JPH07206411A - オクタカルシウムホスフェートの製造方法 - Google Patents

オクタカルシウムホスフェートの製造方法

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JPH07206411A
JPH07206411A JP6003983A JP398394A JPH07206411A JP H07206411 A JPH07206411 A JP H07206411A JP 6003983 A JP6003983 A JP 6003983A JP 398394 A JP398394 A JP 398394A JP H07206411 A JPH07206411 A JP H07206411A
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JP
Japan
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phosphate
reaction
product
ocp
water
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JP6003983A
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English (en)
Inventor
Akitoshi Imura
彰利 井村
Yoshiaki Matsushita
祥昭 松下
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Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術の問題点を解消または軽減し、高純
度のOCPを安価で且つ大量に製造する方法を提供する
ことを主な目的とする。 【構成】 リン酸四カルシウムおよび/またはリン酸三
カルシウムとリン酸、第一リン酸カルシウムおよび第二
リン酸カルシウムの少なくとも1種とをCa/Pモル比
1.30〜1.40で混合し、水の存在下に摩砕処理し
て反応させることを特徴とするオクタカルシウムホスフ
ェートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バイオセラミックス
(人工骨、歯科材料およびこれらの製造原料など)、吸
着剤などとして有用なオクタカルシウムホスフェート
(以下「OCP」という)の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】OCP、すなわち、一般式:Ca8 2
(PO4 6 ・5H2 Oで示される化合物は、生体内で
の石灰化過程におけるアパタイトの前駆物質のひとつと
されており、歯科材料、人工骨などの主にバイオセラミ
ックス関連分野での新素材として注目されている。
【0003】公知のOCPの製造方法としては、以下の
(1)〜(7)が挙げられる。
【0004】(1)CaHPO4 ・2H2 Oを0.5モ
ルCH3 COONaの中で、pH<6.1の条件で加水
分解して得る方法。
【0005】(2)0.04モルCa(NO3 2
0.03モルNa2 HPO4 とをpH6.5〜6.6の
0.2モルCH3 COONa中に同時に添加し、50℃
〜60℃で熟成して得る方法。
【0006】(3)Ca3 (PO4 2 をpH6付近で
加水分解して得る方法。
【0007】(4)稀薄なCaO−P2 5 −H2 O系
水溶液(Ca濃度0.4〜4ミリモル、P濃度0.8〜
10ミリモル)にアルカリを滴下して得られたものを回
収する方法。
【0008】(5)稀薄なH3 PO4 −NaOH溶液
(リン酸濃度5ミリモル、pH=7.5)にCaCl2
・2H2 Oを加えて約40℃で反応熟成して得る方法。
【0009】(6)脱塩水またはNaCl溶液中にリン
酸とCaCl2 ・2H2 Oとの混合溶液を、pH=5.
0で5時間かけて滴下して得られたものを回収する方
法。
【0010】(7)電気伝導度が300μs/cm以下
の第二リン酸カルシウムスラリーと消石灰スラリーとを
pH<5.5で反応させて得る方法。
【0011】しかしながら、上記(1)〜(7)のいず
れの方法も原料コスト、製造コストおよび廃水処理の面
で改善されるべき諸問題を有している。
【0012】これらの方法のより具体的な問題点として
は、例えば、原料の逐次混合の必要性があること、反応
開始から終了までのpHの制御の必要性があること、反
応物の加温の必要性があること、未反応物および共存不
純物の除去の必要性があること、得られたOCPと大量
の反応水との分離およびその廃水処理の必要性があるこ
と、反応時間が長いこと、収率が低いことなどが挙げら
れる。
【0013】すなわち、製造工程を煩雑にする要因が非
常に多いため、原料コストおよび製造コストが高くな
