(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒドロキシアパタイトの新規な製造方法を提供する。【解決手段】溶媒にカルシウムの塩または錯体と、少なくともリン化合物とを加える第１の工程と、酸化剤を加える第２の工程を含む。別法として溶媒に、カルシウムの塩または錯体と、酸化剤と、少なくともリン化合物とを加える方法もある。カルシウムの塩または錯体として、エチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩、またはニトリロ三酢酸カルシウム塩を用いる。これらの化合物はカルシウム以外に水溶性金属イオンを含有しても構わないが、高純度なヒドロキシアパタイトを合成するために、Ｃａ以外の金属がないことが望ましい。リン化合物として、リン酸またはリン酸水素二アンモニウムを用いる。第１の工程では、さらにアミン、または、アンモニウムイオンを有する化合物を加えることができる。第２の工程では、脱溶媒後に酸化剤を加えるか、溶液中に酸化剤を加えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、少なくともリン化合物とを加える第１の工程と、
酸化剤を加える第２の工程を含む
ことを特徴とするヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項２】
カルシウムと塩または錯体を作っている化合物は、アミノポリカルボン酸のカルシウム塩または錯体であるか、アミノポリホスホン酸のカルシウム塩または錯体である
ことを特徴とする請求項１記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項３】
カルシウムと塩または錯体を作っている化合物が、アミノポリカルボン酸のカルシウム塩である
ことを特徴とする請求項２記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項４】
アミノポリカルボン酸のカルシウム塩が、エチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩である
ことを特徴とする請求項３記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項５】
アミノポリカルボン酸のカルシウム塩が、ニトリロ三酢酸カルシウム塩である
ことを特徴とする請求項３記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項６】
リン化合物が、リン酸化合物である
ことを特徴とする請求項１記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項７】
リン酸化合物が、リン酸である
ことを特徴とする請求項６記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項８】
第１の工程では、さらにアンモニウムイオンを有する化合物、またはアミンを加える
ことを特徴とする請求項７記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項９】
アンモニウムイオンを有する化合物は、水酸化アンモニウムであり、
アミンは、ジ−ｎ−ブチルアミンである
ことを特徴とする請求項８記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項１０】
リン酸化合物が、リン酸水素二アンモニウムである
ことを特徴とする請求項６記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項１１】
第１の工程では、さらにアンモニウムイオンを有する化合物を加える
ことを特徴とする請求項１０記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項１２】
アンモニウムイオンを有する化合物は、水酸化アンモニウムである
ことを特徴とする請求項１１記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項１３】
第２の工程では、脱溶媒した後に、酸化剤を加える
ことを特徴とする請求項１記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項１４】
酸化剤は、過酸化水素、硝酸、亜硝酸、三酸化二窒素、四酸化二窒素、硫酸、オゾン、酸素、過塩素酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、さらし粉、ペルオキソ硫酸である
ことを特徴とする請求項１３記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項１５】
酸化剤は、過酸化水素である
ことを特徴とする請求項１４記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項１６】
第２の工程では、溶液中に酸化剤を加える
ことを特徴とする請求項１記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項１７】
酸化剤は、過酸化水素、硝酸、亜硝酸、三酸化二窒素、四酸化二窒素、硫酸、オゾン、酸素、過塩素酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、さらし粉、ペルオキソ硫酸である
ことを特徴とする請求項１６記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項１８】
酸化剤は、過酸化水素である
ことを特徴とする請求項１７記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項１９】
溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、少なくともリン化合物とを加える第１の工程と、酸化剤を加える第２の工程を含む方法により製造される
ことを特徴とするヒドロキシアパタイト。
【請求項２０】
球状の形態を有する
ことを特徴とする請求項１９記載のヒドロキシアパタイト。
【請求項２１】
溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、酸化剤と、少なくともリン化合物とを加える
ことを特徴とするヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項２２】
カルシウムと塩または錯体を作っている化合物は、アミノポリカルボン酸のカルシウム塩または錯体であるか、アミノポリホスホン酸のカルシウム塩または錯体である
ことを特徴とする請求項２１記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項２３】
カルシウムと塩または錯体を作っている化合物が、アミノポリカルボン酸のカルシウム塩である
ことを特徴とする請求項２２記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項２４】
