(57)【要約】  本発明の目的は、長期にわたって、抗菌性を持続することのできる抗菌性材料及びインプラント体を提供することである。  前記課題は、本発明の銀粒子を内部に含む銀含有リン酸カルシウム焼結体であって、前記銀粒子の平均粒子径が０．０１〜０．５μｍである銀含有リン酸カルシウム焼結体によって解決することができる。
2017150539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀粒子を内部に含む銀含有リン酸カルシウム焼結体であって、前記銀粒子の平均粒子径が０．０１〜０．５μｍである銀含有リン酸カルシウム焼結体。
【請求項２】
前記銀粒子がリン酸カルシウム焼結体の粒界に存在する請求項１に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体。
【請求項３】
前記リン酸カルシウム焼結体が、平均粒子径１．０〜３００μｍのリン酸カルシウム焼成粒子である、請求項１又は２に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体。
【請求項４】
前記銀含有リン酸カルシウム焼成粒子の断面の中心から８０％の半径内に、銀粒子の９５％以上が含まれる、請求項３に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体。
【請求項５】
前記リン酸カルシウム焼結体が、成形された銀含有リン酸カルシウム焼成成形体である、請求項１又は２に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体。
【請求項６】
前記銀粒子の含有量が０．０３〜４０重量％である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体。
【請求項７】
銀含有リン酸カルシウム焼結体の断面１００μｍ２あたり５個以上の銀粒子を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体。
【請求項８】
前記リン酸カルシウムが、水酸アパタイト、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸八カルシウム、及びリン酸三カルシウムからなる群から選択されるリン酸カルシウムである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体。
【請求項９】
抗菌特性を有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体。
【請求項１０】
（１）リン酸カルシウム多孔質粒子に還元剤を付着させる工程、
（２）還元剤が付着したリン酸カルシウム多孔質粒子を、銀錯体を含む水溶液に浸漬し、銀粒子をリン酸カルシウム多孔質粒子内部に析出させる工程、及び
（３）前記銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子を焼成する焼成工程、
を含む、銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法。
【請求項１１】
前記還元剤がアルデヒドである、請求項１０に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法。
【請求項１２】
前記還元剤の付着が、アルデヒドの蒸着である、請求項１０又は１１に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法。
【請求項１３】
前記銀錯体を含む水溶液が、アンモニア性硝酸銀水溶液である、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法。
【請求項１４】
前記焼成工程（３）において、銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子を成形し、得られた成形体を焼成する、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法。
【請求項１５】
前記焼成工程（３）において、銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子を、加圧成形しながら焼成する、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法。
【請求項１６】
前記加圧成形及び焼成する方法が、ホットプレス法又は放電プラズマ焼結法である、請求項１５に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法。
【請求項１７】
前記リン酸カルシウムが、水酸アパタイト、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸八カルシウム、及びリン酸三カルシウムからなる群から選択されるリン酸カルシウムである、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法。
【請求項１８】
請求項１〜９に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体を含むインプラント体。
【請求項１９】
銀粒子を含む銀含有カルシウム化合物多孔質粒子であって、前記銀粒子の平均粒子径が０．０１〜０．５μｍである銀含有カルシウム化合物多孔質粒子。
【請求項２０】
前記銀含有カルシウム化合物多孔質粒子が、平均粒子径１．０〜３００μｍである、請求項１９に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子。
【請求項２１】
前記銀粒子の含有量が０．０３〜４０重量％である、請求項１９又は２０に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子。
【請求項２２】
前記カルシウム化合物が、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、及びカルシウム酸化物からなる群から選択されるカルシウム化合物である、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子。
【請求項２３】
前記リン酸カルシウムが、水酸アパタイト、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸八カルシウム、及びリン酸三カルシウムからなる群から選択されるリン酸カルシウムである、請求項２２に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子。
【請求項２４】
（１）カルシウム化合物多孔質粒子に還元剤を付着させる工程、及び
（２）還元剤が付着したカルシウム化合物多孔質粒子を、銀錯体を含む水溶液に浸漬し、カルシウム化合物多孔質粒子を構成する粒子の表面に銀粒子を析出させる工程、
を含む銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法。
【請求項２５】
前記還元剤がアルデヒドである、請求項２４に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法。
【請求項２６】
前記還元剤の付着が、アルデヒドの蒸着である、請求項２４又は２５に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法。
【請求項２７】
前記銀錯体を含む水溶液が、アンモニア性硝酸銀水溶液である、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法。
【請求項２８】
（１）前記請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子に測定される物質を付着させる工程、
（２）測定物質が付着した銀含有カルシウム化合物多孔質粒子にレーザー光を照射する工程、及び
（３）ラマン散乱光を検出する工程、
を含むラマン分光分析方法。
【請求項２９】
前記工程（１）における付着が、測定される物質を含む液体への銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の浸漬、又は測定される物質を含む液体の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子への戴置により行われる、請求項２８に記載のラマン分光分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銀含有リン酸カルシウム焼結体及びその製造方法に関する。本発明によれば、抗菌作用が長期的に持続できる生体材料を提供することができる。
【背景技術】
【０００２】
現在、医療用途、生活雑貨、光触媒、及び空調材などの様々な分野において、抗菌作用を有する抗菌材料が使用されている。このような抗菌材料の抗菌成分としては、金属イオンが使用されることが多い。金属イオンの抗菌作用は、銀イオン、水銀イオンが特に活性が強く、亜鉛イオン、銅イオン、カドミウムイオンがこれに続く。銀イオンは、安全性が高く、細菌に対する抗菌作用が強く、抗菌スペクトルが広く、そして高温でも使用できるという特徴を有するため、前記抗菌材料の抗菌成分としての利用が進んでいる。【０００３】
一方、医療分野の抗菌材料においては、特に長期間の抗菌作用の持続が必要なものがある。例えば、インプラント治療において、インプラント周囲粘膜炎が発生することがある。インプラント周囲粘膜炎は、インプラントの周囲に歯垢が停滞し、歯周病原細菌が増殖することにより、インプラントとその周囲の粘膜に起こる炎症である。このインプラント周囲粘膜炎が進行すると、インプラントを支える顎の骨に炎症が達し、放置するとインプラントが脱落するインプラント周囲炎となる。インプラント周囲炎は、インプラント治療後５年から１０年の患者の２０％程度に発症することが知られており、大きな問題となっている（非特許文献２）。また、体内留置型のインプラントを用いる外科、整形外科分野の治療においても、手術後３カ月から１０年以上で発生する遅発性感染症が問題となっている。遅発性感染症の原因のひとつであるインプラント体の感染は、体内の深部で発生するため、重篤な症状に発展する場合が多く、有効な解決手段の確立が期待されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「セラミックス・インターナショナル（Ceramics International）」（オランダ）２０１４年、第４０巻、ｐ．１０８３１−１０８３８
【非特許文献２】「ジャーナル・オブ・クリニカル・ペリドントル（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｐｅｒｉｏｄｏｎｔｏｌｏｇｙ）」（オランダ）２００８年、第３５巻、ｐ．２８６−２９１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記インプラント体の感染を予防するためには、インプラント体表面およびその周囲の細菌の増殖を抑えることが重要である。本発明者らは、インプラント材料に抗菌性材料を用いて、細菌の増殖を抑えることを考えた。しかしながら、手術後５年から１０年の長期にわたって、抗菌性を持続することのできる抗菌性材料は、存在しなかった。例えば非特許文献１には、アパタイト粒子を硝酸銀粒子に加えて焼結することによって得られる銀担持材料が記載されている。本発明者らは、この非特許文献１の銀担持材料をインプラント材料に用いること考えた。しかしながら、この銀担持材料は、更にアパタイト粒子の表面に銀粒子が担持しているために、長期にわたって抗菌性を持続できないと考えられた。すなわち、従来の銀担持材料は、水酸アパタイトと銀粒子とが単に混合されているものであり、すぐに銀粒子が溶解してしまい、長期間の抗菌性を維持できるものではなかった。
従って、本発明の目的は、長期にわたって、抗菌性を持続することのできる抗菌性材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、長期にわたって、抗菌性を持続することのできる抗菌性材料について、鋭意研究した結果、驚くべきことに、リン酸カルシウム多孔質微粒子にアルデヒドを付着させ、そして前記アルデヒドに銀を反応させた微粒子を成形・焼成することによって、銀粒子を内部に含む銀含有リン酸カルシウム焼結体が得られることを見出した。
本発明は、こうした知見に基づくものである。
従って、本発明は、
［１］銀粒子を内部に含む銀含有リン酸カルシウム焼結体であって、前記銀粒子の平均粒子径が０．０１〜０．５μｍである銀含有リン酸カルシウム焼結体、
［２］前記銀粒子がリン酸カルシウム焼結体の粒界に存在する［１］に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体、
［３］前記リン酸カルシウム焼結体が、平均粒子径１．０〜３００μｍのリン酸カルシウム焼成粒子である、［１］又は［２］に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体、
［４］前記銀含有リン酸カルシウム焼成粒子の断面の中心から８０％の半径内に、銀粒子の９５％以上が含まれる、［３］に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体、
［５］前記リン酸カルシウム焼結体が、成形された銀含有リン酸カルシウム焼成成形体である、［１］又は［２］に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体、
［６］前記銀粒子の含有量が０．０３〜４０重量％である、［１］〜［５］のいずれかに記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体、
［７］銀含有リン酸カルシウム焼結体の断面１００μｍ２あたり５個以上の銀粒子を含む、［１］〜［６］のいずれかに記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体、