り、且つ廃水処理に特別な設備が必要である。この様な
事情で、OCPの工業的な製造方法は確立されていな
い。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
問題点を解消または軽減し、高純度のOCPを安価で且
つ大量に製造する方法を提供することを主な目的とす
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の技術
の現状に鑑みて、OCPの収率や純度を低下させること
なく、製造工程を簡略化する方法について鋭意研究を行
なった結果、リン酸四カルシウム(Ca4 (PO4 2
O:以下「4CP」という)および/またはリン酸三カ
ルシウム(Ca3 (PO4 2 :以下「3CP」とい
う)に、リン酸、第一リン酸カルシウムおよび第二リン
酸カルシウムの少なくとも一種を混合して、水の存在下
でこれら混合原料を摩砕処理しながら反応させる場合に
は、従来技術の問題点が実質的に解消または大幅に軽減
できることを見出した。
【0016】すなわち、本発明は、4CPおよび/また
は3CPとリン酸、第一リン酸カルシウムおよび第二リ
ン酸カルシウムの少なくとも1種とをCa/Pモル比
1.30〜1.40で混合し、水の存在下に摩砕処理し
て反応させることを特徴とするオクタカルシウムホスフ
ェートの製造方法を提供するものである。
【0017】本発明において、4CPおよび3CPは、
公知の方法で製造されたものを使用することができる。
4CPおよび3CPの製造方法としては、特に限定され
るものではないが、例えば、CaCO3 粉末とCaHP
4 ・2H2 O粉末とを混合し、1250〜1650℃
で焼成する下記反応式1(4CPの製造方法)および反
応式2(3CPの製造方法)の固相反応法が挙げられ
る。
【0018】反応式1:2CaCO3 +2CaHPO4
・2H2 O →Ca4 (PO4 2 O+2CO2 +5H2 O 反応式2:CaCO3 +2CaHPO4 ・2H2 O →Ca3 (PO4 2 +CO2 +5H2 O 4CPおよび/または3CPの純度は、できるだけ高い
ことが良く、90%以上であることが好ましい。
【0019】4CPおよび/または3CPは、均一に、
混合調整しやすいように予め粉砕しておくことが好まし
い。これらの4CPおよび/または3CPの粉砕物の粒
度は、必ずしも限定されるものではないが、通常0.1
〜150μm程度とし、より好ましくは1〜40μm程
度とする。
【0020】リン酸、第一リン酸カルシウムおよび第二
リン酸カルシウムは、公知の方法で製造したものが使用
できる。例えば、試薬または食品添加物などとして市販
されているものが使用できる。リン酸カルシウムの場合
には、通常、粒度0.1〜90μm程度、より好ましく
は0.5〜40μm程度のものを使用する。
【0021】本発明では、4CPおよび/または3CP
とリン酸、第一リン酸カルシウムおよび第二リン酸カル
シウムの少なくとも1種とを混合し、本発明の反応原料
(以下単に「混合原料」という)とする。
【0022】混合原料中のCa/Pモル比は、通常1.
30〜1.40とし、1.33〜1.36とすることが
より好ましい。ただし、製品中にアパタイトや、第二リ
ン酸カルシウムなどのOCP以外のリン酸カルシウムが
混在していても良い場合には、混合原料のCa/Pモル
比は、1.15〜1.45としても良い。
【0023】本発明では上記混合原料を水の存在下に摩
砕処理を併用して加水反応させることにより、OCPを
主成分として含有する反応生成物を得る。
【0024】本発明において、摩砕処理とは、4CPお
よび/または3CPとリン酸、第一リン酸カルシウムお
よび第二リン酸カルシウムの少なくとも1種とを水の存
在下に良好に接触させる処理をいう。
【0025】混合原料の摩砕方法は、反応原料の摩砕処
理が良好に行なわれるならばどのような方法であっても
良い。摩砕方法としては、高速撹拌による摩砕方法、超
音波撹拌による摩砕方法、振動ミルを使用する摩砕方
法、ボールミルを使用する摩砕方法などが例示される。
【0026】反応時の摩砕処理過程において共存させる
水の量は混合原料100重量部に対し、通常100〜1
000重量部とし、300〜600重量部とすることが
好ましい。なお、常温で液体であるリン酸を使用する場
合については、予め所要量の水と混合して用いるのがよ
り好ましい。
【0027】反応の進行に伴い反応物の液相pHは、変
化していくが、その範囲は、通常OCPの生成に適した
範囲内(pH5〜8)にある。そのため反応中での液相
pH調節は、特に行なう必要はない。
【0028】反応時間は、一般的に混合原料のCa/P
モル比、反応温度などにより変化する。本発明におい
て、反応は、常温で3〜5時間程度で終了する。
【0029】本発明においては、上記の様に常温でも通
