PL226650B1 - Sposób otrzymywania syntetycznego hydroksyapatytu zawierającego jony srebra - Google Patents
Sposób otrzymywania syntetycznego hydroksyapatytu zawierającego jony srebraInfo
- Publication number
- PL226650B1 PL226650B1 PL402212A PL40221212A PL226650B1 PL 226650 B1 PL226650 B1 PL 226650B1 PL 402212 A PL402212 A PL 402212A PL 40221212 A PL40221212 A PL 40221212A PL 226650 B1 PL226650 B1 PL 226650B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solution
- hydroxyapatite
- mol
- silver
- molar ratio
- Prior art date
Links
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 title claims description 47
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 title claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 81
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 44
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical group [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 26
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 20
- -1 silver ions Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 10
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 8
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 claims description 3
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 claims description 2
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 claims description 2
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 18
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 17
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 16
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 15
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 13
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 101100283604 Caenorhabditis elegans pigk-1 gene Proteins 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 4
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229910000161 silver phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910014497 Ca10(PO4)6(OH)2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 2
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002483 Cu Ka Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000588722 Escherichia Species 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- 206010053615 Thermal burn Diseases 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 210000004268 dentin Anatomy 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 210000000416 exudates and transudate Anatomy 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 231100000025 genetic toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 230000001738 genotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- FJOLTQXXWSRAIX-UHFFFAOYSA-K silver phosphate Chemical compound [Ag+].[Ag+].[Ag+].[O-]P([O-])([O-])=O FJOLTQXXWSRAIX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940019931 silver phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania syntetycznego hydroksyapatytu zawierającego jony srebra, wprowadzone do jego struktury.
Hydroksyapatyt syntetyczny posiada strukturę krystaliczną tożsamą ze strukturą składnika mineralnego tkanki kostnej, szkliwa zęba i zębiny, co nadaje mu właściwości biokompatybilne. Z literatury i praktyki wiadomo, że po wszczepieniu hydroksyapatytu do organizmu żywego, składniki struktury hydroksyapatytu dość łatwo ulegają wymianie z jonami znajdującymi się w płynach ustrojowych.
W dotychczasowej praktyce chirurgicznej, do rekonstrukcji ubytków kości stosuje się na coraz większą skalę hydroksyapatyt syntetyczny tzn. fosforan wapnia o składzie chemicznym i strukturalnym zbliżonym do mineralnego składnika tkanki kostnej i zębów.
Ponieważ skład chemiczny i struktura krystaliczna syntetycznego hydroksyapatytu są zbliżone do mineralnego składnika kości, pełni on skutecznie rolę substytutu tkanki kostnej. Stosuje się go w postaci proszku lub pasty do wypełniania ubytków kości, spowodowanych chorobą lub nieszczęśliwym wypadkiem, w postaci kształtek ceramicznych lub w postaci powłok naniesionych na implanty metaliczne (np. endoprotezy stawu biodrowego lub kolanowego wykonane ze stopów tytanu).
Hydroksyapatyt syntetyczny wszczepiony do żywego organizmu nie jest przez ten organizm resorbowany, natomiast, wypełnia istniejącą w kości lukę, lub tworzy warstwę bioaktywną pomiędzy implantem metalicznym a kością. Bioaktywność hydroksyapatytu polega na tym, że na jego powierzchni narasta nowa naturalna tkanka kostna w wyniku działalności komórek kościotwórczych (osteoblastów).
W literaturze opisane są szeroko dwie najczęściej stosowane metody syntezy hydroksyapatytu
- suche i mokre.
Metody suche polegają na prażeniu mieszanin fosforanów wapnia o stosunku molowym Ca/P = 1,67 w atmosferze pary wodnej w temperaturach powyżej 1000°C.
Metody mokre oparte są na strącaniu fosforanu wapnia o stosunku molowym Ca/P zbliżonym do 1,67 z wodnego roztworu fosforanów związkami wapnia, a w niektórych przypadkach również prażeniu go w temperaturze powyżej 1000°C. Są to reakcje zachodzące w wodnych roztworach bądź zawiesinach opierające się na reakcjach zobojętniania kwasów i zasad, np. H3PO4 i Ca(OH)2 lub soli wapniowych, np. CaCl2, Ca(NO3), (CH3COO)2Ca z fosforanowymi np. Na2HPO4, NaH2PO4, (NH4)2HPO4.
