JPS63159207A - 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改良された製造方法に関する
ものである。さらに詳しくいえば、本発明は、人工骨材
料、人工歯根材料、耳小骨材料などの生体材料をはじめ
、液体クロマトグラフィー用カラム充てん剤、肥料、湿
度センサーなどに有用な水散アパタイトを、穏やかな条
件で短時間に工業的有利に製造する方法に関するもので
ある。

従来の技術 近年、医療技術の発展に伴い、人工関節、人工骨、人工
歯根などを生体内に埋入し、失われた生体の一部や機能
を回復させる治療方法が開発され、広く行われている。

これらの人工骨材の素材としては、骨や歯などの生体無
機質の組成と近似し、生体に対して毒性がなく、かつ骨
との結合性や新生骨との置換性などに優れたものが好ま
しいとされ、このような要件を満たすものとして、水酸
アパタイトやβ−リン酸三カルシウムなどの生体親和性
リン酸カルシウムが注目され、これらの材料を用いて人
工歯根ｔ−調調製ることが提案されている（例えば特開
昭５６−５４８１号公報参照）。

ところで、水酸アパタイトやβ−リン酸三カルシウムの
製造法には、乾式法と湿式法とがあり、例えば水酸アパ
タイトの乾式製造法として、リン酸水素カルシウムと過
剰の酸化カルシウムとを９００〜１３００℃の高温下に
おいて水蒸気気流中で反応させて、水酸アパタイトを製
造する方法が知られている。しかしながら、この方法は
操作が複雑である上に、装置費が高くつき、製造コスト
の上昇を免れないという欠点を有している。

また、生体温度３７℃、生理的ｐＨ７，１〜７．４の条
件下で、０．５モル／ｌのカルシウムとリン酸水溶液と
を反応させる湿式法によって、水酸アパタイトヲ裂遺し
うろことも知られている。しかしながら、この湿式法は
、温度及びｐＨを厳密にコントロールする必要がある上
に、水酸アパタイトの生成に長時間を要するなどの問題
があって、実用的な方法とはいえない。

一方、β−リン酸三カルシウムの展進方法としては、例
えばリン酸水素カルシウムを８００〜１０００℃の温度
で仮焼してβ−ピロリン酸カルシウム（β−ｃａ２ｐ２
０７）に転化し、これと炭酸カルシウムと？約１：ｌの
モル比で、ボットミルやボールミルなどを用いて湿式混
合し、次いでこの混合粉末’ｉ　１０００〜−１００℃
の範囲の温度で焼成して、β−リン酸三カルシウムを製
造する乾式法が知られている。しかしながら、この方法
においては、リン酸水素カルシウムの仮焼操作や、β−
ピロリン酸カルシウムと炭散カルシウムとの混合粉末の
焼成操作が必要であって、プロセスが複雑である上に、
装置費が高くつき、製造コストの上昇を免れない。

また、β−リン酸三カルシウムの湿式製造方法として、
水酸カルシウムの水性スラリーとリン駿水溶液とを中和
反応させる方法や、硝酸カルシウム水溶液とリン酸水素
アンモニウム水溶液とを反応させる方法などが知られて
いる。しかしながら、前者の方法においては１反応熱が
大きくて、反応系の温度コントロールが困難である上に
、ｐＨを６〜７の一定に保持しないと、種々のカルシウ
ム／リン原子比をもつ粒子が生成して、均質な粒子が得
られないという問題があシ、また、後者の方法において
も、ｐＨや液温を一定に保持しないと種々のカルシウム
／リン原子比をもつ粒子が生成して不均質になるため、
そのコントロールに十分な注意が必要であるなどの問題
を有している。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、このような従来の生体親和性リン酸カルシウ
ムの展進方法が有する欠点を改良し、複雑な装置を用い
ることなく、かつｐＨや温度の厳密なコントロールを必
要としない簡単な操作によって、穏やかな条件で短時間
に生体親和性リン酸カルシウムを製造する工業的に有利
な方法を提供することを目的としてなされたものである
。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、生体親和性リン酸カルシウムを工業的有
利に製造する方法を開発するために鋭意研究を重ね比結
果、炭酸カルシウム粉末とリン酸水素カルシウム又はそ
の二水和物の粉末とを特定の割合で用いて水性スラリー
ｆｔ調裂し、次いでこのスラリーを特定の機械的条件で
摩砕しながら反応させることによシ、水酸アパタイトが
容易に得られることを見出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至り之。

すなわち、本発明は、炭酸カルシウム粉末とリン酸水素
カルシウム又はその二水和物の粉末とを、カルシウム原
子のリン原子に対する原子比が１．５〜１．６７の範囲
になるような割合で用いて水性スラリーを調失し、次い
でこのスラリーを湿式粉砕機によシ摩砕混合しながら反
応させることを特徴とする水酸アバζイトの農道方法を
提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明方法においては、！ず原料として炭酸カルシウム
粉末とリン酸水素カルシウム又はその二水和物の粉末と
を、カルシウム原子のリン原子に対する原子比が１．５
〜１．６７の範囲になるような割合で用いて、水性スラ
リーを調製する。前記原子比が１．５未満では、生成物
中にβ−リン酸三カルシウムや未反応のリン酸水素カル
シウムの含有量が多くて、水酸アパタイトの純度が低く
、また１、６７を超えると生成物中に未反応の炭酸カル
シウムの含有量が多くなシ、水酸アパタイトの純度が低
下する。