常3〜5時間程度で反応が終了するので、反応物を加熱
または保温して反応を促進させることは、特に必要では
ない。
【0030】本発明においては、反応に必要な水量が少
ないため(従来技術の約1/10〜1/20)、反応終
了後、反応生成物を熟成した後、水を濾過分離する必要
はなく、反応生成物をそのまま乾燥してOCPを得るこ
とができる。
【0031】本発明において、乾燥は、通常5〜24時
間程度で完了するが、反応終了後の生成物をさらに濾過
することにより、乾燥時間を短縮することができる。
【0032】乾燥温度は、特に限定されないが、50℃
〜80℃程度とすることが好ましい。50℃未満では乾
燥に長時間を必要とするため生産性が低下するのに対
し、80℃を超える温度では得られたOCPがアパタイ
トへ転化しやすくなる。
【0033】このようにして得られたOCP中には、従
来技術により得られたOCP中に含まれるNa+
+ 、Cl- 、NO3 - 、CH3 COO- などの不純物
を全く含有しないため、通常は、反応生成物の洗浄を行
なう必要がない。
【0034】また、OCPの使用目的により不純物の分
離や洗浄を特に必要としない場合は、混合原料を構成す
る上記化合物以外のリン酸塩、リン酸以外の酸のカルシ
ウム塩も原料として使用することが可能である。
【0035】これらリン酸塩としては、リン酸ナトリウ
ム、リン酸カルシウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリ
ン酸カルシウムなどが例示される。
【0036】また、カルシウム塩として使用されるリン
酸以外の酸としては、カルボン酸および無機酸が使用で
きる。
【0037】カルボン酸としては、乳酸、クエン酸、酒
石酸、コハク酸などが例示される。
【0038】無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸などが
例示される。
【0039】上述した方法により得られたOCPの定性
は、粉末X線回折により行なう。
【0040】
【発明の効果】本発明の方法により、簡便な操作で高純
度のOCPを効率的に得ることができる。具体的には、
本発明の方法は、下記の効果をもたらすものである。
【0041】(1)各原料は、最初に一度に投入すれば
よく、数時間かけて少量ずつ混合する必要がない。
【0042】(2)反応は、常温でも速やかに進行する
ため、加熱したり保温したりする必要は特にない。
【0043】(3)反応過程でpHを調節する必要がな
い。
【0044】(4)pH調整剤を使用しないため、それ
らによる生成物の汚染がなく、洗浄の必要がない。
【0045】(5)基本的にカルシウムとリンのみを含
む原料で合成できるため、リン酸カルシウム以外の不純
物の混入がない。
【0046】(6)反応に要する水の量が従来に比して
1/10〜1/20ですむため、生成物と水の濾過分離
を行なう必要がない。
【0047】(7)廃水は汚染されておらず、排出量も
極めて少ないので、実質的に廃水処理を行なう必要がな
い。
【0048】
【実施例】以下に実施例を示す。本発明は、以下の実施
例のみに限定されるものではない。
【0049】実施例1 4CP粉末183.1gと4.9%リン酸水溶液100
0gとを容量3リットルのビーカーに投入し(混合原料
のCa/Pモル比=1.33)、超音波をかけながらミ
キサーで内容物を高速撹拌した。
【0050】4時間後に内容物を取り出し、60℃で乾
燥した。
【0051】図1にAとして示すように、生成物のX線
回折図は、OCPの単一相を示した。
【0052】比較例1 特別な摩砕処理は行なわず、混合原料が沈降凝集しない
程度に撹拌した以外は、実施例1と同じ操作を行なっ
た。
【0053】図2にFとして示すように、生成物のX線
回折図は、OCP、第二リン酸カルシウムおよびハイド
ロキシアパタイトの混合物であった。
【0054】実施例2 4CP粉末146.5g、CaHPO4 ・2H2 O粉末
258.1g、水1500gおよびジルコニア製ボール
(10mmφ)5kgを容量3.6リットルのアルミナ
製ポットに投入し、密封した(混合原料のCa/Pモル
比=1.35)。
【0055】ポットを5時間回転させた後、内容物を取
り出し、60℃で乾燥した。
【0056】図1にBとして示すように、生成物のX線
回折図は、OCPの単一相を示した。
【0057】比較例2 特別な摩砕処理は行なわず、混合原料が沈降凝集しない
程度に撹拌した以外は、実施例2と同じ操作を行なっ
た。
【0058】図2にGとして示すように、生成物のX線
回折図は、OCP、ハイドロキシアパタイトおよび未反
応の第二リン酸カルシウムの混合物であった。
【0059】実施例3 3CP粉末173.7g、Ca(H2 PO4 2 ・H2
O粉末25.2gおよび水1000gを容量3リットル
のビーカーに投入し(混合原料のCa/Pモル比=1.
