(57)【要約】【課題】結晶性を有し、水中での優れた分散安定性に優れ、かつヒドロキシアパタイトとは異なる組成のリン酸カルシウム塩やその他の不純物の混入が防止された高純度のヒドロキシアパタイト微粒子を得ることが可能なヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法、および結晶性を有し、高純度で分散安定性に優れたヒドロキシアパタイト微粒子とその分散物を与えること。【解決手段】第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶をｐＨが１２以上の水中でアルカリ処理した後、メディアミルにより水中で湿式分散処理を行うヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法を用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶をｐＨが１２以上の水中でアルカリ処理した後、メディアミルにより水中で湿式分散処理を行うヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載のヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法により得られるヒドロキシアパタイト微粒子。
【請求項３】
一次粒子および結晶子の大きさが１０〜１００ｎｍの範囲であり、且つ二次粒子の体積平均粒子径が０．５〜６μｍの範囲にある前記請求項２に記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
【請求項４】
広角Ｘ線回折において、２θ＝３３度付近の（３００）面による回折ピーク強度より、２θ＝２６度付近の（００２）面の回折ピーク強度が大きいＸ線回折パターンを示す、前記請求項２または３記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
【請求項５】
広角Ｘ線回折において、２θ＝４０度付近の（３１０）面による回折ピーク強度に対する、２θ＝２６度付近の（００２）面の回折ピーク強度比が１．９〜６の範囲にあるＸ線回折パターンを示す、前記請求項２〜４の何れかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
【請求項６】
広角Ｘ線回折において、２θ＝３２度付近の（１１２）面による回折ピークが（２１１）面および（３００）面からの回折ピークと分離せず、後者２つの回折ピークが（１１２）面からの回折ピークの片部に付属して現れるＸ線回折パターンを示す前記請求項２〜５の何れかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
【請求項７】
前記請求項２〜６のいずれかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子を含有するヒドロキシアパタイト微粒子分散物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は結晶性を有し、水中での分散安定性に優れ、かつヒドロキシアパタイトとは異なる組成のリン酸カルシウム塩やその他の不純物の混入が防止された高純度のヒドロキシアパタイト微粒子を得ることが可能なヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法、およびそれにより得られるヒドロキシアパタイト微粒子、ならびにその分散物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒドロキシアパタイトは骨や歯などを構成するリン酸カルシウム塩の１種である。骨や歯の修復を目的とした人工のヒドロキシアパタイトの応用が再生医療の一環として近年盛んに検討されている。例えば、骨の欠損部に焼結したヒドロキシアパタイトを埋め込むことで、骨の再生修復に利用される場合がある。こうした再生医療の場で用いられるヒドロキシアパタイトは、多くの場合大凡数十μｍ以上数十ｍｍ以下の大きさのヒドロキシアパタイトの粒状物を分散した状態で使用される。ヒドロキシアパタイトは単独で用いられる場合もあるが、多くの場合これと他の素材との組み合わせからなる複合材料として使用される場合もある。