(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシウムの一部がマグネシウムで置換されており、かつリン酸基の一部が炭酸基で置
換されているハイドロキシアパタイトの非凝集状態の一次粒子を含み、前記一次粒子の粒
径は５ｎｍ以上６０ｎｍ以下である炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸
濁液を製造する方法であって、
水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムを含む混合懸濁液を用意する工程、リン酸水溶
液を用意する工程、並びに前記混合懸濁液及び前記リン酸水溶液を炭酸ガス又は炭酸塩の
存在下で撹拌して混合し、中和反応を起こし、液体の状態のまま非凝集状態の一次粒子を
含む前記炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸濁液を得る工程を含む方法
。
【請求項２】
カルシウムの一部がマグネシウムで置換されており、かつリン酸基の一部が炭酸基で置
換されているハイドロキシアパタイトの非凝集状態の一次粒子を含み、前記一次粒子の粒
径は５ｎｍ以上６０ｎｍ以下である炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸
濁液を製造する方法であって、
マグネシウム塩及びカルシウム塩を含む第１の溶液を用意する工程、リン酸塩を含む第
２の溶液を用意する工程、並びに前記第１の溶液及び前記第２の溶液を炭酸ガス又は炭酸
塩の存在下で撹拌して混合し、反応を起こし、液体の状態のまま非凝集状態の一次粒子を
含む前記炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸濁液を得る工程を含む方法
。
【請求項３】
前記撹拌が、超音波振動装置を用いて行われる請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
カルシウムの一部がマグネシウムで置換されており、かつリン酸基の一部が炭酸基で置
換されているハイドロキシアパタイトの非凝集状態の一次粒子を含み、前記一次粒子の粒
径は５ｎｍ以上６０ｎｍ以下である炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸
濁液を含む化粧品を製造する方法であって、
請求項１又は２に記載の方法により前記炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシア
パタイト懸濁液を得る工程、及び前記懸濁液を化粧品に含ませる工程を含む方法。
【請求項５】
カルシウムの一部がマグネシウムで置換されており、かつリン酸基の一部が炭酸基で置
換されているハイドロキシアパタイトの非凝集状態の一次粒子を含み、前記一次粒子の粒
径は５ｎｍ以上６０ｎｍ以下である炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸
濁液を含む食品を製造する方法であって、
請求項１又は２に記載の方法により前記炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシア
パタイト懸濁液を得る工程、及び前記懸濁液を食品に含ませる工程を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイドロキシアパタイト、化粧品及び食品、並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイドロキシアパタイト（Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２）は、弱アルカリ性のリン酸カルシウム化合物である。ハイドロキシアパタイトは、生体適合性に優れることから、人口骨、人工歯根、骨充填剤、薬剤の担体などに利用されている。近年、ハイドロキシアパタイトは、化粧品、食品などへも応用されている。【０００３】
例えば、水又は有機溶媒中に、粒子径０．１〜０．２μｍのハイドロキシアパタイトのコロイド状微粒子固体を分散させた液状又はクリーム状化粧品に関する技術が、特許文献１（特開昭６２−１９５３１７号公報）に開示されている。【０００４】
また、水酸化カルシウムとリン酸水溶液をｐＨ１０のアルカリ性条件下で反応させ、この水溶液をスプレードライヤーで乾燥することにより得られる２〜２０μｍのハイドロキシアパタイトを含む化粧品を生成する技術が、特許文献２（特開昭６３−９６１１０号公報）に開示されている。【０００５】
また、約２．０〜２９％のマグネシウムを含み、かつマグネシウム量の少なくとも７５重量％がハイドロキシアパタイト格子構造内のカルシウムイオンと置換されている、安定でかつ純粋な相を備えたマグネシウム置換結晶ハイドロキシアパタイトに関する技術が、特許文献３（特表２００４−５３２１７２号公報）に開示されている。【０００６】
さらに、マグネシウムが０．０２８〜０．８２６重量％と炭酸イオンが０〜６．８３重量％の範囲で含まれる炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを合成する技術が、非特許文献１（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ．２０１３；１６（４）：７７９−７８４．）に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、化粧品の製造過程において、一次粒子のハイドロキシアパタイトを含む溶液をスプレードライヤーなどで乾燥することにより、ハイドロキシアパタイトは凝集、固化して大きな二次粒子を形成する。ハイドロキシアパタイトの密度は一般に、３．１６ｇ／ｃｍ３と高いため、このようなハイドロキシアパタイトは化粧品に添加する場合に沈殿しやすく、均一に分散しない。そのため、化粧品の成分にばらつきが生じる。また、このようなハイドロキシアパタイトは、脂質、タンパク質、汚れなどに対する吸着特性、並びに生体親和性及び吸収性に劣る。【０００８】
また、特許文献３によれば約２．０〜２９％のマグネシウムを含むハイドロキシアパタイトは、マグネシウムハイドロキシアパタイトであり、生体親和性が高いカルシウムハイドロキシアパタイトとは物理的及び化学的性質が異なる。マグネシウムのイオン半径は、カルシウムのイオン半径の７０％程度と小さい。このため、ハイドロキシアパタイトに含まれるマグネシウムの量が２重量％を大幅に超えるとハイドロキシアパタイトの結晶構造にひずみが生じ、本来のハイドロキシアパタイトの性質が損なわれ、生体親和性などに悪影響を与えることが推定される。【０００９】