Przykładowo, opisy patentowe PL 103 759 oraz PL 190 486 opisują szczegółowo sposoby otrzymywania czystych, monofazowych, nie domieszkowanych innymi związkami ani jonami, fosforanów wapnia metodami mokrymi, powszechnie stosowanymi w technologii ceramiki.
Opis patentowy PL 103 759 ujawnia sposób wytwarzania metodą mokrą, nie domieszkowanego proszku fosforanu wapnia - ortofosforanu dwuwapniowego o wzorze chemicznym CaHPO4XH2O z użyciem kwasu ortofosforowego i soli wapniowych.
Z kolei opis patentowy PL 190 486, przedstawia sposoby wytwarzania metodą mokrą proszków fosforanów wapnia, będących mieszaniną hydroksyapatytu (Ca10(PO4)6(OH)2) i fosforanu trójwapniowego (Ca3PO4) lub czystym fosforanem trójwapniowym, przy czym w syntezie fosforanów wapnia stosuje się substraty w postaci zawiesiny wodorotlenku wapnia i roztworu kwasu ortofosforowego,
2a produkty finalne mogą zawierać w strukturze jony HPO42-, pochodzące od kwasu użytego w syntezie.
Znana jest też mechanochemiczna metoda otrzymywania hydroksyapatytu, lecz jednak nie jest ona powszechnie stosowana.
Biologiczna aktywność srebra jest znana od czasów starożytnych. Rozcieńczony roztwór azotanu srebra, ze względu na bakteriobójcze właściwości jest wykorzystywany w leczeniu oparzeń i wszelkiego rodzaju ran.
Antybakteryjne jego działanie wobec takich bakterii jak Staphylococus aureus, Streptococus, Pseudomonas i Escherichia jest opisane w literaturze (Klasen H. J. Historical review of the use of silver in the treatment of burns. Early uses. Burns 26, (2000b), 117-130).
Rozcieńczony 0,01% wag. roztwór azotanu srebra działa umiarkowanie przeciwbakteryjnie i może być stosowany na błony śluzowe, a w stężeniu 0,1% wag. zabija większość komórek drobnoustrojów. Natomiast roztwór 5% wag. AgNO3 jest stosowany, jako środek odkażający w rozległych oparzeniach.
Na rynku medycznym dostępne są kompresy, o handlowej nazwie Silver Cel, Aquacell Ag, na bazie srebra, które skutecznie uwalniają jony Ag+ pod wpływem płynu wysiękowego z rany.
PL 226 650 B1
Z literatury przedmiotu wynika, że srebro stosowane w niewielkich ilościach nie tylko jest nietoksyczne dla organizmu żywego, ale że pobudza szereg komórek żywych takich jak limfocyty, fibroblasty, osteoblasty do wzmożonej aktywności (Bosetti M. et al Silver coated materials for external fixation devices; in vitro biocompatibility and genotoxicity, Biomaterials 23, (2002), 887-892).
Z cytowanej publikacji wynika, że pierwiastek Ag może odegrać korzystną rolę w chirurgii kości, po pierwsze, dlatego że jest biozgodny, a po drugie, dlatego że ma korzystny wpływ na aktywność osteoblastów. Osteoblasty z kolei są to komórki kościotwórcze, które, jak wynika z ich nazwy, są odpowiedzialne za odbudowę kości.
W związku z powyższym, przedmiotem badań licznych ośrodków naukowych jest uzyskanie przeznaczonego do zastosowań biomedycznych hydroksyapatytu syntetycznego z zawartością srebra. Przykładowo w publikacji W. Chen, Y. Liu, H.S. Courtney, M. Bettenga, C.M. Agrawal, J. D. Bumgardner, J. L Ong, „In vitro anti-bacterial and biological properties of magnetron co-sputtered silver-containing hydroxyapatite coating”, Biomaterials, 27 (2006), 5512-5517) ujawniono zastosowanie zaawansowanej technologii osadzania pokryć z wykorzystaniem rozpylania magnetronowego dla uzyskania cienkiej powłoki hydroksyapatytowej ze srebrem metalicznym. W przedstawionej metodzie aktywnymi tarczami (tzw. targetami) były: hydroksyapatyt (HAp) oraz srebro (Ag), przy czym autorzy publikacji nie podają żadnej specyfikacji dotyczącej pochodzenia oraz sposobu przygotowania tarcz.
