(57)【要約】【課題】メソポア構造を表面及び内面に有するリン酸カルシウム多孔質材料、蛋白質等の吸着・固定用担体、及びその製造法を提供する。【解決手段】リン酸カルシウムの多孔体からなる基材において、該多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有することを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料、上記リン酸カルシウムの多孔体が、数十ミクロン〜３００ミクロンの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が、３０〜８５％である上記リン酸カルシウム多孔質材料、上記のリン酸カルシウム多孔質材料からなることを特徴とする生理活性物質の吸着・固定用担体、及びその製造方法。【効果】     蛋白質等の吸着担体として有用なメソ気孔を有するアパタイトセラミックス多孔質材料を提供できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸カルシウムの多孔体において、該多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造が形成されていることを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料。
【請求項２】
上記リン酸カルシウムの多孔体が、数十ミクロン〜３００ミクロンの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％である請求項１に記載のリン酸カルシウム多孔質材料。
【請求項３】
上記リン酸カルシウムの多孔体が、多孔質アパタイトである請求項１に記載のリン酸カルシウム多孔質材料。
【請求項４】
上記メソポア構造が、セラミックスの皮膜、又はリン酸カルシウムの再析出層から形成されている請求項１に記載のリン酸カルシウム多孔質材料。
【請求項５】
皮膜の比表面積が４００ｍ２／ｇ以上、気孔率が３０〜８０％である請求項４に記載のリン酸カルシウム多孔質材料。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のリン酸カルシウム多孔質材料からなり、生理活性物質を選択的に吸着、固定する作用を有することを特徴とする生理活性物質の吸着・固定用担体。
【請求項７】
リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、ブロックコポリマーを用いて、又はゾル−ゲル法の手法を用いて、該多孔体の表面及び気孔内面にリン酸カルシウム以外の皮膜を形成することにより、上記多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製することを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法。
【請求項８】
リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、溶解、再沈着処理して、該多孔体の表面及び気孔内面にリン酸カルシウムの再析出層を形成することにより、上記多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製することを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法。
【請求項９】
上記リン酸カルシウムの多孔体が、数十ミクロン〜３００ミクロンの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％である請求項７又は８に記載のリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法。
【請求項１０】
上記皮膜を形成した後、有機物を除去する請求項７に記載のリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メソポアを表面あるいは内面に有するリン酸カルシウム多孔質材料及びその作製技術に関するものであり、更に詳しくは、多孔質アパタイト等のリン酸カルシウム多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料、その製造方法及び用途に関するものである。本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、その表面あるいは内面にあるメソポアが、生物由来の、あるいはそれ以外の生理活性物質、生体触媒等を好適に吸着することができるため、例えば、固定化担体、薬物担体、生体組織充填材、あるいはろ過材等に好適に利用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
