(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸カルシウムを静電紡糸することを特徴とする、リン酸カルシウム多孔体の製造方法。
【請求項２】
前記静電紡糸するリン酸カルシウムがハイドロキシアパタイト、またはリン酸三カルシウムである、請求項１に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
【請求項３】
前記リン酸カルシウム多孔体がハイドロキシアパタイト多孔体、またはリン酸三カルシウム多孔体である、請求項１または２に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
【請求項４】
Ｘ線回折測定による回折角２θ＝４６．７°におけるピークの半値幅が０．５°以上であるハイドロキシアパタイトを用いる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
【請求項５】
リン酸カルシウムを分散媒体に分散させて分散液とし、該分散液を静電紡糸した後に、紡糸された繊維を焼成することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
【請求項６】
分散液に、更に、繊維形成性高分子を分散させる、請求項５に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
【請求項７】
焼成を、５００℃以上の温度範囲で行う、請求項５または６に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
【請求項８】
リン酸カルシウム／繊維形成性高分子（重量比）が、０．３以上である、請求項６または７に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法で得られた、リン酸カルシウム多孔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン酸カルシウム多孔体の製造方法、及び、当該製造方法で得られたリン酸カルシウム多孔体に関する。
【背景技術】
【０００２】
リン酸カルシウムの一種であるハイドロキシアパタイトは、歯や骨の主成分のセラミックスであり、優れた生体適合性、タンパク質吸着特性および触媒活性等を有することから、人工骨および骨補填材等の生体材料や、クロマトグラフィー用充填材および高分子アルコール等の合成用触媒として用いられている。特に、生体親和性、吸着特性、反応特性等の観点から、多孔質のハイドロキシアパタイト材料がより適している。例えば、ハイドロキシアパタイトを生体材料として用いる場合、多孔質とすることによって、生体組織が細孔に入り込めるようにし、生体組織と結合しやすくすることが可能になる。また、クロマトグラフィーの充填材や触媒として用いる場合、多孔質とすることによって、比表面積が大きくなり、分離特性や反応特性を向上させることが可能になる。【０００３】
そして、ハイドロキシアパタイト多孔体を製造するために、ハイドロキシアパタイトと水溶性高分子とのスラリーを撹拌することにより起泡させ、起泡したスラリーを加熱することによりゲル化させ、起泡を保持した状態で乾燥・焼成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
しかし、例えば、得られた多孔体を人工骨として用いたとき、血流の流通を可能にし、内部まで新生骨を形成させたり、クロマトグラフィーの充填材として用いたとき、試料の通過を容易にし、ろ過速度を向上させたりするためには、ハイドロキシアパタイト内に形成された気泡が連通していることが必要である。しかしながら、スラリー中に含まれる気泡を用いて多孔体を得る方法では、スラリー中で形成される気泡同士が十分に連結されず、多孔体中に独立孔として形成される割合が高く、連通孔が形成される割合が低いという問題がある。また、気泡を制御することが困難であるため、均一な孔径及び空隙率を制御することが困難であるという問題がある。【０００５】
また、ハイドロキシアパタイト等のセラミックスのスラリーをスポンジ等の有機多孔体に含浸させ、スラリーを含浸した有機多孔体を乾燥・焼成する方法も知られている。この公知方法によれば、連通孔の割合が高い、高空隙率のセラミックス多孔体を製造することができる（例えば、特許文献２参照）。【０００６】
しかし、セラミックスの多孔性は有機多孔体の多孔性により規定されるので、より微細な孔を有するセラミックス多孔体を製造しようとした場合、有機多孔体中でスラリーが充満してしまい目詰まりが生じてしまう。その結果、連通する微細孔を有するセラミックス多孔体を製造しにくいという欠点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０２−１６７８６８号公報
【特許文献２】特開２００４−４９３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、連通する微細孔を有するリン酸カルシウム多孔体の製造方法を提供することである。また、本発明の別の目的は、連通しかつ均一な微細孔を有するリン酸カルシウム多孔体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記した課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、リン酸カルシウムを静電紡糸により繊維状に形成させ、繊維状構造物前駆体（以下、「繊維集合体」ということがある。）とすることで、連通し、特には、連通しかつ均一な微細孔を有するリン酸カルシウム多孔体を好適に製造できることを見出し、この知見に基づき、本発明を完成するに至った。【００１０】
本発明は以下の構成を有する。
（１）リン酸カルシウムを静電紡糸することを特徴とする、リン酸カルシウム多孔体の製造方法。
（２）前記静電紡糸するリン酸カルシウムがハイドロキシアパタイト、またはリン酸三カルシウムである、前記（１）に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
（３）前記リン酸カルシウム多孔体がハイドロキシアパタイト多孔体、またはリン酸三カルシウム多孔体である、前記（１）または（２）に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
（４）Ｘ線回折測定による回折角２θ＝４６．７°におけるピークの半値幅が０．５°以上であるハイドロキシアパタイトを用いる、前記（１）〜（３）のいずれかに記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
