(57)【要約】【課題】本発明は、多量のリン酸八カルシウムを迅速に製造することができる方法およびそれにより製造されたリン酸八カルシウムに関する。【解決手段】本発明によると、高純度のリン酸八カルシウムを提供することができ、短時間内にリン酸八カルシウムを製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸カルシウム溶液を製造するステップと、
前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが増加する時点で酸性溶液を用いて前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを５以上６以下に調節する初期ｐＨ調節ステップと、
前記リン酸カルシウム溶液を６０℃以上９０℃以下の温度まで加熱するステップと、
加熱された前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが減少する時点で塩基性溶液を用いて前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを５以上６以下に調節する後期ｐＨ調節ステップと、を含むリン酸八カルシウムの製造方法。
【請求項２】
前記リン酸カルシウム溶液を製造するステップは、リン酸カルシウム水和物および溶媒を混合することを含み、
前記リン酸カルシウム水和物の含有量は、前記溶媒１Ｌに対して１ｇより多く１０ｇ未満である請求項１に記載のリン酸八カルシウムの製造方法。
【請求項３】
前記リン酸カルシウム水和物は、第二リン酸カルシウム二水和物を含む請求項２に記載のリン酸八カルシウムの製造方法。
【請求項４】
前記後期ｐＨ調節ステップの前に、加熱された前記リン酸カルシウム溶液にリン酸八カルシウムおよび第二リン酸カルシウム二水和物のうち少なくとも一つを含む異種核を添加するステップをさらに含む請求項１に記載のリン酸八カルシウムの製造方法。
【請求項５】
前記リン酸カルシウム溶液に添加される前記異種核の平均粒径は、１ｎｍ以上１μｍ以下である請求項４に記載のリン酸八カルシウムの製造方法。
【請求項６】
前記リン酸カルシウム溶液に添加される前記異種核の含有量は、前記リン酸カルシウム溶液１００重量部に対して０．０１重量部以上０．５重量部以下である請求項４に記載のリン酸八カルシウムの製造方法。
【請求項７】
前記後期ｐＨ調節ステップは、前記リン酸カルシウム溶液の温度を６０℃以上９０℃以下に維持して行う請求項１に記載のリン酸八カルシウムの製造方法。
【請求項８】
前記後期ｐＨ調節ステップは、リン酸八カルシウムが０．５ｇ／Ｌ・ｍｉｎ以上１．５ｇ／Ｌ・ｍｉｎ以下の速度で生成される請求項１に記載のリン酸八カルシウムの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法によって製造されるリン酸八カルシウム。
【請求項１０】
前記リン酸八カルシウムは、長さが１０μｍ以上１５μｍ以下、幅が２μｍ以上３μｍ以下である第１の結晶、および長さが１μｍ以上１０μｍ以下、幅が０．５μｍ以上３μｍ以下である第２の結晶を含む請求項９に記載のリン酸八カルシウム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、２０１７年１０月２０日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１７−０１３６７２１号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては、本発明に含まれる。
【０００２】
本発明は、リン酸八カルシウムの製造方法およびそれにより製造されたリン酸八カルシウムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ハイドロキシアパタイト（Ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ，ＨＡ）は、体の中にある歯と骨から主に発見されるものである。したがって、ＨＡは、折損した骨の代わりにするためのフィラーまたは人工インプラントの分野において、骨の内部成長（ｉｎｇｒｏｗｔｈ）を促進するためのコーティング剤または骨細胞の増殖を向上させるために主に用いられる。ただし、ＨＡは、折損した部位に骨が再生した後でも体内で再吸収され難いという問題点がある。
【０００４】
そこで、ＨＡの前駆体であるリン酸八カルシウム（Ｏｃｔａｃａｌｃｉｕｍ  Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ；ＯＣＰ）を用いて体内の再吸収率を高め、骨細胞の生体親和性を高めようとする研究が進められている。
【０００５】
ただし、従来のＯＣＰの合成方法は、高純度のＯＣＰを得難く、生産コストが高く、また、収率が低いという問題点を有している。したがって、上記の問題点を解決するための最適なＯＣＰの合成（製造）方法についての研究が継続的に必要な実情にある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：Ｃ、２０１０、Ｖｏｌ．３０、ｐ．２４５−２５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、多量のリン酸八カルシウムを迅速に製造することができる方法およびそれにより製造されたリン酸八カルシウムを提供しようとする。
【０００８】