例えば、特許文献１に於いて、ヒドロキシアパタイトとコラーゲンに代表される生体吸収性材料とを組み合わせることで複合体を形成し、骨補填材等の修復材としての用途に於いて好適であることを示している。ヒドロキシアパタイトをコラーゲン等のポリマー素材と組み合わせて複合素材を形成する場合、両者を均一に混合することで力学的性質、化学的性質が均質になり好ましい。そのためにはヒドロキシアパタイトの粒子径が小さい方が均質な複合体を形成しやすく、またヒドロキシアパタイトの粒子径が小さく、かつ分散安定性が良好であるほど、上記のような複合素材を形成する場合の均一性が保たれることから好ましい。さらに、結晶性がないアモルファス状態のヒドロキシアパタイトを用いた場合、力学的強度が不足し、さらに、酸性状態では溶解性が高くなり、特に生体内での溶解性が高すぎるため短時間で吸収消失することから好ましくない。このような観点から、ヒドロキシアパタイトとしては結晶性を有する場合がより好ましい。
【０００３】
上記のような修復材料としてヒドロキシアパタイトを含む材料を使用する場合、生体骨を形成する際に骨芽細胞が足場とするコラーゲンに結合した結晶性を有するヒドロキシアパタイト微粒子と同様な性質の人工のヒドロキシアパタイト微粒子を用いることで、修復部の周囲の骨との接着強度が高く、生体適合性の高い修復材料を与えることが期待される。さらに、生体内への埋め込み材料として使用するためには、塩類などの様々な不純物や、アレルギー反応を引き起こす可能性のあるタンパク質などの不純物を含まない、高純度のヒドロキシアパタイト微粒子が望まれている。
【０００４】
一方、ヒドロキシアパタイトは種々のタンパク質を強く吸着する性質を有するため、クロマトグラフィー用充填剤としての応用が古くから検討されてきた。吸着クロマトグラフィーとして最初にヒドロキシアパタイトをクロマトグラフィー用充填剤に使用したのはウプサラ大学のティセリウス等であるが、非特許文献１には平板状結晶の第二リン酸カルシウム二水和物を用いて、これをアルカリ水溶液中で加熱を行うことで平板状ヒドロキシアパタイト結晶が得られることが示されている。この場合のアルカリ水溶液としてはｐＨが７以上であればヒドロキシアパタイトへの変換が進行することが示されているが、実際には、条件によっては第二リン酸カルシウム二水和物が完全にはヒドロキシアパタイトへの変換が進行せずに両者の混合物が生成する場合があり、更に形成されるヒドロキシアパタイトの平板状結晶の大きさが出発物質の平板状第二リン酸カルシウム二水和物結晶の大きさから変化せず、通常数十μｍ以上の大きな粒子であるため水中に於いて分散せずに、直ぐに沈降することが問題であり、水中に於いて分散安定性に優れたヒドロキシアパタイト微粒子を与えるものではなかった。
【０００５】
ヒドロキシアパタイトを形成する別の方法として、例えば特許文献２には、炭酸カルシウム粉末と第二リン酸カルシウム（２水和物）粉末を混合して水性スラリーを調製し、次いでこのスラリーを湿式粉砕機により摩砕混合しながら反応させる方法が示されている。この方法で得られるヒドロキシアパタイトは結晶性が低いため、上記の湿式粉砕後に混合物を取り出し、９００℃で焼結させることで初めて結晶性の高いヒドロキシアパタイトが得られるものであるが、焼結の結果、ヒドロキシアパタイト粒子が焼結体を形成して粗大な塊状の粒子を形成し、水に分散しなくなる問題があった。
【０００６】
特許文献３には、リン酸三カルシウムをｐＨ７〜１１に調整された無機ハロゲン化物を含有する水溶液中で熱処理を行うことでヒドロキシアパタイトを作製する方法が示されている。この方法で得られるヒドロキシアパタイトは原料のリン酸三カルシウム粉体の表面に、長さが１〜数μｍである針状の結晶として形成されることが特徴で、針状結晶が互いに凝集した形でヒドロキシアパタイトを形成することから水中では分散せずに凝集した状態であった。
【０００７】
特許文献４には、板状ヒドロキシアパタイト結晶の作製方法が示されている。この場合、第二リン酸カルシウム二水和物と炭酸カルシウム粉末を水中で懸濁させて４０〜７０℃に加熱するだけで板状のヒドロキシアパタイト結晶が得られるが、この場合のヒドロキシアパタイトは結晶性が極めて低く、さらに粒子径が平均粒径で大凡１０μｍ程度と大きく、水中で分散しても、直後に凝集沈殿するという問題があった。
【０００８】