アミノポリカルボン酸のカルシウム塩が、エチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩である
ことを特徴とする請求項２３記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項２５】
アミノポリカルボン酸のカルシウム塩が、ニトリロ三酢酸カルシウム塩である
ことを特徴とする請求項２３記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項２６】
リン化合物が、リン酸化合物である
ことを特徴とする請求項２１記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項２７】
リン酸化合物が、リン酸である
ことを特徴とする請求項２６記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項２８】
さらにアミンを加える
ことを特徴とする請求項２７記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項２９】
アミンは、ジ−ｎ−ブチルアミンである
ことを特徴とする請求項２８記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項３０】
さらにアンモニウムイオンを有する化合物を加える
ことを特徴とする請求項２７記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項３１】
アンモニウムイオンを有する化合物は、水酸化アンモニウムである
ことを特徴とする請求項２８記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項３２】
酸化剤は、過酸化水素、硝酸、亜硝酸、三酸化二窒素、四酸化二窒素、硫酸、オゾン、酸素、過塩素酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、さらし粉、ペルオキソ硫酸である
ことを特徴とする請求項２１記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項３３】
酸化剤は、過酸化水素である
ことを特徴とする請求項３２記載のヒドロキシアパタイトの製造方法。
【請求項３４】
溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、酸化剤と、少なくともリン化合物とを加える方法により製造される
ことを特徴とするヒドロキシアパタイト。
【請求項３５】
球状の形態を有する
ことを特徴とする請求項３４記載のヒドロキシアパタイト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒドロキシアパタイトに関する。
また、本発明は、ヒドロキシアパタイトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体硬組織の代替材料に代表されるヒドロキシアパタイト（Ca10(PO4)6(OH)2）は、生体内に埋設しても拒否反応が起こらないため、現在、インプラント材や骨補填材として歯科医療や外科医療の分野で広く使用されている。また、吸着剤としての性能も高く、医療分野以外にも吸着剤、脱臭剤、光触媒の材料等に広く用いられている。
【０００３】
医療用の人工骨や骨補填材の材料として用いられているヒドロキシアパタイトは体内に埋没後、充填部分が空洞化しないよう、生体内で吸収されない高純度で結晶性の高い単一相ヒドロキシアパタイトが用いられている。
【０００４】
ヒドロキシアパタイトの合成方法として、魚骨や牛骨から製造する方法がある。６００℃〜１２００℃の温度で骨の有機物を燃焼させ、無機成分のアパタイトを得る。この骨から作成したアパタイトの中にはマグネシウムやストロンチウム、鉄など様々な微量元素が不純物として含まれている。このため品質にばらつきが大きく、医療分野への使用には適してはいない。このため、高純度の化学薬品から合成したヒドロキシアパタイトが求められている。
【０００５】
工業的には大量かつ効率よく生産できることから湿式法（沈殿法、加水分解法）が用いられる場合が多い。一般にカルシウムイオンを含有する懸濁液の中にリン酸イオンを含む水溶液を徐々に滴下して、反応後に約１週間の熟成を行い、粒子の小さい結晶性の低いアパタイトを合成する。その後、約８００℃で焼成し結晶性の高いアパタイトを合成する。乾式法ではカルシウム化合物とリン化合物をアパタイトのＣａ／Ｐ比である１．６７で混合し、１２００℃程度で加熱して結晶性を向上させたアパタイトを合成する。他にも、水熱合成法などが知られている。しかしながら、これらの方法には後述のような問題点がある。
【０００６】
沈殿法は水酸化カルシウムスラリーにリン酸を滴下して合成する方法である。硝酸カルシウムとリン酸水素二アンモニウムをアルカリ域で反応させる方法などが知られているが、沈殿物がコロイド状となるため、ハンドリング性が優れないことと、不純物イオンの洗浄除去が困難であり、かつ化学組成の再現性が悪い欠点がある。
【０００７】
沈殿法を改良した加水分解法はリン酸水素カルシウム二水和物と炭酸カルシウムまたは水酸化ナトリウム、リン酸水素カルシウム無水和物と炭酸カルシウムを反応させて合成する方法が知られている。しかし、反応の原理が加水分解によるため、反応速度は試薬の加水分解速度に律速であり、長時間を要する欠点がある。
【０００８】
水熱合成法はオートクレーブを用いて高温、高圧の水熱条件下で合成する方法である。リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸水素カルシウム無水和物または硝酸カルシウムとリン酸の水溶液から合成する方法がある。密封耐圧容器と高圧下で行うため、反応装置が高価になる欠点がある。
【０００９】
乾式法は固相反応による合成法である。リン酸水素カルシウム、ピロリン酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム等の粉末をヒドロキシアパタイトの化学量論比の１．６７に混合し、水蒸気雰囲気下にて１０００〜１２００℃の温度まで加熱して合成する方法である。水熱合成法と同様に密封耐圧容器と高圧下で行うため、反応装置が高価であるという欠点がある上、反応生成物の化学組成の再現性が悪い欠点がある。
【００１０】
また最近、水酸化カリウム水溶液中でカルシウムイオンとリン酸を反応させて、ヒドロキシアパタイトを合成する方法も報告されている（例えば、非特許文献１参照。）。高濃度の強塩基性化学浴を必要とするため、化学浴の厳密な組成管理が必要である。反応生成物はカルシウム欠損型の炭酸アパタイトを含有するヒドロキシアパタイトの粉体のため高純度のヒドロキシアパタイトを合成することは困難である。
【００１１】