ただし、本発明が解決しようとする課題は、上記した課題に制限されず、言及されていないまた別の課題は、下記の記載から当業者が明確に理解することができるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態は、リン酸カルシウム溶液を製造するステップと、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが増加する時点で酸性溶液を用いて前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを５以上６以下に調節する初期ｐＨ調節ステップと、前記リン酸カルシウム溶液を６０℃以上９０℃以下の温度まで加熱するステップと、加熱された前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが減少する時点で塩基性溶液を用いて前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを５以上６以下に調節する後期ｐＨ調節ステップと、を含むリン酸八カルシウムの製造方法を提供する。
【００１０】
また、本発明の一実施形態は、前記製造方法によって製造されたリン酸八カルシウムを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施形態によるリン酸八カルシウムの製造方法は、高純度のリン酸八カルシウムを提供することができる利点がある。
【００１２】
本発明の一実施形態によるリン酸八カルシウムの製造方法は、短時間内にリン酸八カルシウムを製造することができる利点がある。
【００１３】
本発明の一実施形態によるリン酸八カルシウムの製造方法は、生産コストが低いので、工程上の経済性を確保することができる利点がある。
【００１４】
本発明の一実施形態によるリン酸八カルシウムの製造方法は、高いリン酸八カルシウムの収率を有する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態によるリン酸八カルシウムの製造方法のフローチャートを示す図である。
【図２】実施例１（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｐＨ）と比較例２（Ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｐＨ）の時間に応じたｐＨの変化を示す図である。
【図３】実施例１、実施例２、比較例１および比較例２のＸ線回折（Ｘ−ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ；ＸＲＤ）の分析結果を示す図である。
【図４】実施例１、実施例２、比較例１および比較例２内に各成分の相対含有量を示す図である。
【図５】実施例１、実施例２、比較例１および比較例２を走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）で撮影した画像を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本願明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００１７】
本願明細書の全体において使用される程度の用語「〜（する）ステップ」または「〜のステップ」は「〜のためのステップ」を意味しない。
【００１８】
本発明者らは、従来のリン酸八カルシウムの合成方法、例えば、細胞培養液にカルシウムを含む粉末およびリンを含む粉末をそれぞれ混合してリン酸八カルシウムを製造する場合の、純度が低い問題、収率が低い問題を解決するために多くの研究を行った結果、下記のような発明をするに至った。
【００１９】
具体的に、本発明者らは、細胞培養液ではない、水系溶媒に、リンとカルシウムの両方が含まれたリン酸カルシウム溶液を使用するリン酸八カルシウムの製造方法を発明するに至った。本発明によるリン酸八カルシウムの製造方法は、高純度のリン酸八カルシウムを得ることができ、製造時間が短く、製造コストが低減され、リン酸八カルシウムの収率が高い利点がある。
【００２０】
以下、本明細書についてさらに詳細に説明する。
【００２１】
本発明の一実施形態は、リン酸カルシウム溶液を製造するステップと、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが増加する時点で酸性溶液を用いて前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを５以上６以下に調節する初期ｐＨ調節ステップと、前記リン酸カルシウム溶液を６０℃以上９０℃以下の温度まで加熱するステップと、加熱された前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが減少する時点で塩基性溶液を用いて前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを５以上６以下に調節する後期ｐＨ調節ステップと、を含むリン酸八カルシウムの製造方法を提供する。
【００２２】
以下では、前記製造方法の各ステップ別に詳細に説明する。
【００２３】
リン酸カルシウム溶液を製造するステップ
本発明の一実施形態によると、前記リン酸八カルシウムの製造方法は、リン酸カルシウム溶液を製造するステップを含む。図１を参照すると、前記リン酸カルシウム溶液を製造するステップは、図１の（Ｓ１）に対応する。
【００２４】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム溶液を製造するステップは、リン酸カルシウム水和物および溶媒を混合することを含み、前記リン酸カルシウム水和物の含有量は、例えば、前記溶媒１Ｌに対して１ｇ超過１０ｇ未満である。具体的に、前記リン酸カルシウム水和物の含有量は、前記溶媒１Ｌに対して３ｇ以上１０ｇ未満、１ｇ超過８ｇ以下、３ｇ以上８ｇ以下、３ｇ以上６ｇ以下、４ｇ以上８ｇ以下、４ｇ以上６ｇ以下であり、望ましくは、５ｇである。