ヒドロキシアパタイト微粒子を作製するための別法として、例えば特許文献５には、ｐＨを１０〜１２の範囲に調節した条件で、カルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液をＣａ／Ｐモル比が１．６７／１になるように徐々に混合し、さらに煮沸処理を行うことで粒子径が１００ｎｍ以下のヒドロキシアパタイト粒子を７０質量％以上含む分散物を製造する方法が開示されている。しかしながら、こうした方法では得られるリン酸カルシウム塩はヒドロキシアパタイトのみから構成されるのではなく、合成する際にｐＨ調整のために用いるアルカリの種類や温度等の条件によって、リン酸三カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）やリン酸一水素カルシウム（ＣａＨＰＯ４）等の塩が形成されるため、粒子組成が均一で純度の高い素材が得難い問題があった。さらに、粒子径が均一でなく、粗大粒子や凝集物が含まれる場合があり、これらが水分散液中から分散直後に沈降するため、分散安定性に問題があった。
【０００９】
特許文献６には、酸化カルシウム及び／または水酸化カルシウムの水性スラリーとリン酸水溶液をｐＨ７〜１２の範囲に於いて混合することで、ヒドロキシアパタイトとして純度の高い微粒子を得る方法を開示するが、得られる微粒子の大きさは数μｍ程度の大きさで、かつ非晶質のヒドロキシアパタイトを与える方法であった。
【００１０】
特許文献７には、カルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液を用いて、温度を一定にして単に両者を混合するのみでヒドロキシアパタイト微粒子を合成する方法が開示されるが、実際にはリン酸一水素カルシウムなどが主として生成しており、ヒドロキシアパタイト微粒子が得られない場合があり、分散安定性にも欠けていた。
【００１１】
特許文献８には、水酸化カルシウムの水性スラリーとリン酸水溶液との反応により得られたヒドロキシアパタイトを含む水性スラリーを、ビーズミルを用い微粉砕処理を行うヒドロキシアパタイト微粒子分散物の製造方法を開示するが、この方法で得られるヒドロキシアパタイトは結晶性を有せず、さらにヒドロキシアパタイト以外の無機物が不純物として多量に含まれる問題があった。
【００１２】
特許文献９には、粒子径が１〜２５ｎｍであるヒドロキシアパタイト微粒子の合成方法が開示されるが、粒子径が小さく、ヒドロキシアパタイトの精製方法として限外濾過方式をとるものの、可溶性の塩を含まず、純度の高いヒドロキシアパタイト微粒子を工業的に大量に製造する方法としては適さず、さらには非晶質のヒドロキシアパタイトを与える方法であった。
【００１３】
また、上記特許文献５〜９で製造されるヒドロキシアパタイト微粒子は結晶性を有せず、生体内や酸性状態では溶解性が高すぎ、短時間で吸収消失することから好ましいものではなかった。従来技術において結晶性のヒドロキシアパタイトを得るためには、例えば、得られた微粒子を更に１０００℃もしくはこれ以上の温度で焼結処理を行うことで初めて結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子が形成されるが、この場合には微粒子同士が融着しているために水中で分散直後に沈殿が発生するため分散安定性に劣る等の問題があった。
【００１４】
特許文献１０には、リン酸カルシウム系化合物を４００℃から１０５０℃の温度で熱処理を行い、その後ミリング処理を経てさらに有機溶媒を用いて解砕処理を行うことで、球状もしくは楕円球状のリン酸カルシウム系微粒子を作製する方法が開示されている。この方法で合成されるヒドロキシアパタイト微粒子は、熱処理により焼結されていることから逆に生体内に於いて溶解性が低すぎるため、前述の再生医療分野や遺伝子導入のための用途などに於いては材料として適さない問題があり、加えて熱処理工程や粉砕工程の手間が掛かり製造に要する時間、工程の多さの問題と有機溶剤を使用する問題、さらに粉砕工程で混入する金属などの不純物の混入の問題などがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−１５９９３５号公報
【特許文献２】特開昭６３−１５９２０７号公報
【特許文献３】特公平７−１１５８５０号公報
【特許文献４】特開平９−４０４０８号公報
【特許文献５】特開平３−２６１６１２号公報
【特許文献６】特開平５−１７０４１３号公報