さらに、非特許文献１によれば、生成されるハイドロキシアパタイト粒子の大きさは６３−９０μｍと大きい。【００１０】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、生体親和性、分散性、吸着性、吸収性及び細胞活性化能が改善されたハイドロキシアパタイト、それを含む化粧品及び食品、並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、ハイドロキシアパタイトのカルシウムの一部がマグネシウムで置換され、かつリン酸基の一部が炭酸基で置換されている、粒径５ｎｍ以上６０ｎｍ以下の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、より高い生体親和性、分散性、吸着性、吸収性及び細胞活性化能を示す粒径５ｎｍ以上６０ｎｍ以下のハイドロキシアパタイト、それを含む化粧品及び食品、並びにその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】中和反応による炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの製造方法を例示するフローチャート。
【図２】塩と塩の反応による炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの製造方法を例示するフローチャート。
【図３】炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを含む化粧品の製造方法を例示するフローチャート。
【図４】炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを含む食品の製造方法を例示するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
１．炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト
本実施形態において、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが提供される。
【００１６】
炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、化学式Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２を有するハイドロキシアパタイトのカルシウムの一部がマグネシウムで置換され、かつリン酸基の一部が炭酸基で置換されている化合物である。マグネシウムによるカルシウムの置換率、及び炭酸基によるリン酸基の置換率は、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの粒径が５ｎｍ以上６０ｎｍ以下（より好ましくは、粒径が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下）となるように選択される。粒径は、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの一次粒子の、短軸及び長軸方向の長さの平均値である。ここで、一次粒子は、単一の結晶核の成長によって生成した粒子をいう。
【００１７】
例えば、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、化学式（（Ｃａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４，ＣＯ３）６（ＯＨ）２）、又はＣａ１０−ｘＭｇｘ（ＰＯ４）６−２／３ｙ（ＣＯ３）ｙ（ＯＨ）２で表される化合物であってもよい。ここで、ｘは０．００５から０．５までの何れかの値であり、ｙは０．０１から３．０までの何れかの値であることが好ましい。更に好ましいｘの値は０．０１から０．３までの何れかの値であり、好ましいｙの値は０．０２から１．０までの何れかの値である。また、好ましい炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの例は、Ｃａ９．９９Ｍｇ０．０１（ＰＯ４）５．９８（ＣＯ３）０．０２（ＯＨ）２、Ｃ９．７Ｍｇ０．３（ＰＯ４）５．３３（ＣＯ３）１（ＯＨ）２又はこれらの何れかの混合物を含む。
【００１８】
或いは、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、化学式Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２を有するハイドロキシアパタイトのカルシウムが、カルシウムに対して０．０３重量％以上５重量％以下のマグネシウムで置換され、かつリン酸基の一部が、リン酸基に対して０．２重量％以上１０重量％以下の炭酸基で置換されている化合物である。
【００１９】
実施形態の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、液体中に存在していてもよい。液体中に存在していることよって、乾燥による二次粒子の形成及び／又は成長が抑制される。ここで、二次粒子は、一次粒子の合体成長、凝集、固結などによって生成した粒子をいう。その結果、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトがより小さな粒径で存在することが可能である。液体は、例えば、水、水溶液、乳液、油、クリーム及びゲルなどである。
【００２０】
以上に説明した実施形態の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、生体によって吸収されやすく、且つ生体親和性がより高い。また脂質、タンパク質、汚れ、菌及び臭いを引き起こす物質などを吸着する効果が高い。それらの効果は、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが、従来のハイドロキシアパタイトと比べて粒径が小さいこと、そのために重量に対する表面積の割合が大きいこと、生体組織に近い性質を有すること、また、その表面電位がよりプラスに傾いていることに起因すると考えられる。例えば、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの表面積は、１００ｍ２／ｇ以上であり、従来のハイドロキシアパタイトの１０倍以上である。