Zagadnieniem technicznym na oczekującym nadal na rozwiązanie jest opracowanie prostej i efektywnej metody mokrej modyfikacji in situ syntetycznego hydroksyapatytu jonami srebra (Ag+), podczas jego syntezy metodą mokrą, tak aby jony srebra zostały wprowadzone do struktury syntezowanego hydroksyapatytu w możliwie wysokiej ilości, lecz by przy tym nie została naruszona struktura macierzysta hydroksyapatytu, która jest odpowiedzialna za jego właściwości bioaktywne, co jest szczególnie ważne w zastosowaniach biomedycznych takiego hydroksyapatytowego materiału.
Stwierdzono nieoczekiwanie, że w czasie syntezy hydroksyapatytu metodą mokrą, istnieje możliwość wprowadzenia do struktury hydroksyapatytu, pewnej określonej ilości srebra w postaci jonowej bez naruszenia struktury macierzystej, która to struktura jest właśnie odpowiedzialna za jego właściwości bioaktywne, przy czym maksymalna ilość jonów Ag+, która nie narusza struktury wytworzonego hydroksyapatytu jest na poziomie poniżej 5,7% mol. Ag. Stwierdzono też, że powyżej tego poziomu produkt syntezy przestaje być hydroksyapatytem (traci macierzystą strukturę), stając się mieszaniną hydroksyapatytu i Ag3PO4.
Zgodnie z wynalazkiem, sposób otrzymywania syntetycznego hydroksyapatytu zawierającego jony srebra, wprowadzone do jego struktury, w którym to sposobie hydroksyapatyt strąca się z wodnego roztworu zawierającego fosforany związkami wapnia, a strącony osad oddziela, przemywa wodą i suszy, charakteryzuje się tym, że roztwór zawierający fosforan di-sodu lub fosforan di-potasu, o stężeniu 0,04-0,2 M/I łączy się wolno, korzystnie kroplami, w temperaturze powyżej 40°C, a najlepiej w temperaturze wrzenia, z drugim roztworem, który zawiera sól wapniową, korzystnie octan wapnia, o stężeniu 0,1-0,5 M/l i dobrze rozpuszczalną w wodzie sól srebra, zwłaszcza azotan, chlorek lub octan srebra, w takiej ilości aby w drugim roztworze stosunek molowy Ag/Ca korzystnie wynosił od 0,01/l do 0,05/l, przy czym oba roztwory, zawierające jony fosforanowe, wapniowe i srebrowe, łączy się w takich ilościach, by w połączonych roztworach końcowy stosunek molowy Ca/P wynosił od 1 do 1,8, zaś stosunek molowy Ag/Ca nie przekraczał 0,1/l.
W trakcie wolnego łączenia obu roztworów wytrąca się fosforan wapnia o strukturze hydroksyapatytu i o składzie zbliżonym do stechiometrycznego Ca10(PO4)6(OH)2 z domieszką jonów srebra, charakteryzujący biozgodną strukturą.
Zrozumiałym jest przy tym, że w przedmiotowym sposobie można stopniowo dodawać zarówno pierwszy roztwór do drugiego, jak i drugi do pierwszego, byle by tylko łączyć je ze sobą na tyle wolno, aby wyeliminować ryzyko wytrącenia się fosforanów innych niż hydroksyapatyt.
Sposobem według wynalazku można wprowadzić do syntetycznego hydroksyapatytu jony Ag+ w ilości do 5,7% mol., co z jednej strony pozwala zachować dotychczasową strukturę hydroksyapatytu, tj. innymi słowy zachować jego dotychczasową biozgodność, z drugiej zaś nadaje tak suplementowanemu hydroksyapatytowi właściwości bakteriobójcze.
