JPS6246908A - 水酸アパタイトの製造方法 - 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 本発明は水酸アパタイトの製造方法に関する。

水酸アパタイトは一般式 ％式％ （ただし、ｎはＯ〜２．５　＋　Ｚは０〜ｌを表わす）
の化学組成を有し、生体内の歯骨の主成分と近似したも
ので、人工歯根１人工骨、あるいはそれらの充填材とし
て有用なものである。また生体高分子や生体有害有機質
あるいは無機質イオンの吸着剤としても作用するもので
ある。

従来技術 °、従来の水酸アパタイトの製造方法としては、（１）
　　固相反応法 （２）、水熱反応法 （３）　　沈殿反応法 （４）　　加水分解法が知られている。

（１）の固相反応法は１０００℃以上の高温で水蒸気共
存下で焼成する方法であり、また（２）の水勢反応法も
密封耐圧容器と高圧下で行うため、いずれも　　　□反
応装置が高価となり、かつ得られる水酸アバタ　　　゛
□イト粉末は、前記用途に適さない不利な面を持ってい
る欠点があった。

（３）の沈殿反応法は、得られる水酸アパタイト粉末は
高活性で易焼結性であるが、沈殿物がコロイド状となる
ため、取扱いが不便であると共に不純物イオンの洗浄除
去が困難であり、かつ化学組成の再現性が悪い欠点があ
る。

（４）の加水分解法は前記（３）の方法を改良１〜だ方
法であり、例えば、ＣａＨＰＯ４１またはＣａＨＰＯ，
−２Ｈ２Ｏと水のスラリー溶液を、ｐＨ１０以下の塩基
性に保ちなからＣａ（ＯＨ）２を連続的または断続的に
供給する方法が知られている。しかしながら、この方法
では反応温度５０℃で４０時間以上という長時間を要す
る欠点があった（特開昭６０−５００９号公報）。

また、この場合、ｎ−ペンタンやｔｅｒｔ−ブタノール
等の有機溶媒の共存下においては、Ｃａ（ＯＨ）　。

の添加を２時ｆ’ＪＩ　Ｋ短縮し得られるが−（特開昭
５８−１９０８０７号、特開昭５９−２１７６１０号）
、有機溶媒を必要とし、その後処理も面倒となる欠点が
あった。

発明の目的 本発明は前記（４）の加水分解法における欠点を解消す
べくなされたもので、その目的は有機溶媒を使用するこ
となく、短時間に所望のＣａ／Ｐモル比を有する水酸ア
パタイトを製造する方法を提供するにある。

発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく、難水溶性リン酸カ
ルシウムの加水分解による水酸アパタイトの生成反応機
構を調べた結果、第１段階にｃａ、”ｐ第２段階として
この水酸アパタイトがＣａを吸収してＣａ／Ｐモル比が
１．６７へと変化して行くことを究明した。従゛つて、
先ず難水溶性リン酸カル／ウムを加水分解した後に、こ
れにＣａを添加し又Ｃａ／Ｐモル比を増加させると、水
酸アパタイトは短時間に容易に製造し得られることが分
った。この知見に基いて本発明を完成した。

本発明の要旨は難水溶性リン酸カルシウムを塩基性水溶
液中で加水分解させて、Ｃａ／Ｐのモル比が１．６７よ
り小さい非化学短筒性の水酸アパタイトとなし、これに
、塩基性水溶液の下でカルンウムイオンを添加してＣａ
／Ｐモル比を１゜６７までの任意の比まで増加させるこ
とを特徴とする水酸アパタイトの製造方法にある。