【００２１】
更に、実施形態の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、細胞を活性化する効果が高い。一般にハイドロキシアパタイトは、繊維芽細胞のコラーゲン生成の促進又は毛細血管の誘引による細胞における代謝の促進などの細胞の活性化に効果があることが見出されている。実施形態の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは粒径が小さく、吸収性、生体親和性に優れていることから、より優れた細胞活性化効果を発揮する。
【００２２】
加えて、当該炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、液体、乳液、油、クリーム及びゲルなどと混合した際に、均一に分散する。
【００２３】
従って、実施形態炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、生体親和性、分散性、吸着性、吸収性及び細胞活性化能に優れる。
【００２４】
このような炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、例えば、後述の化粧品又は食品、或いは医薬品、歯科用薬品、台所用洗剤、洗濯洗剤、清掃用洗剤、消毒剤、殺菌剤、消臭剤、肥料、農薬又は加湿器で分散させるための液体などに添加して使用することができる。
【００２５】
２．炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの製造方法
本実施形態においては、上記炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの製造方法が提供される。
【００２６】
実施形態の製造方法の一例を図１に示す。当該製造方法は、中和反応によりハイドロキシアパタイトを製造する方法であって、例えば、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムを含む混合懸濁液を用意する工程（Ｓ１０１）、リン酸水溶液を用意する工程（Ｓ１０２）、並びに前記混合懸濁液及び前記リン酸水溶液を炭酸ガス又は炭酸塩の存在下で混合し、中和反応を起こす工程（Ｓ１０３）を含む。
【００２７】
工程Ｓ１０１において、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムを含む混合懸濁液を用意する。混合懸濁液は、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムの水溶液及び固体を含む。当該混合懸濁液における水酸化マグネシウム対水酸化カルシウムのモル比は、所望の置換率の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが得られるように設定されればよい。例えば、当該混合懸濁液における水酸化マグネシウム対水酸化カルシウムのモル比は、好ましくは、１：１０００〜１：１００であり、より好ましくは、１：５００〜１：５０である。好ましい水酸化マグネシウムの濃度は、０．０００２〜０．０１モル／Ｌであり、好ましい水酸化カルシウムの濃度は、０．０５〜１．０モル／Ｌである。当該混合懸濁液の温度は、５〜５０℃であることが好ましい。
【００２８】
工程Ｓ１０２において、リン酸水溶液を用意する。上記混合懸濁液に含まれる水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムとリン酸とのモル比、並びにリン酸水溶液の濃度は、所望の置換率の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが得られるように設定されればよい。好ましいリン酸水溶液の濃度は、０．０３〜０．６モル／Ｌである。リン酸水溶液の温度は、５〜５０℃であることが好ましい。
【００２９】
工程Ｓ１０３において、工程Ｓ１０１で得られた混合懸濁液と、工程Ｓ１０２で得られたリン酸水溶液とを、炭酸ガス又は炭酸塩の存在下で混合し、中和反応を起こす。例えば、工程Ｓ１０３は、混合懸濁液及びリン酸水溶液を炭酸ガス雰囲気下で混合することによって行われる。又は、混合懸濁液若しくはリン酸水溶液に予め炭酸塩を添加し、両者を混合してもよい。或いは、混合懸濁液及びリン酸水溶液を混合した混合物に、炭酸塩を添加してもよい。
【００３０】
炭酸ガスは、二酸化炭素を含む気体であればよく、炭酸ガスとして純粋な二酸化炭素の気体を用いてもよいし、空気を用いてもよい。炭酸塩として、例えば、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、又は重炭酸カリウムなどを用いることができる。炭酸ガス及び炭酸塩の濃度は、例えば、それぞれ０．０３〜０．１モル／Ｌ、０．０１〜１．０モル／Ｌである。
【００３１】
混合は、例えば、撹拌により行われればよい。撹拌は、例えば、スターラー等の当業者に知られた撹拌装置によって行われればよいが、超音波振動装置を用いて行われることが好ましい。超音波振動装置を用いる場合、量産の規模により装置の出力は異なるが、１００Ｗ〜２ｋＷ、１０〜５０ｋＨｚの範囲の強度で撹拌することが可能である。それによって中和反応により生じるハイドロキシアパタイト結晶の凝集を防ぐことができる。その結果、より粒径の小さな炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが得られる。加えて、上記範囲の強度で撹拌することによって、炭酸ガスを用いる場合、より効率的にリン酸基を炭酸基で置換することができる。
【００３２】
上記中和反応により、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを含む懸濁液が得られる。中和反応の後、当該懸濁液を濃縮してもよい。又は、懸濁液の沈殿を一部取り除いてもよい。
【００３３】
以上の工程Ｓ１０１〜１０３を行うことによって、粒径５ｎｍ以上６０ｎｍ以下の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが得られる。
【００３４】
更なる実施形態における製造方法の一例を図２に示す。当該製造方法は、塩と塩の反応によってハイドロキシアパタイトを製造する方法であって、マグネシウム塩及びカルシウム塩を含む第１の溶液を用意する工程（Ｓ２０１）、リン酸塩を含む第２の溶液を用意する工程（Ｓ２０２）、並びに前記第１の溶液及び前記第２の溶液を炭酸ガス又は炭酸塩の存在下で混合し、反応を起こす工程（Ｓ２０３）を含む。