また最近、エチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩を出発原料として、ヒドロキシアパタイトを合成する方法が報告されている（例えば、非特許文献２，３参照。）。この方法は、アルキルアミンとエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩をアルコール中で反応させて得られた均一溶液中に、Ca/P=1.7になるようリン酸やリン酸アンモニウム塩を添加して合成したアルコール溶液をチタンやステンレス上に塗布可能で、形成した塗布膜を６００℃以上で熱処理することによりヒドロキシアパタイトの薄膜を形成できる。この化学的湿式法は、混合比を変えることにより組成の制御が可能な上、目的の組成物と同じ混合比で混合するだけで（ヒドロキシアパタイトならCa/P=1.7）目的組成物が得られる特徴がある。また、化学的湿式法に代表されるゾルゲル法で用いられているアルコキシド含有溶液と比較して液の安定性が著しく高く、ディップ法、フローコート法、スプレー法などあらゆる塗布法に対応できる。さらに、被コート材の形状に依存せず、複雑な形状にも均一にコートできる。高価な装置や、製膜時に高度な真空、１０００度以上の高温を必要とせず、比較的簡単な設備で薄膜が作成できる。
【非特許文献１】Material Science Research International, Vol9, No.2 pp149-153(2003)
【非特許文献２】International Symposium on Advanced Technology ISAT-1st (Tokyo), P-55, 2002
【非特許文献３】International SPACC Symposium (Tokyo), P-36, 2002.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このヒドロキシアパタイトの製造方法では、薄膜作成と同程度の熱処理では除去できない有機物に由来するアモルファス成分が残存して、高純度なヒドロキシアパタイト粉体を合成することができないという欠点がある。
以上のように、高純度で単一相のヒドロキシアパタイトの粉体を作製することは容易ではない。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ヒドロキシアパタイトの新規な製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、新規なヒドロキシアパタイト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】
【００１４】
本発明のヒドロキシアパタイトの製造方法は、溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、少なくともリン化合物とを加える第１の工程と、酸化剤を加える第２の工程を含む方法である。
【００１５】
ここで、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物として、アミノポリカルボン酸のカルシウム塩または錯体を用いることができる。また、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物として、アミノポリホスホン酸のカルシウム塩または錯体を用いることができる。アミノポリカルボン酸のカルシウム塩として、エチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩を用いることができる。また、アミノポリカルボン酸のカルシウム塩として、ニトリロ三酢酸カルシウム塩を用いることができる。これらの化合物はカルシウム以外に水溶性金属イオンを含有しても構わないが、高純度なヒドロキシアパタイトを合成するためにはカルシウム以外の金属がないことが望ましい。
【００１６】
リン化合物として、リン酸化合物を用いることができる。
リン酸化合物として、リン酸を用いることができる。第１の工程では、さらにアンモニウムイオンを有する化合物、またはアミンを加えることができる。アンモニウムイオンを有する化合物としては水酸化アンモニウムを用いることができ、アミンとしてはジ−ｎ−ブチルアミンを用いることができるが、他のアルキルアミン類を排除するものではない。
【００１７】
リン酸化合物として、リン酸水素二アンモニウムを用いることができる。第１の工程では、さらにアンモニウムイオンを有する化合物を加えることができる。アンモニウムイオンを有する化合物として、水酸化アンモニウムを用いることができる。
【００１８】
第２の工程では、脱溶媒した後に、酸化剤を加えることができる。酸化剤として、過酸化水素、硝酸、亜硝酸、三酸化二窒素、四酸化二窒素、硫酸、オゾン、酸素、過塩素酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、さらし粉、ペルオキソ硫酸を用いることができる。酸化剤は上記の種類が挙げられるが、これに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせても良い。
【００１９】
第２の工程では、溶液中に酸化剤を加えることができる。酸化剤として、過酸化水素、硝酸、亜硝酸、三酸化二窒素、四酸化二窒素、硫酸、オゾン、酸素、過塩素酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、さらし粉、ペルオキソ硫酸を用いることができる。酸化剤は上記の種類が挙げられるが、これに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせても良い。
【００２０】
本発明のヒドロキシアパタイトは、溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、少なくともリン化合物とを加える第１の工程と、酸化剤を加える第２の工程を含む方法により製造されるものである。
ここで、ヒドロキシアパタイトは、球状の形態を有する場合がある。
【００２１】
本発明のヒドロキシアパタイトの製造方法は、溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、酸化剤と、少なくともリン化合物とを加える方法である。
【００２２】
ここで、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物として、アミノポリカルボン酸のカルシウム塩または錯体を用いることができる。また、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物として、アミノポリホスホン酸のカルシウム塩または錯体を用いることができる。アミノポリカルボン酸のカルシウム塩として、エチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩を用いることができる。また、アミノポリカルボン酸のカルシウム塩として、ニトリロ三酢酸カルシウム塩を用いることができる。これらの化合物はカルシウム以外に水溶性金属イオンを含有しても構わないが、高純度なヒドロキシアパタイトを合成するためにはカルシウム以外の金属がないことが望ましい。
【００２３】
リン化合物が、リン酸化合物を用いることができる。
リン酸化合物として、リン酸を用いることができる。
さらにアミンを加えることができる。アミンとしては、ジ−ｎ−ブチルアミンを用いることができる。
または、さらにアンモニウムイオンを有する化合物を加えることができる。アンモニウムイオンを有する化合物としては、水酸化アンモニウムを用いることができる。