［８］前記リン酸カルシウムが、水酸アパタイト、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸八カルシウム、及びリン酸三カルシウムからなる群から選択されるリン酸カルシウムである、［１］〜［７］のいずれかに記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体、
［９］抗菌特性を有する［１］〜［８］のいずれかに記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体、
［１０］（１）リン酸カルシウム多孔質粒子に還元剤を付着させる工程、（２）還元剤が付着したリン酸カルシウム多孔質粒子を、銀錯体を含む水溶液に浸漬し、銀粒子をリン酸カルシウム多孔質粒子内部に析出させる工程、及び（３）前記銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子を焼成する焼成工程、を含む、銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法、
［１１］前記還元剤がアルデヒドである、［１０］に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法、
［１２］前記還元剤の付着が、アルデヒドの蒸着である、［１０］又は［１１］に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法、
［１３］前記銀錯体を含む水溶液が、アンモニア性硝酸銀水溶液である、［１０］〜［１２］のいずれかに記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法、
［１４］前記焼成工程（３）において、銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子を成形し、得られた成形体を焼成する、［１０］〜［１３］のいずれかに記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法、
［１５］前記焼成工程（３）において、銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子を、加圧成形しながら焼成する、［１０］〜［１４］のいずれかに記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法、
［１６］前記加圧成形及び焼成する方法が、ホットプレス法又は放電プラズマ焼結法である、［１５］に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法、
［１７］前記リン酸カルシウムが、水酸アパタイト、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸八カルシウム、及びリン酸三カルシウムからなる群から選択されるリン酸カルシウムである、［１０］〜［１６］のいずれかに記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法、
［１８］［１］〜［９］に記載の銀含有リン酸カルシウム焼結体を含むインプラント体、
［１９］銀粒子を含む銀含有カルシウム化合物多孔質粒子であって、前記銀粒子の平均粒子径が０．０１〜０．５μｍである銀含有カルシウム化合物多孔質粒子、
［２０］前記銀含有カルシウム化合物多孔質粒子が、平均粒子径１．０〜３００μｍである、［１９］に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子、
［２１］前記銀粒子の含有量が０．０３〜４０重量％である、［１９］又は［２０］に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子、
［２２］前記カルシウム化合物が、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、及びカルシウム酸化物からなる群から選択されるカルシウム化合物である、［１９］〜［２１］のいずれかに記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子、
［２３］前記リン酸カルシウムが、水酸アパタイト、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸八カルシウム、及びリン酸三カルシウムからなる群から選択されるリン酸カルシウムである、［２２］に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子、
［２４］（１）カルシウム化合物多孔質粒子に還元剤を付着させる工程、及び（２）還元剤が付着したカルシウム化合物多孔質粒子を、銀錯体を含む水溶液に浸漬し、カルシウム化合物多孔質粒子を構成する粒子の表面に銀粒子を析出させる工程、を含む銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法、
［２５］前記還元剤がアルデヒドである、［２４］に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法、
［２６］前記還元剤の付着が、アルデヒドの蒸着である、［２４］又は［２５］に記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法、
［２７］前記銀錯体を含む水溶液が、アンモニア性硝酸銀水溶液である、［２４］〜［２６］のいずれかに記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法、
［２８］（１）前記［１９］〜［２３］のいずれかに記載の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子に測定される物質を付着させる工程、（２）測定物質が付着した銀含有カルシウム化合物多孔質粒子にレーザー光を照射する工程、及び（３）ラマン散乱光を検出する工程、を含むラマン分光分析方法、又は
［２９］前記工程（１）における付着が、測定される物質を含む液体への銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の浸漬、又は測定される物質を含む液体の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子への戴置により行われる、［２８］に記載のラマン分光分析方法、
に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体によれば、抗菌性を有する金属イオンである銀を長期的に溶出させることができる抗菌性材料を提供することができる。すなわち、本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体は、内部に含まれる銀の平均粒子径が０．０１〜０．５μｍであることにより、長期にわたって抗菌性を持続することができる。特に、焼結体の粒界に銀粒子が封入されている銀含有リン酸カルシウム焼結体は、長期にわたって抗菌性を持続することができる。従って、長期間の抗菌性の持続が必要な分野における抗菌性材料として、効果的に用いることができる。
更に、本発明の抗菌性材料は、その内部に銀粒子を含んでいるため、ｐＨの低下により抗菌性材料が溶解した場合に、銀が放出され抗菌性を示すことができる。従って、例えば生体内において、炎症が発生し、炎症部位が酸性になった場合に、抗菌性材料が溶解して銀が放出され、その抗菌作用により細菌の増殖を抑制することができる。従って、例えば、歯科インプラント材料として、本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体を用いた場合、埋植後にインプラント周囲で炎症を発症し、周辺組織のｐＨが低下した場合に、銀含有リン酸カルシウム焼結体が溶解し、内部の銀が放出され、インプラント周囲炎を予防することができる。
また、銀含有リン酸カルシウム焼結体は、単独で使用する用法に限らず、インプラント体の原材料として使用することもできる。例えば、インプラント体の表面には、骨との親和性向上を目的にリン酸カルシウム粒子を固定する場合があるが、その原材料に銀含有リン酸カルシウム焼結体を用いることで、銀含有リン酸カルシウム焼結体を単独で使用する場合と同様に、長期間の抗菌性の持続するインプラント体を得ることができる。【０００８】
本発明の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子は、ラマン分光分析における被験物質を担持させる担体として用いることにより、高感度なラマン分光分析を行うことができる。高感度化には、表面増強ラマン散乱と呼ばれる貴金属のナノ粒子の局所表面プラズモンを利用する。プラズモン活性金属である銀ナノ粒子同士が、ある一定の距離で配列すると、光照射で誘起された局所表面プラズモンの増強した電場、ホットスポットが発生する。被験物質が銀ナノ粒子に接近すると、被験物質に特有なラマン散乱が生じ、特にホットスポット付近でラマン散乱が１×１０８倍も増強される。これは、表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）と呼ばれる現象である。ラマン散乱は物質に特有なため、ラベルフリーで被験物質を同定・定量することが可能である。
また、マトリックスが吸着特性に優れたカルシウム化合物であることにより、被験物質が表面に吸着しやすく微量な被験物質のラマン分光分析を行うことができる。特に、本発明によって得られる銀含有カルシウム化合物多孔体は、平均粒子径が０．０１〜０．５μｍの銀粒子がカルシウム化合物表面に分散していることから、極低濃度の被験物質がカルシウム化合物と付着・濃縮・捕集できるため、高感度なラマン分光分析を行うことができる。
更に、カルシウム化合物に還元剤を付着させ銀ナノ粒子を析出させる本発明では、還元剤が付着するサイトが限定され、限定された部位でのみ銀ナノ粒子を析出させることが可能である。そのため、特定の位置に銀ナノ粒子が局在化し、優位にＳＥＲＳ現象が観測できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体の銀粒子の存在を模式的に示した図である。
【図２】銀含有リン酸カルシウム焼結体の原料である水酸アパタイト多孔質粒子の写真である。
【図３】浸漬法によりホルムアルデヒドを付着させた水酸アパタイト多孔質粒子を用いて製造した銀含有リン酸カルシウム焼成粒子の写真（ａ）及びＸ線回折パターン（ｂ）である（実施例１）。
【図４】浸漬法によりホルムアルデヒドを付着させた水酸アパタイト多孔質粒子を用いて製造した銀含有リン酸カルシウム焼成粒子のＸ線回折パターンである（実施例２）。
【図５】酢酸水溶液及びアンモニア性硝酸銀水溶液を用いて、銀を結合させたリン酸カルシウム焼成粒子のＸ線回折パターンである（比較例１）。
【図６】硝酸銀水溶液を用いて、銀を結合させた水酸アパタイト焼成粒子（真空乾燥）を１０００℃で焼成した粒子（ａ）と１２００℃で焼成した粒子（ｂ）の反射電子顕微鏡像である（比較例２）。
【図７】硝酸銀水溶液を用いて、銀を結合させた水酸アパタイト焼成粒子（凍結乾燥）の反射電子顕微鏡像である（比較例３）。
【図８】銀コロイド粒子を用いて、銀を結合させたリン酸カルシウム焼成粒子のＸ線回折パターンである（比較例５）。
【図９】蒸着法によりグルタルアルデヒドを付着させた水酸アパタイト多孔質粒子を用いて製造した銀含有リン酸カルシウム焼成粒子の外観とＸ線回折パターンである（実施例４）。
【図１０】蒸着法によりホルムアルデヒドを付着させた水酸アパタイト多孔質粒子を用いて製造した銀含有リン酸カルシウム焼成粒子の反射電子顕微鏡像とＸ線回折パターンである（実施例５）。
【図１１】銀含有水酸アパタイト多孔質粒子（実施例５）の断面の透過型電子顕微鏡像である。
【図１２】銀含有水酸アパタイト多孔質粒子（ａ：実施例５、ｃ：比較例２）及び銀含有水酸アパタイト焼成粒子（ｂ：実施例５、ｄ：比較例２）の光電子分光スペクトルを示したチャートである。
【図１３】銀含有水酸アパタイト多孔質粒子（実施例５）の断面における透過型電子顕微鏡像と各部位におけるエネルギー分散型Ｘ線分析の結果である。
【図１４】銀含有水酸アパタイト多孔質粒子（実施例５）の断面の走査透過型電子顕微鏡像である。
【図１５】銀含有水酸アパタイト焼成粒子内の銀粒子の局在を示した写真及びヒストグラムである。銀含有水酸アパタイト焼成粒子を円と見做して、半径２０％、４０％、６０％、８０％及び１００％内の銀粒子の局在を示した写真（ａ）、及びそれぞれの区間における銀粒子の面積を示したヒストグラム（ｂ）である。
【図１６】実施例５及び比較例２で得られた銀含有水酸アパタイト焼成粒子の銀溶出試験の結果を示したグラフである。
【図１７】実施例５の銀含有水酸アパタイト焼成粒子の銀イオン（Ａ）とカルシウムイオン（Ｂ）及び比較例２の銀含有水酸アパタイト焼成粒子の銀イオン（Ｃ）とカルシウムイオン（Ｄ）の溶出試験の結果を示したグラフである。
【図１８】銀含有水酸アパタイト焼成粒子（実施例６）に担持可能な銀の量（Ａｇ／Ｃａ量比）と、水酸アパタイト多孔質粒子の比表面積との関係である。
【図１９】蒸着法によりホルムアルデヒドを付着させた水酸アパタイト多孔質粒子を用いて製造した銀含有リン酸カルシウム焼成成形体（ａ）（実施例７）及び硝酸銀水溶液を用いて銀を結合させた水酸アパタイト多孔質粒子を用いて製造した銀含有リン酸カルシウム焼成成形体（ｂ）（比較例６）の破断面の反射電子顕微鏡像である。
【図２０】実施例７で得られた銀含有リン酸カルシウム焼成成形体の破断面の高倍率反射電子顕微鏡像である。
【図２１】実施例７で得られた銀含有リン酸カルシウム焼成成形体、及び比較例６で得られた銀含有リン酸カルシウム焼成成形体の銀溶出試験の結果を示したグラフである。
【図２２】銀含有リン酸カルシウム焼成成形体の断面における銀粒子の面積率を測定するための測定範囲の例を示した写真である。
【図２３】冷間等方プレス法により作製した銀含有水酸アパタイト焼成成形体の外観の写真である。