リン酸カルシウム化合物は、蛋白質等、生体分子に対する特異的な吸着特性を示し、例えば、生体分子固定化担体、薬物担体、ろ過、分離材等に使われているが、担体として用いる場合、接触面積が大きい多孔質体が用いられる。このリン酸カルシウム化合物を薬物担体として用いる場合、徐放制御が難しいとされている。また、リン酸カルシウム化合物は、生体適合性、生体活性に優れ、例えば、骨充填材、治療用薬物担体等に実用化され、広く使用されている。骨充填材等、体内で用いる場合、アパタイト等、リン酸カルシウム化合物は、生体内で骨と結合する優れた特性があるが、自家骨と比べ骨形成は十分ではなく、また、体の中で骨が再生するリモルディングサイクルに取り込まれる人工材料はなく、自家骨と同程度の骨形成、リモルディングサイクルに取り込まれる人工材料の出現が待たれている。リン酸カルシウム系多孔質材料に関連する先行技術として、例えば、２種類の細孔からなる孔隙構造を形成した材料（特許文献１〜２）、及び高分子化合物多孔質複合構造体の細孔表面にヒドロキシアパタイト層を設けた材料（特許文献３）が提案されている。
【０００３】
リン酸カルシウムは、体内で溶解し、骨と同化していくことが期待されているが、期待されたほど骨と同化しないことが多く指摘されている。たとえリン酸カルシウム化合物の中で溶解度が高い材料を用いても、体内に埋入されると、化学的に溶解するだけで、骨細胞による吸収、再生のサイクルに同期しない。リン酸カルシウム化合物を体内に埋入すると、表面に骨類似アパタイトが沈着し、生成した骨類似アパタイトを介して自家骨と結合するが、骨細胞の骨形成を促進するわけではなく、アパタイト等のリン酸カルシウム化合物自体に骨形成促進能はない。骨形成を促進する生理活性物質と材料を複合化することで、骨形成を促進させる検討が行われている。生理活性物質として、蛋白質の一種である骨形成因子（ＢＭＰ−２，４）、トランスフォーミング増殖因子（ＴＧＦ−β１）などが知られており、生理活性物質と材料を複合化することが盛んに検討されている。
【０００４】
一方、これらの生理活性物質を、必要な箇所に直接投与した場合、必要箇所から１日で拡散してしまう。そのため、骨充填材に用いられる多孔質の顆粒状アパタイトセラックスに水溶性コラーゲンを付着させて用いる試みも報告されている（非特許文献１）。また、担体自体が体内で崩壊し、それとともに徐放する生分解性の高分子を担体とした報告例が多数知られている。更に、表面電位を制御して保持することを狙ったゼラチンゲルが開発され、１週間後に約半分、２週間で１〜２割程度保持できるようになった（非特許文献２）。いずれの場合も、機能を保持できる期間には限りがあり、また、自己崩壊することで、包含した薬剤等を徐放する生分解性ポリマーの場合、崩壊しても担体に再結合する等により、期待したほど徐放できない例が報告されている。
【０００５】
アパタイトは、蛋白質に対する特異的な吸着特性を有し、蛋白質、生理活性物質の吸着が多数報告され、特に、溶解性に優れる低結晶性炭酸アパタイトが蛋白質等の徐放担体として注目されている。本発明者らは、炭酸量を制御したアパタイトハイドロゲル中に蛋白質を包含させ、固化することで、固化体からの徐放が可能であることを見出した（非特許文献３）。しかしながら、担体の溶出に伴う蛋白質の徐放においては、担体の溶出量ほど蛋白質が放出されない。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２１３４２号公報
【特許文献２】特開２００２−１４３２１９号公報
【特許文献３】特開２００３−５５０６１号公報
【非特許文献１】久保木，蛋白  核酸  酵素，Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．５，４７５−９１（１９９５）
【非特許文献２】山本，田畑ら、生体材料、Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．４，１９４−２００（２０００）
【非特許文献３】Y. Yokogawa et al., Key Eng.Mater, Vol. 254-6, p169 (2003)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述した背景に鑑みて、生理活性物質等、生体分子を保持する新規な担持機能を有するリン酸カルシウム化合物材料、特に、メソ気孔を有するアパタイトセラミックス多孔質材料及びその製造技術を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、リン酸カルシウムの多孔体において、該多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造が形成されていることを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料、である。本多孔質材料は、（１）上記リン酸カルシウムの多孔体が、数十ミクロン〜３００ミクロンの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であること、（２）上記リン酸カルシウムの多孔体が、多孔質アパタイトであること、（３）上記メソポア構造が、セラミックスの皮膜、又はリン酸カルシウムの再析出層から形成されていること、（４）皮膜の比表面積が４００ｍ２／ｇ以上、気孔率が３０〜８０％であること、を好ましい態様としている。
【０００９】