【００２５】
前記リン酸カルシウム水和物の含有量を前述した範囲に調節することにより、一定の析出速度でリン酸八カルシウムを得ることができ、リン酸八カルシウムの生成量を最大化することができる。具体的に、前記リン酸カルシウム水和物の含有量が前述した範囲内である場合、リン酸八カルシウム、すなわち、リン酸八カルシウム鉱物の析出量または生成量を向上させることができる。
【００２６】
本明細書において、「析出」という用語は、例えば、液体内で固体状態の物質が生成されることを意味する。
【００２７】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム水和物は、第二リン酸カルシウム二水和物（Ｄｉｃａｌｃｉｕｍ  Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  Ｄｉｈｙｄｒａｔｅ，ＤＣＰＤ）を含むことができる。具体的に、前記第二リン酸カルシウム二水和物は、リン酸八カルシウムの前駆体として、前記リン酸カルシウム溶液に含まれた第二リン酸カルシウム二水和物からリン酸八カルシウムを析出することができる。すなわち、前記リン酸八カルシウムは、例えば、前記リン酸カルシウム溶液内で生成された固体状態（ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ）の結晶である。
【００２８】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム水和物の密度は、２ｇ／ｃｍ３以上２．５ｇ／ｃｍ３以下、具体的に２．３２ｇ／ｃｍ３である。また、前記リン酸カルシウム水和物は、単斜晶系（ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ  ｓｙｓｔｅｍ）の結晶構造を有することができ、製造されるリン酸八カルシウムは三斜晶系（ｔｒｉｃｌｉｎｉｃ  ｓｙｓｔｅｍ）の結晶構造を有することができる。
【００２９】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム水和物内のカルシウム（Ｃａ）およびリン（Ｐ）のモル比は、例えば、１：０．７５〜１：１．１である。
【００３０】
本発明の一実施形態によると、前記溶媒は、水系溶媒であり、具体的に、水または水とアルコール系溶媒の混合溶媒であり、より具体的には、水である。また、前記溶媒は、蒸留水（Ｄｉｓｔｉｌｌｅｄ  Ｗａｔｅｒ）または脱イオン水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ）である。また、前記溶媒は、中性の溶媒であり、具体的に溶媒のｐＨは約７である。
【００３１】
従来は、前記溶媒としてＤＭＥＭ（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅａｇｌｅ  Ｍｅｄｉｕｍ）などの細胞培養液を用いたが、これは高価であるという欠点があり、これを用いてリン酸八カルシウムを製造してもその収率が低いという問題点があった。
【００３２】
一方、本発明の一実施形態によるリン酸八カルシウムの製造方法は、前記溶媒として水系溶媒、望ましくは蒸留水または脱イオン水を用いることにより、従来の製造方法に比べて、比較的低価でありながら、高い収率でリン酸八カルシウムを製造することができる利点がある。
【００３３】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム溶液は、例えば、溶媒内に前記リン酸カルシウム水和物の粉末または粒子が分散された懸濁液である。また、前記リン酸カルシウム溶液は、例えば、溶媒内に前記リン酸カルシウム水和物の粉末または異種核粒子が分散された懸濁液である。
【００３４】
本発明の一実施形態によると、前記カルシウム塩溶液およびリン酸塩溶液を混合して前記リン酸カルシウム溶液を製造することができる。前記カルシウム塩溶液のカルシウム塩は、クエン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｓａｌｔｓ  ｏｆ  ｃｉｔｒｉｃ  ａｃｉｄ）、グルコン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｇｌｕｃｏｎａｔｅ）、グリセロリン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｇｌｙｃｅｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、酸化カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）、水酸化カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）、塩化カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、乳酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｌａｃｔａｔｅ）、第三リン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ｔｒｉｂａｓｉｃ）、第二リン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ｄｉｂａｓｉｃ）、第一リン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ｍｏｎｏｂａｓｉｃ）、炭酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）および硫酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｓｕｌｆａｔｅ）のうち少なくとも一つを含むことができるが、前記カルシウム塩の種類を限定するものではない。