【００２４】
酸化剤としては、過酸化水素、硝酸、亜硝酸、三酸化二窒素、四酸化二窒素、硫酸、オゾン、酸素、過塩素酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、さらし粉、ペルオキソ硫酸を用いることができる。酸化剤は上記の種類が挙げられるが、これに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせても良い。
【００２５】
本発明のヒドロキシアパタイトは、溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、酸化剤と、少なくともリン化合物とを加える方法により製造されるものである。
ここで、ヒドロキシアパタイトは、球状の形態を有する場合がある。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明は、溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、少なくともリン化合物とを加える第１の工程と、酸化剤を加える第２の工程を含むので、ヒドロキシアパタイトの新規な製造方法を提供することができる。
【００２７】
本発明は、溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、酸化剤と、少なくともリン化合物とを加えるので、ヒドロキシアパタイトの新規な製造方法を提供することができる。
【００２８】
本発明のヒドロキシアパタイトは、上述の方法により製造されるので、新規なヒドロキシアパタイトを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず、ヒドロキシアパタイトの製造方法について説明する。
ヒドロキシアパタイトの製造方法は、溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、少なくともリン化合物とを加える第１の工程と、酸化剤を加える第２の工程を含む方法である。
【００３０】
第１の工程における、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物としては、アミノポリカルボン酸のカルシウム塩または錯体を挙げることができる。アミノポリカルボン酸のカルシウム塩としては、たとえばエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩、ニトリロ三酢酸カルシウム塩などを挙げることができる。これらの化合物はカルシウム以外に水溶性金属イオンを含有しても構わないが、高純度なヒドロキシアパタイトを合成するためにはカルシウム以外の金属がないことが望ましい。
【００３１】
アミノポリカルボン酸のカルシウム塩または錯体は、アミノポリカルボン酸またはその化合物とカルシウム化合物から作られる。
【００３２】
本発明に用いられるアミノポリカルボン酸としては、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、１，２−プロパンジアミン四酢酸、１，３−プロパンジアミン四酢酸、Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、Ｎ，Ｎ’−ジヒドロキシエチルエチレンジアミン二酢酸、２−ヒドロキシ１，３−プロパンジアミン四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三プロピオン酸、カルボキシエチルイミノ二酢酸、カルボキシエチルイミノ二プロピオン酸、イミノ二酢酸、イミノ二プロピオン酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二プロピオン酸、メトキシエチルイミノ二酢酸、アラニン−Ｎ，Ｎ−二酢酸、セリン−Ｎ，Ｎ−二酢酸、イソセリン−Ｎ，Ｎ−二酢酸、アスパラギン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸、グルタミン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸など、およびその塩が挙げられるが、これに限定されない。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせても良い。
【００３３】
本発明に用いられるカルシウム化合物としては臭化カルシウム、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、ヨウ化カルシウム、硝酸カルシウム、蓚酸カルシウム、酢酸カルシウム、水酸化カルシウム、ジメトキシカルシウム、ジエトキシカルシウム、ジプロポキシカルシウム、ジ−ｉ−プロポキシカルシウム、ジ−ｉ−ブトキシカルシウム、ジブトキシカルシウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシカルシウムなどが挙げられるがこれらに限定されない。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせても良い。
【００３４】
第１の工程における、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物としては、アミノポリホスホン酸のカルシウム塩または錯体を挙げることができる。これらの化合物はカルシウム以外に水溶性金属イオンを含有しても構わないが、高純度なヒドロキシアパタイトを合成するためにはカルシウム以外の金属がないことが望ましい。
【００３５】
アミノポリホスホン酸のカルシウム塩または錯体は、アミノポリホスホン酸またはその化合物とカルシウム化合物から作られる。
【００３６】
本発明に用いられるアミノポリホスホン酸としては、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ビス（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラキスメチレンホスホン酸、ニトリロトリスメチレンホスホン酸など、およびその塩が挙げられるが、これに限定されない。
本発明に用いられるカルシウム化合物としては、上述したものを用いることができる。
【００３７】
第１の工程における、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物は、上述のアミノポリカルボン酸のカルシウム塩または錯体、ならびにアミノポリホスホン酸のカルシウム塩または錯体に限定されない。このほか、例えば、グリシンなどのアミノ酸類、シュウ酸などのカルボン酸類、乳酸などのヒドロキシ酸類、エチレンジアミンなどのアミン類のカルシウム塩または錯体などカルシウムと錯体や塩を形成する物質全てを用いることができる。
【００３８】