（５）リン酸カルシウムを分散媒体に分散させて分散液とし、該分散液を静電紡糸した後に、紡糸された繊維を焼成することを特徴とする、前記（１）〜（４）のいずれかに記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
（６）分散液に、更に、繊維形成性高分子を分散させる、前記（５）に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
（７）焼成を、５００℃以上の温度範囲で行う、前記（５）または（６）に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
（８）リン酸カルシウム／繊維形成性高分子（重量比）が、０．３以上である、前記（６）または（７）に記載のリン酸カルシウム多孔体の製造方法。
（９）前記（１）〜（８）のいずれかに記載の製造方法で得られた、リン酸カルシウム多孔体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、互いに連通し、特には、連通しかつ均一な微細孔を有するリン酸カルシウム多孔体の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ハイドロキシアパタイト多孔体の孔の均一性および連通性の状態を示す走査型電子顕微鏡写真。
【図２】ハイドロキシアパタイト多孔体におけるハイドロキシアパタイト微粒子の凝集一体化の状態を示す走査型電子顕微鏡写真。
【図３】ハイドロキシアパタイト多孔体の孔の均一性および連通性の状態を示す走査型電子顕微鏡写真。
【図４】ハイドロキシアパタイト多孔体におけるハイドロキシアパタイト微粒子の凝集一体化の状態を示す走査型電子顕微鏡写真。
【図５】ハイドロキシアパタイト多孔体の孔の均一性および連通性の状態を示す走査型電子顕微鏡写真。
【図６】繊維状構造物前駆体の孔の均一性および連通性の状態を示す走査型電子顕微鏡写真。
【図７】ハイドロキシアパタイト多孔体の孔の均一性および連通性の状態を示す走査型電子顕微鏡写真。
【図８】ハイドロキシアパタイト多孔体におけるハイドロキシアパタイト微粒子の凝集一体化の状態を示す走査型電子顕微鏡写真。
【図９】ハイドロキシアパタイト多孔体のＸ線回折測定により得られた回折図。
【図１０】ハイドロキシアパタイト多孔体におけるハイドロキシアパタイト微粒子の凝集一体化の状態を示す走査型電子顕微鏡写真。
【図１１】ハイドロキシアパタイト多孔体のＸ線回折測定により得られた回折図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を発明の実施の形態に則して詳細に説明する。
＜リン酸カルシウム多孔体の製造方法＞
本発明のリン酸カルシウム多孔体の製造方法は、リン酸カルシウムを静電紡糸する方法を基本とする方法である。前記リン酸カルシウムがハイドロキシアパタイトである場合、得られるリン酸カルシウム多孔体をハイドロキシアパタイト多孔体という。また、前記リン酸カルシウムがリン酸三カルシウムである場合、得られるリン酸カルシウム多孔体をリン酸三カルシウム多孔体という。
【００１４】
＜リン酸カルシウム＞
本発明に用いるリン酸カルシウムとしては、リン酸水素カルシウム、リン酸三カルシウム、ハイドロキシアパタイトなどを挙げることができる。なかでも生体適合性の点で、リン酸三カルシウム、ハイドロキシアパタイトが好ましい。なお、ここでいうリン酸三カルシウムは、リン酸三カルシウム前駆体を含む意味で用いる。
【００１５】
以下では、リン酸カルシウムとしてハイドロキシアパタイトを用いた場合の例について説明するが、リン酸カルシウムとしてリン酸三カルシウムを用いた場合も同様に説明できる。また、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、ハイドロキシアパタイト多孔体の製造に用いるハイドロキシアパタイト（以下、「本発明の製造に用いるハイドロキシアパタイト」という場合がある。）は、例えばカルシウムイオン水溶液とリン酸イオン水溶液とを反応させることにより製造することができる。また、ＳＨＡｐ（焼成ハイドロキシアパタイトナノ粒子、ソフセラ製）などとして市販されているものを用いることもできる。
【００１６】
本発明の製造に用いるハイドロキシアパタイトは、低結晶性であっても、高結晶性であってもよい。低結晶性であれば、繊維中でハイドロキシアパタイト同士が凝集一体化し、ハイドロキシアパタイト多孔体の強度を向上させることができる点で好ましい。このハイドロキシアパタイトの結晶性の度合いは、Ｘ線回析法により測定することができ、各結晶面を示すピークの半値幅が広いほど結晶性は低くなる。具体的には、回折角２θ＝４６．７°におけるピークの半値幅が０．５°以上であることが好ましく、０．７°以上であることがより好ましい。このような低結晶性ハイドロキシアパタイトは、例えば、湿式法によって容易に製造することができる。湿式法において、例えば、硝酸カルシウム水溶液とリン酸アンモニウム水溶液とをアルカリ性条件において混合し、反応溶液の温度を０〜１００℃、ｐＨを７〜１４、反応時間を３〜４８時間の範囲とすることで、所望の範囲に結晶性を制御することが可能である。
【００１７】
本発明に用いるハイドロキシアパタイトが高結晶性である場合、ハイドロキシアパタイト多孔体の強度は低くなるが、繊維表面に微細な凹凸形状が形成されるために、比表面積を向上させることができる。本発明において高結晶性であるとは、上記Ｘ線回析法により測定するとき、回折角２θ＝４６．７°におけるピークの半値幅が０．５°未満であることをいう。このような高結晶性ハイドロキシアパタイトは、例えば、湿式法で合成した低結晶性ハイドロキシアパタイトを焼成することで得ることができる。焼成において、例えば、焼成温度を１００〜１８００℃の範囲内に設定し、焼成時間については所望するセラミックス粒子の硬度等を基準に適宜設定することで、所望の範囲に結晶性を制御することが可能である。
【００１８】
さらに、ハイドロキシアパタイト一次粒子間の融着を防止する目的で融着防止剤を添加して焼成してもよい。融着防止剤の具体例としては、塩化カルシウム、酸化カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酢酸カルシウム、クエン酸カルシウムなどのカルシウムを含む無機化合物、塩化カリウム、酸化カリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム、リン酸カリウムなどのカリウムを含む無機化合物、塩化ナトリウム、酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウムなどのナトリウムを含む無機化合物などが挙げられる。その使用量は、ハイドロキシアパタイト一次粒子１００ｇに対して１ｇ以上１０００ｇ以下が好ましく、５ｇ以上８００ｇ以下がさらに好ましく、１０ｇ以上５００ｇ以下が最も好ましい。