【００３５】
また、前記リン酸溶液のリン酸塩は、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、および（ＮＨ４）Ｈ２ＰＯ４のうち少なくとも一つを含むことができるが、前記リン酸の種類を限定するものではない。
【００３６】
また、前記カルシウム塩溶液およびリン酸塩溶液は、水系溶媒を含むことができる。前記カルシウム塩溶液およびリン酸塩溶液に含まれた水系溶媒は、例えば、前述したリン酸カルシウム水和物と混合される溶媒と同じものである。
【００３７】
初期ｐＨ調節ステップ
本発明の一実施形態によると、前記リン酸八カルシウムの製造方法は、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが増加する時点で、酸性溶液を用いて前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを５以上６以下に調節する初期ｐＨ調節ステップを含む。図１を参照すると、前記初期ｐＨ調節ステップは、図１の（Ｓ２）に対応する。
【００３８】
本発明の一実施形態によると、前記初期ｐＨ調節ステップは、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを５以上６以下、５以上５．５以下、または５以上５．２以下に調節することができる。
【００３９】
具体的に、前記ｐＨ調節ステップは、前記溶媒と前記リン酸カルシウム水和物を混合してリン酸カルシウム溶液を製造する過程、またはカルシウム塩溶液およびリン酸塩溶液を混合してリン酸カルシウム溶液を製造する過程において、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが増加する時点で酸性溶液を用いて前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを前記範囲に調節することができる。
【００４０】
本発明の一実施形態によると、前記初期ｐＨ調節ステップで前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを前述した範囲に調節することにより、速い析出速度でリン酸八カルシウムを得ることができる。具体的に、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが前記範囲から外れる場合には、後でリン酸カルシウム溶液を加熱し、そのｐＨを適切な範囲に維持してもリン酸八カルシウムを十分に製造することができないという問題が発生し得る。また、前記初期ｐＨ調節ステップでリン酸カルシウム溶液のｐＨを前述した範囲に維持することにより、ハイドロキシアパタイト（ＨＡ）の生成を防止することができ、後の後期ｐＨ調節ステップにおいて高い析出速度でリン酸八カルシウムを製造することができる。
【００４１】
本発明の一実施形態によると、前記初期ｐＨ調節ステップは、前記リン酸カルシウム水和物および前記溶媒を混合した後、またはカルシウム塩溶液およびリン酸溶液を混合した後に、酸性溶液を添加することができる。
【００４２】
具体的に、前記リン酸カルシウム水和物と前記溶媒を混合する場合、塩基性であるリン酸カルシウム水和物のために、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが増加することができる。また、カルシウム塩溶液およびリン酸塩溶液を混合する場合、例えば、カルシウム塩であるＣａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２は、水溶液内でＯＨ−イオンを増加させ、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが増加する場合がある。
【００４３】
前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが増加する時点で酸性溶液を添加して前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを前述した範囲に調節することにより、リン酸八カルシウムを効果的に製造することができる。
【００４４】
本発明の一実施形態によると、前記酸性溶液の濃度は、例えば、１ｍｏｌ／Ｌ以上３ｍｏｌ／Ｌ以下、または２ｍｏｌ／Ｌである。また、前記酸性溶液は、酢酸水溶液、塩酸水溶液などであるが、その種類は制限されない。
【００４５】
リン酸カルシウム溶液を加熱するステップ
本発明の一実施形態によると、前記リン酸八カルシウムの製造方法は、前記リン酸カルシウム溶液を６０℃以上９０℃以下の温度まで加熱するステップを含む。図１を参照すると、前記リン酸カルシウム溶液を加熱するステップは、図１の（Ｓ３）に対応する。
【００４６】
具体的に、前記リン酸カルシウム溶液を加熱するステップは、前記リン酸カルシウム溶液を攪拌しながら加熱することであり、より具体的に、前記リン酸カルシウム溶液を攪拌しながらホットプレートで加熱することである。