【００３５】
工程Ｓ２０１において、マグネシウム塩及びカルシウム塩を含む第１の溶液を用意する。マグネシウム塩として、例えば、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、又は酢酸マグネシウムなどを用いることができるが、塩化マグネシウムを用いることが、安価であるため、好ましい。カルシウム塩として、硝酸カルシウム、塩化カルシウム又は乳酸カルシウムなどを用いることができるが、塩化カルシウムを用いることが安価であるため、好ましい。
【００３６】
第１の溶液におけるカルシウム塩対カルシウム塩のモル比は、所望の置換率の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが得られるように設定されればよい。例えば、第１の溶液におけるマグネシウム塩対カルシウム塩のモル比は、好ましくは、１：１０００〜１：１００であり、より好ましくは、１：５００〜１：５０である。好ましいマグネシウム塩の濃度は、０．０００２〜０．０１モル／Ｌであり、好ましいカルシウム塩の濃度は、０．０５〜１．０モル／Ｌである。第１の溶液の温度は、５〜５０℃であることが好ましい。
【００３７】
工程Ｓ２０２において、リン酸塩を含む第２の溶液を用意する。リン酸塩として、リン酸アンモニウム、リン酸水素２ナトリウム又はリン酸水素２カリウムなどを用いることができるが、リン酸アンモニウムを用いることがアンモニアを用いれば、揮発し残存しないため、好ましい。
【００３８】
上記第１の溶液に含まれるマグネシウム塩及びカルシウム塩とリン酸塩とのモル比、並びにリン酸塩の濃度は、所望の置換率の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが得られるように設定されればよい。好ましいリン酸塩の濃度は、０．０３〜０．６モル／Ｌである。リン酸水溶液の温度は、５〜５０℃であることが好ましい。
【００３９】
工程Ｓ２０３において、工程Ｓ２０１で得られた第１の溶液と、工程Ｓ２０２で得られた第２の溶液とを、炭酸ガス又は炭酸塩の存在下で混合し、塩と塩の反応を起こす。例えば、工程Ｓ２０３は、第１の溶液及び第２の溶液を炭酸ガス雰囲気下で混合することによって行われる。又は、第１の溶液若しくは第２の溶液に予め炭酸塩を添加し、両者を混合してもよい。或いは、第１の溶液及び第２の溶液を混合した混合物に、炭酸塩を添加してもよい。
【００４０】
炭酸ガス及び炭酸塩としては、例えば、上述したものと同じものを用いることができる。混合は、上述した方法で行われればよい。
【００４１】
前記塩と塩の反応によって、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを含む懸濁液が得られる。反応の後、当該懸濁液を濃縮してもよい。又は、懸濁液の沈殿を一部取り除いてもよい。
【００４２】
以上の工程Ｓ２０１〜２０３を行うことによって、粒径５ｎｍ以上６０ｎｍ以下の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが得られる。
【００４３】
以上に記載した実施形態の方法によって、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下の粒径を有する炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが得られる理由として、以下のことが考えられる。例えば、マグネシウム原子は、カルシウム原子より小さいことから、カルシウムをマグネシウムで置換することによって、分子自体の大きさをより小さくすることができる。また、置換された炭酸基が結晶の成長を抑制する。更に、工程Ｓ１０３の中和反応又は工程Ｓ２０３の塩と塩の反応の後、懸濁液を乾燥しないことによって大きな二次粒子の形成を防ぐことができる。
【００４４】
従って、実施形態の方法によれば、生体親和性、分散性、吸着性、吸収性及び細胞活性化能に優れた炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを製造することができる。
【００４５】
更に、実施形態の製造方法によれば、従来技術のようにアルカリ性条件下でハイドロキシアパタイトを合成する必要がないため、得られた結晶中に余分なアルカリが含まれない。そのため、当該製造方法によって製造された炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、生体へ接触させた際に刺激や損傷を起こさない。例えば、後述する炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを含む化粧品は皮膚組織へのアルカリによる刺激や損傷を起こさない。
【００４６】
３．化粧品
更なる実施形態によれば、粒径が５ｎｍ以上６０ｎｍ以下の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを含む化粧品が提供される。
【００４７】
当該化粧品に含まれる炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、上述の何れかの粒径が５ｎｍ以上６０ｎｍ以下の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトである。そのようなハイドロキシアパタイトは、例えば、上記の製造方法によって製造されたものであってもよい。
【００４８】
化粧品は、何れかの公知の化粧品であればよく、例えば、精製水、他の液体、油、石けん素地、エタノール又はグリセリン等のアルコール、香料、ステアリン酸、スクワレン、プロピレングリコール、ワセリン、界面活性剤、パラフィン、各種ビタミン及びコラーゲン等から選択される材料を組み合わせた混合物などである。そのような化粧品は、例えば、洗髪用シャンプー、リンス、コンディショナー、トリートメント、リンスインシャンプー、ボディーシャンプー、ハンドシャンプー、洗顔フォーム、クレンジング用乳液、クレンジング用クリーム、クレンジング用オイル、石けん、液状石けん、液体入浴剤、化粧水、美容液、美容オイル、乳液、クリーム、ゲル、歯磨き粉、練り歯磨き、マウスウォッシュ、ホワイトニング用液剤又は消臭剤などであるが、これらに限定されるものではない。特に、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、オレイル酸、オレイルオレート、オリーブオイルなどの脂質、油とよりよく吸着するため、化粧品はそれらを含むことが好ましい。また、ビタミンＣを含む場合、ハイドロキシアパタイトはビタミンＣの抗酸化力を増幅するため、より肌質改善効果の高い化粧品を提供することができる。