また、本発明は、上記のリン酸カルシウム多孔質材料からなり、生理活性物質を選択的に吸着、固定する作用を有することを特徴とする生理活性物質の吸着・固定用担体、である。また、本発明は、リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、ブロックコポリマーを用いて、又はゾル−ゲル法の手法を用いて、該多孔体の表面及び気孔内面にリン酸カルシウム以外の皮膜を形成することにより、上記多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製することを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法、である。また、本発明は、リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、溶解、再沈着処理して、該多孔体の表面及び気孔内面にリン酸カルシウムの再析出層を形成することにより、上記多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製することを特徴とするリン酸カルシウム多孔質材料の製造方法、である。本方法は、（１）上記リン酸カルシウムの多孔体が、数十ミクロン〜３００ミクロンの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であること、（２）上記皮膜を形成した後、有機物を除去すること、を好ましい態様としている。
【００１０】
次に、本発明を更に詳細に説明する。
本発明に使用するリン酸カルシウムとしては、好適には、例えば、アパタイトが例示されるが、このアパタイトは、一般式Ｃａ１０(ＰＯ４)６Ｘ２（式中、Ｘは、水酸基、炭酸等を示す）で表される化合物である。本発明に使用する多孔質リン酸カルシウム基材の表面あるいは内面に形成するメソポア構造を構成するものとして、例えば、セラミックス、金属、プラスチックスのいずれか、あるいはそれを複合したものが例示されるが、これらに限定されるものではない。これらの具体例としては、好適には、例えば、シルカ、金属シリコン、オルガノシリケート等が例示される。しかし、これらに制限されるものではなく、これらと同効のものであれば同様に使用することができる。
【００１１】
本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、数十ミクロン〜３００ミクロンの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％である多孔質アパタイト等のリン酸カルシウム多孔体において、該多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造が形成されていることを特徴としている。そして、本発明のリン酸カルシウム多孔質材料において、上記メソポア構造は、リン酸カルシウム以外のセラミックスの皮膜又はリン酸カルシウムの再析出層から形成されている。例えば、上記皮膜の比表面積は４００ｍ２／ｇ以上、気孔率は３０〜８０％、気孔径は２〜１００ｎｍ、膜厚は０．５〜２０μｍ、が例示される。上記リン酸カルシウムの多孔体としては、例えば、ハイドロキシアパタイト、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、該化合物のカルシウムに一部マグネシウム、ストロンチウム等の金属が置換した化合物、その複合体の多孔体が例示される。これらの多孔体の多孔質構造としては、開気孔あるいは貫通孔を主として有するもの、気孔の形体としては、円筒形、角形等の形態のものが例示されるが、これらに制限されるものではない。
【００１２】
本発明において、上記リン酸カルシウム多孔質材料は、リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、ブロックコポリマーを用いて、又はゾル−ゲル法の手法を用いて、該多孔体の表面及び気孔内面にリン酸カルシウム以外の新規皮膜を形成することにより数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製することにより製造されるか、あるいは、リン酸カルシウムの多孔体からなる基材を、溶解、再沈着処理して、該多孔体の表面及び気孔内面にリン酸カルシウムの再析出層を形成することにより数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するリン酸カルシウム多孔質材料を調製することにより製造される。
【００１３】
これらを更に具体的に説明すると、１段階として、骨充填材等に好適な多孔質構造を有するリン酸カルシウム化合物の多孔体からなる基材を調製する。好適な多孔質構造としては、数十ミクロンから３００ミクロン、より好ましくは、数十〜２００ミクロンの範囲の気孔径の開気孔を有することであり、それにより、１０〜５０ミクロンの微生物や細胞を好適に担持し得る機能が発揮される。上記の基材は、ジクロロメタン、アセトン等の有機溶剤、塩酸等の酸性溶液等の溶剤、又は熱等で分解除去できる添加物あるいは多孔性のフォーム、例えば、ポリウレタン等にリン酸カルシウムを水中に分散したスラリー等の原料を加え、必要に応じて所定の形状に成形し、その後、溶剤、熱等で添加物あるいはフォームを除去することで得られるが、これらの多孔質材料を作製する手法、作製法等の手段は特に限定されるものではない。