【００１９】
また、ハイドロキシアパタイト一次粒子と融着防止剤とを混合させる工程において、側鎖にカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、またはアミノ基のいずれかを有する高分子化合物を融着防止助剤として、混合してもよい。融着防止助剤としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリグルタミン酸、ポリエチレンスルホン酸、ポリメタクリル酸アルキルスルホン酸エステル、ポリアクリロイルアミノメチルホスホン酸、ポリペプチド等が利用でき、好ましくは、ポリアクリル酸である。その使用量は、ハイドロキシアパタイト一次粒子１００ｇに対して１ｇ以上１０００ｇ以下が好ましく、５ｇ以上８００ｇ以下がさらに好ましく、１０ｇ以上５００ｇ以下が最も好ましい。
【００２０】
本発明の製造に用いるハイドロキシアパタイトの形状は、特に限定されない。例えば、粒子状であっても、ロッド状であっても、繊維状であっても、不定形多結晶体であってもよい。ハイドロキシアパタイトが繊維内で緊密充填されて均質な繊維を得る観点からは、粒子状のハイドロキシアパタイトが好適である。さらに、その粒子状の大きさは２００ｎｍ未満であることが好ましく、５０ｎｍ未満であることがより好ましい。大きさを前記範囲にすることにより、粒子の充填密度がさらに高まり、得られる繊維中でハイドロキシアパタイトが凝集一体化しやすくなることで強度が向上する。
【００２１】
＜分散媒体＞
紡糸する紡糸液の態様は種々の態様があるが、ハイドロキシアパタイトは、分散媒体に分散させて紡糸液とすることが好ましい。使用する分散媒体は、ハイドロキシアパタイトを均一に分散することが可能であれば、特に限定されないが、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、トルエン、キシレン、ピリジン、蟻酸、酢酸、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロパノール、及びこれらの混合物などを挙げることができる。これらのうち、ハイドロキシアパタイトの分散性の観点からは、極性溶媒を用いることが好ましく、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトンやＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを用い分散液とすることがさらに好ましい。
【００２２】
分散媒体に対するハイドロキシアパタイトの濃度は、ハイドロキシアパタイトを分散させるために３０重量％以下であることが好ましく、１５重量％以下であることがより好ましい。濃度が３０重量％以下であると、分散媒体中でハイドロキシアパタイトが凝集しにくく、繊維化が容易となる。
【００２３】
＜繊維形成性高分子＞
ハイドロキシアパタイトと分散媒体を含む分散液中に、曳糸性を向上させる目的で、さらに繊維形成性高分子を含有させてもよい。繊維形成性高分子は、ハイドロキシアパタイトの繊維化を促す作用を奏すればよく、上記分散媒体に溶解可能で、焼成により分解されるものから選ばれる。繊維形成性高分子として、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、セルロース、セルロース誘導体、キチン、キトサン、コラーゲン、ゼラチンおよびこれらの共重合体などを挙げることができる。これら繊維形成性高分子は１種類で使用してもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。混合して使用する場合の混合率は、特に限定されるものではなく、求める曳糸性や分散性、得られる繊維の物性を鑑みて、適宜設定することができる。
【００２４】
本発明では、ハイドロキシアパタイトの配位性の高い官能基を有する繊維形成性高分子を用いると、曳糸性の向上に加えて、ハイドロキシアパタイトをより高度に分散させることができるため好ましい。このようなハイドロキシアパタイト配位性官能基としては、例えば、アミノ基、アルコキシシリル基、エーテル基、水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、リン酸基、スルホニル基などを挙げることができ、そのような繊維形成性高分子として、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリウレタン、ポリアミド、セルロース、セルロース誘導体、コラーゲン、ゼラチンなどが好適に用いられる。
【００２５】
ハイドロキシアパタイトと繊維形成性高分子との混合物における重量比（リン酸カルシウム／繊維形成性高分子＝ハイドロキシアパタイト／繊維形成性高分子）は、０．３以上が好ましく、０．５以上がより好ましく、１．０以上であることがさらに好ましい。ハイドロキシアパタイト／繊維形成性高分子（重量比）が０．３以上であると、焼成後の繊維の収縮が小さく、ハイドロキシアパタイトが繊維形状を維持しやすく、均一な孔を形成するのが容易となるため好ましい。１．０以上であると、焼成時の繊維の収縮が特に抑制されて、所望の形状への加工が容易になるためより好ましい。
【００２６】
＜界面活性剤＞
分散液中のハイドロキシアパタイトの分散性を促進させる目的で、さらに界面活性剤を分散液に含有させてもよい。界面活性剤は、ハイドロキシアパタイトの効果を阻害しない範囲で用いることができ、例えば、ドデシル硫酸ナトリウムや臭化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウムなどの一般的なイオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートなどの一般的な非イオン性界面活性剤などを挙げることができる。界面活性剤には、金属イオンを含まないことが、高純度のハイドロキシアパタイト多孔体を得ることができる点で好ましく、かかる観点からは臭化テトラブチルアンモニウムや塩化テトラブチルアンモニウム、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートなどを例示できる。また、界面活性剤は、分散媒体中で均一に溶解することが好ましい。
【００２７】
界面活性剤の濃度は、使用する分散媒体や繊維形成性高分子の種類などによって適宜設定され、特に限定されないが、ハイドロキシアパタイトに対して、３０重量％以下の範囲であることが好ましく、１０重量％以下の範囲であることがより好ましい。界面活性剤の濃度が３０重量％以下であると、使用に見合う効果の向上が得られ、または、ハイドロキシアパタイト多孔体の組成への影響が小さくなるため好ましい。