【００４９】
化粧品における炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの濃度は、例えば、０．００１重量％以上１５重量％以下であることが好ましい。
【００５０】
炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、上述したように粒径が小さいことから毛穴や表皮に入り込みやすく、且つタンパク質、脂質、汚れ、菌又は臭いを引き起こす物質をなど吸着する効果が高い。そのため、当該化粧品を使用することによって、皮脂、皮膚の角栓、黒ずみ、角質などが効率よく取り除かれるとともに、ニキビ、水虫、腋臭、加齢臭などを予防及び改善することができる。また、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは上述のように、繊維芽細胞のコラーゲン生成を促進し、毛細血管の誘引によって細胞の代謝を促進する。これらのことから、当該化粧品を使用することによって、肌質や髪質をより一層改善させることが可能である。加えて、当該ハイドロキシアパタイトは粒径が小さく、皮膚に物理的な刺激を与えづらいことから、当該化粧品の使用感はより滑らかである。更に、当該化粧品に含まれるハイドロキシアパタイトが上記製造方法によって製造されたものであれば、アルカリによる皮膚への刺激及び損傷を起こさない。
【００５１】
当該化粧品が歯磨き粉、練り歯磨き、マウスウォッシュ又はホワイトニング用液剤などである場合、当該化粧品は、歯の汚れ、ミュータンス菌、歯垢などを吸着し、取り除く効果が高い。また、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、歯垢内細菌が生成する酸又は飲食物の酸によって溶け出た歯のエナメル質の表層下脱灰部のミネラルを補給する効果が高い。これは、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトのサイズ、組成及び構造が、歯に含まれるハイドロキシアパタイトと似ていることに起因すると考えられる。従って、当該化粧品を使用することによって、歯の表面の傷を埋めて修復することができ、初期の虫歯を再石灰化するとともに、表面を滑らかにすることによって歯垢、汚れなどの付着を防止することができる。
【００５２】
また、当該炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは上記材料に均一に分散されているため、成分にかたよりのない化粧品が提供される。
【００５３】
４．化粧品の製造方法
実施形態によれば、上記化粧品の製造方法が提供される。
【００５４】
図３の（ａ）及び（ｂ）に、化粧品の製造方法の例を示した。化粧品の製造方法は、上記炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの製造方法のＳ１０１〜１０３を実行することによって炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有懸濁液を得る工程（Ｓ３０１）、並びに炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有懸濁液を化粧品に含ませる工程（Ｓ３０２）を含む（図３の（ａ））。或いは、化粧品の製造方法は、上記炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの製造方法のＳ２０１〜２０３を実行することによって炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有懸濁液を得る工程（Ｓ３０３）、並びに炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有懸濁液を化粧品に含ませる工程（Ｓ３０４）を含む（図３の（ｂ））。
【００５５】
工程Ｓ３０１及び工程Ｓ３０３は、上述の２．炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの製造方法に記載した通りである。工程Ｓ３０２及び工程Ｓ３０４において、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有懸濁液を化粧品に含ませる。工程Ｓ３０２及び工程Ｓ３０４は、例えば、予め製造された上述の何れかの化粧品に当該懸濁液を添加し、混合することによって行われてもよいし、当該懸濁液を添加した何れかの化粧品の原料から化粧品を製造することによって行われてもよい。混合は、化粧品の種類に依存して選択されればよく、例えば、ミキサー、ニーダー、撹拌機、分散機又は混合機等によって行うことができる。
【００５６】
実施形態の化粧品の製造方法によれば、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを乾燥することなく化粧品に含ませることができる。それによって、凝集及び／又は固化していない、粒径の小さな炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを含む化粧品を提供することができる。
【００５７】
５．食品
更なる実施形態によれば、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを含む食品が提供される。
【００５８】
当該食品に含まれる炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、上述の何れかの炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトである。そのようなハイドロキシアパタイトは、例えば、上記の製造方法によって製造されたものであってもよい。
【００５９】