Po wprowadzeniu do organizmu żywego, rozproszone w strukturze hydroksyapatytu jony Ag+ mogą w drodze wymiany z innymi jonami, np. Na+, Ca2+ uwalniać się z czasem (stopniowo) do płynu ustrojowego, pełniąc tym samym rolę czynnika bakteriobójczego w tkance naturalnej, otaczającej wszczepiony biomateriał hydroksyapatytowy uzyskany niniejszym sposobem. Ponadto, ponieważ hydroksyapatyt jest nierozpuszczalny, zaś proces uwalniania jonów srebra ze struktury hydroksy4
PL 226 650 B1 apatytu do otoczenia, oparty jest na powolnej dyfuzji jonów Ag+, wykorzystanie hydroksyapatytu zawierającego jony Ag+ w charakterze biomateriału nie powoduje skutków toksycznych dla organizmu żywego ze względu na niskie stężenie uwalnianych jonów srebra.
Przedmiot wynalazku objaśniono poniżej w kilku przykładach jego realizacji.
P r z y k ł a d 1
Przygotowano pierwszy roztwór, rozpuszczając w 750 ml wody destylowanej 3,56 g
Na2HPO4^2H2O (0,02 Mola P).
Następnie sporządzono drugi roztwór, rozpuszczając w 250 ml wody destylowanej 3,52 g
CaH6C4O4^H2O (0,02 Mola Ca), po czym w tym samym roztworze rozpuszczono dodatkowo 35 mg AgNO3 (0,0002 Mola Ag).
Pierwszy roztwór ogrzano pod chłodnicą zwrotną do wrzenia. Do wrzącego roztworu wkraplano drugi roztwór. Podczas wkraplania drugiego roztworu wytrącał się osad. Strącony osad odsączono, przemyto kilkakrotnie wodą i wysuszono w 110°C. Otrzymano ok. 2 g suchego osadu. Osad zidentyfikowano metodą rentgenograficzną z zastosowaniem dyfraktometru Philips X' Pert wyposażonym w monochromator grafitowy PW 1752/00, Cu Ka 1,54, filtr Ni (40 kV, 30 mA), jako fosforan wapnia o strukturze hydroksyapatytu: Ca10(PO4)3(OH)2.
Analiza chemiczna wykazała, że osad zawierał 0,8% mol. Ag. Oznaczenie wykonano metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej z zastosowaniem aparatu AAnalyst 300 Perkin Elmer. Przeprowadzono oznaczenia z zastosowaniem płomienia powietrzno-acetylenowego oraz zastosowano atomizer płomieniowy. Stosunek molowy w połączonych roztworach był następujący:
Ca:P = 1:1;
Ag:Ca = 0,01:1 co stanowi 1% mol. Ag w stosunku do Ca.
P r z y k ł a d 2
Przygotowano pierwszy roztwór, rozpuszczając w 1500 ml wody destylowanej 17,8 g Na2HPO4^2H2O (0,1 Mola P).
Następnie sporządzono drugi roztwór, rozpuszczając w 500 ml wody destylowanej 17,6 g
CaH6C4O4^H2O (0,1 Mola Ca), po czym w tym samym roztworze rozpuszczono dodatkowo 340 mg AgNO3 (0,002 Mola Ag).
Pierwszy roztwór ogrzano pod chłodnicą zwrotną do wrzenia. Do wrzącego roztworu wkraplano drugi roztwór. Podczas wkraplania drugiego roztworu wytrącał się osad. Strącony osad odsączono, przemyto kilkakrotnie wodą i wysuszono w 110°C. Otrzymano 10,3 g suchego osadu. Osad zidentyfikowano (jak w przykładzie 1) metodą rentgenograficzną, jako fosforan wapnia o strukturze hydroksyapatytu: Ca10(PO4)3(OH)2.
Analiza chemiczna metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej wykazała, że osad zawierał 1,5% mol. Ag. Oznaczenie wykonano, jak w przykładzie 1.
Stosunek molowy w połączonych roztworach był następujący:
Ca:P = 1:1;
Ag:Ca = 0,02:1 co stanowi 2% mol. Ag w stosunku do Ca.
P r z y k ł a d 3
Przygotowano pierwszy roztwór, rozpuszczając w 1660 ml wody destylowanej 7,12 g
Na2HPO4^2H2O (0,04 Mola P).
