring, characterized in that, simultaneously with the introduction of phosphoric acid, hydrofluoric acid and acidic calcium carbonate are introduced at 8-10 ^° C in an inert atmosphere up to achievements in the mixture, pH 7.2-7.5, and the above components to obtain 1 kg of product are taken in the following proportions by weight, g:
Calcium Oxide - 480
Phosphoric acid - 576
Sour calcium carbonate - 0.3-12.0
Hydrogen fluoride - 0.2-8.0

Images