【００２８】
本発明の効果を著しく損なわない範囲であれば、上記以外の成分も分散液の成分として含んでもよい。
【００２９】
＜分散液の調製法＞
ハイドロキシアパタイトの分散液を調製する方法は特に限定されない。調製方法として、撹拌や超音波処理などの方法を挙げることができる。さらに、ビーズミル等の分散機を用いることで、均一性の高い分散液を得ることが可能である。また、混合の順序も、特に限定されるものではなく、同時に混合しても、逐次に混合してもよい。繊維形状のハイドロキシアパタイトを得るためには、分散液の粘度を、１０〜１０，０００ｃＰの範囲に調製することが好ましく、１００〜８，０００ｃＰの範囲であることがより好ましい。粘度が１０ｃＰ以上であると、繊維を形成するための曳糸性が得られ、１０，０００ｃＰ以下であると、分散液を吐出させるのが容易となる。粘度が１００〜８，０００ｃＰの範囲であれば、広い紡糸条件範囲で良好な曳糸性が得られるのでより好ましい。分散液の粘度は、ハイドロキシアパタイトの濃度あるいは繊維形成性高分子の分子量、濃度を適宜変更することで、調整することができる。
【００３０】
＜静電紡糸法＞
静電紡糸法とは、紡糸液を吐出させるとともに、電界を作用させて、吐出された紡糸液を繊維化し、コレクター上に繊維を得る方法である。例えば、紡糸液をノズルから押し出すとともに電界を作用させて紡糸する方法、紡糸液を泡立たせるとともに電界を作用させて紡糸する方法、円筒状電極の表面に紡糸液を導くとともに電界を作用させて紡糸する方法などを挙げることができる。この方法によれば、直径１０ｎｍ〜１０μｍの均一な繊維を得ることができる。
【００３１】
紡糸液としては、曳糸性を有するものであれば特に限定されないが、繊維形成材料を分散媒体に分散させたもの、繊維形成材料を溶媒に溶解させたものや、繊維形成材料を熱やレーザー照射によって溶融させたものなどを用いることができる。本発明の製造に用いるハイドロキシアパタイトは、分散媒体に分散させて静電紡糸するのが好ましい。紡糸液の温度は、常温で紡糸することもできるし、加熱・冷却して紡糸してもよい。紡糸液を吐出させる方法としては、例えば、ポンプを用いてシリンジに充填した紡糸液をノズルから吐出させる方法などが挙げられる。ノズルの内径としては、特に限定されないが、０．１〜１．５ｍｍの範囲であるのが好ましい。また吐出量としては、特に限定されないが、０．１〜１０ｍｌ／ｈｒであるのが好ましい。
【００３２】
電界を作用させる方法としては、ノズルとコレクターに電界を形成させることができれば特に限定されるものではなく、例えば、ノズルに高電圧を印加させ、コレクターを接地してもよい。印加させる電圧は、繊維が形成されれば特に限定されないが、５〜５０ｋＶの範囲であるのが好ましい。また、ノズルとコレクターとの距離は、繊維が形成されれば特に限定されないが、５〜３０ｃｍの範囲であるのが好ましい。コレクターは、紡糸された繊維を捕集できるものであればよく、その素材や形状などは特に限定させるものではない。コレクターの素材としては、金属等の導電性材料が好適に用いられる。コレクターの形状としては、特に限定されないが、例えば、平板状、シャフト状、コンベア状などを挙げることができる。コレクターが平板状であると、シート状に繊維集合体を捕集することができ、シャフト状であると、チューブ状に繊維集合体を捕集することができる。コンベア状であれば、シート状に捕集された繊維集合体を連続的に製造することができる。
【００３３】
ノズルとコレクター間に設置された捕集体に繊維集合体を捕集してもよい。捕集体としては、体積固有抵抗値が１０10Ω・ｃｍ以下であるものが好ましく、１０8Ω・ｃｍ以下であるものがより好ましい。また、体積固有抵抗値が１０10Ω・ｃｍを超える素材のものも、イオナイザー等の電荷を消失させる装置と併用することで、好適に用いることができる。また、任意の形状の捕集体を用いれば、その捕集体の形状に合わせて繊維集合体を捕集することができる。さらに、捕集体として、水やアルコールなどの液体を用いることも可能である。
【００３４】
＜焼成方法＞
静電紡糸された繊維集合体は焼成される。繊維集合体を焼成することによって、繊維集合体中のハイドロキシアパタイト同士の結合を強固にし、結晶性を向上させることが可能となる。また、繊維形成性高分子や界面活性剤等を含む場合、これらを加熱分解することができ、高純度のハイドロキシアパタイト多孔体とすることができる。焼成方法は、特に限定されないが、空気雰囲気中で行うことができる。空気中で焼成することにより、繊維形成性高分子や界面活性剤等のハイドロキシアパタイト以外の成分の残存物を少なくすることが可能である。
【００３５】
焼成温度は、５００℃以上であることが好ましく、６００〜１５００℃の範囲がより好ましく、８００〜１３００℃の範囲であるのがさらに好ましく、１０００℃〜１３００℃が特に好ましい。焼成温度は５００℃以上であると焼成が十分となり、ハイドロキシアパタイト同士の結合が強くなるとともに、ハイドロキシアパタイト以外の成分が残存しにくくなる。また、１３００℃以上であるとハイドロキシアパタイトがリン酸三カルシウム等に分解されるが、このような組成の多孔体も、例えば、生体吸収性の高いインプラント材料として用いることができる。生成されたハイドロキシアパタイト多孔体に含有していてもよいリン酸三カルシウムとして、例えば、α−リン酸三カルシウムやβ−リン酸三カルシウムが挙げられる。例えば、１５００℃で５時間焼成した場合では、多孔体中にβ−リン酸三カルシウムを３０重量％程度含有するハイドロキシアパタイト多孔体を得ることができ、焼成温度や焼成時間を変更することによりβ−リン酸三カルシウムの含有率を任意に変更することができる。焼成温度が８００〜１３００℃の範囲であると、結晶性が高く、かつ高純度のハイドロキシアパタイトを製造することができる。焼成温度が５００〜６００℃と比較的低い場合、得られるハイドロキシアパタイト多孔体の結晶性は低くなるが、このような繊維も、例えば、骨充填材、早期溶解性細胞担体などの用途には好適に使用できる場合がある。
【００３６】
焼成時間としては、特に限定されないが、例えば１〜２４時間焼成してもよい。昇温速度としては、特に限定されないが、５〜５０℃／ｍｉｎの範囲で適宜変更して焼成することができる。なお、ここでいう「焼成時間」とは、予め設定した焼成温度で保持する時間をいい、その焼成温度に達するまでの昇温時間を含めない。また、本発明では、予め設定した焼成温度を多段階に変更するような焼成法を採用することも排除しないが、この場合は、焼成温度の変更に要する時間を含めて「焼成時間」という。
【００３７】