また、スラリー濃度は１通常５〜４０重量％の範囲で選
ばれる。この濃度が５重量％禾満では濃度が低すぎて実
用的でなく、一方４０重量％を超えると反応性か低下す
るので好ましくない。

次に、このようにして調表された水性スラリーを、好ま
しくは２０〜５０℃の範囲の温度において、湿式粉砕機
により摩砕混合しながら反応させる。この際使用する摩
砕装置としては、例えばボールミル、レッドデビルミル
（ペイントコンディショナー）、振動ミル、コロイドミ
ルなどを用いることができる。湿式粉砕機を用いない摩
砕混合は反応がスムースに進行せず、かつ純度の高い均
質な水酸アパタイト力Ｉ得られない。

このような条件で摩砕することにより、リン酸水素カル
シウムと炭酸カルシウムは徐々に溶解し、あたかも均一
系反応のよりな状態が得られ、微細で均質な粒子の水酸
アパタイトが生成する。この際、従来の湿式法と異な夛
、ｐＨ調整を行う必要は全くない。ま友反応時間は反応
温度や剪断応力によって左右されるが、一般的には３０
分ないし５時間程度で十分である。

このようにして８反応させたのち、ろ過や遠心分離など
の手段によシ反応生成物をとり出し、好ましくは４０〜
２００℃の範囲の温度で乾燥することにより、微細で均
質な純度の高い水酸アパタイトの乾燥粉末が得られる。

この乾燥粉末を６００〜１２００℃の範囲の温度で焼成
することにより、強度の良好な水酸アパタイト焼結体か
得られる。

発明の効果 本発明方法は、原料として炭酸カルシウム粉末と、リン
酸水素カルシウム又はその二水和物の粉末を用い、湿式
法で水酸アパタイトを製造する方法であって、この方法
によると、複雑な装置や。

ｐＨ及び温度の厳密なコントロールを必要とせず、極め
て簡単な操作によって、穏やかな条件で短時間に、微細
で均質な純度の高い水酸アパタイトが得られる。

本発明方法で得られた水酸アパタイトは１例えば人工骨
材料、人工歯根材料、耳小骨材料などの生体材料をはじ
め、液体クロマトグラフィー用カラム充てん剤、肥料、
湿度センサーなどに好適に用いられる。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 容量２５０−のポリ容器中に、径５ｆｍのアルミナボー
ルｚｏｏｒ、！Ｊン酸水素カルシウム・三水和物粉末１
８Ｆ、炭酸カルシウム粉末７ｆ及び水１００２を入れ、
レッドビルミルを用い、２５℃で１時間摩砕混合した。

なお、カルシウム／リン原子比は１．６７であった。

次いで、スラリーをろ過して、固体生成物をとり出し、
１００℃で乾燥したのち、９００℃で６０分間焼成した
。このものは、　Ｘ！ｓ回折によシ水酸アパタイトであ
ることが確認された。このＸ線回折チャートを第１図に
示す。

実施例２ 実施ガニにおいて、水の量ｔ−６Ｏｆに変え、かつ焼成
温度を８００℃に変えた以外は、実施例１と全く同様な
操作を行った。得られたものはＸ線回折より水酸アパタ
イトであることが確認されに０このＸ線回折チャートを
＠２図に示す。

実施例３ 容量２５０−のポリ容器中に、径５　ｘｍのアルミナボ
ール２００り、リン酸水素カルシウム・三水和物粉末１
８．４ｆ、炭酸カルシウム粉末６，６２及び水１００９
　ｆ入れ、レッドピルミルを用い、２５℃で１時間摩砕
混合した。なお、カルシウム／す／原子比は１．６２で
あった。

次いで、スラリーヲろ過し、固体生成物をとり出し、１
３０℃で乾燥した。このものは、Ｘ線回折結果より、水
酸アパタイトであることが確認された。このＸ線回折チ
ャー）１第３図に示す。

比較例 実施例３において、リン酸水素カルシウム・三水和物粉
末の量を１４．、Ｍ、炭酸カルシウム粉末の量を１０．
７ｆに変えた以外は、実施例３と全く同様な操作を行っ
た。得られたものは、Ｘ線回折結果より、水酸アパタイ
トと未反応炭酸カルシウムの混合物であることが確認さ
れ友。このＸ線チャートを第４図に示す。なお、カルシ
ウム／リン原子比は１．７５であった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、それぞれ本発明の実施例
で得られた水酸アパタイトのｘｉ１回折チャート、第４
図は比較例で得られた水酸アパタイトと炭酸カルシウム
との混合物のＸ＠回折チャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　炭酸カルシウム粉末とリン酸水素カルシウム又はそ
   の二水和物の粉末とを、カルシウム原子のリン原子に対
   する原子比が１．５〜１．６７の範囲になるような割合
   で用いて水性スラリーを調製し、次いでこのスラリーを
   湿式粉砕機により摩砕混合しながら反応させることを特
   徴とする水酸アパタイトの製造方法。