【図２４】ホットプレス法により作製した銀含有水酸アパタイト焼成成形体の外観の写真である。
【図２５】放電プラズマ焼結法により作製した銀含有水酸アパタイト焼成成形体の外観の写真である。
【図２６】（ａ）冷間等方プレス法、（ｂ）ホットプレス法、及び（ｃ）放電プラズマ焼結法で作製した銀含有水酸アパタイト焼成成形体の断面における銀粒子分布を観察した走査型電子顕微鏡像である。
【図２７】ホットプレス法で作製した銀含有水酸アパタイト焼成成形体を、再熱処理により混入炭素を燃焼させた試料の外観である。左側は熱処理前であり、そして右側は熱処理後である。
【図２８】ホットプレス法で作製した銀含有水酸アパタイト焼結体を炭素脱離のために熱処理し、その断面を観察した走査型電子顕微鏡像である。
【図２９】作製した焼結体（試料Ｄ）からの銀溶出試験の結果を示したグラフである。（ａ）Ｄ−ＰＢＳ中での銀イオンの溶出を、（ｂ）と（ｃ）は酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液での銀イオンとカルシウムイオンの溶出を示す。
【図３０】銀の分布が異なる焼結体である（ａ）試料Ｆ−１及び（ｂ）試料Ｆ−２からの銀溶出試験の結果を示したグラフである。
【図３１】銀含有水酸アパタイト多孔質粒子から銀含有水酸アパタイト焼成成形体を作製する際の昇温速度とＡｇ／Ｃａ質量比の関係を示したグラフである。
【図３２】作製した多孔体の走査型電子顕微鏡による多孔体の断面の銀の分布状況を示す。（ａ）試料Ｇ、（ｂ）試料Ｈ、（ｃ）、試料Ｉ、（ｄ）試料Ｊ、（ｅ）試料Ｋ
【図３３】銀担持量の異なる銀含有水酸アパタイト粒子（８００℃で仮焼した水酸アパタイト多孔質粒子を用いて作製、（ａ）Ａｇ５＿ＨＡｐ−８００、（ｂ）Ａｇ２５＿ＨＡｐ−８００、（ｃ）Ａｇ１２５＿ＨＡｐ−８００）を１×１０−６ｍｏｌ／Ｌの葉酸水溶液中に浸して測定した表面増強ラマンスペクトルを示す。
【図３４】Ａｇ２５＿ＨＡｐ−８００を異なる濃度の葉酸水溶液中に浸して測定した表面増強ラマンスペクトルを示す。（ａ）３×１０−６ｍｏｌ／Ｌ、（ｂ）１．５×１０−６ｍｏｌ／Ｌ、（ｃ）１．０×１０−６ｍｏｌ／Ｌ、（ｄ）５．０×１０−７ｍｏｌ／Ｌ、（ｅ）２．５．０×１０−７ｍｏｌ／Ｌ、（ｆ）１．２５×１０−７ｍｏｌ／Ｌ
【図３５】測定したラマンスペクトルから、水酸アパタイトのリン酸基に帰属する９６６ｃｍ−１のラマンラインと葉酸のＣ＝Ｃに帰属する１５８９ｃｍ−１のラマンラインとの強度比を葉酸濃度に対してプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔１〕銀含有リン酸カルシウム焼結体
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体は銀粒子を内部に含み、前記銀粒子の平均粒子径が１０〜５００ｎｍ（０．０１〜０．５μｍ）である。前記銀粒子は、好ましくは粒界に存在する。銀粒子が粒界に存在する場合、大きな粒子にはなりにくい。従って、平均粒子径が１０〜５００ｎｍの銀粒子は、粒界に存在することが多い。
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体の形態は、リン酸カルシウム焼成粒子でもよく、リン酸カルシウム粒子を加圧成形法、ホットプレス、冷間静水圧加圧成形法、押出成形法、射出押込成形法、熱間静水圧加圧法などにより成形したリン酸カルシウム焼成成形体でもよい。焼成成形体の場合、その形状は用途に応じて、適宜決定することが可能であり、例えば角柱、角錐、円柱、円錐、ドーナツ又は球状などの形状を選択することができる。
また、銀粒子は、銀含有リン酸カルシウム焼結体の粒内にも存在することを妨げるものではない。
銀含有リン酸カルシウム焼結体がリン酸カルシウム焼成粒子の場合、リン酸カルシウム焼成粒子の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、平均粒子径の上限は好ましくは３００μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以下であり、更に好ましくは４０μｍ以下である。平均粒子径の下限は、好ましくは０．１μｍ以上であり、より好ましくは１μｍ以上であり、更に好ましくは２．５μｍ以上であり、最も好ましくは４μｍ以上である。平均粒子径は、例えばレーザー回折散乱法を用いたレーザー回折式粒度分布測定装置、又は走査型電子顕微鏡像によって測定することができる。
また、リン酸カルシウム焼成粒子の直径（粒子径）も特に限定されるものではないが、好ましくは０．０１〜３０００μｍであり、より好ましくは０．５〜３００μｍであり、更に好ましくは１〜４０μｍである。
また、本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体は、銀粒子を含むリン酸カルシウム焼成粒子からなる銀含有リン酸カルシウム焼結体であって、前記銀含有リン酸カルシウム焼成粒子の断面の中心から８０％の半径内に、銀粒子の９５％以上が含まれるものでもよい。
【００１１】
《リン酸カルシウム》
リン酸カルシウム焼結体に用いることのできるリン酸カルシウムとしては、Ｃａ３（ＰＯ４）２、Ｃａ３（ＰＯ４）２、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２、Ｃａ４Ｏ（ＰＯ４）２、ＣａＰ４Ｏ１１、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｃａ２Ｐ２Ｏ７、等の１群の化合物を挙げることができるが、特には、水酸アパタイト、リン酸四カルシウム、又はリン酸三カルシウムが好ましく、水酸アパタイトが最も好ましい。水酸アパタイトは、生体骨の成分の６０〜８０％を占めるリン酸カルシウムの１種であり、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２の組成式で示される化合物を基本成分とする。水酸アパタイトのＣａ成分の一部分は、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋ、Ｈ、Ａｇ等から選ばれる１種以上で置換されてもよく、また（ＰＯ４）成分の一部分が、ＶＯ４、ＢＯ３、ＳＯ４、ＣＯ３、ＴｉＯ４、ＳｉＯ４等から選ばれる１種以上で置換されてもよく、更に、（ＯＨ）成分の一部分が、Ｆ、Ｃｌ、Ｏ、ＣＯ３等から選ばれる１種以上で置換されてもよい。また、これらの各成分の一部が欠損していてもよい。
前記リン酸カルシウム焼結体は、水酸アパタイト及びリン酸三カルシウム、水酸アパタイト及びリン酸四カルシウム、又はリン酸四カルシウム及びリン酸三カルシウムなどのリン酸カルシウム焼結体であってもよい。
【００１２】
《銀粒子》
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体に含まれる銀粒子は、限定されるものではないが、好ましくは銀元素の粒子である。例えば、溶解度の高いＡｇ２Ｏ又はＡｇ３ＰＯ４の銀粒子であると、初期溶出量が多くなり、長期間にわたる抗菌性を維持することが困難なことがある。銀イオンの細菌増殖抑制作用は、安全性が高い。また、細菌に対する抗菌作用が強く、且つ抗菌スペクトルが広い。例えば、大腸菌、緑膿菌、サルモネラ、及び肺炎桿菌に対する最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）は０．７８ｍｇ／Ｌであり、黄色ブドウ球菌に対する最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）は６．３ｍｇ／Ｌであり、優れた細菌増殖抑制作用を示す。
なお、本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体に含まれる銀粒子は、前記のとおり銀元素の粒子であるが、銀粒子に銀化合物が含まれてもよく、そして銀粒子以外の焼結体の部分に銀化合物が含まれてもよい。すなわち、本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体は、銀元素以外の銀化合物（例えば、Ａｇ２Ｏ又はＡｇ３ＰＯ４）を含むことができる。前記の通り、Ａｇ２Ｏ又はＡｇ３ＰＯ４は、初期溶出量が多いが、銀元素の抗菌性に悪影響を与えるものではない。
【００１３】
銀粒子の平均粒子径は、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、平均粒子径の上限は好ましくは０．５μｍ以下であり、より好ましくは０．２５μｍ以下である。平均粒子径の下限は、好ましくは０．０１μｍ以上であり、より好ましくは０．０５μｍ以上であり、更に好ましくは０．１μｍ以上である。前記の平均粒子径の範囲であることにより、リン酸カルシウム焼結体の粒界に銀粒子が含まれることが可能であり、長期間にわたって抗菌作用を維持することができる。
銀粒子の平均粒子径は、例えば、下記の方法によって測定することができる。
走査型電子顕微鏡により、銀含有リン酸カルシウム焼結体の断面を観察する。この際、樹脂に焼結体を埋植してイオンミリングにより作製した断面を観察したり、焼結体を破断した面を観察したりする方法がある。走査型電子顕微鏡では、反射二次電子像を撮影すると、密度の異なる銀をより明確に選別することができる。ここで、３０００倍と１００００倍で撮影した電子顕微鏡像を用い、画像処理・画像解析ソフトウエアを用いて、銀の平均粒子径を半自動で測定することができる。または、当電子顕微鏡像から、測長ソフトウエアを用いて手動で平均粒子径を測定することができる。
【００１４】
（銀粒子の含有量）
リン酸カルシウム焼結体における銀粒子の含有量は、特に限定されるものではないが、下限は好ましくは０．０３重量％以上であり、より好ましくは０．１重量％以上であり、より好ましくは１重量％以上であり、更に好ましくは５重量％以上であり、最も好ましくは７重量％以上である。銀粒子の含有量の上限も限定されるものではないが、好ましくは４０重量％以下であり、より好ましくは３０重量％以下であり、より好ましくは２０重量％以下であり、更に好ましくは１５重量％以下であり、最も好ましくは１１重量％以下である。前記含有量の範囲であることにより、長期間にわたる抗菌性を維持することができる。
銀粒子の含有量は、例えば、下記の方法によって測定することができる。
所定量の銀含有リン酸カルシウム焼結体を粉砕し、所定量の粉末を０．１ｍｏｌ／Ｌの硝酸水溶液に完全に溶解させ、誘導結合プラズマ発光分析（ＩＣＰ）を用いて溶液中の銀イオンを定量することで、銀含有リン酸カルシウム焼結体中の銀の重量％を求めることができる。
【００１５】
（銀粒子の面積比）
前記銀粒子のリン酸カルシウム焼結体における含有量は、前記リン酸カルシウム焼結体の断面における銀粒子の断面積で表すこともできる。リン酸カルシウム焼結体の断面積における銀粒子の断面積の割合は、限定されるものではないが、好ましくは０．０３％以上であり、より好ましくは２％以上であり、更に好ましくは３％以上である。リン酸カルシウム焼結体の断面積における銀粒子の断面積の割合の上限は、例えば、２０％以下である。
リン酸カルシウム焼結体の断面積が小さすぎると、銀粒子の断面積の割合がサンプリングによってばらつくことがある。従って、測定するリン酸カルシウム焼結体の断面積は、好ましくは１２．５μｍ２以上であり、より好ましくは１００μｍ２である。より具体的には、合計１００μｍ２のリン酸カルシウム焼結体の断面積を測定して、銀粒子の断面積の割合を計算するのが好ましい。また、リン酸カルシウム焼結体が加圧などにより成形したリン酸カルシウム焼成成形体の場合は、リン酸カルシウム焼結体の任意の断面における銀粒子の断面積を計算することができる。一方、リン酸カルシウム焼結体が粒子の場合は、１つの粒子の断面が小さすぎる（粒子の末端である場合）と、銀粒子の断面積の割合がばらつくことがある。従って、１つの粒子の断面積が２０μｍ２以上の粒子の断面積を合計して、１００μｍ２の断面積における銀粒子の断面積の割合を計算するのが好ましい。
【００１６】
（銀粒子の個数）
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体における銀粒子の含有量は、銀含有リン酸カルシウム焼結体の断面における銀粒子の個数によって表すこともできる。例えば、銀含有リン酸カルシウム焼結体は０．０５〜０．５μｍの銀粒子を、銀含有リン酸カルシウム焼結体の１００μｍ２の断面積あたり５個以上含む。銀粒子の個数の下限は、好ましくは、１０以上であり、より好ましくは２０以上であり、更に好ましくは４０以上である、銀粒子の個数の上限は、特に限定されるものではないが、好ましくは１０００以下であり、より好ましくは５００以下である。
【００１７】
（銀粒子の分布）
本発明のリン酸カルシウム焼結体がリン酸カルシウム焼成粒子である場合、限定されるものではないが、好ましくはリン酸カルシウム焼成粒子の断面の中心から８０％の半径内に、銀粒子の（断面積の）９５％以上が含まれる。すなわち、リン酸カルシウム焼成粒子の中心に銀粒子を含み、表面近くに銀粒子が少ないものが好ましい。リン酸カルシウム焼成粒子の中心に銀粒子を含むことによって、リン酸カルシウム焼成粒子からの銀粒子の早期の溶出を防ぎ、長期間にわたる抗菌性を維持することができる。
なお、リン酸カルシウム焼成粒子の断面が小さすぎる場合（粒子の末端の断面である場合）は、銀粒子の量を的確に測定することが困難である。従って、１つの粒子の直径が４μｍ以上、即ち断面積が１２．６μｍ２以上の粒子において、銀粒子の分布を測定するのが好ましい。
【００１８】
（粒界）
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体においては、限定されるものではないが、銀粒子がリン酸カルシウム焼結体の粒界に存在する銀含有リン酸カルシウム焼結体が好ましい。ここで、粒界とは、多結晶体が高温焼成過程で成長してできる、二つ以上の多結晶体の間に存在する界面のことである。本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体は、例えば後述の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法によって得ることができる。リン酸カルシウム多孔質粒子の細孔内に存在する還元剤と結合した銀元素が焼成されることにより、図１及び図２０に示すように、リン酸カルシウムの粒界に銀粒子が固定される。銀粒子がリン酸カルシウムの粒界に固定されることによって、リン酸カルシウム焼成粒子からの銀粒子の早期の溶出を防ぎ、長期間にわたる抗菌性を維持することができる。