35)、超音波をかけながらミキサーで内容物を高速撹
拌した。
【0060】4時間後に内容物を取り出し、60℃で乾
燥した。
【0061】図1にCとして示すように、生成物のX線
回折図は、OCPの単一相を示した。
【0062】比較例3 特別な摩砕処理は行なわず、混合原料が沈降凝集しない
程度に撹拌した以外は、実施例3と同じ操作を行なっ
た。
【0063】図2にHとして示すように、生成物のX線
回折図は、OCP、第二リン酸カルシウムおよび未反応
の3CPの混合物であった。
【0064】実施例4 3CP粉末155.1g、CaHPO4 ・2H2 O粉末
57.3g、水1000gおよびジルコニア製ボール
(10mmφ)5kgを容量3.6リットルのアルミナ
製ポットに投入し、密封した(混合原料のCa/Pモル
比=1.38)。
【0065】ポットを3時間回転させた後、内容物を取
り出し、60℃で乾燥した。
【0066】図1にDとして示すように、生成物のX線
回折図は、OCPの単一相を示した。
【0067】比較例4 特別な摩砕処理は行なわず、混合原料が沈降凝集しない
程度に撹拌した以外は、実施例4と同じ操作を行なっ
た。
【0068】図2にIとして示すように、生成物のX線
回折図は、OCP、未反応の第二リン酸カルシウムおよ
び未反応の3CPの混合物であった。
【0069】実施例5 4CP粉末36.6g、3CP粉末62.1g、CaH
PO4 粉末81.6g、水1000gおよびジルコニア
製ボール(10mmφ)5kgを容量3.6リットルの
アルミナ製ポットに投入し、密封した(混合原料のCa
/Pモル比=1.33)。
【0070】ポットを4時間回転させた後、内容物を取
り出し、60℃で乾燥した。
【0071】図1にEとして示すように、生成物のX線
回折図は、OCPの単一相を示した。
【0072】比較例5 特別な摩砕処理は行なわず、混合原料が沈降凝集しない
程度に撹拌した以外は、実施例5と同じ操作を行なっ
た。
【0073】図2にJとして示すように、生成物のX線
回折図は、OCP、第二リン酸カルシウムおよび未反応
の3CPの混合物であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1〜5で得られた生成物のX線
回折結果を示すチャートである。
【符号の説明】
A.実施例1の生成物 B.実施例2の生成物 C.実施例3の生成物 D.実施例4の生成物 E.実施例5の生成物
【図2】本発明の比較例1〜5で得られた生成物のX線
回折結果を示すチャートである。
【符号の説明】
F.比較例1の生成物 G.比較例2の生成物 H.比較例3の生成物 I.比較例4の生成物 J.比較例5の生成物

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リン酸四カルシウムおよび/またはリン酸
    三カルシウムとリン酸、第一リン酸カルシウムおよび第
    二リン酸カルシウムの少なくとも1種とをCa/Pモル
    比1.30〜1.40で混合し、水の存在下に摩砕処理
    して反応させることを特徴とするオクタカルシウムホス
    フェートの製造方法。
JP6003983A 1994-01-19 1994-01-19 オクタカルシウムホスフェートの製造方法 Pending JPH07206411A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010110404A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 Tohoku Univ 人工骨材
IT201900009441A1 (it) * 2019-06-19 2020-12-19 Univ Degli Studi Cagliari Metodo di sintesi della molecola Ottacalcio Fosfato
KR20220121675A (ko) * 2021-02-25 2022-09-01 주식회사 바이오트리 인산8칼슘 골 시멘트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인산8칼슘 골 시멘트
JP2022132070A (ja) * 2021-02-26 2022-09-07 ヒューデンス バイオ カンパニー,リミテッド 医療用無機バインダー及びこれを用いた骨代替材料の製造方法

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