本発明に用いられるリン化合物としては、オルトリン酸、メタリン酸、二リン酸、次リン酸、リン酸ジメチル、リン酸ジエチル、リン酸ジブチル、リン酸ジイソプロピルリン酸メチル、リン酸エチル、リン酸プロピル、リン酸イソプロピル、リン酸ブチル、リン酸ラウリル、リン酸ステアリル、リン酸２−エチルヘキシル、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリ−ｉ−ブチル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−ｓｅｃ−ブチル、リン酸トリオクチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリス（２−エチルヘキシル）、リン酸トリス（２−ブトキシエチル）、リン酸トリトル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、ホスホノ酢酸、ホスホノ蟻酸、ホスホノプロピオン酸、トリフェニルホスフィンオキサイド、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸テトラブチルアンモニウム、アデノシン一リン酸、アデノシン二リン酸、アデノシン三リン酸、イノシン酸、グアニル酸等、およびその塩などが挙げられるがカルシウム以外の金属を含有しないリン酸および亜リン酸化合物であればこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせても良い。
【００３９】
リン化合物は、組成物中のＣａ／Ｐ比が０．１〜１０．０、より好ましくは１．０〜２．０となる様に添加される。
【００４０】
第１の工程では、さらにアミンを加えることができる。本発明に用いられるアミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、アミルアミン、ジアミルアミン、ジブチルアミン、ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジ−ｔｅｒ−ブチルアミン、ジイソブチルアミンン、エチル−ブチルアミン、エチル−プロピルアミン、エチル−イソプロピルアミン、イソプロピル−ブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジペンチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、アニリン、ジメチルアニリン、フェニルメチルアミン、フェニルエチルアミン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジンなどが挙げられるがこれらに限定されない。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせても良い。
【００４１】
第１の工程では、さらにアンモニウムイオンを有する化合物を加えることができる。本発明に用いられるアンモニウムイオンを有する化合物としては、水酸化アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、フッ化アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、チオシアン酸アンモニウム、チオ硫酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、シュウ酸水素アンモニウム、クエン酸三アンモニウム、クエン酸二水素アンモニウム、酒石酸水素アンモニウム、酒石酸アンモニウムなどが挙げられるがこれらに限定されない。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせても良い。
【００４２】
第１の工程で加えることができるものとしては、上述のアミン、またはアンモニウムイオンを有する化合物に限定されない。このほか、水酸化ナトリウム、酢酸ナトリウム等のナトリウム塩、水酸化カリウム、酢酸カリウム等のカリウム塩など溶媒中でカルシウムの錯体または塩と反応して可溶化できるカチオン類の物質全てを挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせても良い。
【００４３】
本発明に用いられる極性溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等の低級アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル、水などが挙げられるが、これらに限定されない。またこれらの極性溶媒は単独で用いてもよく、２種以上組み合わせても良い。
【００４４】
第１の工程では、ｐＨが３〜１３の範囲にあることが好ましい。ｐＨが３以上であると、合成時、反応系に二酸化炭素が混入しないため、単一相のヒドロキシアパタイトが合成できるという利点がある。ｐＨが１３以下であると、結晶性の高いヒドロキシアパタイトが合成できるという利点がある。
【００４５】
第２の工程では、第１の工程により得られた溶液を脱溶媒した後、生成物を溶媒に分散させて酸化剤を加えることができる。
また、第２の工程では、第１の工程により得られた溶液中に酸化剤を加えることができる。この場合、溶液は透明であることが好ましい。その理由は、溶液中のカルシウム化合物とリン化合物が完全に均一に混合していることを確認するためである。
【００４６】
酸化剤としては、過酸化水素、硝酸、亜硝酸、三酸化二窒素、四酸化二窒素、硫酸、オゾン、酸素、過塩素酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、さらし粉、ペルオキソ硫酸などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。。これらの酸化剤は単独で用いてもよく、２種以上組み合わせても良い。
【００４７】
第１の工程により得られた生成物の酸化方法は、上述の脱溶媒した後に酸化剤を加える方法、または第１の工程により得られた溶液中に酸化剤を加える方法に限定されず、他の酸化方法と組み合わせてもよい。他の酸化方法としては、空気雰囲気中高温で焼成する方法、酸素雰囲気中高温で焼成する方法、溶液中に気体の酸化剤、酸素やオゾンなどを単独もしくは２種以上組み合わせてバブリングする方法などを挙げることができる。
【００４８】
つぎに、ヒドロキシアパタイトの他の製造方法について説明する。
ヒドロキシアパタイトの製造方法は、溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、酸化剤と、少なくともリン化合物とを加える方法である。
【００４９】
カルシウムと塩または錯体を作っている化合物としては、アミノポリカルボン酸のカルシウム塩または錯体を挙げることができる。アミノポリカルボン酸のカルシウム塩としては、たとえばエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩、ニトリロ三酢酸カルシウム塩などを挙げることができる。これらの化合物はカルシウム以外に水溶性金属イオンを含有しても構わないが、高純度なヒドロキシアパタイトを合成するためにはカルシウム以外の金属がないことが望ましい。
【００５０】
アミノポリカルボン酸のカルシウム塩または錯体は、アミノポリカルボン酸またはその化合物とカルシウム化合物から作られる。本発明に用いられるアミノポリカルボン酸は、上述した例と同様である。本発明に用いられるカルシウム化合物は、上述した例と同様である。
【００５１】