【００４７】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム溶液を加熱するステップは、前記リン酸カルシウム溶液を６５℃以上９０℃以下、６０℃以上８５℃以下、６５℃以上８５℃以下、６５℃以上８０℃以下、７０℃以上８５℃以下、または７０℃以上８０℃以下の温度に加熱することができる。リン酸カルシウム溶液を前述した範囲の温度に加熱することにより、前記リン酸カルシウム溶液の溶媒が蒸発することを防止し、溶媒の蒸発によって、前記リン酸カルシウム溶液の安定性が低下することを抑制することができる。また、リン酸カルシウム溶液の温度が前記範囲内である場合、前記リン酸カルシウム溶液からリン酸八カルシウムを速い速度で析出することができ、リン酸八カルシウムの生成量を増加させることができる。
【００４８】
また、リン酸カルシウム溶液を前述した範囲の温度に加熱することにより、リン酸カルシウム水和物のイオン化度を向上させることができ、これにより、前記リン酸カルシウム溶液に対するリン酸カルシウム水和物のイオン化度が減少することになってリン酸八カルシウムの生成反応が誘導されなくなることを防止することができる。
【００４９】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム溶液の温度を加熱する方法は、前記リン酸カルシウム溶液を撹拌しながらマントル（ｍａｎｔｌｅ）で加熱したり、前記リン酸カルシウム溶液を撹拌しながらホットプレートで加熱するものであるが、リン酸カルシウム溶液を加熱する方法を限定するものではない。
【００５０】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム溶液を加熱するステップは、前記リン酸カルシウム溶液の温度を常温から６５℃以上９０℃以下、６０℃以上８５℃以下、６５℃以上８５℃以下、６５℃以上８０℃以下、７０℃以上８５℃以下、または７０℃以上８０℃以下の温度まで加熱することである。
【００５１】
リン酸カルシウム溶液を常温で前述した温度範囲に加熱することにより、前記リン酸カルシウム水和物のリン酸八カルシウムを生成するためのイオン化過程を経ることができ、高エネルギー効率を達成することができる。具体的に、リン酸カルシウム溶液を常温で前述した温度範囲に加熱する場合、リン酸カルシウム水和物からリン酸八カルシウムが形成されるイオン化過程が違った方向へ進むことを防止することができ、加熱に必要な時間が長引いてエネルギーおよび経済的な面において効率が低下することを抑制することができる。
【００５２】
本明細書において、常温は２０℃〜３０℃の温度のうちいずれか一地点の温度を意味することができ、具体的に２５℃を意味することができる。
【００５３】
異種核を添加するステップ
本発明の一実施形態によると、前記リン酸八カルシウムの製造方法は、後期ｐＨ調節ステップの前に、加熱された前記リン酸カルシウム溶液に異種核を添加するステップをさらに含むことができる。図１を参照すると、前記リン酸八カルシウムを添加するステップは、図１の（Ｓ３’）に対応する。
【００５４】
本発明の一実施形態によると、加熱された前記リン酸カルシウム溶液に異種核を添加することにより、リン酸カルシウム溶液からリン酸八カルシウムを速い速度で析出することができ、析出されるリン酸八カルシウムの量を効果的に増加させることができる。前記異種核は、リン酸八カルシウムおよび第二リン酸カルシウム二水和物のうち少なくとも一つを含むことができる。
【００５５】
本発明の一実施形態によると、加熱された前記リン酸カルシウム溶液に添加される前記異種核は結晶核の役割をすることができる。前記リン酸カルシウム溶液に異種核が添加されることにより、前記異種核、すなわち結晶核を中心にリン酸八カルシウム結晶が速い速度で成長することができ、リン酸八カルシウムの生成量が安定的に増加することができる。
【００５６】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム溶液に添加される前記異種核の平均粒径は、例えば、１ｎｍ以上１μｍ以下である。具体的に、リン酸カルシウム溶液に添加される前記異種核の平均粒径は５ｎｍ以上９００ｎｍ以下、１０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下、または２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である。前述した範囲の平均粒径を有する異種核を前記リン酸カルシウム溶液に添加することにより、リン酸カルシウム溶液からリン酸八カルシウムを速い速度で析出することができ、析出されるリン酸八カルシウムの量を効果的に増加させることができる。
【００５７】
当業界における粉末の平均粒径を測定する方法を制限なく採用して、前記リン酸カルシウム溶液に添加される前記異種核の平均粒径を測定することができる。例えば、目の大きさが異なる篩を用いて前記異種核を濾過する方法を用いて平均粒径を測定することができる。
【００５８】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム溶液に添加される前記異種核の含有量は、例えば、前記リン酸カルシウム溶液１００重量部に対して０．０１重量部以上０．５重量部以下である。具体的に、前記リン酸カルシウム溶液１００重量部に対して０．０５重量部以上０．４５重量部以下、０．０７重量部以上０．３重量部以下、０．１重量部以上０．２重量部以下、または０．２５重量部以上０．４５重量部以下である。前記リン酸カルシウム溶液に添加される前記異種核の含有量を前述した範囲に調節することにより、リン酸カルシウム溶液からリン酸八カルシウムを速い速度で析出することができ、析出されるリン酸八カルシウムの量を効果的に増加させることができる。
【００５９】
後期ｐＨ調節ステップ