Następnie sporządzono drugi roztwór, rozpuszczając w 340 ml wody destylowanej 11,8 g
CaH6C4O4^H2O (0,067 Mola Ca), po czym w tym samym roztworze rozpuszczono dodatkowo 340 mg AgNO3 (0,002 Mola Ag).
Pierwszy roztwór ogrzano pod chłodnicą zwrotną do wrzenia. Do wrzącego roztworu wkraplano drugi roztwór. Podczas wkraplania drugiego roztworu wytrącał się osad. Strącony osad odsączono, przemyto kilkakrotnie wodą i wysuszono w 110°C. Otrzymano 6,1 g suchego osadu. Osad zidentyfikowano (jak w przykładzie 1) metodą rentgenograficzną, jako fosforan wapnia o strukturze hydroksyapatytu: Ca10(PO4)3(OH)2.
Analiza chemiczna wykazała, że osad zawierał 2,3% mol. Ag. Oznaczenie wykonano, jak w przykładzie 1.
Stosunek molowy w połączonych roztworach był następujący:
Ca:P = 1,675:1;
Ag:Ca = 0,03:1 co stanowi 3% mol. Ag w stosunku do Ca.
PL 226 650 B1
P r z y k ł a d 4
Przygotowano pierwszy roztwór, rozpuszczając w 1500 ml wody destylowanej 17,4 g K2HPO4 (0,1 Mola P).
Następnie sporządzono drugi roztwór, rozpuszczając w 500 ml wody destylowanej 17,6 g
CaH6C4O4^H2O (0,1 Mola Ca), po czym w tym samym roztworze rozpuszczono dodatkowo 340 mg AgNO3 (0,002 Mola Ag).
Pierwszy roztwór ogrzano pod chłodnicą zwrotną do wrzenia. Do wrzącego roztworu wkraplano drugi roztwór. Podczas wkraplania drugiego roztworu wytrącał się osad. Strącony osad odsączono, przemyto kilkakrotnie wodą i wysuszono w 110°C. Otrzymano 10,3 g suchego osadu. Osad zidentyfikowano metodą rentgenograficzną (jak w przykładzie 1), jako fosforan wapnia o strukturze hydroksyapatytu: Ca10(PO4)3(OH)2.
Analiza chemiczna wykazała, że osad zawierał 1,9% mol. Ag. Oznaczenie wykonano, jak w przykładzie 1.
Stosunek molowy w połączonych roztworach był następujący:
Ca:P = 1:1;
Ag:Ca = 0,02:1 co stanowi 2% mol. Ag w stosunku do Ca.
P r z y k ł a d 5
Przygotowano pierwszy roztwór, rozpuszczając w 750 ml wody destylowanej 8,7 g K2HPO4 (0,05 Mola P).
Następnie sporządzono drugi roztwór, rozpuszczając w 250 ml wody destylowanej 8,8 g
CaH6C4O4^H2O (0,05 Mola Ca), po czym w tym samym roztworze rozpuszczono dodatkowo 425 mg AgNO3 (0,0025 Mola Ag).
Pierwszy roztwór ogrzano pod chłodnicą zwrotną do wrzenia. Do wrzącego roztworu wkraplano drugi roztwór. Podczas wkraplania drugiego roztworu wytrącał się osad. Strącony osad odsączono, przemyto kilkakrotnie wodą i wysuszono w 110°C. Otrzymano 5,3 g suchego osadu. Osad zidentyfikowano (jak w przykładzie 1) metodą rentgenograficzną, jako fosforan wapnia o strukturze hydroksyapatytu: Ca10(PO4)3(OH)2.
Analiza chemiczna wykazała, że osad zawierał 3,5% mol. Ag. Oznaczenie wykonano, jak w przykładzie 1.
Stosunek molowy w połączonych roztworach był następujący:
Ca:P = 1:1;
Ag:Ca = 0,05:1 co stanowi 5% mol. Ag w stosunku do Ca.
P r z y k ł a d 6
Przygotowano pierwszy roztwór, rozpuszczając w 750 ml wody destylowanej 8,7 g K2HPO4 (0,05 Mola P).