難水溶性リン酸カルシウムとしては、例えばｃａｎｐｏ
４・２Ｈ２０１ＣａＨＰＯ，、Ｃａ３（ＰＯ，）２が挙
げられる。しかし、これに限定されるものではない。

本発明の製造方法の第一段階におけるこれら難水溶リン
酸カルシウムの加水分解の基本反応式を示すと次の通り
である。

（１Ｏ−Ｚ）ＣａＨＰＯ，−２Ｈ２０＋　（（２−Ｚ）
　＋ｎ　）　Ｈ２０→Ｇ　ａ、ｏ−７，（ＨＰＯ，）ｚ
（ＰＯ，）　６−ｚ（ＯＨ）２−ｚ　ＨｎＨ２Ｏ＋　（
ａ−ｚ）Ｈ３ＰＯ４＋２（＋ｏ−ｚ）Ｈ，，０（１０−
Ｚ　）ＣａＨＰＯ４１（２−Ｚ）＋ｎ）　Ｈ２０→Ｃａ
　＋　Ｏ−ｚ　（ＨＰ　０４　）　Ｚ　（Ｐ　Ｏａ　）
　ｂ　−ｚ　（ＯＨ）　２−ｚ−ｎ　Ｈ２０＋　（４−
ｚ）Ｈ，ＰＯ。

（１０−ｚ　）　ｃａ、（ｐｏ、）　２　＋（３（２−
ｚ　）　＋３ｎ　、）　Ｈ２０→３Ｃａ、、２（ＨＰＯ
，）ｚ（Ｆ０４）６−２（ＯＨ）２−ｚ−ｎｌ（２０”
　２　（＋　−ｚ）Ｈ，ＰＯ。

この場合、Ｃａ２＋の共存またはｐＨが高すぎても低す
ぎても水酸アパタイトの生成は起り難い。従って、Ｃａ
　　は添加せず、また、ｐＨは第１図及び第２図に示す
範囲に保って加水分解させる。

第２段階において、Ｃａ　　を添加ｌ−て吸収反応させ
る。その反応式を示すと次の通りである。

Ｃａ、ｏ−ｚ（ＨＰＯ４）７Ｊ（ＰＯ４）６−ｚ（ＯＨ
）２−ｚ−ｎＨ２０＋ＺＣａ２″′＝＋　ｚＯＨ−−＋
　Ｃａ、。（ＰＯ４）６（ＯＨ２）＋　ｚＨ”　＋　ｎ
　Ｈ，、Ｌ）この場合、ｐＨを高くする稈Ｇａ２＋は良
く吸収叡れる（第３図参照）ので、ｐＨ９以上であるこ
とがよりＯ ｐＨを腔部する塩Ｉ、性物質としては、例えばＮａＯＨ
Ｉ　ＫＯＨＩ　Ｃａ（ＯＨ）２１　ＮＨ，ｌ　ＮＨ，０
ＨＩＮＨ２ＣＣＣＨ，、Ｇ）。

（Ｃ）１５）４ＮＯＨ等が挙げられる。

また、Ｃａ　　源としては、例えば、ＣａＣｌ２−２Ｈ
２ＣＬｃａｏ　ｌ　ＣａＦ２Ｔ　ＣａＣＯ３，（ＣＨ，
Ｃ００）２Ｃａ等が挙げられる。

加水分解反応は原料の難水溶性リン酸カルシウムに適度
の水を加え、ｐＨをアルカリ性となした後加熱環流する
。加熱環流数時間にしてＣａ／’Ｐ　＝１．５０程度の
非化学ｆｉｌ論的な水酸アパタイト（こ表化される。

その後Ｃａ　　を添加し、更にアルカリを加えて加熱環
流を続ける。この時Ｃａ　　の添加量及び反応時間を制
御することによりＣａ／Ｐが１．５０〜１．６７１での
水酸アパタイトが得られる。この時のｐＨは出来るだけ
窩い方が反応時間が速いので、通常はｐＨ９以上（第３
図参照）であるのがよい。加熱環流によりＯａ／Ｐ＝１
．６７に転化した水酸アパタイトを分離する。例えばｒ
過し、洗浄することによって高純度の水酸アパタイトが
得られる。