【００１９】
（銀溶出量）
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体の銀溶出量は、銀粒子がリン酸カルシウムの内部に固定されているために、低く抑えられる。
１０ｍＬのダルベッコスリン酸緩衝溶液（Ｄ−ＰＢＳ、ｐＨ７．３）に２０ｍｇの銀含有リン酸カルシウム焼成粒子を入れ、３７℃で転倒撹拌する場合、６時間後又は１２時間後の銀溶出量は、限定されるものではないが、好ましくは８００ｐｐｂ以下であり、より好ましくは６００ｐｐｂ以下であり、更に好ましくは４００ｐｐｂ以下であり、最も好ましくは２００ｐｐｂ以下である。
また、１０ｍＬの酢酸−酢酸ナトリウム緩衝溶液（ｐＨ５．５、０．８ｍｏｌ／Ｌ）に５ｍｇの銀含有リン酸カルシウム焼成粒子を入れ、３７℃で転倒撹拌する場合、２４時間、４８時間、又は７２時間後の銀溶出量は、限定されるものではないが、好ましくは６ｐｐｍ以下であり、より好ましくは４ｐｐｍ以下であり、更に好ましくは１ｐｐｍ以下であり、最も好ましくは０．５ｐｐｍ以下である。
【００２０】
〔２〕銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法は、（１）リン酸カルシウム多孔質粒子に還元剤を付着させる工程、（２）還元剤が付着したリン酸カルシウム多孔質粒子を、銀錯体を含む水溶液に浸漬して銀粒子をリン酸カルシウム多孔質粒子内部に析出させる工程、及び（３）前記銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子（以下、銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子と称することがある）を焼成する焼成工程、を含む。
【００２１】
（１）還元剤付着工程
還元剤付着工程（１）においては、リン酸カルシウム多孔質粒子に還元剤を付着させる。
【００２２】
（リン酸カルシウム多孔質粒子）
リン酸カルシウム多孔質粒子は、リン酸カルシウム結晶を作製し、それを粒子にすることによって得られる。例えば、Ｃａ３（ＰＯ４）２、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２、Ｃａ４Ｏ（ＰＯ４）２、ＣａＰ４Ｏ１１、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｃａ２Ｐ２Ｏ７等のリン酸カルシウムを用いて、リン酸カルシウム結晶を調整することが可能であるが、特には水酸アパタイト結晶が好ましい。リン酸カルシウム結晶の調整法は、湿式法、乾式法、水熱法、アルコシキド法、フラックス法などの常法に従って行うことができるが、例えば水酸アパタイト結晶は、以下の湿式法によって調整することができる。
例えば、水酸アパタイトの場合、水酸化カルシウム（又は炭酸カルシウム）とリン酸とを溶液中で室温〜８０℃程度の温度下で反応させ、得られた水酸アパタイトの微結晶粉末を１００℃以下で乾燥させることによって得ることができる。より具体的には、水酸化カルシウム水溶液（又は炭酸カルシウム）及びリン酸水溶液を混合することによって、水に不溶な白い懸濁液（いわゆる、スラリー）を得ることができる。水酸化カルシウム水溶液としては、水酸化カルシウムが完全に溶解していない水酸化カルシウム懸濁液を用いることもできる。反応液のｐＨは７〜１１の範囲で、かつ変化の幅を１以内となるようにリン酸水溶液を滴下することが望ましく、ｐＨ７〜９の範囲で、かつ変化の幅を０．５以内とすることがより好ましい。また、得られた懸濁液を５０℃〜１２００℃で焼成することによってリン酸カルシウム結晶懸濁液を得ることができる。より具体手的には、０．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化カルシウム懸濁液（例えば、４リットル）に０．６ｍｏｌ／Ｌのリン酸水溶液（例えば２リットル）を、ゆっくりとｐＨ７．５になるまで滴下する。得られた懸濁液は、１２０℃で乾燥後、１２００℃で３０分間焼成する。合成した水酸アパタイトは、粉末Ｘ線回折測定により単一相であるか否かを確認することができる。
【００２３】
得られたリン酸カルシウム結晶懸濁液を、スプレイドライ法によりリン酸カルシウム多孔質粒子とすることができる。スプレイドライの条件としては、例えば懸濁液の濃度、入口温度、噴霧圧、および試料の流速などを挙げることができる。スプレイドライ法により得られたリン酸カルシウム多孔質粒子を、更に焼成して、焼成リン酸カルシウム多孔質粒子としてもよい。焼成温度は特に限定されるものではないが、好ましくは１００〜８００℃であり、更に好ましくは１００〜４００℃である。
リン酸カルシウム多孔質粒子の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、好ましくは０．１〜３００μｍであり、より好ましくは１〜１００μｍであり、更に好ましくは２．５〜１０μｍである。
リン酸カルシウム多孔質粒子の粒度分布も、特に限定されるものではないが、好ましくは０．０１〜３０００μｍであり、より好ましくは０．５〜３００μｍであり、更に好ましくは１〜２０μｍである。
リン酸カルシウム多孔質粒子のＢＥＴ法による比表面積は、特に限定されるものではないが、好ましくは１〜２００ｍ２／ｇであり、より好ましくは４０〜１５０ｍ２／ｇであり、更に好ましくは６０〜１２０ｍ２／ｇである。
リン酸カルシウム多孔質粒子の気孔容積は、限定されるものではないが、好ましくは０．０１〜０．８ｍＬ／ｇであり、より好ましくは０．２〜０．６ｍＬ／ｇであり、更に好ましくは０．４〜０．４５ｍＬ／ｇである。
リン酸カルシウム多孔質粒子の平均粒子径、粒度分布、比表面積、及び気孔容積が前記の範囲であることによって、得られる銀含有リン酸カルシウム焼結体の内部の粒界に銀粒子を固定することができる。
【００２４】
（還元剤）
本発明に用いる還元剤は、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、例えばアルデヒド、グルコース、又はヒドロキノンを挙げることができる。
【００２５】
還元剤の１つであるアルデヒドは、分子内に、カルボニル炭素に水素原子が一つ置換した構造を有する有機化合物である。アルデヒドは、一般式Ｒ−ＣＨＯで表され、カルボニル基、カルボニル基の炭素原子に結合した水素原子、および任意の基（−Ｒ）から構成される。
具体的には、アルデヒドとして、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）、アセトアルデヒド（ＣＨ３ＣＨＯ）、プロピオンアルデヒド（Ｃ２Ｈ５ＣＨＯ）、ブタナール（Ｃ３Ｈ７ＣＨＯ）、ヘキサナール（Ｃ５Ｈ１１ＣＨＯ）、グルタルアルデヒド（Ｃ５Ｈ８Ｏ２）、ヘプタナール（Ｃ６Ｈ１３ＣＨＯ）、オクタナール（Ｃ７Ｈ１５ＣＨＯ）、ノナナール（Ｃ８Ｈ１７ＣＨＯ）、デカナール（Ｃ９Ｈ１９ＣＨＯ）、蟻酸（ＨＣＯＯＨ）、アクロレイン（ビニルアルデヒド、ＣＨ２＝ＣＨＣＨＯ）、ベンズアルデヒド（Ｃ６Ｈ５ＣＨＯ）、シンナムアルデヒド（Ｃ６Ｈ５ＣＨ＝ＣＨＣＨＯ）、ペリルアルデヒド（Ｃ９Ｈ１３ＣＨＯ）、バニリン（Ｃ６Ｈ３（ＯＨ）（ＯＣＨ３）ＣＨＯ）、又はグリオキサール（（ＣＨＯ）２）を挙げることができるが、好ましくはホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）、アセトアルデヒド（ＣＨ３ＣＨＯ）、プロピオンアルデヒド（Ｃ２Ｈ５ＣＨＯ）、アクロレイン（ビニルアルデヒド、ＣＨ２＝ＣＨＣＨＯ）、又はグルタルアルデヒド（Ｃ５Ｈ８Ｏ２）である。
【００２６】
還元剤付着工程（１）においては、前記還元剤を、リン酸カルシウム多孔質粒子に付着させる。
還元剤の付着方法は、特に限定されるものではないが、例えば還元剤を含む溶液に浸漬させる浸漬法、又は還元剤を蒸発させて付着させる蒸着法を挙げることができる。
【００２７】
浸漬法においては、還元剤を含む溶液にリン酸カルシウム多孔質粒子を浸漬することによって、気孔内の壁に還元剤を付着させる。例えば、アルデヒドを用いる場合、アルデヒド溶液の濃度は、アルデヒドが気孔に付着できる限りにおいて限定されるものではないが、好ましくは０．００１〜１０重量％であり、より好ましくは０．０１〜５重量％であり、更に好ましくは０．１〜１重量％である。アルデヒド付着の温度は特に限定されるものではないが、好ましくは０〜８０℃であり、より好ましくは１０〜５０℃である。また、アルデヒド付着の時間も、特に限定されるものではないが、好ましくは０．５〜４８時間であり、より好ましくは１〜２４時間である。更に、アルデヒドの付着は、限定されるものではないが、撹拌しながら行うことが好ましい。
還元剤を含む溶液の濃度、温度、時間、及び撹拌は当業者が適宜決定することができる。例えば、還元剤を含む溶液の濃度が高い方が還元剤の付着量は多くなり、温度が高い方が還元剤の付着量が多くなり、時間が長い方が還元剤の付着量が多くなり、撹拌を行った方が還元剤の付着量が多くなりやすい。従って、当業者は、目的の還元剤の付着量を得るために、適宜還元剤を含む溶液の濃度、温度、時間、及び撹拌を組み合わせて、浸漬法を実施することができる。
【００２８】
蒸着法においては、還元剤を蒸発させてリン酸カルシウム多孔質粒子の気孔内に還元剤を付着させる。蒸着法を用いることにより、リン酸カルシウム多孔質粒子の気孔により多くの還元剤を付着させることができる。例えば、還元剤を含む水溶液を真空デシケーターの底に入れ、そしてリン酸カルシウム多孔質粒子をデシケーターの上部に入れて、減圧させた後に静置することによって、還元剤を蒸着させることができる。例えば、アルデヒドを用いる場合、アルデヒド溶液の濃度は、アルデヒドが気孔に付着できる限りにおいて限定されるものではないが、好ましくは０．０１〜２５重量％であり、より好ましくは０．１〜１０重量％であり、更に好ましくは０．５〜５重量％である。蒸着の温度は特に限定されるものではないが、好ましくは０〜８０℃であり、より好ましくは１０〜６０℃である。
還元剤を含む溶液の濃度、温度、及び時間は当業者が適宜決定することができる。例えば、還元剤を含む溶液の濃度が高い方が還元剤を含む溶液の蒸着量は多くなり、温度が高い方が還元剤の蒸着量が多くなり、時間が長い方が還元剤の蒸着量が多くなりやすい。従って、当業者は、目的の還元剤の蒸着量を得るために、適宜還元剤を含む溶液の濃度、温度、及び時間を組み合わせて、蒸着法を実施することができる。
【００２９】
（２）銀結合工程
銀結合工程（２）においては、還元剤が付着したリン酸カルシウム多孔質粒子を、銀錯体を含む水溶液に浸漬し、銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子（銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子）を得る。
【００３０】
（銀錯体を含む水溶液）
本発明に用いる銀イオン源としては、特に限定されるものではないが、例えば硝酸銀、臭化銀、ヨウ化銀が挙げられる。また、錯化剤としては、特に限定されるものではないが、例えばアンモニア、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヨウ化カリウムを挙げることができる。これを混合することで、銀錯体を含む水溶液を得ることができる。この時、ｐＨの調整に水酸化ナトリウム等の調整剤を用いる場合もある。
例えば、銀錯体を含む水溶液にアンモニア性硝酸銀溶液を用いる場合、常法に従って調整することができる。具体的には、２５％のアンモニア水（０．２ｍＬ）を超純水（５０ｍＬ）に加えたアンモニア水溶液を調整する、このアンモニア水溶液に０．１７５ｇの硝酸銀（ＡｇＮＯ３）を混合することによって、アンモニア性硝酸銀溶液を得ることができる。
アンモニア性硝酸銀水溶液のｐＨは、アルカリ性である限りは限定されるものではないが、好ましくはｐＨ９．５〜１２であり、より好ましくは１０〜１１である。
また、アンモニア性硝酸銀水溶液に含まれる銀の濃度は、アルデヒド基と反応する限りにおいて限定されるものではないが、好ましくは０．００１〜１３ｍｏｌ／Ｌ、より好ましくは０．００５〜５ｍｏｌ／Ｌ、更に好ましくは０．０２〜０．５ｍｏｌ／Ｌである。
アンモニア性硝酸銀水溶液への浸漬温度は特に限定されるものではないが、好ましくは０〜８０℃であり、より好ましくは１０〜６０℃である。また、浸漬時間も、特に限定されるものではないが、好ましくは０．１〜２４時間であり、より好ましくは１〜１２時間である。前記の範囲であることによって、リン酸カルシウム多孔質粒子に付着したアルデヒドと、銀イオンが反応して銀単体として析出させることができる。
【００３１】
（３）焼成工程
焼成工程（３）においては、得られた銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子（銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子）を焼成する。焼成の条件は特に限定されるものではなく、本分野における常法に従って行うことができる。
焼成温度は、本発明の効果が得られる限りにおいて、限定されるものではないが、好ましくは８５０℃以上であり、より好ましくは９００℃以上であり、更に好ましくは９５０℃以上である。焼成温度の上限は、特に限定されるものではないが、１４００℃以下である。前記温度であることにより、リン酸カルシウム多孔質粒子に結合した銀が、銀粒子として粒界に強固に固定される。焼成の雰囲気も特に限定されるものではないが、大気中が好ましい。焼成方法としては、電気炉を用いた焼成を挙げることができる。
【００３２】