Następnie sporządzono drugi roztwór, rozpuszczając w 250 ml wody destylowanej 8,8 g
CaH6C4O4^H2O (0,05 Mola Ca), po czym w tym samym roztworze rozpuszczono dodatkowo 170 mg AgNO3 (0,001 Mola Ag).
Drugi roztwór ogrzano pod chłodnicą zwrotną do wrzenia. Do wrzącego roztworu wkraplano pierwszy roztwór. Podczas wkraplania pierwszego roztworu wytrącał się osad.
Strącony osad odsączono, przemyto kilkakrotnie wodą i wysuszono w 110°C. Otrzymano 5,2 g suchego osadu. Osad zidentyfikowano (jak w przykładzie 1) metodą rentgenograficzną jako fosforan wapnia o strukturze hydroksyapatytu: Ca10(PO4)3(OH)2.
Analiza chemiczna wykazała, że osad zawierał 1,9% mol. Ag. Oznaczenie wykonano, jak w przykładzie 1.
Stosunek molowy w połączonych roztworach był następujący:
Ca:P = 1:1;
Ag:Ca = 0,02:1 co stanowi 2% mol. Ag w stosunku do Ca.
P r z y k ł a d 7
Przygotowano pierwszy roztwór, rozpuszczając w 250 ml wody destylowanej 3,56 g Na2HPO4 (0,02 Mola P).
Następnie sporządzono drugi roztwór, rozpuszczając w 750 ml wody destylowanej 3,52 g CaH6C4O4^H2O (0,02 Mola Ca), po czym w tym samym roztworze rozpuszczono dodatkowo 238 mg AgNO3 (0,0014 Mola Ag).
Drugi roztwór ogrzano pod chłodnicą zwrotną do wrzenia. Do wrzącego roztworu wkraplano pierwszy roztwór. Podczas wkraplania pierwszego roztworu wytrącał się osad.
PL 226 650 B1
Strącony osad odsączono, przemyto kilkakrotnie wodą i wysuszono w 110°C. Otrzymano 2,1 g suchego osadu. Osad zidentyfikowano (jak w przykładzie 1) metodą rentgenograficzną jako fosforan wapnia o strukturze hydroksyapatytu: Ca10(PO4)3(OH)2.
Analiza chemiczna wykazała, że osad zawierał 3,9% mol. Ag. Oznaczenie wykonano, jak w przykładzie 1.
Stosunek molowy w połączonych roztworach był następujący:
Ca:P = 1:1;
Ag:Ca = 0,7:1, co stanowi 7% mol. Ag w stosunku do Ca.
P r z y k ł a d 8 (porównawczy)
Przygotowano pierwszy roztwór, rozpuszczając w 750 ml wody destylowanej 3,56 g
Na2HPO4^2H2O (0,02 Mola P).
Następnie sporządzono drugi roztwór, rozpuszczając w 250 ml wody destylowanej 3,52 g
CaH6C4O<H2O (0,02 Mola Ca), po czym w tym samym roztworze rozpuszczono dodatkowo 340 mg AgNO3 (0,002 Mola Ag).
Pierwszy roztwór ogrzano pod chłodnicą zwrotną do wrzenia. Do wrzącego roztworu wkraplano drugi roztwór. Podczas wkraplania drugiego roztworu wytrącał się osad. Strącony osad odsączono, przemyto kilkakrotnie wodą i wysuszono w 110°C. Otrzymano 1,9 g suchego osadu. Osad zidentyfikowano (jak w przykładzie 1) metodą rentgenograficzną jako mieszaninę: fosforanu wapnia o strukturze hydroksyapatytu Ca10(PO4)3(OH)2 i fosforanu srebra Ag3PO4
Analiza chemiczna wykazała, że osad zawierał 5,7% Ag mol. Oznaczenie wykonano, jak w przykładzie 1.
Stosunek molowy w połączonych roztworach był następujący:
Ca:P = 1:1.
Ag:Ca = 0,1:1 co stanowi 10% mol. Ag w stosunku do Ca.