【特許文献７】特開２００５−２６３５８１号公報
【特許文献８】特開平９−１４２８１７号公報
【特許文献９】特開２００８−６９０４８号公報
【特許文献１０】特開２００６−３１５８７１号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Ｔｉｓｅｌｉｕｓ  Ａ．ｅｔ．ａｌ．，“Ａｒｃｈｉｖｅｓ  ｏｆ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃｓ”，ｖｏｌ．６５，Ｎｏ．１，１３２−１５５（１９５６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は結晶性を有し、水中での分散安定性に優れ、かつヒドロキシアパタイトとは異なる組成のリン酸カルシウム塩やその他の不純物の混入が防止された高純度のヒドロキシアパタイト微粒子を得ることが可能なヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法、および結晶性を有し、高純度で分散安定性に優れたヒドロキシアパタイト微粒子とその分散物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記した本発明の課題は、以下の発明によって解決される。
１．第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶をｐＨが１２以上の水中でアルカリ処理した後、メディアミルにより水中で湿式分散処理を行うヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法。
２．上記１に記載のヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法により得られるヒドロキシアパタイト微粒子。
３．一次粒子および結晶子の大きさが１０〜１００ｎｍの範囲であり、且つ二次粒子の体積平均粒子径が０．５〜６μｍの範囲にある上記２に記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
４．広角Ｘ線回折において、２θ＝３３度付近の（３００）面による回折ピーク強度より、２θ＝２６度付近の（００２）面の回折ピーク強度が大きいＸ線回折パターンを示す、上記２または３記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
５．広角Ｘ線回折において、２θ＝４０度付近の（３１０）面による回折ピーク強度に対する、２θ＝２６度付近の（００２）面の回折ピーク強度比が１．９〜６の範囲にあるＸ線回折パターンを示す、上記２〜４の何れかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
６．広角Ｘ線回折において、２θ＝３２度付近の（１１２）面による回折ピークが（２１１）面および（３００）面からの回折ピークと分離せず、後者２つの回折ピークが（１１２）面からの回折ピークの片部に付属して現れるＸ線回折パターンを示す上記２〜５の何れかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子。
７．上記２〜６のいずれかに記載のヒドロキシアパタイト微粒子を含有するヒドロキシアパタイト微粒子分散物。
【発明の効果】
【００１９】
結晶性を有し、水中での分散安定性に優れ、かつヒドロキシアパタイトとは異なる組成のリン酸カルシウム塩やその他の不純物の混入が防止された高純度のヒドロキシアパタイト微粒子を得ることが可能なヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法、および結晶性を有し、高純度で分散安定性に優れたヒドロキシアパタイト微粒子とその分散物を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１の第二リン酸カルシウム二水和物をアルカリ処理して得られた結晶の湿式分散処理前の拡大図。
【図２】実施例１で得られたヒドロキシアパタイト微粒子分散物の光散乱回折式粒度分布計による測定結果。
【図３】実施例１で得られたヒドロキシアパタイト微粒子の走査型電子顕微鏡による拡大図。
【図４】実施例１で得られた湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の広角Ｘ線回折パターン。