焼成工程における１つの実施態様としては、銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子（銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子）を成形し、得られた成形体を焼成してもよい。例えば、銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子（銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子）を金属の金型などを用いて、加圧によって、角柱、円柱、又は球状などの形状に成形する。加圧方法は特に限定されるものではないが、一軸加圧法、ホットプレス、冷間等方プレス法、押出成形法、射出押込成形法、熱間等方プレス法を挙げることができる。得られた成形体を焼成することによって、様々な形状の銀含有リン酸カルシウム焼結体を得ることができる。医療用途、生活雑貨、光触媒、及び空調材などの様々な分野に用いる抗菌材料の形状に合わせて、様々な形状の焼結体を製造することができる。
【００３３】
焼成工程における別の実施態様としては、銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子（銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子）を、加圧成形しながら焼成してもよい。加圧成形及び焼成は、ホットプレス法又は放電プラズマ焼結（ＳＰＳ）によって行うことができる。ホットプレス法は、加圧により成形を行いながら、電気炉により焼成する方法である。一方、放電プラズマ焼結法は、固体圧縮焼結法であり、機械的な加圧とパルス通電加熱とを材料に直接印加する方法である。
【００３４】
《インプラント体》
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体又は本発明の製造方法によって得られた銀含有リン酸カルシウム焼結体を用いて、銀含有リン酸カルシウム焼結体を含むインプラント体を製造することができる。銀含有リン酸カルシウム焼結体を含むインプラント体は、例えば、生体骨に埋め込まれ、直接生体骨と接触する部分に用いられる部材である。インプラント体の製造方法としては、本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体を用いることを除いては、公知のインプラント体の製造方法を限定することなく用いることができる。
【００３５】
《作用》
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体において、銀粒子がリン酸カルシウムの粒界に固定される理由は、明確に解明されたわけではないが、以下のように考えることができる。しかしながら、本発明は以下の説明によって限定されるものではない。
通常、銀を析出させる銀鏡反応は、アンモニア性硝酸銀水溶液にアルデヒドを加えた溶液に銀を析出させるガラスなどを入れ、加温することにより、銀がガラスに析出するものである。本発明者らは、アンモニア性硝酸銀水溶液にアルデヒドを加えた溶液にリン酸カルシウム多孔質粒子を浸漬させることにより、銀粒子をリン酸カルシウム焼成粒子の粒界に固定することを試みたが、この方法では銀粒子はリン酸カルシウム焼成粒子の外側に付着するのみで、粒界に固定することはできなかった。
本発明の製造方法においては、予め還元剤（例えば、アルデヒド）をリン酸カルシウム多孔質粒子の細孔に付着させ、還元剤が付着したリン酸カルシウム多孔質粒子を銀錯体を含む水溶液（例えば、アンモニア性硝酸銀水溶液）に浸漬することよって、銀錯体を細孔に付着した還元剤と結合させ、そして析出させることができると考えられる。そして、この細孔に銀粒子が析出したリン酸カルシウム多孔質粒子（銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子）を焼成することにより、粒界の銀粒子が固定されたリン酸カルシウム焼成粒子を得ることができると考えられる。通常のアンモニア性硝酸銀水溶液に還元剤（アルデヒド）を加えた溶液を用いた銀鏡反応では、細孔への還元剤（アルデヒド）の付着が起こらず、粒界に銀粒子を固定できないものと考えられる。
【００３６】
〔３〕銀含有カルシウム化合物多孔質粒子を用いたラマン分光分析方法
前記銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子を用いて、被験物質のラマン分光分析を行うことができる。銀含有カルシウム化合物多孔質粒子を用いることにより、高感度なラマン分光分析を実施することが可能である。
【００３７】
《銀含有カルシウム化合物多孔質粒子》
本発明の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子は、銀粒子を表面及び内部（多孔質）に含む。銀粒子の平均粒子径は、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、好ましくは銀粒子の平均粒子径は１０〜５００ｎｍ（０．０１〜０．５μｍ）である。すなわち、平均粒子径の上限は好ましくは０．５μｍ以下であり、より好ましくは０．２５μｍ以下である。平均粒子径の下限は、好ましくは０．０１μｍ以上であり、より好ましくは０．０５μｍ以上であり、更に好ましくは０．１μｍ以上である。前記の平均粒子径の範囲であることにより、高感度のラマン分光分析を行うことができる。
【００３８】
銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、平均粒子径の上限は好ましくは３００μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以下であり、更に好ましくは４０μｍ以下である。平均粒子径の下限は、好ましくは０．１μｍ以上であり、より好ましくは１μｍ以上であり、更に好ましくは２．５μｍ以上であり、最も好ましくは４μｍ以上である。
また、銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の直径（粒子径）も特に限定されるものではないが、好ましくは０．０１〜３０００μｍであり、より好ましくは０．５〜３００μｍであり、更に好ましくは１〜２０μｍである。
銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の粒度分布も、特に限定されるものではないが、好ましくは０．０１〜３０００μｍであり、より好ましくは０．５〜３００μｍであり、更に好ましくは１〜２０μｍである。
銀含有カルシウム化合物多孔質粒子のＢＥＴ法による比表面積は、特に限定されるものではないが、好ましくは１〜２００ｍ２／ｇであり、より好ましくは１０〜１５０ｍ２／ｇであり、更に好ましくは２０〜１２０ｍ２／ｇである。
銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の気孔容積は、限定されるものではないが、好ましくは０．０１〜０．８ｍＬ／ｇであり、より好ましくは０．０５〜０．６ｍＬ／ｇであり、更に好ましくは０．１〜０．４５ｍＬ／ｇである。
銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の平均粒子径、粒度分布、比表面積、及び気孔容積が前記の範囲であることによって、効率的にラマン分光分析を実施することが可能である。
【００３９】
銀含有カルシウム化合物多孔質粒子における銀粒子の含有量は、特に限定されるものではないが、下限は好ましくは０．０３重量％以上であり、より好ましくは０．１重量％以上であり、より好ましくは１重量％以上であり、更に好ましくは５重量％以上であり、最も好ましくは７重量％以上である。銀粒子の含有量の上限も限定されるものではないが、好ましくは４０重量％以下であり、より好ましくは３０重量％以下であり、より好ましくは２０重量％以下であり、更に好ましくは１５重量％以下であり、最も好ましくは１１重量％以下である。前記含有量の範囲であることにより、効率的にラマン分光分析を実施することが可能である。
【００４０】
前記カルシウム化合物は、限定されるものではないが、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、又はカルシウム酸化物を挙げることができる。
前記リン酸カルシウムは、特に限定されるものではなく、水酸アパタイト、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸一水素カルシウム水和物、リン酸八カルシウム、又はリン酸三カルシウムを挙げることができる。リン酸カルシウムの場合、前記「〔１〕銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法」の項に記載のリン酸カルシウム多孔質粒子及び銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子となる。
前記炭酸カルシウムは、ＣａＣＯ３、ＣａＣＯ３・２Ｈ２Ｏ、ＣａＣＯ３・６Ｈ２Ｏで表される化合物である。硫酸カルシウムは、ＣａＳＯ４、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ、ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏで表される化合物である。カルシウム酸化物は、ＣａＯで表される化合物である。
【００４１】
《銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法》
本発明の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法は（１）カルシウム化合物多孔質粒子に還元剤を付着させる工程、及び（２）還元剤が付着したカルシウム化合物多孔質粒子を、銀錯体を含む水溶液に浸漬し、カルシウム化合物多孔質粒子を構成する粒子の表面に銀粒子を析出させる工程、を含む。
特に、本発明の銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子の製造方法は（１）リン酸カルシウム多孔質粒子に還元剤を付着させる工程、及び（２）還元剤が付着したリン酸カルシウム多孔質粒子を、銀錯体を含む水溶液に浸漬し、リン酸カルシウム多孔質粒子を構成する粒子の表面に銀粒子を析出させる工程、を含む。
すなわち、本発明の「銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法」における前記還元剤付着工程（１）及び銀析出工程（２）を行うことによって、銀含有カルシウム化合物多孔質粒子(特には、銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子)を製造することができる。本発明の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の製造方法における還元剤付着工程（１）及び銀析出工程（２）は、本発明の「銀含有リン酸カルシウム焼結体の製造方法」の還元剤付着工程（１）及び銀析出工程（２）と基本的に同じである。
カルシウム化合物が炭酸カルシウム、硫酸カルシウム又はカルシウム酸化物の場合、リン酸カルシウム多孔質粒子に代えて、炭酸カルシウム多孔質粒子、硫酸カルシウム多孔質粒子、又はカルシウム酸化物多孔質粒子を用いることにより、銀含有炭酸カルシウム多孔質粒子、銀含有硫酸カルシウム多孔質粒子、又は銀含有カルシウム酸化物多孔質粒子を得ることができる。
【００４２】
（炭酸カルシウム多孔質粒子の製造）
炭酸カルシウム多孔質粒子は、以下のように作製することができる。例えば、微量のリン酸（Ｈ３ＰＯ４）を加えた炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）水溶液を調整し、これを塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）水溶液に加え、混合する。これにより、球状の炭酸カルシウム多孔質粒子を析出させることができる。
【００４３】
（硫酸カルシウム多孔質粒子の製造）
硫酸カルシウム多孔質粒子は、以下のように作成することができる。例えば、エチレングリコールと水を混合した溶媒を用い、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）とナトリウム塩のエチレンジアミン四酸とを混合した溶液を９５℃で調整し、さらに硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）とナトリウム塩のエチレンジアミン四酸とを混合した溶液を９５℃で調整し、二液を混合する。これにより、球状の硫酸カルシウム多孔質粒子を析出させることができる。
【００４４】
（カルシウム酸化物多孔質粒子の製造）
カルシウム酸化物多孔質粒子は、以下のように作製することができる。例えば、炭酸カルシウム多孔質粒子を６００℃以上の温度で焼成し、炭酸ガスとして脱離させることで製造することができる。
【００４５】
本発明の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子は、カルシウムを含んだ多孔質粒子に銀が含有されていることにより、ラマン分光分析の試料の担体（基板）として、高感度の測定が可能である。特にカルシウム化合物が、リン酸を含んでいることが好ましい。
【００４６】
《ラマン分光分析方法》
本発明の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子を用いることによって、被験物質のラマン分光分析を行うことができる。本発明においては、銀含有カルシウム化合物多孔質粒子を用いることを除いては、通常のラマン分光分析方法に用いる装置及び方法（条件）にしたがって、ラマン分光分析方法を実施することができる。
ラマン分光分析は、物質に振動数Ｖｉの単色光を当てて散乱されると、ラマン効果により、ストークス線及び反ストークス線のラマン線が現れることを利用した物質の分析方法である。ラマン線の波長及び散乱強度（ラマンスペクトル）を測定することにより、物質のエネルギー準位の測定、物質の同定、及び物質の定量などを行うことができる。
ラマン分光の測定には、光源、試料照射部、分光器、及び散乱光検出器を有するラマン分光高度計を用いる。
【００４７】
（被験物質付着工程）