食品は、例えば、水、コーヒー、茶、果汁、清涼飲料などの飲料、牛乳、ヨーグルト、チーズなどの乳製品、サラダ油、オリーブ油などの食用油、調味料、アイスクリーム、スープ、調理済み食品（レトルト食品）、ペット用食品又はサプリメントなどであるが、これらに限定されるものではない。更に、当該食品は、ビタミン類などの添加物を含んでいてもよく、特に、ビタミンＤ及びビタミンＣを含むことが好ましい。ビタミンＤを含む場合、カルシウムの吸収効率が促進される。そのため、そのような食品は、特にスポーツ用飲料に好適であり、また骨粗しょう症などを予防及び改善する効果が高い。また、ハイドロキシアパタイトによってビタミンＤが活性化されるため、ビタミンＤの吸収効率が高い食品を提供することができる。ビタミンＣを含む場合、ハイドロキシアパタイトはビタミンＣの抗酸化力を増幅するため、より抗酸化力の高い食品を提供することができる。
【００６０】
当該食品における炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの濃度は、例えば、０．００１重量％以上１０重量％以下である。
【００６１】
実施形態の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは粒径が小さく吸収性が高いため、胃や腸から効率的に吸収される。そのため、当該食品を摂取することによって、マグネシウム、カルシウム及びリン酸をより効率的に摂取することができる。更に、当該炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、骨や歯に含まれる無機成分と組成が似ているため、当該食品は骨質強化により効果的である。また、実施形態の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、上記食品に均一に分散されることができるため、成分にかたよりのない食品が提供される。
【００６２】
６．食品の製造方法
実施形態によれば、上記食品の製造方法が提供される。
【００６３】
図４の（ａ）及び（ｂ）に、食品の製造方法の例を示した。食品の製造方法は、上記炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの製造方法のＳ１０１〜１０３を実行することによって炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有懸濁液を得る工程（Ｓ４０１）、並びに炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有懸濁液を食品に含ませる工程（Ｓ４０２）を含む（図４の（ａ））。或いは、食品の製造方法は、上記炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの製造方法のＳ２０１〜２０３を実行することによって炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有懸濁液を得る工程（Ｓ４０３）、並びに炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有懸濁液を食品に含ませる工程（Ｓ４０４）を含む（図４の（ｂ））。
【００６４】
工程Ｓ４０１又はＳ４０２は、上述の２．炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの製造方法に記載した通りである。工程Ｓ４０２又はＳ４０４において、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有懸濁液を食品に含ませる。工程Ｓ４０２又はＳ４０４は、例えば、予め製造された上述の何れかの食品に当該懸濁液を添加し、混合することによって行われてもよいし、当該懸濁液を添加した何れかの化粧品食品の原料から食品を製造することによって行われてもよい。混合は、食品の種類に依存して選択されればよく、例えば、ミキサー、ニーダー、撹拌機、分散機又は混合機等によって行うことができる。
【００６５】
実施形態の食品の製造方法によれば、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを乾燥することなく食品に含ませることができる。それによって、凝集及び／又は固化していない、粒径の小さな炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを含む食品を提供することができる。
【００６６】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００６７】
［例１］
２２℃及び３７℃の水中に０．００１モル及び０．０１モルの水酸化マグネシウム及び０．１モル及び１モルの水酸化カルシウムを含む１Ｌの懸濁液を調製した。次に２２℃及び３７℃の０．０６モル〜０．６モルのリン酸を含む１Ｌの水溶液を調製した。２２℃の懸濁液及び水溶液、３７℃の懸濁液及び水溶液をそれぞれ炭酸ガス（空気）雰囲気下で、６００Ｗ、２０ｋＨｚの強度に設定した超音波撹拌装置を用いて撹拌し、懸濁液を得た。
【００６８】
得られた懸濁液をＸ線回折法（ＸＲＤ：X-ray diffraction）により分析すると、何れも典型的なハイドロキシアパタイト結晶のパターンが観察された。すなわち、得られた懸濁液に含まれる粒子の基本構造はハイドロキシアパタイトと同じであることが確認された。
【００６９】
また、得られた懸濁液をフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ：Fourier Transform Infrared Spectroscopy）により分析すると、水酸基及び炭酸基に吸収ピークが現れた。すなわち、炭酸を含むハイドロキシアパタイトが合成されたことが確認された。
【００７０】
また、得られた懸濁液を誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）により分析した結果、得られた懸濁液に含まれる粒子には、約０．０３〜０．９重量％のマグネシウム、及び、約０．５〜５重量％の炭酸イオンが含まれることが確認された。置換されたマグネシウム及び炭酸イオンの重量％は、ハイドロキシアパタイトの分子量を１ｋｇとして換算し、算出した。
【００７１】
上述のＸＲＤ，ＦＴＩＲ，ＩＣＰによる分析結果により、得られた懸濁液には、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが含まれることが確認された。
【００７２】
合成により得られた微結晶の結晶子の大きさを、Ｘ線回折法の半価幅から計算した結果、結晶子のＣ軸（長軸方向）及びＡ軸（短軸方向）の大きさの平均である一次粒子径は１０ｍ以上６０ｎｍ以下で広く分布していた。マグネシウム及び炭酸イオンの置換量が多いほど、一次粒子径は小さく、最小値である１０ｎｍに近づいた。
【００７３】