【００１４】
次に、第１段階で得られた多孔質リン酸カルシウム材料の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔を有する新規皮膜あるいは再析出層を形成することにより、上記多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を基材に形成する。
【００１５】
上記新規皮膜又は再析出層の形成方法は、特に限定されるものではないが、新規皮膜の場合、分子鋳型、あるいは結晶構造の周期性を活用することで気孔を形成し、所定温度以上で焼成することで、分子集合体の有機成分を完全に除去して得られる。有機物を除去する手法として熱分解以外の方法としては、有機物の残存を避けることは、ほとんど不可能である。有機物が残存することで、不要な官能基がメソ気孔等に残るため、それにより、特定物質の吸着能、保持能が低下するおそれがある。
【００１６】
分子鋳型、あるいは結晶構造の周期性を活用する方法として、ブロックコポリマーを用いる手法、ゾル−ゲル法を用いる手法が例示される。ブロックコポリマーの場合、例えば、ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０、ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ等のブロックコポリマーを極少量の希塩酸水溶液に分散し、テトラエトシキオルソシリケート（ＴＥＯＳ）等のシリケート、水等を加え、反応容器中で１００℃程度で処理した後、乾燥し、５００℃以上で焼成する方法が例示される。また、ゾル−ゲル法の場合、例えば、シリケート、テトラエチルアンモニウム水酸化物（ＴＥＯＨ）等のアミンを混合し、ＴＥＯＨを加え、反応容器中で室温で反応させた後、乾燥し、５００℃以上で焼成する方法が例示される。これらの方法において、用いる材料、処理条件は、上記のものに限定されるものではなく、それらと同効のものであれば同様に使用することができる。
【００１７】
再析出層の場合、基材であるリン酸カルシウムの溶解、再沈着で気孔を形成させることができる。その具体的方法は、リン酸カルシウム基材を酸性水溶液に浸漬するが、ｐＨは４〜５程度が望ましい。更に望ましくは、緩衝剤を加え、ｐＨを所定の値に保持する。再析出層のリン酸カルシウム化合物で、特異的な形状を有する結晶として、例えば、オクタカルシウムフォスフェート、リン酸水素カルシウム２水和物などを挙げることができる。本発明では、上記リン酸カルシウムの多孔体を、ｐＨ４〜５の酸性緩衝溶液に浸漬し、静置することにより、リン酸カルシウム化合物の再析出層が形成され、例えば、数十〜１００ｎｍの気孔を新たに形成することができる。酸性溶液としては、好適には、例えば、ギ酸、コハク酸、酢酸が例示される。本発明により、リン酸カルシウムの多孔体において、該多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの気孔を有するリン酸カルシウム多孔質材料が提供される。
【００１８】
本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、上記多孔体の表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの気孔を有する新規皮膜あるいは再析出層を形成することにより調製される。新規皮膜は、セラミックス、金属、ガラス、有機物のいずれか、あるいはその複合体で構成され、再析出層は、リン酸カルシウムセラミックスで構成され、いずれも膜厚に制約されない。新規皮膜あるいは再析出層を形成以前のリン酸カルシウム多孔体は、形状、大きさに制約されず、また、気孔径、気孔分布にも制約されるものではない。リン酸カルシウム以外の皮膜あるいはリン酸カルシウムの再析出層を形成以前のリン酸カルシウム多孔体は、該多孔体の内面でのメソポア形成において、リン酸カルシウム以外の皮膜、あるいはリン酸カルシウムの再析出層が形成できる容積を持つ開気孔を有することが望ましい。少なくとも毛細管現象により、溶液が侵入し、その内面で析出が進むためには、数ミクロン以上の開気孔、好適には数十ミクロン〜３００ミクロンの開気孔が必要である。更に、数十ミクロン以上の気孔径を有する開気孔があれば、１０〜５０ミクロンの微生物、細胞を好適に担持でき、微生物担体、組織担体に好適に利用し得る。この場合、骨充填材等、フィラー材料に用いる場合、３０〜８５％、好ましくは５０〜７５％の気孔率を有することが望ましい。この場合、気孔率が大きくなると、機械的強度が等比級数的に減少し、気孔率が小さいと骨同化の遅延が想定される。
【００１９】