【図５】市販される試薬品であるヒドロキシアパタイトの広角Ｘ線回折パターン。
【図６】比較例１で得られたヒドロキシアパタイトの広角Ｘ線回折パターン。
【図７】比較例２で得られたヒドロキシアパタイトの広角Ｘ線回折パターン。
【図８】実施例２で得られた湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の広角Ｘ線回折パターン。
【図９】比較例３において得られたヒドロキシアパタイト分散液の光散乱回折式粒度分布計による測定結果。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、第二リン酸カルシウム二水和物（ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ）の平板状結晶を、ヒドロキシアパタイト微粒子を得るための原料として用い、これをｐＨが１２以上のアルカリ条件でアルカリ処理し、さらにこれをメディアミルにより水中で湿式分散処理を行うことで、結晶性を有し、水中での分散安定性に優れ、かつヒドロキシアパタイトとは異なる組成のリン酸カルシウム塩やその他の不純物の混入が防止された高純度のヒドロキシアパタイト微粒子が得られることを見出したものである。
【００２２】
最初に第二リン酸カルシウム二水和物平板状結晶の合成方法について説明を行う。これを合成するための原料としては各種カルシウム塩と各種リン酸塩から選ばれる原料が必要であり、カルシウム塩として適当である原料の例としては、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウムおよびこれらの水和物が好ましく用いることが出来る。リン酸塩として好適である原料の例としては、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二アンモニウム等が特に好ましい例として挙げられる。上記のカルシウム塩およびリン酸塩はｐＨが４〜９の範囲に於いて水に可溶性であることが好ましい。なお本発明に於いて可溶性であるとは、１０℃での溶解性が１質量％以上であることを意味する。
【００２３】
上記のカルシウム塩およびリン酸塩は、好ましくはｐＨが４〜９の範囲において混合することで平板状結晶の第二リン酸カルシウム二水和物を生成するが、この範囲を超えて、例えばｐＨが強アルカリである場合には水酸化カルシウムが生成するため、目的とするヒドロキシアパタイトの生成を阻害する場合がある。或いは、アンモニア水やその他のアミン類などを加えてｐＨが９を超えて合成を行った場合には第三リン酸カルシウムが生成する場合がある。逆にｐＨが４を下回る酸性側に於いては第二リン酸カルシウム二水和物の溶解性が増加することから収率が低下する場合がある。
【００２４】
上記のカルシウム塩およびリン酸塩を反応させる温度としては通常０℃から１００℃の範囲で行うことが可能であり、或いは反応温度を０℃未満に下げて反応を行うことも可能である。但し、好ましい反応温度の範囲が存在し、−５〜６０℃の範囲の温度である場合が最も好ましく、この温度範囲において得られる第二リン酸カルシウム二水和物は、平板状の形態を有する結晶が選択的に得られる。−５℃未満の温度で反応を行う場合、反応系が部分的に凍結する場合があり、攪拌に支障をきたす場合がある。６０℃を超える温度で反応を行った場合、第二リン酸カルシウム二水和物とは別に第二リン酸カルシウム無水物である結晶型としてモネタイトと呼ばれる針状結晶が副成し、後者を後述するアルカリ処理を行った場合には、ヒドロキシアパタイトへの変換が非常に遅く、未反応のまま残存する場合があるため、本発明の目的の一つとする高純度のヒドロキシアパタイトを得ることが困難となる場合がある。本発明に於いては、第二リン酸カルシウム二水和物の結晶の形状は非常に重要であり、これが平板状である場合に於いてのみ本発明の効果が認められるものである。平板状結晶以外の形状のリン酸カルシウム塩が存在する場合には、後述するアルカリ処理を行っても該リン酸カルシウム塩の形状は変化せず、さらに、引き続くメディアミルによる湿式分散処理を行っても、得られるヒドロキシアパタイト微粒子分散物の分散安定性が悪いことが本発明により明らかとなった。即ち、本発明に於いて、メディアミルによる湿式分散処理を行った際に、分散安定性の良好であるヒドロキシアパタイト微粒子を得るのは、ヒドロキシアパタイトに変換する前の第二リン酸カルシウム二水和物の結晶の形状が平板状である場合に限られ、これ以外の従来技術の様々な方法で得られる、例えば６角柱状や球状や針状、或いは角形の結晶形状のヒドロキシアパタイトを用いて湿式分散処理を行っても、分散安定性の良好なヒドロキシアパタイト分散物が得られないことが判明したことが特徴である。