本発明のラマン分光分析方法は、前記銀含有カルシウム化合物多孔質粒子に測定される物質（被験物質）を付着させる工程（以下、被験物質付着工程（１）と称することがある）を含む。
被験物質の付着方法は、ラマン散乱光を測定できる限りにおいて特に限定されるものではないが、測定される物質を含む液体への銀含有カルシウム化合物多孔質粒子の浸漬により行うことができる。また、被験物質の付着は、測定される物質を含む液体の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子への戴置によって行うこともできる。
被験物質を含む液への浸漬は、銀含有カルシウム化合物多孔質粒子に物質が付着する限りにおいて、特に限定されるものではない。液体中の被験物質の濃度は、特に限定されるものではないが、１×１０−９ｍｏｌ／Ｌ以上が好ましい。浸漬又は戴置に用いる液も特に限定されるものではないが、例えば塩化ナトリウム水溶液、リン酸緩衝溶液、炭酸緩衝溶液、血清、血液又は粘膜液などを挙げることができる。また、血清、血液又は粘膜液などを、そのまま、又は緩衝液に希釈して測定することができる。
【００４８】
（レーザー光照射工程）
本発明のラマン分光分析方法は、（２）測定物質が付着した銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子にレーザー光を照射する工程、（以下、レーザー照射工程（２）と称することがある）を含む。
レーザー波長（励起波長）、パワー、露光時間、及び平均回数などのレーザー光照射条件は、被験物質に応じて、適宜決定することができる。例えば、レーザー光の波長は、基本的に短い波長を選択するが、蛍光が生じる場合などは長波長のレーザーを使用してもよい。レーザーパワーは、被験物質にダメージを与えない範囲で、強い方が好ましい。露光時間は用いるレーザーパワーにおいて、ラマンスペクトルの強度が十分に得られる時間に設定すればよい。
【００４９】
（散乱光検出工程）
本発明のラマン分光分析方法は、（３）ラマン散乱光を検出する工程（以下検出工程（２）と称することがある）を含む。
ラマン散乱光の検出器としては、光電子増倍管、又はＣＣＤ検出器を用いることができる。これらの機器を用いることにより、弱い散乱光を検出することができる。
【００５０】
《作用》
本発明の銀含有カルシウム化合物多孔質粒子を用いることによって、高感度にラマン分光分析が可能なるメカニズムは、完全に改正されたわけではないが、以下のように推定することができる。しかしながら、以下の説明によって、本発明は限定されるものではない。
マトリックスが吸着特性に優れたカルシウム化合物であることにより、被験物質が表面に吸着しやすく、微量な被験物質をカルシウム化合物表面に付着・濃縮できるため、ラマン分光分析を行うことができる。すなわち、カルシウム化合物の優れた吸着特性によって、極低濃度の被験物質を銀ナノ粒子表面により多く捕集させられるため、ラマン散乱を増強させることができる。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。【００５２】
《製造例》
本製造例では、水酸アパタイトの多孔質粒子の製造を行った。
（１）水酸アパタイトナノ結晶の合成
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を１０５０℃で３時間焼成した酸化カルシウム（ＣａＯ）に、三倍量の精製水を３回に分けて加え、加水消化して、水酸化カルシウムを得た。水酸アパタイトナノ結晶は、０．５ｍｏｌ／Ｌに調整した水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）懸濁液（２Ｌ）に０．３ｍｏｌ／Ｌのリン酸（Ｈ３ＰＯ４）水溶液（２Ｌ）を滴下して合成した。反応させた懸濁液の最終ｐＨを８．０になるように調整し、吸引濾過し、１００℃で乾燥後、更に１２００℃で焼成し、粉末Ｘ線回折測定により水酸アパタイトの単相であることを確認した。【００５３】
（２）水酸アパタイト多孔質粒子の作製
作製した水酸アパタイトナノ結晶懸濁液をスプレイドライ（Ｍｉｎｉ  Ｓｐｒａｙ  Ｄｒｙｅｒ  Ｂ−２９０、Ｂｕｃｈｉ）を用いて、多孔質粒子を作製した。入口温度１８０−１８５℃、アスピレーター７５、及びＱ−Ｆｌｏｗ３０に設定した。また、出口温度は６０−７０℃であり、ポンプ速度を２０とした。作製した水酸アパタイト粒子は、平均粒子径５μｍで１−２０μｍの粒度分布であった。また、ＢＥＴ測定から、比表面積は８８ｍ２／ｇで、気孔容積は０．４４ｍＬ／ｇであった。得られた粒子を、ＨＡｐ−６０と称する。前記ＨＡｐ−６０を、更に４００℃、６００℃、８００℃、又は１０００℃で焼成した。８００℃で焼成した水酸アパタイト粒子の比表面積は４５ｍ２／ｇ、気孔容積は０．１３ｍＬ／ｇであった。４００℃、６００℃、８００℃、及び１０００℃で焼成した試料を、それぞれＨＡｐ−４００、ＨＡｐ−６００、ＨＡｐ−８００、及びＨＡｐ−１０００と称する。ＨＡｐ−６０の外観を図２に示す。【００５４】
《実施例１》
本実施例では、浸漬法によりホルムアルデヒドを、水酸アパタイト多孔質粒子に付着させ、銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を調製し、それを焼成することにより銀含有リン酸カルシウム焼成粒子（銀含有リン酸カルシウム焼結体）を作製した。
０．０３７重量％のホルムアルデヒド（Ｈ２Ｃ＝Ｏ）水溶液（ｐＨ４．３：２５０ｍＬ）に製造例で得られた５．０ｇのＨＡｐ−６０を加え、室温で３時間撹拌した。３０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離により、固液分離を行った。０．８７５ｇの硝酸銀（ＡｇＮＯ３）を、２５％のアンモニア水（１ｍＬ）を超純水（２５０ｍＬ）に加えた溶液に加えてアンモニア性硝酸銀水溶液（ｐＨ１１．１５）を調整した。このアンモニア性硝酸銀水溶液を、固液分離した水酸アパタイト多孔質粒子に加え、更に３時間撹拌を行い、反応させた。３０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離により、固液分離を行い、更に超純水を加えて２回洗浄を行った。６０℃で真空乾燥を行った銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を、１０００℃で３時間焼成、又は１２００℃で３０分焼成し、銀含有水酸アパタイト焼成粒子を得た。銀含有ＨＡｐ−６０の焼成前では銀の回折線が観測されなかったが、焼成することで銀単体の回折線が３８．１度に観察された（図３ｂ）。【００５５】
《銀粒子の分布の測定》
前記実施例１で得られた銀含有水酸アパタイト焼成粒子の内部構造を観察した。実施例１で得られた銀含有ＨＡｐ−６０の１０００℃で３時間焼成して得られた銀含有水酸アパタイト焼成粒子を樹脂に内包させ、イオンスパッターで粒子断面を露出させた。これを走査型顕微鏡の反射電子像により観察した。粒子内部に白い銀に由来する粒子が観測された（図３ａ）。【００５６】
《実施例２》
本実施例では、浸漬法によりホルムアルデヒドを、水酸アパタイト多孔質粒子に付着させ、銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を調製し、それを焼成することにより、銀含有リン酸カルシウム焼成粒子（銀含有リン酸カルシウム焼結体）を作製した。
水酸アパタイト多孔質粒子として、ＨＡｐ−６０を用い、濃度を０．０３７重量％のホルムアルデヒド水溶液に代えて１．０重量％のホルムアルデヒド水溶液を用いること、及び室温で３時間の撹拌に代えて室温で２４時間の撹拌として、基本的に実施例１の操作を繰り返して、銀含有リン酸カルシウム焼成粒子を得た。
具体的には１．０重量％ホルムアルデヒド水溶液（ｐＨ３．３）に、１．０ｇのＨＡｐ−６０を加え、室温で２４時間撹拌した。３０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離により、固液分離を行った。０．１７５ｇの硝酸銀（ＡｇＮＯ３）を、２５％のアンモニア水（０．２ｍＬ）を超純水（５０ｍＬ）に加えた溶液に加えてアンモニア性硝酸銀水溶液（ｐＨ１１．３４）を調整した。このアンモニア性硝酸銀水溶液を、固液分離した水酸アパタイト多孔質粒子に加え、さらに３時間撹拌を行い、反応させた。３０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離により、固液分離を行い、更に超純水を加えて２回洗浄を行った。６０℃で真空乾燥を行い、１２００℃で３０分焼成し、銀含有水酸アパタイト焼成粒子を得た。
焼成前後の粉末Ｘ線回折パターンを図４に示す。焼成前後において、銀の回折線が観察された。【００５７】
《比較例１》
本比較例では、アルデヒド水溶液に代えて、酢酸水溶液を用いて、銀含有リン酸カルシウム焼成粒子（銀含有リン酸カルシウム焼結体）の製造を試みた。
酢酸水溶液（ｐＨ４．３）に１．０ｇのＨＡｐ−６０を加え、室温で３時間撹拌した。３０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離により、固液分離を行った。０．１７５ｇの硝酸銀（ＡｇＮＯ３）を、２５％のアンモニア水（０．２ｍＬ）を超純水（５０ｍＬ）に加えた溶液に加えてアンモニア性硝酸銀水溶液（ｐＨ１１．２６）を調整した。このアンモニア性硝酸銀水溶液を、固液分離した水酸アパタイト多孔質粒子に加え、更に３時間撹拌を行い、反応させた。３０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離により、固液分離を行い、更に超純水を加えて２回洗浄を行った。６０℃で真空乾燥を行い、１０００℃で３時間焼成、又は１２００℃で３０分焼成した。
銀含有ＨＡｐ−６０の焼成前後の粉末Ｘ線回折パターンを図５に示す。１０００℃焼成後の銀含有水酸アパタイト焼成粒子には、銀の回折線がわずかに観測されたが、１２００℃焼成後の銀含有水酸アパタイト焼成粒子には、銀の回折線が観測されなかった。また、粒子の表面で硝酸銀が反応して粒子外表面に銀単体が形成された。【００５８】
《比較例２》
本比較例では、硝酸銀水溶液を用いて、銀含有リン酸カルシウム焼成粒子（銀含有リン酸カルシウム焼結体）の製造を試みた。
０．１７５ｇの硝酸銀（ＡｇＮＯ３）を５０ｍＬの超純水に溶解（ｐＨ５．２）させ、これに１．０ｇのＨＡｐ−６０又はＨＡｐ−８００を加え、６時間室温で撹拌した。３０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離で固液分離し、更に超純水を加えて２回洗浄を行い、銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子を得た。６０℃で真空乾燥を行い、１０００℃で３時間焼成、または１２００℃で３０分焼成した。焼成前後の粉末Ｘ線回折パターンから、焼成前の銀含有ＨＡｐ−６０では、リン酸銀（Ａｇ３ＰＯ４）が観測され、焼成するとリン酸三カルシウム・水酸アパタイト・銀の回折線がそれぞれ観測された。一方、銀含有ＨＡｐ−８００ではリン酸銀が検出され、焼成すると僅かにリン酸三カルシウムと銀が検出された。これは、硝酸銀水溶液の酸性により水酸アパタイトの一部が溶解し、リン酸銀が析出したためと考えられる。一方、焼成すると、リン酸銀が単体の銀に変化したため、リン酸銀が検出されなかった。また、粒子の表面でリン酸銀が反応して粒子外表面に銀単体が形成され、水酸アパタイト焼成粒子の内部には銀粒子は形成されなかった（図６）。更に、この方法で作製した試料は、酸性溶液中で水酸アパタイトが溶解しているため、形態が保持されていない。【００５９】
《比較例３》
本比較例では硝酸銀水溶液を用いて、銀含有リン酸カルシウム焼成粒子（銀含有リン酸カルシウム焼結体）の製造を試みた。
遠心分離及び超純水での洗浄を行わなかったこと、並びに真空乾燥に代えて凍結乾燥を行ったことを除いては、比較例２の操作を繰り返して、銀含有リン酸カルシウム焼成粒子を得た。
具体的には、０．１７５ｇの硝酸銀（ＡｇＮＯ３）を５０ｍＬの超純水に溶解（ｐＨ５．２）させ、これに１．０ｇのＨＡｐ−６０を加え、６時間室温で撹拌した。−２０℃で凍結乾燥し、１０００℃で３時間焼成、または１２００℃で３０分焼成した。銀含有ＨＡｐ−６０の１２００℃で焼成後の写真を図７に示す。粒子の表面でリン酸銀が反応して粒子外表面に銀単体が形成され、水酸アパタイト焼成粒子の内部には銀粒子は形成されなかった。【００６０】
《比較例４》
本比較例では、リン酸銀水溶液を用いて、銀含有リン酸カルシウム焼成粒子（銀含有リン酸カルシウム焼結体）の製造を試みた。
０．１７５ｇの硝酸銀水溶液（９ｍＬ）に、０．０４８７ｇのリン酸水素二ナトリウム水溶液（１ｍＬ）を加え、室温で撹拌後、更に固液相を遠心分離（３０００ｒｐｍ、１０分）し、超純水で洗浄した。これを５０ｍＬの超純水に分散させ、１．０ｇのＨＡｐ−６０又はＨＡｐ−８００を加えて６時間室温で撹拌した。同様に、遠心分離で固相を取り出し、６０℃で真空乾燥させ、１０００℃で３時間、又は１２００℃で３時間焼成した。また、粒子の表面でリン酸銀が反応して粒子外表面に銀単体が形成され、水酸アパタイト焼成粒子の内部には銀粒子は形成されなかった。【００６１】
《比較例５》
本比較例では、銀コロイド粒子を用いて、銀含有リン酸カルシウム焼成粒子（銀含有リン酸カルシウム焼結体）の製造を試みた。
０．０１８％の硝酸銀水溶液（２．０Ｌ）に１．０％のクエン酸ナトリウム水溶液（４０ｍＬ）を、７０℃の恒温浴に入れて２時間撹拌した。溶液の色が黄色（粒子径：３３ｎｍ）に変化し、これを１２０００ｒｐｍの回転速度で２時間固液分離と洗浄を行った。その後、４００ｍＬの超純水に銀コロイド粒子を分散させ、２．０ｇのＨＡｐ−６０又はＨＡｐ−８００を加えて、室温で６時間撹拌した。同様に、遠心分離で固相を取り出し、６０℃で真空乾燥させ、一部を１０００℃で３時間、又は１２００℃で３０分焼成した。銀コロイド粒子と反応させたＨＡｐ−６０では灰色となっていたが、焼成すると粉末は白色に変化した。ＨＡｐ−８００では灰色が薄く、焼成により白色となった。ＨＡｐ−６０の焼成前と１０００℃焼成後の粉末Ｘ線回折パターンを図８に示す。焼成前では銀単体の回折線が観測されたが、焼成すると、銀が蒸発し、検出されなかった。また、ＨＡｐ−６０とＨＡｐ−８００では、いずれも銀の含有量が低かった。また、水酸アパタイト焼成粒子の内部には銀粒子は形成されなかった。【００６２】