本発明の新規皮膜あるいは再析出層を形成以前のリン酸カルシウム多孔体は、形状、大きさに制約されず、その気孔径、気孔分布にも制約されるものでないが、上記多孔体の内面でのメソポア形成においては、新規皮膜、再析出層が形成できるだけの開気孔を有することが望ましい。更に、数十〜３００ミクロン、好ましくは、数十〜２００ミクロン以上の気孔径を有する開気孔があれば、１０〜５０ミクロンの微生物、細胞を好適に担持し得る。また、本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、その表面あるいは内面にあるメソポアが、生物由来の、あるいはそれ以外の生理活性物質、生体触媒等を好適に吸着することができるため、多様な固定化担体、薬物担体、あるいはろ過材等に好適に利用し得る。また、多次元気孔構造を特徴とする本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、酵素、生理活性物質等、様々な分子量を有する機能性ナノ生体分子を選択的に吸着、固定でき、それらを産生する細胞、微生物を吸着、固定化することができるため、微生物、細胞による機能性ナノ生体分子の生産、固定の２段階をあわせて効率的に行うことができる。固定化する機能性ナノ生体分子の機能に応じ、生体材料、薬物担体、水処理、環境保全等、各種の材料に好適に利用し得る。メソポア及びアパタイトに吸着した蛋白質は、主としてアパタイトの溶出に伴い放出されるが、アパタイト近傍では、溶出した蛋白質がリン酸カルシウムに吸着、結合すると共に、メソポアへも再析出するためであると考えられる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、（１）メソ気孔を有する多孔質アパタイトセラミックスを提供することができる、（２）数十〜３００ミクロンの範囲の気孔径の開気孔を有し、気孔率が３０〜８５％であるアパタイトの多孔体において、その表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの範囲の気孔からなるメソポア構造を有するアパタイトセラミックス多孔質材料を提供することができる、（３）上記メソ気孔を有するアパタイトセラミックスの製造方法を提供することができる、（４）上記アパタイトセラミックス多孔質材料は、例えば、蛋白質等の生理活性物質の担体として有用である、（５）蛋白質を吸着し、徐放する機能を有する上記アパタイトセラミックス多孔質材料からなる生理活性物質の吸着・固定用担体を提供することができる、という効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、これらによって何ら限定されるものではない。
（１）実験方法
緻密体、多孔体のアパタイトセラミックスを調製し、テンプレートとしてブロックコポリマーを用いて、あるいはゾル−ゲル法によって、メソ気孔を形成させた。ブロックコポリマーの場合、ブロックコポリマーを希塩酸水溶液に分散し、ＴＥＯＳ、有機物を加え、密閉容器中１００℃で処理後、５００℃以上で熱処理した。ゾル−ゲル法の場合、シリケート、アミンを混合し、ＴＥＯＨを加え、その後は、ブロックコポリマーの場合と同様に処理した。
【００２２】
（２）評価方法
得られた生成物を、脱気及び熱処理した後、窒素ガス吸着により、気孔分布、比表面積測定（島津製作所、TriStar 3000）を行った。また、薄膜Ｘ線回折（MAC Science、 MXP3）により、気孔径の算出を行い、メソポア形成、気孔径を確定した。また、ＳＥＭ／ＥＤＸ（日立製作所、S-3000N／堀場製作所、EMAX-2200）により、表面形態観察と元素分析を行い、ＴＥＭ（Jeol、JEM2010）により、表面生成物の形態観察を行った。更に、ＨＰＬＣ（Shimadzu LC-10A system）を用いて蛋白質の吸着、ＰＢＳ中での徐放挙動を調べた。
【実施例１】
【００２３】
水酸アパタイト粉体（平均粒径０．３８μｍ、比表面積３８ｍ２/ｇ）を用い、１２００℃で３時間焼成することで、気孔率６０．５％、細孔２００−３００μｍ、１−５μｍに気孔を有する多孔質アパタイトセラミックスを調製した。得られた多孔質アパタイトセラミックスを、ゾル−ゲル法による手法で処理するために、ＴＥＯＳとトリエタノールアミンを含む水溶液にテトラエチルアンモニウム水酸化物(ＴＥＯＨ)を加え、これに多孔質アパタイトセラミックスを添加し、室温で２４時間反応させた。その後、得られた生成物を乾燥し、６００℃で６時間焼成した。
【００２４】
得られた試料のガス吸着分析、薄膜Ｘ線回折実験より、５ｎｍ以上のメソポアの存在が認められ、アパタイト表面にメソポアが形成されたことが明らかになった。図１に、試料表面のＳＥＭ像を示す。アパタイト表面は、直径１μｍ程度の球形で覆われており、熱処理を経てもメソポア構造が安定に形成されたことを示している。また、図２に、薄膜Ｘ線回折図を示す。周期構造を示すピークが低角側に観察される。更に、上記試料をシランカップリング剤の３−アミノプロピルトリエトキシシラン（３−ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）を用いて、脱水トルエン中で処理すると、比表面積が低下したが、これは、シランカップリング剤がメソポアに吸着したためであり、このことによっても、メソポアの存在が示された。
【００２５】
比較例１