実施例１゜ ＣａＨＰＯ４４Ｈ２０２ｔ　、水２００　ｍｌをビーカ
ーに仕込み、攪拌しながら加熱して４０℃に昇温し、Ｎ
ｕ４０ｆ（でｐＨを８に保ち約３時間反応させた。この
時ビーカー内の粉末はＣａ／Ｐ　＝　１．５０の水酸ア
パタイトに転化していた。これに０ａＣ１２・２）１２
０２　Ｆを加えてＮＨ４０ＨでＰＨをｌＯとし、更に反
応を進めた。

３時間後ビーカー内の液をｒ別し、乾燥した。得られた
ものは白色のＯａ／Ｐ＝１．６７の水酸アパタイト粉末
であった。

実施例２゜ ＣａＨＰＯ，ｓ　ｙ　、水１５０１をヒーカーニ仕込ミ
、帽拌しながら加熱して８０℃に昇温させた。これにＮ
Ｈ，ＯＨを添加してｐＨを９とし、約１時間反応させた
。そのｕ、　ｃａｃｔ２・２Ｈ２０を５７加えて、１．
Ｏｆ−！でｐＨを９にし反応を進めた。２時間後を別し
て乾燥し白色粉末を拐だ。この粉末はＣａＨＰＯ４，６
２の；水酸アパタイトであった。

実施例３ α−ＴｃＰ（Ｃ！ａ、（ＰＯ，）２）　５　Ｙ　、水１
５０　ｍをビーカーに仕込み、攪拌しながら加熱し８０
℃に昇温した。

これにＮＨ，０）１を添加してｐＨを１０に保ち約２時
間反応させた。その後、ＣａＣｌ２・２Ｈ２０を１．５
２加え、ＮＨ４０）ｉでｐＨを９にして、反応を進めた
。約２時間反応別し乾燥して白色粉末を得た。この粉末
はＯａ／Ｐ　＝　１　、６７の水酸アパタイトであった
。

発明の効果 本発明は次のような優れた効果を有する。

（１）　　従来の非有機溶媒系における沈殿法に比べて
、製造時間は約−ですみ、しかも容易に安定してｌＯ ＣａＨＰＯ４，６７の水酸アパタイトを製造することが
できる。

（２）　　従来の固相反応法や水熱反応におけるような
高温で耐圧容器を必要とせず、１００℃以下の低温で短
時間に水酸アパタイトを製造することができる。

（３）　　Ｃａ２＋イオンの供給量及びその反応時間を
制御することにより、Ｃａ／Ｐのモル比を１．５０〜１
．６７の任意組成の水酸アパタイトとなし得る。

（４）・出発原料の粉末形状を継承した水酸アパタイト
になり易いため、沢過・洗浄も容易で高純度のものとな
し得る。

【図面の簡単な説明】

紀１図はＣａＨＰＯ４・２Ｈ２０の加水分解におけるｐ
Ｈと水酸アパタイトの生成率との関係図、第２図はＣａ
ＨＰＯ４・２Ｈ２０の加水分解生成物のＸ線回折図、第
３図はＣａ　　ｌｌ収反応におけるｐＨと生成水酸アパ
タイトのＣａ／Ｐモル比との関係図を示す。 特許出願人　科学技術庁無機材質研究所長後　　藤　　
　　　優 第　　１　　図 Ｈ 第　　２　　図 第　　３　　区 Ｈ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）難水溶性リン酸カルシウムを塩基性水溶液中で加水
   分解させて、Ｃａ／Ｐのモル比が１．６７より小さい非
   化学量論性の水酸アパタイトとなし、これに、塩基性水
   溶液の下でカルシウムイオンを添加してＣａ／Ｐモル比
   を１．６７までの任意の比まで増加させることを特徴と
   する水酸アパタイトの製造方法。 ２）難水溶性リン酸カルシウムが、ＣａＨＰＯ＿４、Ｃ
   ａＨＰＯ＿４・２Ｈ＿２Ｏ、Ｃａ＿３（ＰＯ＿４）＿２
   である特許請求の範囲第１項記載の水酸アパタイトの製
   造方法。