《実施例３》
本実施例では、蒸着法によりグルタルアルデヒドを、水酸アパタイト多孔質粒子に付着させ、銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を調製し、それを焼成することにより銀含有リン酸カルシウム焼成粒子（銀含有リン酸カルシウム焼結体）を作製した。
１０％のグルタルアルデヒド水溶液５ｍＬを真空デシケーターの底に入れ、１．０ｇのＨＡｐ−６０又はＨＡｐ−８００を入れて、減圧させた後、３７℃で２４時間静置した。その後、０．１７５ｇの硝酸銀を、２５％アンモニア水（０．２ｍＬ）を超純水５０ｍＬに加えて調整した溶液に入れて、室温で３時間撹拌を行った。これまでと同様の条件で、遠心分離により固相を取り出し、超純水で２回洗浄し、銀粒子が析出した水酸アパタイト多孔質粒子（銀含有水酸アパタイト多孔質粒子）を得た。これを６０℃で真空乾燥させ、１２００℃で３０分焼成した。【００６３】
《実施例４》
本実施例では、蒸着法によりグルタルアルデヒドを、水酸アパタイト多孔質粒子に付着させ、銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を調製し、それを焼成することにより銀含有リン酸カルシウム焼成粒子（銀含有リン酸カルシウム焼結体を作製した。
水酸アパタイト多孔質粒子とアンモニア性硝酸銀水溶液を反応させる温度を５０℃に変更した以外は、実施例３の操作を繰り返して、銀含有水酸アパタイト焼成粒子を得た。粉末Ｘ線回折測定で銀単体が検出された（図９）。また、図９に焼成前のリン酸カルシウムの外観を示す。グルタルアルデヒドによる銀鏡反応の温度を上昇させることによって、銀含有水酸アパタイト焼成粒子に含まれる銀粒子の量を増加させることができた。【００６４】
《実施例５》
本実施例では、蒸着法によりホルムアルデヒドを水酸アパタイト多孔質粒子に付着させ、銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を調製し、それを焼成することにより銀含有リン酸カルシウム焼成粒子（銀含有リン酸カルシウム焼結体）を作製した。
１０％のグルタルアルデヒド水溶液に代えて、１０％のホルムアルデヒドを用いたことを除いては、実施例３の操作を繰り返して、銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を調製し、これを焼成することで銀含有リン酸カルシウム焼成粒子を得た。
具体的には、１０％のホルムアルデヒド水溶液５ｍＬを真空デシケーターの底に入れ、１．０ｇのＨＡｐ−６０又はＨＡｐ−８００を入れて、減圧させた後、３７℃で２４時間静置した。その後、０．１７５ｇの硝酸銀を、２５％アンモニア水（０．２ｍＬ）を超純水５０ｍＬに加えて調整した溶液に加え、３時間撹拌を行った。これまでと同様の条件で遠心分離により固相を取り出し、超純水で２回洗浄した。これを６０℃で真空乾燥させ、１２００℃で３０分焼成した。図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、得られた銀含有水酸アパタイト焼成粒子の内部に多数の銀粒子が固定されていた。また、銀含有ＨＡｐ−６０では、焼成前にも明らかな銀単体の回折線が観測され、１２００℃で焼成すると結晶性の良い銀単体が検出された（図１０ｄ）。更に、焼成後でもリン酸三カルシウムなどの他の結晶相は観測されなかった。【００６５】
《銀含有水酸パタイト多孔質粒子及び銀含有水酸アパタイト焼成粒子内の銀粒子及び水酸アパタイトの形態》
実施例５で得られた銀含有水酸アパタイ多孔質粒子を樹脂に包埋後、研磨により断面を平滑化した。収束イオンビーム法により超薄切片を選び出して厚さ約３０ｎｍの薄片を作製した。これを透過型電子顕微鏡と走査透過型電子顕微鏡により銀粒子の形態とエネルギー分散型Ｘ線分析を行った。図１１に示すように、水酸アパタイトの板状結晶と共に１−２０ｎｍの銀粒子が観察された。銀粒子の形状は球形に近く、針状や扁平状の粒子は観察されなかった。【００６６】
《銀含有水酸アパタイト多孔質粒子及び銀含有水酸アパタイト焼成粒子の表面分析》
実施例５及び比較例２で作製した銀含有水酸アパタイト多孔質粒子及び１２００℃で３０分間焼成して得られた銀含有水酸アパタイト焼成粒子の表面特性をＸ線光電子分光法で分析した。図１２に結果をそれぞれ示す。Ａｇの３ｄ軌道の３／２と５／２に帰属されるピークは、Ａｇ０（銀単体）とＡｇ＋（一価の陽イオンの結合状態の銀）に帰属されるピークに分離される。３ｄ３／２のＡｇ０とＡｇ＋の結合エネルギーは３７４．１ｅＶと３７３．５ｅＶに、３ｄ５／２のＡｇ０とＡｇ＋の結合エネルギーは３６８．０ｅＶと３６７．７ｅＶに観測された。実施例５と比較例２で作製した銀含有水酸アパタイト多孔質粒子には、Ａｇ＋とＡｇ０の質量比が６７／３３、５３／４７であった。これは、蒸気法で作製することでより多くの銀単体が析出したことが分かる。一方、実施例５と比較例２で作製した銀含有水酸アパタイト焼成粒子にはＡｇ０がほぼ１００に近いことから、焼成することで還元されて銀単体となったことが分かる。【００６７】
《銀含有水酸アパタイト多孔質粒子内の組成分布》
図１３に拡大した銀含有水酸アパタイト多孔質粒子の透過型電子顕微鏡、及び各部位（ａ）から（ｄ）の元素分析の結果を示す。透過型電子顕微鏡像では、１０ｎｍ程度の銀粒子が黒色の粒子として観測され、その周りが水酸アパタイトである。（ａ）の部位ではカルシウムとリンが観測され、銀はほとんど検出されなかった。（ｂ）の部位では、銀が多く、カルシウムとリンもわずかに検出されたが、これは切片の厚さが３０ｎｍであるため、厚みの中に必ず水酸アパタイトが存在するためである。（ｃ）の銀と水酸アパタイトの境界部では、銀とカルシウム、リンがそれぞれ検出された。（ｄ）は水酸アパタイトの格子が確認できた部分であるが、ここでもカルシウムとリンが検出され、銀は殆ど検出されなかった。このように水酸アパタイトの格子内には銀は置換していないと考えられる。【００６８】
《銀含有水酸アパタイト多孔質粒子内の銀の大きさ》
図１４に、銀含有水酸アパタイト多孔質粒子の走査透過型電子顕微鏡による観察結果を示す。重い元素が白く映えている。この結果から、実施例５の方法で作製した銀粒子は、直径２０ｎｍ程度の銀粒子と共に、１ｎｍから５ｎｍの小さな銀粒子も存在していることが分かった。【００６９】
《銀含有水酸アパタイト焼成粒子内の銀粒子の局在》
実施例５で得られた銀含有水酸アパタイト焼成粒子の銀粒子の局在を、画像処理・画像解析ソフトウエア（ｗｉｎＲＯＯＦ、三谷商事）を用いて検討した。銀含有水酸アパタイト焼成粒子の断面を円形として、含まれる銀粒子の粒子径を測定した。銀粒子の粒度分布は（円相当径；粒子の投影面積と同じ面積の円の直径）は０．０８〜０．３８μｍであり、平均粒子径は０．２２μｍであった。
銀含有水酸アパタイト焼成粒子の重心を中心とする円内に含まれる銀粒子の数、及び面積を測定した。銀含水酸アパタイト焼成粒子の表層に銀粒子は存在せず、円相当径の８０％の範囲にすべての銀粒子が存在した（図１５及び表１）。
【表１】
2017150539.tif 000003
【００７０】
《銀含有量の測定》
得られた銀含有水酸アパタイト焼成粒子の銀含有量は、０．１ｍｏｌ／Ｌの硝酸水溶液（１０ｍＬ）に１ｍｇの試料を完全に溶解させ、ＩＣＰ発光分析により定量した。下に各粒子の銀の含有量を示す。
【表２】
2017150539.tif 000004
【００７１】
《銀溶出試験：短期間》
得られた銀含有水酸アパタイト焼成粒子からの短期間の銀の溶出を検討した。
１０ｍＬのダルベッコスリン酸緩衝溶液（Ｄ−ＰＢＳ、ｐＨ７．３）に２０ｍｇの試料を入れ、３７℃で転倒撹拌した。所定時間後に固液を遠心分離により行い、２ｍＬの上澄み液を抽出し、これに３ｍＬの超純水を加えて、ＩＣＰ質量分析を行った。また、抽出後には２ｍＬのＤ−ＰＢＳを加えて連続的に試験した。実施例５と比較例２で作製した粒子（１２００℃焼成粒子）を用いた。溶出した銀の時系列変化を図１６に示す。粒子表面に銀単体が析出した比較例２の試料では、１２時間後の溶出量が１３倍多く、初期に銀イオンが溶出した。一方、実施例５の試料では、銀溶出量が極めて低かった。この違いは、比較例２では、銀単体が粒子表面に形成していたためと考えられる。【００７２】
《銀溶出試験：中期間》
得られた銀含有水酸アパタイト焼成粒子からの中期間の銀の溶出を検討した。
１０ｍＬの酢酸−酢酸ナトリウム緩衝溶液（ｐＨ５．５、０．８ｍｏｌ／Ｌ）に５ｍｇの試料を入れ、３７℃で転倒撹拌した。所定時間後に固液を遠心分離し、全量を抽出し、銀とカルシウムのＩＣＰ質量分析を行った。実施例５及び比較例２で得られた１２００℃で焼成した粒子を用いた。溶出した銀の時系列変化を図１７に示す。カルシウムイオンの溶出挙動は、両試料ともほぼ同じであった。一方で、３日後の銀イオンの溶出量は、実施例５の試料では０．３ｐｐｍであったが、比較例２の試料では８ｐｐｍと、実施例５の試料では２７倍以下と極めて低かった。この違いは、銀単体が粒子の表面に形成したためと考えられる。【００７３】
《実施例６》
本実施例では、蒸着法によりホルムアルデヒドを水酸アパタイト多孔質粒子に付着させ、銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子及び銀含有リン酸カルシウム焼成粒子を作製した。
１０重量％のホルムアルデヒド水溶液２．５ｍＬを真空デシケーターの底に入れ、０．５ｇのＨＡｐ−６０、ＨＡｐ−４００、ＨＡｐ−６００、又はＨＡｐ−８００を入れて、減圧させたのち、３７℃で２４時間静置した。その後、０．７８７ｇの硝酸銀を、２５％アンモニア水（０．９ｍＬ）を超純水２５ｍＬに加えて調整した溶液に入れて、ホルムアルデヒドを付着させた水酸アパタイト多孔質粒子を加えて、室温で３時間撹拌を行った。これまでと同様の条件で、遠心分離により固相を取り出し、超純水で２回洗浄し、銀粒子が析出した水酸アパタイト多孔質粒子を得た。これを６０℃で真空乾燥させ、１２００℃で３０分焼成し、銀含有リン酸カルシウム焼成粒子を得た。【００７４】
《銀含有量の測定》
得られた銀含有水酸アパタイト多孔質粒子及び銀含有水酸アパタイト焼成粒子の銀含有量は、０．１ｍｏｌ／Ｌの硝酸水溶液（１０ｍＬ）に１ｍｇの各粒子を完全に溶解させ、ＩＣＰ発光分析により定量した。表３に各粒子の銀の含有量を示す（表３及び図１８）。図１８に示すように、水酸アパタイト多孔質粒子の比表面積の減少に伴い、銀含有水酸アパタイト焼成粒子に担持される銀の量も減少することが分かった。
【表３】
2017150539.tif 000005
【００７５】
《実施例７》
本実施例では、銀粒子が析出した水酸アパタイト多孔質粒子（銀含有水酸アパタイト多孔質粒子）を成形した成形体を焼成することによって、銀含有リン酸カルシウム焼成成形体（銀含有リン酸カルシウム焼結体）を製造した。
ＨＡｐ−６０を用いた実施例５で作製した銀粒子が析出した水酸アパタイト多孔質粒子を金属の金型（φ１０ｍｍ）に０．１９ｇを充填して、２０ＭＰａの一軸加圧を１分間行い、成形体を作製した。これを６００℃／時間で昇温し、１２００℃で３０分間保持し、焼結体を作製した。これを試料Ａとする。試料Ａの密度は２．８０ｇ／ｃｍ３であった。また、試料Ａに含まれる銀は、１０．５６重量％であった。【００７６】
《比較例６》
実施例５で作製した銀粒子が析出した水酸アパタイト多孔質粒子（銀含有水酸アパタイト多孔質粒子）に代えて、比較例２で作製した銀粒子が析出した水酸アパタイト多孔質粒子（銀含有水酸アパタイト多孔質粒子）を用いたことを除いては、実施例７の操作を繰り返して、焼結体を作製した。これを試料Ｂとする。試料Ｂの密度は２．２４ｇ／ｃｍ３であった。また、試料Ｂに含まれる銀は、９．２０重量％であった。【００７７】
前記試料Ａ及び試料Ｂを割った破断面の反射電子顕微鏡像を、それぞれ図１９（ａ）及び（ｂ）に示す。図１９（ａ）に示すように、試料Ａでは、銀のナノ粒子が均一に分布していることが分かる。また、各試料における銀ナノ粒子の大きさを比較すると、明らかに試料Ａに含まれる粒子が小さく、図１９（ｂ）の試料Ｂには大きな銀ナノ粒子が形成していた。試料Ａの破断面の高倍率で観察した反射電子顕微鏡像を図２０に示す。０．５μｍ程度の大きさの水酸アパタイト粒が観察され、三つの粒からなる粒界に銀が分布していることが分かる。また、像の全体をみても、銀は粒界に存在していた。【００７８】
《銀溶出試験》
実施例７の試料Ａ（φ６．６９ｍｍ×１．７９ｍｍ、０．１７５ｇ）と比較例６の試料Ｂ（φ７．３ｍｍ×１．８７ｍｍ、０．１７８ｇ）とを、５ｍＬのＤ−ＰＢＳに浸漬させて、溶液を採取して、ＩＣＰ質量分析を行った。上澄みのＤ−ＰＢＳは全量採取し、新たにＤ−ＰＢＳを加えて、連続的に試験を行った。図２１に銀の溶出曲線を示す。図に示すように、試料Ａからの銀の溶出量は、試料Ｂの銀の溶出量と比較して優位に低く、１週間後では１／３に抑制されていることが分かる。【００７９】
《面積率》
実施例７の試料Ａ及び比較例６の試料Ｂの断面の任意の１０μｍ四方の正方形（１００μｍ２）における銀粒子の面積率を測定した。測定は１０か所行い、平均値を計算した。図２２に試料Ａの計測範囲の例を示し、結果を表４に示す。試料Ａの面積率は３．４％であり、試料Ｂの面積率は１．７％であった。カッコ内は計測した正方形の最大と、最小の面積率を示す。
【表４】
2017150539.tif 000006
【００８０】
《銀粒子の個数》
実施例５の直径４μｍの粒子断面（１２．６μｍ２）の銀粒子の個数、並びに実施例７の試料Ａ及び比較例６の試料Ｂの断面の任意の１０μｍ四方の正方形（１００μｍ２）における銀粒子の個数を１０か所測定した。結果を表５に示す。
【表５】
2017150539.tif 000007
【００８１】
《実施例８》
本実施例では、溶液の量及び水酸アパタイト多孔質粒子の量などを変更した以外は実施例５の操作を繰り返して、銀粒子が析出した水酸アパタイト多孔質粒子を作製し、各焼結方法により焼成することによって、銀含有リン酸カルシウム焼成粒子を製造した。