上記実施例１で調製した多孔質アパタイトセラミックスをブロックコポリマーを用いて処理するために、ブロックコポリマー（ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０）を塩酸水溶液に溶解し、テトラエトキシオルソシリケート(ＴＥＯＳ)を加えた溶液に、多孔質アパタイトセラミックスを加え、水熱条件下、１００℃で４８時間反応させ、得られた生成物を８０℃で１０時間乾燥した後、５５０℃で１時間焼成した。
【００２６】
得られた試料では、ガス吸着分析の結果からはメソポア領域に気孔の存在は判別し難かった。一方、薄膜Ｘ線回折によると、周期構造による弱いＸ線回折線が観察された。これらのことから、ブロックコポリマーより、ゾル−ゲル法の方がメソ気孔形成に適していることが明らかになった。ブロックコポリマーを分散するために希塩酸水溶液を用いたが、そのために多孔質アパタイトセラミックスがおかされたためと考えられる。
【実施例２】
【００２７】
上記実施例１で調製した多孔質アパタイトセラミックス試料を、ｐＨ４の酸性溶液に浸漬し、３６．５℃で５日間静置した。酸性溶液中で、試料の重量は約１０％減少した。ガス吸着による気孔分布測定より、１０〜１００ｎｍの気孔が新たに生成していた。粉末Ｘ線回折によると、アパタイト以外のリン酸カルシウム化合物のピークが観察され、再析出層によるメソポア構造の形成が確認された。
【実施例３】
【００２８】
上記実施例１で調製した多孔質アパタイトセラミックスを、ブロックコポリマー（ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０）を、極少量の塩酸水溶液に溶解し、テトラエトキシオルソシリケート(ＴＥＯＳ)を加えた溶液に加え、水熱条件下、１００℃で４８時間反応させ、得られた生成物を８０℃で１０時間乾燥した後、５５０℃で１時間焼成した。得られた生成物は、約５ｎｍのメソポア、数ミクロン、及び１００−３００ミクロンの気孔を有する多次元気孔質体であった。図３に、多孔質アパタイトセラミックスの表面のＳＥＭ像を示す。１５０ミクロン程度の気孔が微細な粒子で覆われているのがわかる。図４に、ガス吸着法で求めたメソポアの気孔分布を示す。約５ｎｍにピークがあり、メソポアの存在が明確である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上詳述したように、本発明は、メソポア構造を表面及び内面に有するリン酸カルシウム多孔質材料及びその製造法に係るものであり、本発明では、リン酸カルシウムの多孔質材料であって、表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの気孔を有するリン酸カルシウム多孔質材料を提供することができる。本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、その表面及び気孔内面に数ナノメートルからサブミクロンの気孔を有する新規皮膜あるいは再析出層からなるメソポア構造を有する。この新規皮膜は、セラミックス、金属、ガラス、有機物のいずれか、あるいはその複合体であり、再析出層は、リン酸カルシウムセラミックスであり、いずれも膜厚に制約されない。また、新規皮膜あるいは再析出層を形成以前のリン酸カルシウム多孔質材料は、形状、大きさに制約されず、また、気孔径、気孔分布にも制約されるものではないため、本発明は、多様な対象物の固定に有用である。
【００３０】
本発明の新規皮膜あるいは再析出層を形成以前のリン酸カルシウム多孔体は、形状、大きさに制約されず、その気孔径、気孔分布にも制約されるものでなく、内面でのメソポア形成において、新規皮膜、再析出層が形成できるだけの開気孔を有するものであれば、その種類は制限されない。更に、本発明の多孔質材料は、数十〜３００ミクロン、好ましくは、数十〜２００ミクロン以上の気孔径の開気孔を有するので、１０〜５０ミクロンの微生物、細胞を好適に担持し得る。また、本発明のリン酸カルシウム多孔質材料は、その表面あるいは内面にあるメソポアが、生物由来の、あるいはそれ以外の生理活性物質、生体触媒等を好適に吸着することができるため、多様な固定化担体、薬物担体、あるいはろ過材等に好適に利用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ＴＥＯＳ、トリエタノールアミン、ＴＥＯＨで処理した多孔質アパタイトセラミックスの表面のＳＥＭ像を示す。アパタイト表面は、直径１μｍ程度の球形で覆われている。
【図２】ＴＥＯＳ、トリエタノールアミン、ＴＥＯＨで処理した多孔質アパタイトセラミックスの薄膜Ｘ線回折図を示す。底角側に周期構造を示すピークが観察される。
【図３】ＴＥＯＳ、ブロックコポリマーで処理した多孔質アパタイトセラミックスの表面のＳＥＭ像を示す。試料表面ならびに１５０μｍ以上の気孔内部が、メソポアを有する粒子で覆われている。
【図４】ＴＥＯＳ、ブロックコポリマーで処理した多孔質アパタイトセラミックスのガス吸着法による気孔分布を示す。約５ｎｍにピークがあり、メソポアが確認できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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