第１の工程における、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物としては、アミノポリホスホン酸のカルシウム塩または錯体を挙げることができる。これらの化合物はカルシウム以外に水溶性金属イオンを含有しても構わないが、高純度なヒドロキシアパタイトを合成するためにはカルシウム以外の金属がないことが望ましい。
【００５２】
アミノポリホスホン酸のカルシウム塩または錯体は、アミノポリホスホン酸またはその化合物とカルシウム化合物から作られる。本発明に用いられるアミノポリホスホン酸は、上述した例と同様である。本発明に用いられるカルシウム化合物は、上述した例と同様である。
【００５３】
カルシウムと塩または錯体を作っている化合物は、上述のアミノポリカルボン酸のカルシウム塩または錯体、ならびにアミノポリホスホン酸のカルシウム塩または錯体に限定されない。このほかの化合物は、上述した例と同様である。
【００５４】
本発明に用いられるリン化合物は、上述した例と同様である。リン化合物は、組成物中のＣａ／Ｐ比が上述した例と同様な範囲となる様に添加される。
【００５５】
さらにアミンを加えることができる。本発明に用いられるアミンは、上述した例と同様である。
【００５６】
さらにアンモニウムイオンを有する化合物を加えることができる。本発明に用いられるアンモニウムイオンを有する化合物は、上述した例と同様である。
【００５７】
加えることができるものとしては、上述のアミン、またはアンモニウムイオンを有する化合物に限定されない。このほか、加えることができるものは、上述した例と同様である。
【００５８】
本発明に用いられる極性溶媒は、上述した例と同様である。
本発明におけるｐＨの範囲は、上述したｐＨの範囲と同様である。
【００５９】
本発明に用いる酸化剤は、上述した例と同様である。酸化方法は、他の酸化方法と組み合わせてもよい。他の酸化方法は、上述した例と同様である。
【００６０】
つぎに、上述の方法により生成されたヒドロキシアパタイトについて説明する。
上述の方法により得られたヒドロキシアパタイトは、純度が９５〜９８質量％の範囲内にある。このヒドロキシアパタイトの純度をさらに高くする方法としては、合成時に酸性条件下で反応を行う、二酸化炭素の溶解度が小さい溶媒の選定、脱気した溶媒を用いるなどを挙げることができる。
【００６１】
上述の方法により得られたヒドロキシアパタイトの不純物としては、一部炭酸で置換されたカルシウム欠損型のヒドロキシアパタイトの存在が考えられる。その理由は、酸化剤による有機物分解時に発生する二酸化炭素や空気中の二酸化炭素が溶媒に溶解して、一部炭酸で置換されたカルシウム欠損型のヒドロキシアパタイトが発生すると考えられる。
【００６２】
上述の方法により得られたヒドロキシアパタイトは球状の形態を有している。具体的には、（球の中心から360度全方向に棒状のヒドロキシアパタイトの結晶が同じ長さに成長して球形を形成している。
【００６３】
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、少なくともリン化合物とを加える第１の工程と、酸化剤を加える第２の工程を含むので、ヒドロキシアパタイトの新規な製造方法を提供することができる。
【００６４】
本発明は、溶媒に、カルシウムと塩または錯体を作っている化合物と、酸化剤と、少なくともリン化合物とを加えるので、ヒドロキシアパタイトの新規な製造方法を提供することができる。
【００６５】
本発明のヒドロキシアパタイトは、上述の方法により製造されるので、新規なヒドロキシアパタイトを提供することができる。
【００６６】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【実施例】
【００６７】
つぎに、本発明にかかる実施例について具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではないことはもちろんである。
【００６８】
［実施例１］
高純度ヒドロキシアパタイト粉体の合成
１０００ｍLのビーカーに９００ｍLの精製水をホットスターラーで７５℃まで加熱して、撹拌しながらエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸４０．８８ｇ（１３９．８８ｍmol）を加えて懸濁溶液を得た。これに酢酸カルシウム一水和物２４．８８ｇ（１４１．２２ｍmol）を添加した後、７５℃を保持したまま約６０分間加熱撹拌した。その後、室温まで放冷して２４時間放置した後、析出した結晶を濾取して水洗、エタノール洗浄、エーテル洗浄し、４４．８ｇ（１２２．２９ｍmol）の白色結晶を得た。得られた結晶は、元素分析、赤外線吸収スペクトル、NMRによってエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩の二水和物であることが確認できた。
【００６９】
得られたエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩二水和物５．４８ｇ（１４．９６ｍmol）を２００ｍLの三角フラスコの中でエタノール４６．２２ｇ（１．００mol）に分散させ、ジ−ｎ−ブチルアミン４．４２ｇ（３４．２０ｍmol）を加えて約７５℃で１６時間還流した後、さらにジ−ｎ−ブチルアミン１．７６ｇ（１３．６２ｍmol）を加えて透明溶液を得た。この透明液をマグネチックスターラーで撹拌しながら純度８５％リン酸１．０４ｇ（リン酸９．０２ｍmol）を含むエタノールを滴下してCa：P＝１．７：１である透明な組成物を得た。
【００７０】
この組成物をホットプレート上で８０℃に加熱した蒸発皿上で脱溶媒して透明な高粘性の組成物を得た。この組成物を３００℃に予熱したマッフル炉中で３０分間焼成した後、６００℃まで昇温して更に３０分間焼成し、黒褐色の粉体を得た。この粉体０．８ｇを３０％過酸化水素水２０ｍｌ中に分散してホットスターラーで５０℃まで加熱して、３時間加熱撹拌した後、濾過して灰色の粉体を得た。この粉体を空気雰囲気下でマッフル炉中、室温から６００℃まで昇温した後３０分間焼成して白色粉体０．６ｇを得た。
【００７１】
得られた粉体の同定は、マックサイエンス製のＭＸＰ−１８ＡＨＦ２２を用いたＸ線回折測定と、Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製ＦＴ−ＩＲ１６００を用いた赤外線吸収スペクトル測定にて行った。その結果、Ｘ線回折測定からはヒドロキシアパタイトに帰属されるピーク以外は観測されなかった（図１）。赤外線吸収スペクトル測定からはリン酸に帰属される吸収ピークのみが観察された（図２）。
以上の結果から、単一相のヒドロキシアパタイト粉体が得られたことを確認した。
【００７２】
［比較例１］
実施例１の過酸化水素水による酸化処理がない実験結果
実施例１と同様の方法で作成したCa：P＝１．７：１である透明な組成物を合成した。この組成物をホットプレート上で８０℃に加熱した蒸発皿上で脱溶媒して透明な高粘性の組成物を得た。この組成物を５００℃に予熱したマッフル炉中、空気雰囲気下で３０分間焼成た後、６００℃まで昇温して更に６０分間焼成し、黒褐色の粉体を得た。
【００７３】