合成により得られた懸濁液の沈降性は、一次粒子のサイズ及び二次粒子のサイズが小さいほど遅かった。また、当該懸濁液の上澄み液からの結晶の沈殿は見られなかった。すなわち、当該上澄み液に含まれる炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、浮遊性の微結晶が含まれていることが確認された。
【００７４】
得られた粒子の表面積をガス吸着法（ＢＥＴ法）で測定すると、表面積は５０ｍ２／ｇ〜１２０ｍ２／ｇの範囲であった。表面積は一次粒子の大きさに反比例していた。一方、市販のハイドロキシアパタイト粉末の表面積は１０ｍ２／ｇ以下である。
【００７５】
＜脂質の吸着性の評価（１）＞
室温２２℃における合成により得られた例１の粒子の粉末を充填した第１のカラムと、市販のハイドロキシアパタイト粉末が充填された第２のカラムを用意し、第１のカラム及び第２のカラムそれぞれに対し、ノーマルヘキサンで希釈されたオリーブオイルを通過させた。その後、第１のカラム及び第２のカラムをノーマルヘキサンで洗浄し、それぞれの洗浄液中に含まれる過酸化脂質の量を測定した。この実験を５回行い、過酸化脂質の吸着量の平均値をヨウ素滴定法により算出した。この結果、第１のカラムの洗浄液中に含まれる過酸化脂質の吸着量を１００とすると、第２のカラムに含まれる過酸化脂質の吸着量は６０〜７０の範囲であった。すなわち、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは、通常のハイドロキシアパタイトよりも多くの脂質を吸着することが確認された。
【００７６】
＜脂質の吸着性の評価（２）＞
１重量％の市販のハイドロキシアパタイト結晶を含む懸濁液、１重量％の例１で得た炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの懸濁液、１重量％のαアルミナ含有精製水懸濁液、及び１重量％のセリサイト含有精製水懸濁液を各１００ｍＬ用意した。それぞれの懸濁液に５ｇのオレイル酸、オレイルオレート、オリーブオイルを添加して２４時間浸漬した。その後、それぞれの懸濁液をジエチルエーテルで洗浄し、吸着されたオレイル酸、オレイルオレート、オリーブオイルの量を重量分析で分析した。この結果、例１で得た炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを含む懸濁液の脂質の吸着量を１とすると、市販のハイドロキシアパタイトを含む懸濁液の脂質の吸着量は約０．８であった。また、αアルミナ含有精製水懸濁液とセリサイト含有精製水懸濁液は、脂質をほとんど吸着しないという結果が得られた。
【００７７】
＜分散性の評価＞
乳液、クレンジング用クリーム、クリーム、水石けんなどの市販の化粧品、又は、飲料水、ヨーグルト、ジュースなど市販の食品それぞれ１００ｇに例１の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸濁液および市販のハイドロキシアパタイト粉末を０．１〜１０重量％になるように添加した。
【００７８】
得られた化粧品及び食品を観察した結果、これらの化粧品及び食品に含まれる例１で得られた炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトにおいては、市販のハイドロキシアパタイトと比較して沈殿物は少なく、よく分散した。
【００７９】
［例２：化粧水の製造及び評価］
水酸化カリウム３ｇ、例１の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト１ｇ、グリセリン２００ｍＬ、エタノール２５０ｍＬ、精製水５５０ｍＬを含むアルカリ性化粧水（計１０００ｍＬ）を製造した。
【００８０】
当該化粧水と、上記の組成のうち炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを市販のハイドロキシアパタイト（αアルミナ又はセリサイト）１ｇに代えて製造した化粧水とを成人男女の被検者１０人が使用し、汚れ除去効果及び使用感を比較した。この結果、被検者１０人のうち８人から、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト含有の化粧水がもっとも脂質が落ち、さっぱりとした使用感があったという感想が得られた。
【００８１】
［例３：クリームの製造及び評価］
ステアリン酸１０〜２０重量％、水酸化カリウム０．５〜１．０重量％、グリセリン１０〜２０重量％、香料０．５〜１．０重量％、例１の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト５〜１０重量％、適量の酸化防止剤、殺菌防バイ剤と精製水を含むクリーム（１００ｇ）を製造した。クリーム中に分散しているハイドロキシアパタイトを目視で観察した結果、よく分散していた。
【００８２】
当該クリームと、上記の組成のうち炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを市販のハイドロキシアパタイトに代えて製造したクリームとを男女５人ずつ１０人の被検者の顔に塗布し洗浄した。この結果、全ての被検者から、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト添加のクリームの方がより滑らかであり、洗浄後さっぱりとした使用感があるという感想が得られた。
【００８３】
［例４：水石けんの製造及び評価］
植物油などの油脂を水酸化カリウムで鹸化して得た仮石けんの３０％水溶液に、例１の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸濁液を１〜５％の濃度で添加し、更に適度な粘性を得るために増粘結剤や保湿成分を配合し、水石けんを製造した。
【００８４】
当該水石けんと、上記の組成のうち炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを市販のハイドロキシアパタイトに代えて生成した水石けんとを成人男女の被検者１０人が使用し、汚れ除去効果及び使用感を比較した。その結果、７人から、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを添加した水石けんの方がよく汚れを落とし、更に使用後にはさっぱりとした使用感があるという感想が得られた。
【００８５】
［例５：入浴剤の製造方法］