具体的には、１０％のホルムアルデヒド水溶液１０ｍＬを真空デシケーターの底に入れ、１０．０ｇのＨＡｐ−６０を入れて、減圧させた後、３７℃で２４時間静置した。その後、１．７５ｇの硝酸銀を、２５％アンモニア水（２．０ｍＬ）を超純水５００ｍＬに加えて調整した溶液に加え、３時間撹拌を行った。これまでと同様の条件で遠心分離により固相を取り出し、超純水で２回洗浄した。これを６０℃で真空乾燥させた。【００８２】
《冷間等方プレス法による焼成成形体の作製》
作製した銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を、金属の金型（φ４４ｍｍ）に、４．５ｇを充填して、１０ＭＰａの一軸加圧を３分行い、成形体を作製した。成形体をゴムの中に入れて密閉し、冷間等方プレス（ＣＩＰ）により１．２トンを加え５分間保持し、除荷後に取り出した。これを６００℃／時で昇温し、１２００℃で３時間保持した。これを試料Ｃとする。試料Ｃの密度は、３．１７ｇ／ｃｍ３であった。また、試料Ｃに含まれる銀は、１１．５重量％であった。作製した銀含有水酸アパタイト焼成成形体の外観を図２３に示す。【００８３】
《実施例９：ホットプレス法による焼成成形体の作製》
実施例８で作製した銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を、炭素の金型（３５×３５ｍｍ）に、８．０ｇを充填して、真空雰囲気において１８００℃／時で昇温させながら、２００℃までに一軸加圧を３０ＭＰａまで行い圧力を保持させ、１２００℃で３０分間保持し、除荷して室温まで冷却した（ホットプレス法；ＨＰ）。これを試料Ｄとする。試料Ｄの密度は、３．３３ｇ／ｃｍ３であった。また、試料Ｄに含まれる銀は、１２．２重量％であった。作製した焼結体の外観を図２４に示す。【００８４】
《実施例１０：スパークプラズマ焼結法による焼結体の作製》
実施例８で作製した銀含有水酸アパタイト粒子を、炭素の金型（φ１０ｍｍ）に、０．７ｇを充填して、３０ＭＰａの一軸加圧を行い、圧力を保持しながら６００℃まで急速に温度を上げた後、１２分で１２００℃に昇温させ、１０分間保持した（スパークプラズマ焼結法；ＳＰＳ）。これを試料Ｅとする。試料Ｅの密度は、３．０８ｇ／ｃｍ３であった。また、試料Ｅに含まれる銀は、１１．０重量％であった。作製した焼結体の外観を図２５に示す。【００８５】
《各焼結体の銀の形態と大きさ》
試料Ｃ、試料Ｄ、及び試料Ｅを割断したそれぞれの破断面の反射電子顕微鏡像を図２６に示す。試料Ｃの断面では、平均粒子径が０．３８±０．１１μｍの銀ナノ粒子が粒界に均一に観測された。試料Ｄの断面では、平均粒子径が０．１０±０．０２μｍの銀ナノ粒子が粒界に均一に観測された。さらに試料Ｅの断面では、平均粒子径が０．２０±０．１０μｍの銀ナノ粒子が粒界に均一に観測された。このように、加圧を行いながら昇温することで、銀ナノ粒子の大きさが小さくなった。【００８６】
《混入した炭素の除去法》
炭素の金型を用いると表面や内部に炭素が混入するため、作製した焼結体に再度熱処理を行い、余剰の炭素を取り除いた。試料Ｄを破断して、８００℃まで昇温速度を１０℃／分で昇温し、３０分保持した。得られた試料の色の違いを図２７に示す。図に示すように、未処理（左側）では黒味があるが、昇温処理後（右側）では明るい黄色に変化した。また、粉末Ｘ線回折測定の結果から、銀の蒸発は観測されなかった。また、図２８に示す走査型電子顕微鏡の反射電子像から、８００℃の熱処理では銀が焼結体表面から離脱していないことが分かった。【００８７】
《焼結体からの銀溶出試験》
実施例９で作製した１２００℃で焼成した焼結体、試料Ｄからの銀の溶出を検討した。
１０ｍＬのＤ−ＰＢＳ又は酢酸−酢酸ナトリウム緩衝溶液（ｐＨ５．５、０．８ｍｏｌ／Ｌ）に、試料Ｄを約５ｍｍ２にダイヤモンドカッターで切断した１２０ｍｇの試料を入れ、３７℃で静置した。所定時間後に８ｍＬを抽出し、銀とカルシウムのＩＣＰ質量分析を行った。また、抽出後には８ｍＬの同じ緩衝溶液を加えて連続的に試験した。溶出した銀の時系列変化を図２９に示す。Ｄ−ＰＢＳでは、カルシウムイオンの溶出量は検出限界以下であった。また、２４時間後までの銀イオンの溶出量は、極めて低く２ｐｐｂ程度であったが、７日後には１５ｐｐｂになった。比較例６で行った試料Ａ（実施例７で作製した焼結体）の銀溶出試験の結果と比べると、試験片を同じ重量に換算して溶液量を勘案すると、約１０分の１に溶出量が抑制されていることが分かった。一方、酢酸−酢酸ナトリウム緩衝溶液では、カルシウムイオンの溶出量は、直線的に増加して７日後では約３０ｐｐｍであった。また、銀イオンの溶出量も、直線的に増加して７日後では約９００ｐｐｂであった。【００８８】
《実施例１１：銀粒子の分布を制御した焼結体の作製》
実施例８で作製した銀含有水酸アパタイト多孔質粒子と水酸アパタイト多孔質粒子とを、銀含有量が１ｗｔ％になるように混合し、実施例９と同じ方法（ホットプレス法）・条件で銀含有水酸アパタイト焼結体を作製した。これを試料Ｆ−１とする。また、実施例８における、硝酸銀の量を１／１０の０．１７５ｇとした以外は、同じ方法・条件で銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を作製し、実施例９と同じ方法（ホットプレス法）・条件で銀含有水酸アパタイト焼結体を作製した。これを試料Ｆ−２とする。【００８９】
《焼結体からの銀溶出試験》
銀含有量が同じになるように作製した銀含有水酸アパタイト焼結体、試料Ｆ−１と試料Ｆ−２からの銀の溶出を検討した。
１０ｍＬのＤ−ＰＢＳに試料Ｆ−１と試料Ｆ−３を約５ｍｍ２にダイヤモンドカッターで切断した１２０ｍｇの試料を入れ、３７℃で静置した。所定時間後に８ｍＬを抽出し、銀のＩＣＰ質量分析を行った。１２時間後と１日後、３日後、５日後、７日後では、いずれも銀イオンはＩＣＰ分析による検出限界以下であった。一方、１０ｍＬの酢酸−酢酸ナトリウム緩衝溶液（ｐＨ５．５、０．０８ｍｏｌ／Ｌ）に、試料Ｆ−１と試料Ｆ−２を約５ｍｍ２にダイヤモンドカッターで切断した１２０ｍｇの試料を入れ、３７℃で静置した。所定時間後に８ｍＬを抽出し、銀のＩＣＰ質量分析を行った。また、抽出後には８ｍＬの同じ緩衝溶液を加えて連続的に試験した。溶出した銀の時系列変化を図３０に示す。２４時間までの銀イオンの溶出量は、ＩＣＰでは検出限界以下であった。また、７日後には約１１０ｐｐｂになった。このように、中性の緩衝溶液中では、銀イオンの溶出は検出されず、炎症を模倣したｐＨ５．５の緩衝溶液中でのみ、銀イオンの溶出が生じることが分かった。【００９０】
《実施例１２》
実施例８の冷間等方プレス法で作製した銀含有水酸アパタイト焼成成形体（試料Ｃ）と冷間等方プレス法で作製した銀を含有しない水酸アパタイト焼成成形体（比較試料）を用いて、大腸菌を接種させて、２４時間後の抗菌性試験を行った。比較試料は、（銀を含有しない）水酸アパタイト多孔質粒子を用いたことを除いては、実施例８の操作を繰り返して、作製した。
具体的には、２．５×１０５〜１．０×１０６個／ｍＬに調整した大腸菌を焼結体に滴下し、ポリエチレンフィルムを被せた後、３５℃の相対湿度９０％以上の環境下で２４時間培養した。次いで、培養後の試料を、１０ｍＬのソイビーン・カゼイン・ダイジェスト・レシチン・ポリソルベート８０（ＳＣＤＬＰ）培地で洗い出し、１０倍希釈系列を調整した。これら希釈液をＳＣＤＬＰ寒天培地に接種し、３５℃で４８時間培養した後、形成したコロニー数から生菌数を算出した。表６に示すように、接種２４時間後の試料Ｃの生菌数は、比較試料の２０分の１以下であった。以上の結果から、試料Ｃは抗菌効果を有することが分かる。
【表６】
2017150539.tif 000008
【００９１】
《実施例１３》
実施例５で作製した銀含有水酸アパタイト粒子を、１２ｍＬの超純水と１．２ｇのポリエチレンイミン（架橋重合剤）の混合溶液に、１０ｇ加え、起泡剤として０．６ｍＬのポリオキシエチレンウラリルエーテルを加えて、プロペラ撹拌機で泡立て、最後に硬化剤としてエポキシ樹脂とその硬化剤を所定量加え、φ１１ｍｍの型に入れて６０℃で乾燥させて、成形体Ｆを作製した。【００９２】
《多孔体の焼成方法》
成形体Ｆを、大気中で、３００℃まで１０℃／分、３００℃から５００℃まで３．３℃／分、５００℃で３０分保持し、さらに５００℃から１２００℃まで５℃／分、１０℃／分、１５℃／分、２０℃／分、又は２５℃／分の速度で昇温し、３時間保持した。各条件で作製した多孔体を、それぞれ試料Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、又はＫとする。気孔率は、順に４５．１％、３６．０％、３６．７％、３９．０％、又は３２．９％であった。またこれらの試料に含まれる銀は、順に９．９６重量％、１０．６３重量％、１０．７６重量％、１０．７５重量％、又は１２．１３重量％であった。図３１に昇温速度とＡｇ／Ｃａ質量比との関係を示す。すなわち、焼成条件により、銀の蒸発量を抑制できたことが分かる。【００９３】
《銀の分布》
試料Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、及びＫを割った断面の反射電子像を図３２に示す。表面からの銀の離脱は場所により深さが異なるが、それぞれ、約２０μｍ、１９μｍ、１６μｍ、１１μｍ、９μｍまでの銀が、蒸発していることが分かり、焼結条件により、銀の蒸発量を制御できることが分かった。【００９４】
《実施例１４》
本実施例では、蒸着法によりホルムアルデヒドを、水酸アパタイト多孔質粒子であるＨＡｐ−４００、ＨＡｐ−６００、ＨＡｐ−８００、又はＨＡｐ−１０００に付着させ、銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子を作製した。
１０重量％のホルムアルデヒド水溶液５ｍＬを真空デシケーターの底に入れ、１．０ｇの各水酸アパタイト多孔質粒子を別々に入れて、減圧させたのち、３７℃で２４時間静置した。その後、０．１１８ｇ、０．０５５４ｇ、又は０．０２７７ｇの硝酸銀を、２５％アンモニア水（０．２ｍＬ）を超純水２５ｍＬに加えて調整した溶液に入れて、ホルムアルデヒドを付着させた水酸アパタイト多孔質粒子を別々に加えて、室温で３時間撹拌を行った。これまでと同様の条件で、遠心分離により固相を取り出し、超純水で２回洗浄し、銀粒子が析出した水酸アパタイト多孔質粒子（銀含有水酸アパタイト多孔質粒子）を得た。これを６０℃で真空乾燥させた。【００９５】
《銀含有量の測定》
得られた銀含有水酸アパタイト多孔質粒子の銀含有量は、０．１ｍｏｌ／Ｌの硝酸水溶液（１０ｍＬ）に１ｍｇの試料を完全に溶解させ、ＩＣＰ発光分析により定量した。表７に各粒子の銀の含有量と略称を示す。
【表７】
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【００９６】
《銀含有水酸アパタイト多孔質粒子を用いた葉酸の表面増強ラマン散乱の測定》
前記Ａｇ５＿ＨＡｐ−８００、Ａｇ２５＿ＨＡｐ−８００、及びＡｇ１２５＿ＨＡｐ−８００を用い、一定濃度の葉酸水溶液中における葉酸の表面増強ラマン散乱を測定して、最適な銀担持量を検討した。
塩化ナトリウム水溶液（０．０６ｍｏｌ／Ｌ）に、葉酸の濃度を１×１０−６ｍｏｌ／Ｌに調整し、これに各銀担持水酸アパタイト粒子を加えて、波長５３２．１８ｎｍのレーザー光源によるラマン分光分析を行った。測定したラマンスペクトルを図３３に示す。葉酸に帰属するラマンラインは１６２１ｃｍ−１、１５８９ｃｍ−１、１５６４ｃｍ−１、及び１１７４ｃｍ−１に、また水酸アパタイトに帰属するラマンピークは、１３６６ｃｍ−１、及び９５７ｃｍ−１付近に検出された。９５７ｃｍ−１の水酸アパタイトのリン酸に帰属するラマンラインの強度を１００として、葉酸に帰属されるラマンラインの各強度（バックグランドを差し引き後）を計算したところ、銀含有量が少ない０．２４重量％の銀を含む水酸アパタイト粒子の方が、葉酸の検出感度が約２倍高いことが分かった。
【表８】
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【００９７】
《濃度の異なる葉酸の表面増強ラマン散乱の測定》
前記Ａｇ２５＿ＨＡｐ−８００を用い、異なる濃度の葉酸溶液中での葉酸の表面増強ラマン散乱を測定した。
塩化ナトリウム水溶液（０．０６ｍｏｌ／Ｌ）に、葉酸の濃度が３×１０−６ｍｏｌ／Ｌ、１．５×１０−６ｍｏｌ／Ｌ、１．０×１０−６ｍｏｌ／Ｌ、０．５×１０−６ｍｏｌ／Ｌ、０．２５×１０−６ｍｏｌ／Ｌ、又は０．１２５×１０−６ｍｏｌ／Ｌになるように調整し、これに銀含有水酸アパタイト多孔質粒子（Ａｇ２５＿ＨＡｐ−８００）を加えて、波長５３２．１８ｎｍのレーザー光源によるラマン分光分析を行った。１００μｍの範囲で分析を行い、粒子毎に4点を測定した。図３４に、２０００ｃｍ−１から４００ｃｍ−１で測定した代表的な各試料に対するラマンスペクトルを示す。水酸アパタイトのリン酸基に帰属する９６６ｃｍ−１のラマンラインと葉酸のＣ＝Ｃに帰属する１５８９ｃｍ−１のラマンラインとの強度比を各測定点で計算し、平均とした。この際、バックグランドは一次関数として近似して強度を算出した。Ｘ軸に葉酸の濃度を、Ｙ軸には強度比をプロットしたグラフを図３５に示す。線形近似を行った結果、Ｙ＝２６．９６Ｘで、Ｒ２の値は０．９９７であった。これらの結果から、１．２５×１０−７ｍｏｌ／Ｌまでの極低濃度まで、葉酸の濃度と強度比とは相関があることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の銀含有リン酸カルシウム焼結体は、医療用途、生活雑貨、光触媒、及び空調材などの様々な分野において、抗菌作用を有する抗菌材料として用いることができる。特には、医療分野の抗菌材料として有用であり、体内留置型のインプラント材として用いることにより、インプラント周囲の感染、例えばインプラント周囲炎を長期にわたって予防することができる。本発明の銀含有リン酸カルシウム多孔質粒子は、ラマン分光分析の被験物質の担体として用いることができる。
以上、本発明を特定の態様に沿って説明したが、当業者に自明の変法や改良は本発明の範囲に含まれる。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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