焼成過程におけるハイドロキシアパタイト多孔体の収縮や変形を抑制する目的で、焼成前に予備焼成をしておくことが好ましい。予備焼成時の昇温速度として、ハイドロキシアパタイト以外の成分が緩やかに消失する速度であれば特に限定されないが、例えば、０．１〜５℃／ｍｉｎが好ましく、０．５〜３℃／ｍｉｎがより好ましい。予備焼成温度としては、ハイドロキシアパタイト以外の成分が残存しなくなる温度であればよく、例えば、３００〜７００℃の範囲であることが好ましく、４００〜６５０℃の範囲であることがより好ましい。予備焼成時間として、ハイドロキシアパタイト以外の成分が十分に消失する時間であれば特に限定されないが、０〜２４時間を例示できる。この場合の予備焼成時間が０時間とは、予備焼成の昇温過程から焼成の昇温過程へと直接移行することを意味する。また、焼成前に行う予備焼成と、焼成との具体的な組み合わせでいうならば、予備焼成温度は、その後に行う焼成温度よりも、５０℃以上低温であるのが好ましく、１００℃以上低温であるのがさらに好ましい。また、焼成前に行う予備焼成工程と、焼成工程とは、連続して行ってもよいし、不連続すなわち両工程の間に時間を空けてもよいが、好ましいのは、連続して多段階で行う方法である。なお、ここでいう「予備焼成時間」の定義は、上記「焼成時間」の定義と実質的に同じである。
【００３８】
静電紡糸して得られた繊維集合体を、任意の形状に成形して焼成を行うことで、様々な形状のハイドロキシアパタイト多孔体を得ることができる。例えば、繊維集合体を２次元のシート状に成形し焼成することで、シート状のハイドロキシアパタイト多孔体を得ることができ、繊維集合体をシャフトに巻きつけて捕集することで、チューブ状のハイドロキシアパタイト多孔体を得ることができる。また、液体中に繊維集合体を捕集して凍結乾燥し綿状に成形して焼成することで、綿状のハイドロキシアパタイト多孔体を得ることも可能である。ハイドロキシアパタイト多孔体の強度は、特に限定されず、前述の通り、本発明の製造に用いるハイドロキシアパタイトの結晶性、形状、大きさ、ハイドロキシアパタイト／繊維形成性高分子の重量比、焼成条件、及び、上述の成形方法、等によって、適宜調整することができる。
【００３９】
焼成して得られたハイドロキシアパタイト多孔体における、ハイドロキシアパタイト以外の成分の含有率は特に限定されないが、ハイドロキシアパタイトの特性を十分に引き出すという観点では、一般的に少ないことが好ましく、５０重量％以下であることが好ましい。一方で、ハイドロキシアパタイトが有する機能以外の特性を付加するという観点で、別の機能材と複合することも可能である。この場合、機能材としては、例えば、β−ＴＣＰ（β−リン酸三カルシウム）が挙げられ、その含有率としては、１０〜９０重量％の範囲であることが好ましい。含有率の測定方法としては、例えば、β−リン酸三カルシウムとハイドロキシアパタイトとの比率が既知の試料を調製し、それぞれについてＸ線回折測定などにより、予め検量線関数を求めておく。そして、この検量線関数に基づいて、ハイドロキシアパタイト多孔体のＸ線回折測定から、ハイドロキシアパタイト中のβ−リン酸三カルシウムの含有率を求めることができる。
【００４０】
＜リン酸カルシウム多孔体＞
本方法を用いれば、リン酸カルシウム多孔体を容易に製造することができる。特にハイドロキシアパタイト多孔体、またはリン酸三カルシウム多孔体の製造に好適である。以下では、ハイドロキシアパタイト多孔体の例について説明するが、リン酸三カルシウム多孔体も同様に説明できる。また、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４１】
焼成して得られたハイドロキシアパタイト多孔体を構成する、ハイドロキシアパタイト繊維の繊維径は、特に限定されず、要求されるハイドロキシアパタイト多孔体の特性や用途に合わせて適宜選択することが可能である。例えば、繊維径を制御することにより、孔径や力学特性を制御することができる。繊維径の制御方法としては、特に制限されないが、分散媒体の種類、ハイドロキシアパタイトの分散媒体中の濃度、分散液の粘度、静電紡糸条件などを挙げることができ、これらを適宜変更することで繊維径を制御することが可能である。また、焼成して得られたハイドロキシアパタイト多孔体を構成する、ハイドロキシアパタイト繊維の繊維長は、特に限定されないが、優れた力学強度を得るという観点では、連続繊維であることが好ましい。
【００４２】
本発明のリン酸カルシウム多孔体において、連通しかつ均一な微細孔を有するとは、リン酸カルシウムを静電紡糸により繊維状に形成させ繊維集合体とし、かつ焼成することで得られるリン酸カルシウム多孔体の、繊維により形成される孔が多孔体の如何なる面間、例えば上下面、左右面でも孔が連通しており、かつ形成される孔の大きさが５００μｍ以下であり、更には２００μｍ以下であり、特には５０μｍ以下であって、大きさのＣＶ値が５０％以下であることをいう。本発明の場合、多孔体の空隙率が３０％以上あれば孔が連通しているといえる。
【００４３】
焼成して得られたハイドロキシアパタイト多孔体の空隙率は、特に限定されるものではなく、要求される力学特性や用途に合わせて適宜選択可能である。空隙率が高くなると力学強度が低下する傾向であるが、例えば、人工骨や骨補填材、クロマトグラフィーの充填材などとして用いる場合には、比較的高い空隙率であることが好ましく、かかる観点から、空隙率は、３０〜９５％の範囲であることが好ましく、５０〜９５％の範囲であることがより好ましく、８０〜９５％の範囲であることがさらに好ましい。
【００４４】
焼成して得られたハイドロキシアパタイト多孔体を構成する、ハイドロキシアパタイト繊維はランダムに配置されていてもよく、一次元、もしくは二次元に配列されていてもよい。ランダムに配置されている場合には、力学強度などの特性が等方的に発現し、一次元、もしくは二次元に配列されている場合には、種々の特性が異方的に発現する。焼成して得られたハイドロキシアパタイト多孔体を構成する、ハイドロキシアパタイト繊維の表面性は、特に限定されず、平滑構造であっても、凹凸構造であってもよい。平滑構造の場合には、ハイドロキシアパタイトが高密度に凝集一体化し力学強度が高くなる点で好ましく、凹凸構造である場合には、力学強度は低くなるが、比表面積がより大きくなるという点で好ましい。
【００４５】
本発明のリン酸カルシウム多孔体は、連通し、特には、連通しかつ均一な微細孔を有しているため、様々な用途に好適に用いることができる。例えば、細胞培養用シャーレなどで使用する細胞培養基材、インプラント用の人工骨や骨および歯の補填材などの生体材料、タンパク質吸着特性を有するクロマトグラフィーの充填材、高分子アルコールの合成用触媒、触媒担体、濾材、電子材料、生理活性物質固定担体および重金属吸着材が用途として挙げられる。
【００４６】