本発明の一実施形態によると、前記リン酸八カルシウムの製造方法は、前記加熱されたリン酸カルシウム溶液のｐＨが減少する時点で塩基性溶液を用いて前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを５以上６以下に調節する後期ｐＨ調節ステップを含む。図１を参照すると、前記後期ｐＨ調節ステップは、図１の（Ｓ４）に対応する。
【００６０】
本発明の一実施形態によると、前記後期ｐＨ調節ステップは、例えば、前記加熱されたリン酸カルシウム溶液のｐＨを５以上６以下、５以上５．５以下、または５以上５．２以下に調節することである。
【００６１】
具体的に、前記後期ｐＨ調節ステップは、前記加熱されたリン酸カルシウム溶液を攪拌する過程で、前記加熱されたリン酸カルシウム溶液のｐＨが減少する時点で塩基性溶液を用いて前記リン酸カルシウム溶液のｐＨを前記範囲に調節することである。
【００６２】
加熱されたリン酸カルシウム溶液のｐＨを前述した範囲に調節することにより、リン酸カルシウム溶液からリン酸八カルシウムを速い速度で析出することができる。また、加熱されたリン酸カルシウム溶液のｐＨが前記範囲内である場合、リン酸八カルシウムの析出量を効果的に増加させることができる。
【００６３】
本発明の一実施形態によると、前記後期ｐＨ調節ステップは、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが減少する時点で塩基性溶液を添加して行われることである。
【００６４】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸カルシウム溶液内で酸性（ａｃｉｄｉｃ）であるリン酸八カルシウムが生成されながら、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが５未満に減少することになるが、このとき、塩基性溶液を適正量添加することにより、前記リン酸カルシウム溶液のｐＨが上記した範囲に維持されるように調節することができる。
【００６５】
本発明の一実施形態によると、前記塩基性溶液は、例えば、アンモニア水（ａｍｍｏｎｉａ  ｗａｔｅｒ）であるが、その種類は制限されない。
【００６６】
本発明の一実施形態によると、前記後期ｐＨ調節ステップは、前記リン酸カルシウム溶液の温度を６０℃以上９０℃以下、具体的に６５℃以上９０℃以下、６０℃以上８５℃以下、６５℃以上８５℃以下、６５℃以上８０℃以下、７０℃以上８５℃以下、または７０℃以上８０℃以下に維持して行うことができる。
【００６７】
本発明の一実施形態によると、前記後期ｐＨ調節ステップは、リン酸八カルシウムを０．５ｇ／Ｌ・ｍｉｎ以上１．５ｇ／Ｌ・ｍｉｎ以下、または約１ｇ／Ｌ・ｍｉｎの速度で生成することができる。前記範囲の速度でリン酸八カルシウムが生成されることにより、既存のリン酸八カルシウムの製造工程よりも速い時間内にリン酸八カルシウムを製造することができる。
【００６８】
本発明の一実施例形態によると、前記リン酸カルシウム水和物のリン酸八カルシウムへの析出率は８５％以上、望ましくは９９％以上である。
【００６９】
本明細書において、「析出率」という用語は、投入されたリン酸八カルシウムの前駆体の重量に対する析出されたリン酸八カルシウム結晶の重量をパーセンテージで示したものを意味することができる。すなわち、リン酸カルシウム水和物の重量、またはカルシウム塩溶液とリン酸溶液の重量に対して、析出されたリン酸八カルシウム結晶の重量をパーセンテージで示したものを意味することができる。
【００７０】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸八カルシウムの製造方法は、前記ｐＨが調節されたリン酸カルシウム溶液を濾過するステップをさらに含むことができる。図１を参照すると、前記濾過するステップは、図１の（Ｓ５）に対応する。
【００７１】
本発明の一実施形態によると、前記ｐＨが調節されたリン酸カルシウム溶液を濾過するステップは、前記初期ｐＨ調節ステップに従ってｐＨが調節されたリン酸カルシウム溶液、および／または前記後期ｐＨ調節ステップに従ってｐＨが調節されたリン酸カルシウム溶液を濾過することである。
【００７２】
本発明の一実施形態によると、前記ｐＨが調節されたリン酸カルシウム溶液を濾過するステップは、濾紙を用いて行うことができ、具体的に、濾紙に前記ｐＨが調節されたリン酸カルシウム溶液を通過させて行うことができる。
【００７３】
本発明の一実施形態によると、前記ｐＨが調節されたリン酸カルシウム溶液を濾過するステップによって、前記濾紙上に形成された残留物（ｒｅｓｉｄｕｅ）は前記リン酸カルシウム溶液から析出されたリン酸八カルシウム結晶を含み得る。
【００７４】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸八カルシウムの製造方法は、前記濾過されたリン酸カルシウム溶液の残留物を洗浄するステップをさらに含むことができる。図１を参照すると、前記洗浄するステップは、図１の（Ｓ６）に対応する。
【００７５】
具体的に、前記残留物を洗浄するステップは、前記残留物を溶媒を用いて洗浄するものであるが、その方法は特に制限されない。また、前記溶媒についての説明は、前述した通りである。前記残留物を洗浄するステップによって、前記残留物に含まれたリン酸八カルシウム結晶以外の不純物を除去することができる。
【００７６】
本発明の一実施例によると、前記リン酸八カルシウムの製造方法は、前記洗浄された残留物を乾燥するステップをさらに含むことができる。図１を参照すると、前記乾燥するステップは、図１の（Ｓ７）に対応する。
【００７７】
本発明の一実施形態によると、前記洗浄された残留物を乾燥するステップは、前記洗浄された残留物を乾燥機を用いて行うことができる。また、前記乾燥機の種類は、特に制限されなく、当業界で一般的に知られている乾燥機から適切に選択することができる。