得られた黒褐色の粉体は、実施例１と同じＸ線回折測定を行った。その結果、アモルファス成分の中に結晶性の低いヒドロキシアパタイトに帰属されるピークがごく僅か観測された。この黒褐色の粉体を更に７００℃で空気雰囲気中、９０分間焼成したが褐色のままであった。更に８００℃で空気雰囲気中１２０分間焼成したが結局白色の粉体には変化せず、灰色の粉体になった。この灰色の粉体のＸ線回折測定を行ったところ、帰属が困難なピークが多数観測され、物質の同定は不可能であった。
この結果から、溶液中での酸化処理行程がないと単一相のヒドロキシアパタイトは合成できないことが判明した。
【００７４】
脱溶媒・焼成した際にできた黒褐色の粉体は、ヒドロキシアパタイトと、有機物が燃焼した際に生じた耐熱性の黒褐色のアモルファス成分を含んでいると考えられる。。このアモルファス成分を過酸化水素が容易に酸化分解することによって、実施例１では高純度なヒドロキシアパタイトを合成できた。
【００７５】
［実施例２］
ヒドロキシアパタイト粉体の合成
３００ｍＬの三角フラスコ中に実施例１で合成したエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩二水和物９．１８ｇ（２５．０６mmol）、Ca：P＝１．７：１になるようリン酸水素二アンモニウム１．９８ｇ（１４．９９mmol）加えた。精製水３６．１２ｇと２８％アンモニア水２．１４ｇ（NH3として３５．１８mmol）を加え常温撹拌して透明な均一水溶液を得た。この水溶液に３０％過酸化水素水８０．７９ｇ（過酸化水素０．７１mol）ｇを添加してホットスターラーで５０℃まで加熱して、３時間加熱撹拌した後、過熱還流を７時間行った。析出した結晶を濾取して水洗、エタノール洗浄して２．８３ｇの淡黄色の粉体を得た。この粉体を６００℃に予熱したマッフル炉中で３０分間焼成して白色粉体を得た。
【００７６】
得られた粉体の同定は、実施例１と同じＸ線回折測定と赤外線吸収スペクトル測定を行った。その結果、Ｘ線回折測定からはヒドロキシアパタイトに帰属されるピーク以外は観測されなかった（図３）。赤外線吸収スペクトルには、ヒドロキシアパタイトのリン酸に帰属される大きな吸収ピークと炭酸に帰属される微小な吸収ピークが観察された（図４）。これらの結果から、不純物としての炭酸イオンはごく微量で、高純度なヒドロキシアパタイト粉体が得られたことを確認した。
【００７７】
実施例２の方法は、実施例１と比較して優れる点としては、合成プロセスが簡単な上、短時間で合成できることにより省エネルギー化が図れること、ジ-n-ブチルアミンの代わりにアンモニアを使用することにより、酸化分解を速めることができかつ酸化剤の使用量を減らすことができること、使用溶媒としてより環境低負荷の水での合成に成功したことにより、安全かつより環境低負荷な合成方法で、短時間で効率よくヒドロキシアパタイトを合成できることである。
【００７８】
比較例２
実施例２の過酸化水素水による酸化処理がない実験結果、アルカリ条件下で実験
３００ｍＬの三角フラスコ中に実施例１で合成したエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩二水和物６．２４ｇ（１７．１０mmol）、精製水７２．８６ｇ，２８％アンモニア水３．７６ｇ（NH3として６１．８２mmol）とCa：P＝１．７：１になるよう８５％リン酸１．１６ｇ（１０．０６mmol）を加え常温撹拌して透明な均一水溶液（pH９）を得た。
【００７９】
この均一水溶液をホットスターラー上で２１時間加熱還流を行い、析出した結晶を濾取して水洗、エタノール洗浄して０．０４ｇの白色の粉体を得た。この白色の粉体を実施例１と同じＸ線回折測定を行った結果、帰属が困難なピークが多数観測され、物質の同定は不可能であった。
この結果から、酸化処理行程がないと高純度のヒドロキシアパタイトは合成できないことが判明した。
【００８０】
実施例２は酸化処理を行うことにより、エチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩が徐々に分解して溶液中にカルシウムイオンを徐放し、溶液中のリン酸イオンと反応したためヒドロキシアパタイトが合成できた。
【００８１】
［比較例３］
実施例２の過酸化水素水による酸化処理がない実験結果、酸性条件下で実験
３００ｍＬの三角フラスコ中に実施例１で合成したエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩二水和物６．２８ｇ（１７．１３mmol）、精製水７２．４１ｇ、２８％アンモニア水１．８６ｇ（NH3として３０．５８mmol）とCa：P＝１．７：１になるよう８５％リン酸１．１６ｇ（１０．０６mmol）を加え常温撹拌して透明な均一水溶液（pH４）を得た。
【００８２】
この均一水溶液をホットスターラー上で２１時間加熱還流を行い析出した結晶を濾取して水洗、エタノール洗浄して０．２２ｇの白色の粉体を得た。この白色の粉体を実施例１と同じＸ線回折測定を行った結果、帰属が困難なピークが多数観測され、物質の同定は不可能であった。
この結果から、酸化処理行程がないと単一相のヒドロキシアパタイトは合成できないことが判明した。
【００８３】
実施例２は酸化処理を行うことにより、エチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩が徐々に分解して溶液中にカルシウムイオンを徐放し、溶液中のリン酸イオンと反応したためヒドロキシアパタイトが合成できた。
【００８４】
［実施例３］
ヒドロキシアパタイト粉体の合成
５００ｍLビーカー中の４５０ｍLの精製水をホットスターラー上で８０℃まで加熱して、撹拌しながらニトリロ三酢酸２１．０２ｇ（１０９．９７mmol）を加えて懸濁溶液を得た。これに酢酸カルシウム一水和物１７．７３ｇ（１００．６４mmol）を加えて透明な水溶液を得た。８０℃を保持したまま１８０分間加熱撹拌した後、室温まで放冷して析出した結晶を濾取してエタノール洗浄、エーテル洗浄して２１．２ｇ（７９．９３mmol）の白色結晶を得た。得られた結晶は、赤外線吸収スペクトル、元素分析によってニトリロ三酢酸カルシウム塩の二水和物であることが確認できた。
【００８５】
５００ｍＬの三角フラスコ中に合成したニトリロ三酢酸カルシウム塩の2水和物６．６４ｇ（２５．０３mmol）、Ca：P＝１．７：１になるようリン酸水素二アンモニウム１．９８ｇ（１４．９９mmol）、精製水３００．１２ｇを加え、１０分間常温で超音波撹拌機を用いて撹拌して透明な均一水溶液を得た。この水溶液に３０％過酸化水素水５６．７７ｇ（過酸化水素０．５０mol）を添加してホットスターラーで５０℃まで加熱して、３時間加熱撹拌した後、さらに加熱還流を７時間行った。析出した結晶を濾取して水洗、エタノール洗浄して２．７１ｇの淡黄色の粉体を得た。この粉体を６００℃に予熱したマッフル炉中で３０分間焼成して白色粉体を得た。
【００８６】
得られた粉体の同定は、実施例１と同じＸ線回折測定と赤外線吸収スペクトル測定を行った。Ｘ線回折測定からは実施例２と同じヒドロキシアパタイトに帰属されるピーク以外は観測されなかった。赤外線吸収スペクトルには、実施例２と同じヒドロキシアパタイトのリン酸に帰属される吸収ピークと、炭酸に帰属される微小な吸収ピークが観察された。これらの結果から、不純物の炭酸がごく微量の高純度なヒドロキシアパタイト粉体が得られたことを確認した。