より具体的には、細胞培養基材として用いる場合には、本発明のリン酸カルシウム多孔体の構成・特徴ゆえに、或いは、その構成・特徴を活かして、リン酸カルシウム多孔体を単独で使用してもよく、リン酸カルシウム多孔体を他素材と複合し複合材として使用してもよい。複合材としては、例えば、金属プレート上に繊維集合体を静電紡糸し、この積層体を焼成することで得られる、金属プレートとリン酸カルシウム多孔体との積層体を例示することができる。積層体を用いることによってハンドリング性の改善効果が期待できる。さらに、積層体は、その多孔体という構造的特徴から、細胞の３次元培養を可能とする。金属プレートの種類は特に限定されるものではないが、耐熱性や生体への適合性を考慮して、例えばチタンプレートを好適に用いることができる。
【００４７】
また、インプラント用の人工骨として用いる場合には、例えば、静電紡糸して得られた繊維集合体を複数枚重ね合わせて焼成することで、嵩のあるリン酸カルシウム多孔体として用いることができ、組織細胞を３次元的に成長、再生させるという効果が期待できる。
【００４８】
また、骨補填材として用いる場合には、本発明のリン酸カルシウム多孔体が、静電紡糸し、綿状に捕集して得られた繊維集合体を焼成して得られたものであるために、柔軟性を有しており、骨欠損部の形状に合わせて切削する必要なく補填することができ、骨欠損部間の摩擦が軽減されるという効果が期待できる。
【００４９】
タンパク質吸着特性を有するクロマトグラフィーの充填材として用いる場合には、例えば、静電紡糸して得られた繊維集合体を、円柱状の容器に充填した状態で焼成することで、円柱状のリン酸カルシウム多孔体を製造できる。これを用いることで、カラム等の充填作業が容易になるという効果が期待できる。また、静電紡糸して得られたシート状の繊維集合体を焼成して得られる、シート状リン酸カルシウム多孔体は、メンブレンクロマトグラフィー材として好適に用いることができる。メンブレンの厚みは、焼成前の繊維集合体シートの厚みを調整したり、焼成して得られたシート状リン酸カルシウム多孔体を複数枚重ねたりすることで、適宜調整することができる。
【００５０】
また、焼成して得られたリン酸カルシウム多孔体を粉砕することで、多孔質の粒体を製造できる。これは、カラムクロマトグラフィーの充填材として好適に用いることができる。リン酸カルシウム多孔体を粉砕する方法は特に限定されるものではなく、グラインドなどの一般的な方法を採用することができる。粉砕して得られる粒体のサイズや形状は特に限定されるものではなく、カラムへの均一充填性や充填密度、カラム流速などを考慮して、適宜調整することができる。粒体のサイズ（直径）は、好ましくは５〜５００μｍの範囲であり、より好ましくは１０〜２００μｍの範囲である。こうして得られる円柱状、シート状および粒状のリン酸カルシウム多孔体からなるクロマトグラフィー材は、高流速時にも圧縮、破壊されることがなく、分離、精製の生産性を向上させることができるので好ましい。
【００５１】
リン酸カルシウムを触媒として用いる場合には、リン酸カルシウム多孔体を単独で使用してもよく、リン酸カルシウム多孔体を他素材と複合して使用してもよい。リン酸カルシウム多孔体を単独で使用する場合には、例えば、エタノールから１−ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノールなどを合成する際の高分子アルコール合成触媒として利用することができる。また、リン酸カルシウム多孔体を複合材として使用する場合には、他素材として、例えば、ルテニウム、パラジウム、バナジウム、銀、チタンなどの遷移金属を挙げることができ、これらをリン酸カルシウム多孔体表面に陽イオン交換、或いは吸着等によって担持させることによって、アルコール、アミン、シラン等の酸化反応触媒や光触媒などとして利用することが可能である。
【００５２】
生理活性物質や生物由来物質、微生物ないし微生物由来物質の固定担体として用いる場合には、本発明のリン酸カルシウム多孔体の構成・特徴ゆえに、或いは、その構成・特徴を活かして、リン酸カルシウム多孔体を単独で使用してもよく、リン酸カルシウム多孔体を他素材と複合し複合材として使用してもよい。該坦体に固定する生理活性物質としては、例えば酵素が挙げられ、回収可能な酵素固定化触媒へ応用した場合、通常の酵素固定化触媒に見られるような酵素の構造変化に伴う触媒活性低下が軽減できることが期待できる。
【００５３】
さらに、生物由来物質固定担体として用いる場合、リン酸カルシウム多孔体の非特異的吸着性を利用し、臨床診断薬の免疫測定法で用いる診断担体（固相）としての利用が可能である。従来、免疫測定法では検体中のターゲット物質（例えばウイルス）を固相に捕捉する場合、坑ウイルス特異抗体を固相側に点着し、ウイルスを捕捉するが、固相としてリン酸カルシウム多孔体を用いることにより、非特異的に複数のターゲット物質を捕捉する汎用性の高い担体（固相）としての利用が可能である。ターゲット物質が核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）の場合も同様に捕捉可能である。
【００５４】
また、多孔体製造時に鉄、磁性成分を添加し多孔体を製造することにより、反応中の洗浄におけるＢ／Ｆ分離を容易におこなうことも可能である。同様に、微生物ないし微生物由来物質の固定担体として用いる場合には医療用水や培養に用いる水より除去が要求される、エンドトキシン、マイコプラズマ等の吸着除去にも有効である。
【００５５】
なお、上記用途の説明は、各用途における使用態様を特定のものに限定することを意図しておらず、他の態様での使用を排除するものではない。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はそれらによって限定されるものではない。なお、実施例中に示した物性値の測定方法または定義を以下に示す。
・Ｘ線回折測定による回折角２θ＝４６．７°におけるピークの半値幅
ＢＲＵＫＥＲ製のＸ線回折装置（Ｄ８  ＤＩＳＣＯＶＥＲ）を使用し、Ｘ線回折測定により得られた回折図において、回折角２θ＝４６．７°におけるピークの半値幅を求めた。
・ハイドロキシアパタイト多孔体における孔の観察
走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製  ＪＳＭ−５４１０ＬＶ）により、倍率５００で写真を撮影し、孔の均一性、連通性を確認した。
・ハイドロキシアパタイト多孔体における繊維構造の観察
走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製  ＪＳＭ−５４１０ＬＶ）により、倍率５，０００で写真を撮影し、繊維の表面外観、及び、繊維内部におけるハイドロキシアパタイトの凝集性を確認した。
・一次粒子の平均粒径の測定方法
走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製  ＪＳＭ−６３０１Ｆ）により４万倍で撮影した画像中、５０点以上の一次粒子の直径を計測し、平均値を算出することで測定した。【００５７】