【００７８】
本発明の一実施形態によると、前記洗浄された残留物を乾燥するステップは、前記洗浄された残留物を７０℃以上９０℃以下、望ましくは８０℃の温度で約２４時間乾燥して行うことができる。ただし、乾燥温度および乾燥時間は、特に制限されなく、残留物の量に応じて適切に調節することができる。
【００７９】
本発明の一実施形態によると、前記洗浄された残留物を乾燥させることにより、高純度のリン酸八カルシウム結晶を得ることができる。
【００８０】
本発明の一実施形態は、前記製造方法によって製造されたリン酸八カルシウムを提供する。
【００８１】
本発明の一実施形態によると、製造された前記リン酸八カルシウムは、長さが１０μｍ以上１５μｍ以下、幅が２μｍ以上３μｍ以下である第１の結晶、および長さが１μｍ以上１０μｍ以下、幅が０．５μｍ以上３μｍ以下である第２の結晶を含むことができる。従来知られている研究の結果とは異なり、本発明の一実施形態によると、不均一な大きさのリン酸八カルシウム結晶を得ることができ、二つの大きさの結晶を得ることができる。相対的に小さいリン酸八カルシウム結晶と大きいリン酸八カルシウム結晶の混合物を製造することができ、製造された混合物を機械的に破砕する方法によってリン酸八カルシウム結晶のサイズを所望の大きさに調節することができる。また、従来の方法で製造されたリン酸八カルシウム結晶は、一つの大きさを有するので、本発明の一実施形態によるリン酸八カルシウムに含まれる小さい結晶と大きい結晶は、電子顕微鏡写真で容易に区別することができる。
【００８２】
本発明の一実施形態は、前記製造方法によって製造され、リン酸カルシウム水和物のリン酸八カルシウムへの析出率が８５％以上、望ましくは９９％以上であるリン酸八カルシウムを提供する。
【００８３】
本発明の一実施形態によると、前記リン酸八カルシウムは、Ｘ線回折（ＸＲＤ）分析の結果、ＪＣＰＤＳ  Ｎｏ．７４−１３０１に該当するピークを示すものである。
【００８４】
（実施例）
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【実施例１】
【００８５】
ｐＨ７の蒸留水１Ｌに第二リン酸カルシウム二水和物（ｄｉｃａｌｃｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｄｅｈｙｄｒａｔｅ；ＤＣＰＤ，ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ）５ｇを添加してリン酸カルシウム溶液を製造した。このとき、リン酸カルシウム溶液に２ｍｏｌ／Ｌ濃度の酢酸標準溶液を添加してリン酸カルシウム溶液のｐＨを約５に維持した。リン酸カルシウム溶液の温度は２５℃であった。
【００８６】
その後、ｐＨが調節されたリン酸カルシウム溶液をホットプレートを用いて２００ｒｐｍの速度で攪拌しながら８０℃まで加熱した。その後、加熱されたリン酸カルシウム溶液に異種核として、平均粒径が約５００ｎｍであるリン酸八カルシウム粉末を、リン酸カルシウム溶液１００重量部に対して０．５重量部を添加した。
【００８７】
その後、リン酸カルシウム溶液のｐＨが減少する時点ごとにアンモニア水を添加してリン酸カルシウム溶液のｐＨを約５に調節し、この状態を５分間維持した。
【００８８】
５分経過後、前記リン酸カルシウム溶液を濾紙（Ｗｈａｔｍａｎ社製）を用いて濾過し、前記濾紙上に残った残留物を５０ｍｌのエタノールで洗浄した後、前記洗浄された残留物を乾燥機に入れ、８０℃の温度で２４時間乾燥してリン酸八カルシウムを得た。
【実施例２】
【００８９】
ｐＨ７の蒸留水１Ｌに第二リン酸カルシウム二水和物（ｄｉｃａｌｃｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｄｅｈｙｄｒａｔｅ；ＤＣＰＤ，ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ）５ｇを添加してリン酸カルシウム溶液を製造した。このとき、リン酸カルシウム溶液に２ｍｏｌ／Ｌ濃度の酢酸標準溶液を添加してリン酸カルシウム溶液のｐＨを約６に維持した。リン酸カルシウム溶液の温度は２５℃であった。
【００９０】
その後、ｐＨが調節されたリン酸カルシウム溶液をホットプレートを用いて２００ｒｐｍの速度で攪拌しながら８０℃まで加熱した。その後、リン酸カルシウム溶液のｐＨが減少する時点ごとにアンモニア水を添加してリン酸カルシウム溶液のｐＨを約６に調節し、この状態を５分間維持した。
【００９１】
５分経過後、前記リン酸カルシウム溶液を濾紙（Ｗｈａｔｍａｎ社製）を用いて濾過し、前記濾紙上に残った残留物を５０ｍｌのエタノールで洗浄した後、前記洗浄された残留物を乾燥機に入れ、８０℃の温度で２４時間乾燥してリン酸八カルシウムを得た。
【００９２】
比較例１
リン酸カルシウム溶液のｐＨを７に維持したことを除いては、実施例２と同様の方法で行ったが、リン酸八カルシウムは検出されなかった。
【００９３】
比較例２
リン酸カルシウム溶液のｐＨを調節しないことを除いては、実施例２と同様の方法で行ってリン酸八カルシウムを得た。
【００９４】
＜実験例および評価＞
１．時間に応じた溶液のｐＨの変化
実施例１および比較例２の製造過程において、時間に応じた溶液のｐＨの変化を図２に示した。
【００９５】
図２によると、蒸留水にＤＣＰＤを添加した後、別途の酸性溶液を投入しない比較例２は、ｐＨが７以上に急激に増加し、約１５分経過までは徐々にｐＨが低下したが、約１５分経過後はｐＨが急減することが確認できた。また、約２５分経過時、比較例２のｐＨは約５であり、その後からはｐＨが小幅減少することを確認することができた。
【００９６】