【００８７】
実施例３では、カルシウム化合物の合成にエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸より、炭素と窒素の含有量が少ないニトリロ三酢酸を用いている。このため有機物の分解に必要な酸化剤が少なくてすむ。また、ニトリロ三酢酸カルシウム塩はエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩に比べて半分のアンモニア量で溶解が可能であった。これらの特徴から低コスト化をはかることができる。
【００８８】
［実施例４］
ヒドロキシアパタイト粉体の合成、アルカリ条件下で合成
３００ｍＬの三角フラスコ中に実施例１で合成したエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩二水和物５．２５ｇ（１４．３３mmol）、精製水３６．４８ｇと２８％アンモニア水３．７７ｇ（NH3として６１．９８mmol）を加え、８５％リン酸１．１５ｇ（９．９７mmol）加えた。常温撹拌して透明な均一水溶液（pH9）を得た。この水溶液に３０％過酸化水素水４８．７５ｇ（過酸化水素０．４３mol）ｇを添加してホットスターラー上で加熱して、90分間加熱還流を行った。析出した結晶を濾取して水洗、エタノール洗浄して１．５１ｇの淡黄色の粉体を得た。この粉体を４５０℃に予熱したマッフル炉中で３０分間焼成して白色粉体を得た。
【００８９】
得られた粉体の同定は、実施例１と同じＸ線回折測定と赤外線吸収スペクトル測定を行った。その結果、Ｘ線回折測定からは結晶子径が大きく、高結晶化度を示す半値幅の狭いヒドロキシアパタイトに帰属されるピーク以外は観測されなかった（図５）。赤外線吸収スペクトル測定からはヒドロキシアパタイトのリン酸に帰属される吸収ピークと炭酸に帰属される微小な吸収ピークが観察された（図６）。これらの結果から、不純物の炭酸がごく微量な高純度ヒドロキシアパタイト粉体が得られたことを確認した。
【００９０】
合成したヒドロキシアパタイトの粒子状態をFE-SEMを用いて観察したところ球形の粒子の集合体であることが確認できた（図７）。さらに高倍率で球形の粒子の表面観察を行ったところ、直径２〜６μmの球形粒子で球の中心から360度全方向に棒状のヒドロキシアパタイトの結晶が同じ長さに成長して球形を形成している極めて高度に結晶化したヒドロキシアパタイト粒子であることが分かった（図８）。
【００９１】
実施例４より、反応条件をアルカリ性の条件下（pH9）で合成することにより、結晶子径が大きく、高度に結晶化した高純度ヒドロキシアパタイト粉体を合成することができる。
【００９２】
実施例４の方法が上記の実施例と比較して優れることは、アルカリ条件で合成を行うことにより、ヒドロキシアパタイトの結晶性を高くすることができる。この実施例４では上記の実施例より結晶性がより高いヒドロキシアパタイトが合成できるので骨ペーストなど体に吸収されにくい部所への使用に適している。
【００９３】
［実施例５］
ヒドロキシアパタイト粉体の合成、酸性条件下で合成
３００ｍＬの三角フラスコ中に３０％過酸化水素水４８．８５ｇ（過酸化水素０．４３mol）、８５％リン酸１．１７ｇ（１０．１５mmol）、実施例１で合成したエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩二水和物５．２６ｇ（１４．３６mmol）、２８％アンモニア水１．９２ｇ（NH3として３１．５７mmol）を加えた。常温撹拌して透明な均一水溶液（pH3.5）を得た。この水溶液をホットスターラーで加熱して、90分間加熱還流を行った。析出した結晶を濾取して水洗、エタノール洗浄して１．５８ｇの淡黄色の粉体を得た。この粉体を４５０℃に予熱したマッフル炉中で３０分間焼成した後、６００℃に昇温して30分間焼成して白色粉体を得た。
【００９４】
得られた粉体の同定は、実施例１と同じＸ線回折測定と赤外線吸収スペクトル測定を行った。その結果、Ｘ線回折測定からは結晶子径が小さく、低結晶化を示す半値幅の大きいヒドロキシアパタイトに帰属されるピーク以外は観測されなかった（図９）。赤外線吸収スペクトルには、ヒドロキシアパタイトのリン酸に帰属される吸収ピークと、炭酸に帰属されるごく微小な吸収ピークが観察された（図１０）。これらの結果から、不純物の炭酸をごく微量な高純度ヒドロキシアパタイト粉体が得られたことを確認した。
【００９５】
実施例５より、反応条件を酸性側の条件下(pH3.5)で合成することにより、結晶子径が小さく、結晶化度が比較的低いヒドロキシアパタイト粉体を合成することができる。
【００９６】
実施例５の方法が上記の実施例と比較して優れることは初期の溶媒を用いることなく、直接酸化剤である過酸化水素水中にエチレンジアミンN,N,N’,N’四酢酸カルシウム塩二水和物、アンモニア、リン酸を加えて合成できる点である。この方法は製造工程に溶媒としての精製水が不要なので、上記の実施例より更なる低コスト化をはかることができる。また、この実施例５では酸性条件で合成すると結晶性が低いヒドロキシアパタイトを合成することができる。このため置換型骨材料など一定期間後、体に吸収され自骨と置換される部所への使用に適している。
【００９７】
以上のことから、本実施例によれば、カルシウムイオンとリン酸イオンが共存する組成物を脱溶媒し、焼成して得られた黒褐色の粉体を酸化処理することにより高純度な単一相ヒドロキシアパタイトが合成できる。また、カルシウムイオンとリン酸イオンが共存する水溶液系組成物を酸化処理して迅速かつ容易なプロセスによって不純物としての炭酸をごく微量含む、高純度ヒドロキシアパタイトを得ることができる。また、反応条件のpHを変えることにより、ヒドロキシアパタイトの結晶子径や結晶化度を作り分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】実施例１のヒドロキシアパタイト粉体のＸ線回折測定結果を示す図である。
【図２】実施例１のヒドロキシアパタイト粉体の赤外線吸収スペクトル測定結果を示す図である。
【図３】実施例２のヒドロキシアパタイト粉体のＸ線回折測定結果を示す図である。
【図４】実施例２のヒドロキシアパタイト粉体の赤外線吸収スペクトル測定結果を示す図である。
【図５】実施例４のヒドロキシアパタイト粉体のＸ線回折測定結果を示す図である。
【図６】実施例４のヒドロキシアパタイト粉体の赤外線吸収スペクトル測定結果を示す図である。
【図７】実施例４のヒドロキシアパタイト粉体のFE-ＳＥＭ写真である。
【図８】実施例４のヒドロキシアパタイト粉体のFE-ＳＥＭ写真である。
【図９】実施例５のヒドロキシアパタイト粉体のＸ線回折測定結果を示す図である。
【図１０】実施例５のヒドロキシアパタイト粉体の赤外線吸収スペクトル測定結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図７】
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【図８】
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