［実施例１］
＜ハイドロキシアパタイトの合成＞
低結晶性ハイドロキシアパタイト粒子を以下に示す湿式法で調整した。なお、Ｃａ（ＮＯ3）2４Ｈ2Ｏおよび（ＮＨ4）2ＨＰＯ4は、ナカライテスク株式会社製の硝酸カルシウム四水和物およびリン酸水素二アンモニウムを用い、２５重量％アンモニア水は和光純薬工業株式会社製の２５重量％アンモニア水を用い、純水はＭｉｌｌｉ−Ｑ  ｗａｔｅｒを使用した。先ず、２５重量％アンモニア水でｐＨを１２に調整したＣａ（ＮＯ3）2水溶液（４２ｍＮ、８０ｍＬ）を、冷却管及び半月状撹拌翼を接続した１Ｌフラスコに注ぎ入れ、室温（３０℃）に保った。このフラスコに、アンモニア水でｐＨを１２に調製した（ＮＨ4）2ＨＰＯ4水溶液（１０ｍＮ、２００ｍＬ）を室温にて添加し、１０時間反応させた。次に、得られた反応物を遠心分離により分離洗浄することにより、低結晶性ハイドロキシアパタイト粒子を得た。得られたハイドロキシアパタイトは、球形の形状で、一次粒子の平均粒径は２０ｎｍ、Ｘ線回折測定による回折角２θ＝４６．７°におけるピークの半値幅は、０．５１°であった。【００５８】
＜繊維の作製＞
上記方法により作製したハイドロキシアパタイトのエタノール分散液（１３重量％）６４．２重量部、ポリビニルピロリドン（Ｍｗ：１，３００，０００  ＡＬＤＲＩＣＨ製）８．３重量部、エタノール（一級；ナカライテスク製）２７．５重量部からなる分散液を作製した。得られた分散液は、エタノールに対するハイドロキシアパタイトの濃度が９．１重量％、ハイドロキシアパタイト／ポリビニルピロリドン（重量比）が１．０であった。次いで、シリンジポンプにより内径０．２２ｍｍのノズルに分散液を１．０ｍｌ／ｈｒで供給すると共に、ノズルに２０ｋＶの電圧を印加し、接地されたコレクターに繊維状構造物前駆体（繊維集合体）を捕集した。ニードルとコレクターの距離は２０ｃｍとした。静電紡糸された繊維集合体を空気中、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で９００℃まで昇温し、１時間保持した後、室温まで冷却することで、平均繊維径１μｍのハイドロキシアパタイト多孔体を作製した。得られたハイドロキシアパタイト多孔体の走査型電子顕微鏡写真を図１および２に示す。図１から明らかなように、ハイドロキシアパタイト多孔体は、連続かつ均一な微細孔を有するものであった。また、図２から、得られたハイドロキシアパタイト多孔体は、ハイドロキシアパタイト微粒子が凝集一体化し、表面平滑性の高い繊維であることが確認できた。焼成前の走査型電子顕微鏡写真を図６として示す。【００５９】
［実施例２］
＜ハイドロキシアパタイトの作製＞
上記で得られた低結晶性ハイドロキシアパタイト粒子を、次に示す方法によって焼成することで高結晶性ハイドロキシアパタイトナノ粒子を作製した。まず、融着防止助剤として、０．５ｇのポリアクリル酸（ＡＬＤＲＩＣＨ社製、重量平均分子量１５，０００ｇ／ｍｏｌ）を含む、ｐＨ７．０の水溶液（以下、水溶液Ａ）１００ｍＬに、０．５ｇの上記低結晶性ハイドロキシアパタイトナノ粒子を分散させることで、同粒子表面にポリアクリル酸を吸着させた。次に、上記で調製した分散液に、融着防止剤として、水酸カルシウム〔Ｃａ（ＯＨ）2〕飽和水溶液５００ｍＬを添加することで、同粒子表面にポリアクリル酸カルシウムを析出させた。結果として生じる沈殿物を回収し、減圧下８０℃にて乾燥させることで、混合粒子を回収した。上記混合粒子をルツボに入れ、焼成温度８００℃にて一時間焼成を行った。この際、ポリアクリル酸カルシウムは熱分解し、酸化カルシウム〔ＣａＯ〕となった。次に、上記で調製した水溶液Ａ５００ｍＬに得られた焼成体を懸濁し、遠心分離により分離洗浄し、更に蒸留水に懸濁し、同様に遠心分離により分離洗浄を行うことによって、融着防止剤及び融着防止助剤を除去し、高結晶性ハイドロキシアパタイトナノ粒子を回収した。得られたハイドロキシアパタイトは、球形の形状で、一次粒子の平均粒径は４０ｎｍ、Ｘ線回折測定による回折角２θ＝４６．７°におけるピークの半値幅は、０．２９°であった。【００６０】
＜繊維の作製＞
上記方法により作製したハイドロキシアパタイトを用い、実施例１と同様にして、平均繊維径１．２μｍのハイドロキシアパタイト多孔体を作製した。得られたハイドロキシアパタイト多孔体の走査型電子顕微鏡写真を図３および４に示す。図３から明らかなように、ハイドロキシアパタイト多孔体は、連通しかつ均一な微細孔を有するものであった。また、図４から、実施例１の繊維に比べて、繊維を構成しているハイドロキシアパタイトの結晶性が高く、粒子が大きいために、ハイドロキシアパタイト粒子同士の凝集一体化が十分ではなく、繊維表面には個々の微粒子に由来した微細な凹凸が観察された。このような形状からして、実施例１に比べて、繊維比表面積は高くなるものの、強度が低く脆いことが推察された。【００６１】
［実施例３］
実施例１のハイドロキシアパタイトのエタノール分散液（１３重量％）６．９重量部、ポリビニルピロリドン（Ｍｗ：１，３００，０００  ＡＬＤＲＩＣＨ製）９．０重量部、エタノール（一級；ナカライテスク製）８４．１重量部からなる分散液を作製した。得られた分散液は、エタノールに対するハイドロキシアパタイトの濃度が１．０重量％、ハイドロキシアパタイト／ポリビニルピロリドン（重量比）が０．１であった。次いで、実施例１と同様にして、ハイドロキシアパタイト多孔体を作製した。得られたハイドロキシアパタイト多孔体の走査型電子顕微鏡写真を図５に示す。図５に示すとおり孔は連通していることが確認された。ただ、繊維は収縮し、切断している部分、即ち孔の大きさが５０μｍを超える箇所も観察され、孔の均一性には欠けていた。【００６２】
［実施例４］
実施例１のハイドロキシアパタイトのエタノール分散液（１３重量％）４５．６重量部、ポリビニルピロリドン（Ｍｗ：１，３００，０００  ＡＬＤＲＩＣＨ製）８．５重量部、エタノール（一級；ナカライテスク製）４５．９重量部からなる分散液を作製した。得られた分散液は、エタノールに対するハイドロキシアパタイトの濃度が６．５重量％、ハイドロキシアパタイト／ポリビニルピロリドン（重量比）が０．７であった。次いで、実施例１と同様にして、ハイドロキシアパタイト多孔体を作製した。得られたハイドロキシアパタイトの走査型電子顕微鏡写真を図７および８に示す。図７から明らかなように、ハイドロキシアパタイト多孔体は、連続かつ均一な微細孔を有するものであった。また、図８から、得られたハイドロキシアパタイト多孔体は、ハイドロキシアパタイト微粒子が凝集一体化し、表面平滑性の高い繊維であることが確認できた。ただし、十分に使用できるレベルではあるものの、実施例１に比べて、焼成前後での多孔体の収縮が大きかった。【００６３】