１重量％の例１の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸濁液１０ｇ、精製水９０ｇ、日本酒１０ｇ、天然塩１ｇ、クエン酸５０ｇ、片栗粉５０ｇ、ホホバオイル２ｇ、ヒノキ精油１ｇを含む入浴剤を製造した。
【００８６】
成人男女の被検者１０人が上記入浴剤２０ｇを２００Ｌの浴槽に投入した後に入浴した。当該入浴剤と、上記の組成のうち炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを市販のハイドロキシアパタイトに代えて生成した入浴剤とを比較したところ、１０人中８人から、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを添加した入浴剤の方が沈殿物が少なく、かつ流動性に優れるという感想が得られた。また、皮膚表面から垢や角質が除かれ、肌が滑らかになったという感想も得られた。
【００８７】
［例６：ヨーグルトの製造及び評価］
市販のヨーグルト１００ｇに０．１重量％の例１の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸濁液１０ｍＬを添加してヨーグルトを製造した
当該ヨーグルトに含まれる炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを目視で観察した結果、凝集も沈殿も起こらず、よく分散した。
【００８８】
［例７：オレンジジュースの製造及び評価］
市販の１００％オレンジジュース９０ｇに０．１重量％の例１の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸濁液１０ｍＬを添加してオレンジジュースを製造した。生成されたオレンジジュースの味は、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト懸濁液を添加する前の市販のオレンジジュースの味と同等であった。
【００８９】
［例８：カルシウム補給飲料水の製造及び評価］
０．１％の食塩水１００ｇに１％浮遊性の例１の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの懸濁液の１ｍＬを添加し、カルシウム補給飲料水を製造した。当該カルシウム補給飲料水と、上記の組成のうち炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを市販のハイドロキシアパタイトに代えて生成したカルシウム補給飲料水とを目視で観察し、比較したところ、市販のハイドロキシアパタイト粉末は沈殿や凝集を起こしたが、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトは沈殿も凝集も起こらず、よく分散した。
【００９０】
また、当該カルシウム補給飲料水を３か月間毎日与え続けたネズミの大腿骨の曲げ強度は、無添加の飲料水を３か月間毎日与え続けたネズミの大腿骨の曲げ強度に比べ、２割ほど大きかった。
【００９１】
［例９］
０．１モルの塩化マグネシウム及び０．１モルの硝酸カルシウムを含む１Ｌの水溶液を調製した。０．０６モルのリン酸アンモニウムを含む１Ｌの水溶液を調製した。両水溶液を３７℃で調整し炭酸ガス（空気）雰囲気下で、６００Ｗ、２０ｋＨｚの強度に設定した超音波撹拌装置を用いて撹拌し、懸濁液を得た。
【００９２】
得られた懸濁液を、例１と同様に、ＸＲＤ，ＦＴＩＲ，ＩＣＰにより分析した結果、当該懸濁液には、約０．５重量％のマグネシウム、及び、約２重量％の炭酸イオンが含まれることが確認された。また、当該懸濁液は、約０．５重量％の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト結晶の懸濁液であることが確認された。
【００９３】
［例１０］
０．０２５モルの重炭酸ナトリウム及び０．２５モルのカルシウム塩を含む１Ｌの水溶液を調製した。１５ｇの８５％リン酸水溶液を調製した。水酸化カルシウム水溶液と、リン酸とを、３７℃、６００Ｗ、２０ｋＨｚの強度に設定した超音波撹拌装置を用いて撹拌し、懸濁液を得た。
【００９４】
得られた懸濁液を、例１と同様に、ＸＲＤ，ＦＴＩＲ，ＩＣＰにより分析した結果、当該懸濁液には、０．２重量％のマグネシウム及び約５重量％の炭酸イオンが含まれることが確認された。また、当該微結晶は、炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト結晶であることが確認された。更に、得られた炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイト微結晶の一次粒子の大きさは２０ｎｍ以下であった。
【００９５】
例９、１０で得られた炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの吸着性、分散性を前述した方法によって評価したところ、例１と同様の結果が得られた。また、例１の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトの代わりに例９、１０の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを用いて前記例２〜８に適用したところ、例１の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトを用いたのと同様の結果が得られた。
【００９６】
上記の各実施形態は、例示であり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記の各実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記の各実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【要約】
本発明は、生体親和性、分散性、吸着性、吸収性及び細胞活性化能が改善されたハイドロキシアパタイト、それを含む化粧品及び食品、並びにその製造方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、ハイドロキシアパタイトのカルシウムの一部がマグネシウムで置換されており、リン酸基の一部が炭酸基で置換されている、粒径５ｎｍ以上６０ｎｍ以下の炭酸及びマグネシウム置換ハイドロキシアパタイトが提供される。【図１】
0006435061.tif 000002
【図２】
0006435061.tif 000003
【図３】
0006435061.tif 000004
【図４】
0006435061.tif 000005