Claims (2)
1. Sposób otrzymywania syntetycznego hydroksyapatytu zawierającego jony srebra, wprowadzone do jego struktury, w którym hydroksyapatyt strąca się z wodnego roztworu zawierającego fosforany związkami wapnia, a strącony osad oddziela, przemywa wodą i suszy, znamienny tym, że roztwór zawierający fosforan di-sodu lub fosforan di-potasu, o stężeniu
0,04-0,2 M/l łączy się wolno, korzystnie kroplami, w temperaturze powyżej 40°C, a najlepiej w temperaturze wrzenia, z drugim roztworem, który zawiera sól wapniową, korzystnie octan wapnia, o stężeniu 0,1-0,5 M/l i dobrze rozpuszczalną w wodzie sól srebra, w takiej ilości aby w drugim roztworze stosunek molowy Ag/Ca korzystnie wynosił od 0,01/1 do 0,05/1, przy czym oba roztwory łączy się w takich ilościach, by w połączonych roztworach końcowy stosunek molowy Ca/P wynosił od 1 do 1,8, zaś stosunek molowy Ag/Ca nie przekraczał 0,1/1.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako źródło jonów srebra stosuje się azotan, chlorek lub octan srebra.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL402212A PL226650B1 (pl) | 2012-12-24 | 2012-12-24 | Sposób otrzymywania syntetycznego hydroksyapatytu zawierającego jony srebra |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL402212A PL226650B1 (pl) | 2012-12-24 | 2012-12-24 | Sposób otrzymywania syntetycznego hydroksyapatytu zawierającego jony srebra |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL402212A1 PL402212A1 (pl) | 2014-07-07 |
| PL226650B1 true PL226650B1 (pl) | 2017-08-31 |
Family
ID=51063037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL402212A PL226650B1 (pl) | 2012-12-24 | 2012-12-24 | Sposób otrzymywania syntetycznego hydroksyapatytu zawierającego jony srebra |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL226650B1 (pl) |
-
2012
- 2012-12-24 PL PL402212A patent/PL226650B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL402212A1 (pl) | 2014-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Boanini et al. | Synthesis and hydrolysis of brushite (DCPD): The role of ionic substitution | |
| Ratnayake et al. | Substituted hydroxyapatites for bone regeneration: A review of current trends | |
| CA2716589C (en) | Coating and coating method for a medical implant | |
| US20090238850A1 (en) | Antimicrobial materials | |
| CA2508085C (en) | Implant improving local bone formation | |
| US20180289858A1 (en) | Bifunctional Bioactive Antibacterial Coatings, and Process for Coating Implant Surfaces Therewith | |
| Zhao et al. | Ag-incorporated FHA coating on pure Mg: degradation and in vitro antibacterial properties | |
| JP2009528074A5 (pl) | ||
| JP6653327B2 (ja) | 抗菌性銀錯体でコーティングされた表面 | |
| US5149368A (en) | Resorbable bioactive calcium phosphate cement | |
| US12539350B2 (en) | Ion-substituted bovine hydroxyapatite for bone regeneration | |
| Sumathi et al. | In vitro degradation of multisubstituted hydroxyapatite and fluorapatite in the physiological condition | |
| Yılmaz et al. | Boron-substituted bioceramics: A review | |
| EP3181156B1 (en) | Modified ceramics with improved bioactivity and their use for bone substitute | |
| Barinov et al. | Osteoinductive ceramic materials for bone tissue restoration: Octacalcium phosphate | |
| LeGeros et al. | Amorphous calcium phosphates (ACP): formation and stability | |
| AU2015227489B2 (en) | Coating and Coating Method | |
| Kosińska et al. | Hydroxyapatite modified with therapeutic ions as a smart material for implantology and regenerative applications. A review | |
| Bhatnagar et al. | Clinical Applications of Calcium Phosphates in Orthopaedics | |
| Weiss | Investigating the Structure, Solubility, and Antibacterial Efficacy of Silver and Copper Doped Hydroxyapatite | |
| TWI742119B (zh) | 用於增強骨成長或密度的礦物質補充劑 | |
| Mustaffa et al. | Drug release study of porous hydroxyapatite coated gentamycin-as drug delivery system | |
| Bujoli et al. | Calcium Phosphates/Biphosphonates Combinations… Towards a Therapeutic Synergy | |
| HK40038045A (en) | Multi-mineral supplement for improved bone density | |
| Yonggang | RF magnetron sputtered pyrophosphate coatings: Physicochemical and biological characteristics. |