［実施例５］
焼成温度を６００℃とした以外は、実施例４と同様にして、ハイドロキシアパタイト多孔体を作製した。実施例４で得られたハイドロキシアパタイト多孔体および実施例５で得られたハイドロキシアパタイト多孔体のＸ線回折測定により得られた回折図を図９に示す。図９から、実施例５で得られたハイドロキシアパタイト多孔体は、実施例４で得られたものに比べて、やや結晶性が低いことが確認された。【００６４】
［実施例６］
焼成温度を１１５０℃とした以外は、実施例４と同様にして、ハイドロキシアパタイト多孔体を作製した。得られたハイドロキシアパタイトの走査型電子顕微鏡写真を図１０に示す。図１０から、実施例４に比べて、ハイドロキシアパタイト微粒子同士が強く凝集一体化している様子が確認された。【００６５】
［実施例７］
焼成を１５００℃で５時間保持した以外は、実施例４と同様にして、ハイドロキシアパタイト多孔体を作製した。得られたハイドロキシアパタイト多孔体のＸ線回折測定により得られた回折図を図１１に示す。図１１から、得られたハイドロキシアパタイト多孔体にはβ−リン酸三カルシウムが含有していることが確認された。特許公報第４２６５９４６号の段落番号００９０〜００９４に記載されている検量線に基づいて、β−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）とハイドロキシアパタイト（ＨＡｐ）の混合物中におけるβ−リン酸三カルシウムの含有率（β−ＴＣＰ／（β−ＴＣＰ＋ＨＡｐ）×１００（％））を求めた結果、含有率は２８．６％であった。【００６６】
（上記特許公報による検量線関数の記載）
市販のβ−リン酸三カルシウム（フルカ（株）製 Ｎｏ．２１２１８）およびハイドロキシアパタイト（ペンタックス（株）製、アパセラム：登録商標）を用いて、Ｘ線解析法（ＸＲＤ）により、板状リン酸カルシウム中に含まれるβ−リン酸三カルシウムの含有率を導出する為の検量線関数を以下のようにして求めた。上記市販のβ−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）とハイドロキシアパタイト（ＨＡｐ）とを、下記式（１）で示される試薬混合物中のβ−リン酸三カルシウムの存在比ｘが所定の値になるように、試薬混合物を調製した。
ｘ（％）＝β−ＴＣＰ／（β−ＴＣＰ＋ＨＡｐ）×１００ ・・・（１）
当該試薬混合物についてのＸ線解析の結果から、試薬混合物中のβ−リン酸三カルシウムの強度比ｙを算出した結果、下記表１のようになった。なお、上記強度比ｙは、Ｘ線解析の結果得られた、ハイドロキシアパタイトの（２ １ １） （２θ＝３１．９２°）の強度を、β−リン酸三カルシウムの(０ ２ １０） （２θ＝３１．１６°）の強度で除した値を示している。【００６７】
【表１】
0005422784.tif 000002
【００６８】
上記表１に示すβ−リン酸三カルシウムの存在比ｘとβ−リン酸三カルシウムの強度比ｙとに基づいて、下記式（２）の検量線関数を求めた。
ｌｏｇ１０ｙ＝−０．０２０９３ｘ＋０．７７３６ ・・・（２）
（０≦ｘ≦１００）【００６９】
以下の仮想実施例（実施例８）では、リン酸三カルシウムを用いた場合の繊維の作製を記載することにより、本発明の好ましい例の一つを説明する。実施例８は、上記実施例１〜７と相互に関連する方法から容易に規定できる。【００７０】
［実施例８］（仮想実施例）
＜リン酸三カルシウムの合成＞
リン酸三カルシウムを以下に示すスラリー法により調整する。
リン酸塩およびカルシウム塩としての、ビス（リン酸二水素）カルシウム５．０４ｇ、炭酸カルシウム２．０ｇ、およびテトラカルシウムホスフェイトモノオキサイト７．３６ｇを、乳鉢を用いて十分に細砕・混合し、混合物１とする（混合工程）。上記の割合で調整された混合物１は、リン原子に対するカルシウム原子のモル比であるＣａ／Ｐが１．５となる。上記混合物１に、反応促進剤であるリン酸二水素ナトリウム水溶液（０．１５Ｍ）１５ｍｌを添加し、迅速に攪拌して、混合物２とした（混合工程）後、成形容器へ充填する。上記混合物２を１時間乾燥処理し、乳鉢により粉砕し、β−リン酸三カルシウム前駆体を得る。得られたβ−リン酸三カルシウム前駆体を焼成温度８００℃にて１時間焼成することによりリン酸三カルシウム粒子を得る。【００７１】
＜繊維の作製＞
上記方法により作製したリン酸三カルシウムのエタノール分散液（１３重量％）６４．２重量部、ポリビニルピロリドン（Ｍｗ：１，３００，０００  ＡＬＤＲＩＣＨ製）８．３重量部、エタノール（一級；ナカライテスク製）２７．５重量部からなる分散液を作製する。得られる分散液は、エタノールに対するリン酸三カルシウムの濃度が９．１重量％、リン酸三カルシウム／ポリビニルピロリドン（重量比）が１．０である。次いで、シリンジポンプにより内径０．２２ｍｍのノズルに分散液を１．０ｍｌ／ｈｒで供給すると共に、ノズルに２０ｋＶの電圧を印加し、接地されたコレクターに繊維状構造物前駆体（繊維集合体）を捕集する。ニードルとコレクターの距離は２０ｃｍとする。静電紡糸された繊維集合体を空気中、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で９００℃まで昇温し、１時間保持した後、室温まで冷却することで、極細繊維によるリン酸三カルシウム多孔体を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明のリン酸カルシウム多孔体は、連通し、特には、連通しかつ均一な微細孔を有しているため、様々な用途に好適に用いることができる。例えば、細胞培養用シャーレなどで使用する細胞培養基材、インプラント用の人工骨や骨補填材などの生体材料、タンパク質吸着特性を有するクロマトグラフィーの充填材、高分子アルコールの合成用触媒、触媒担体、濾材、電子材料、生理活性物質固定担体および重金属吸着材が用途として挙げられる。
【要約】
連通する微細孔を有するリン酸カルシウム多孔体の製造方法を提供すること。
リン酸カルシウムを静電紡糸する、リン酸カルシウム多孔体の製造方法により、連通しかつ均一な微細孔を有するリン酸カルシウム多孔体を製造できる。【図１】
0005422784.tif 000003
【図２】
0005422784.tif 000004
【図３】
0005422784.tif 000005
【図４】
0005422784.tif 000006
【図５】
0005422784.tif 000007
【図６】
0005422784.tif 000008
【図７】
0005422784.tif 000009
【図８】
0005422784.tif 000010
【図９】
0005422784.tif 000011
【図１０】
0005422784.tif 000012
【図１１】
0005422784.tif 000013