これを下記の転換率の測定結果と総合してみると、リン酸カルシウム溶液の温度およびｐＨが本発明の一実施形態による範囲に含まれる場合はリン酸八カルシウムが析出されるが、初期および後期にｐＨを調節しない場合には高い転換率でＤＣＰＤからＯＣＰを得ることができないことが確認できた。
【００９７】
また、図２によると、蒸留水にＤＣＰＤを添加した直後に酸性溶液を投入してｐＨの範囲を約５に維持した実施例１の場合、約３０分経過後にｐＨの急な変化があることが確認でき、これと同時に塩基性溶液を投入してｐＨを約５に維持していることを確認することができた。
【００９８】
すなわち、本発明の一実施形態による初期および後期のｐＨおよび温度条件でリン酸八カルシウムを製造することができ、前記ｐＨの範囲を、初期および後期にそれぞれ酸性および塩基性溶液を添加して維持することにより、リン酸八カルシウムの転換率を向上させることができることを予測することができた。
【００９９】
２．Ｘ線回折の分析
実施例１（ｐＨ５）、実施例２（ｐＨ６）、比較例１（ｐＨ７）および比較例２（Ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ）をＸ線回折分析機（Ｘ’ｐｅｒｔ  ｈｉｓｃｏｒｅ  ｐｌｕｓ，ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）を用いてそれぞれに含まれた成分の種類および相対的含有量を測定してこれを図３に示した。
【０１００】
図３によると、実施例１は、リン酸八カルシウムに該当するＪＣＰＤＳ  Ｎｏ．７４−１３０１のピークを示すことを確認することができた。
【０１０１】
また、図３によると、実施例２は、ＪＣＰＤＳ  Ｎｏ．７４−１３０１のピークだけではなく、ハイドロキシアパタイトに該当するＪＣＰＤＳ  Ｎｏ．７２−１２４３のピークを示すことを確認することができた。
【０１０２】
さらに、図３によると、比較例１は、ＤＣＰＤに該当するＪＣＰＤＳ  Ｎｏ．０９−００７７およびＪＣＰＤＳ  Ｎｏ．７２−１２４３のピークを示すことを確認することができた。
【０１０３】
また、図３によると、比較例２は、ＪＣＰＤＳ  Ｎｏ．７４−１３０１のピーク、ＪＣＰＤＳ  Ｎｏ．０９−００７７のピークおよびＪＣＰＤＳ  Ｎｏ．７２−１２４３のピークのすべてを示すことを確認することができた。
【０１０４】
図３の結果を総合してみると、実施例１および実施例２は、多量のＯＣＰの析出が可能であるが、ｐＨを本発明の一実施形態による範囲から外れるように調節したり調節しない比較例１および比較例２の場合は、微量のＯＣＰが析出されたり、析出されないことを確認することができた。
【０１０５】
３．ＯＣＰ析出率の測定
前記Ｘ線回折分析を行った後、前記Ｘ線回折分析機のＲｉｅｔｖｅｌｄ機能を利用して実施例１（ｐＨ５）、実施例２（ｐＨ６）、比較例１（ｐＨ７）および比較例２（Ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｐＨ）内に含まれたＤＣＰＤ、ＯＣＰおよびハイドロキシアパタイト（Ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ；ＨＡ）の相対的含有量を測定し、その結果を下記表１および図４に示した。
【０１０６】
【表１】
2021502319.tif 000003
【０１０７】
前記表１により、リン酸八カルシウムの生成前・後に溶液のｐＨをそれぞれ５および６に維持した実施例１および実施例２は、ＤＣＰＤがほとんど消耗され、８５％以上のＯＣＰの高い析出率を得られることが確認できた。
【０１０８】
ただし、溶液のｐＨを７に維持した比較例１の場合はすぐにＨＡが生成されたことが確認でき、ｐＨを調節しない比較例２の場合は６０％以下の低い析出率でＯＣＰを製造できることが確認できた。
【０１０９】
４．走査型電子顕微鏡の撮影
実施例１、実施例２、比較例１および比較例２を走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）を用いて撮影し、その画像を図５に示した。
【０１１０】
図５によると、ＳＥＭ撮影断面の画像において相対的に小さい板状の物質がＯＣＰに該当し、実施例１および実施例２が比較例１および比較例２よりもＯＣＰの検出量が高いことを確認することができた。
【０１１１】
前記実験結果を総合してみると、リン酸八カルシウムの生成反応の収率を高めるためには、初期リン酸カルシウム溶液のｐＨを本発明の一実施形態による範囲に維持し、初期溶液の温度を本発明の一実施形態による範囲まで加熱した後、リン酸カルシウム溶液のｐＨを本発明の一実施形態による範囲に維持しなければならないことを確認することができる。
【０１１２】
また、図５を参照すると、従来の方法でリン酸八カルシウムを製造した例は、単一の大きさを有するリン酸八カルシウムのリボンタイプの結晶が形成されることを確認したが、加熱したリン酸カルシウム溶液に異種核を添加した実施例１で製造したリン酸八カルシウムは、大きさが互いに異なる二種類のリボンタイプの結晶を含んでいることを確認した。具体的に、実施例１で製造したリン酸八カルシウムは、長さが１０μｍ以上１５μｍ以下、幅が２μｍ以上３μｍ以下である第１の結晶、および長さが１μｍ以上１０μｍ以下、幅が０．５μｍ以上３μｍ以下である第２の結晶を含むことを確認した。
【図１】
2021502319.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2021502319.tif 000010
2021502319.tif 000011
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