【００２５】
尚、本発明における平板状結晶とは、第二リン酸カルシウム二水和物の結晶のアスペクト比として、結晶の厚み方向の長さに対する結晶平面方向の対角線長さが４以上であることを意味する。平板状結晶の結晶平面方向の対角線長さは走査型電子顕微鏡による拡大写真からその大凡の平均値を求めることが出来るが、本発明において上記の第二リン酸カルシウム二水和物を生成する好ましい温度範囲に於いては１〜１００μｍの範囲である場合が好ましく、結晶のアスペクト比としては４〜２００の範囲にある場合が好ましい。
【００２６】
カルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液を用いて両者の混合を行う場合、三種類の方法で両者の混合を行うことが出来る。一つの方法として、カルシウム塩水溶液の中にリン酸塩水溶液を攪拌しながら加える方法であり、また別の方法として、これとは逆にリン酸塩水溶液の中にカルシウム塩水溶液を加える方法である。もしくは、両方の水溶液を同時に混合する方法も行うことが出来る。これらの方法における反応条件の違いは、カルシウム塩とリン酸塩が反応する際の、両者の濃度比に差が生じることである。最初の方法では、リン酸塩に対してカルシウム塩濃度が大過剰に存在する条件であり、二つ目の条件では逆にリン酸塩濃度が大過剰にある条件でカルシウム塩が添加されることになる。３番目の同時に混合する条件では両者の濃度比を任意の比率に調節することが可能である。
【００２７】
カルシウム塩水溶液およびリン酸塩水溶液を混合する際の反応系における各々の濃度については、実際的に操作を行う上での取り扱いやすさがあるのみで、特に決められた濃度の範囲で目的とする第二リン酸カルシウム塩を合成する必要はない。例えば、カルシウム塩水溶液の濃度は使用するカルシウム塩の飽和濃度以下で用いることが好ましく、水溶液からのカルシウム塩の析出を避けるため通常は９モル／リットルより低い濃度で用いることが好ましい。また、カルシウム塩濃度の下限についても特に制限はないが、製造単位当たりの収量を高めるためには濃度は高い方が好ましいことから、製造の便宜上０．１〜９モル／リットルの範囲でカルシウム塩水溶液の濃度を調節することが好ましく行われる。リン酸塩水溶液の濃度に関してもこれと全く同様で、製造に関する便宜上０．１〜９モル／リットルの範囲でリン酸塩水溶液の濃度を調節することが好ましく行われる。
【００２８】
上記の濃度範囲で調整されたカルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液は、先に述べた３種類の方法で互いに混合することが出来る。混合の速度は、例えばカルシウム塩水溶液中にリン酸塩水溶液を添加する場合には、カルシウム塩水溶液中に攪拌を行いながらリン酸塩水溶液を１０分〜３時間程度の範囲の時間をかけて徐々に添加することが好ましい。この時間より短時間に混合を行うと、析出する第二リン酸カルシウム塩が塊状となり精製が困難になる場合がある。また３時間を超えて長時間に亘り徐々に添加を行っても実際的なメリットはない。混合の方法として、リン酸塩水溶液中にカルシウム塩水溶液を添加する場合も同様に、カルシウム酸塩水溶液を１０分〜３時間程度の範囲の時間をかけて徐々に添加することが好ましい。カルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液を同時に混合する場合に於いては、これらの水溶液を、別の容器に直接混合しても良いし、或いは適当な容量の水中に攪拌を行いながら両者の溶液を同時に、或いは適当な間隔で添加を行っても良い。添加を開始してから混合が完了するまでの時間は１０分〜３時間程度の範囲の時間をかけて徐々に添加することが好ましい。
【００２９】
上記の反応を行う際には、反応系に於いてさらにｐＨを調整するために種々の酸、塩基などを加えて反応が生じている間、前述のように反応系のｐＨを４〜９の範囲に維持することも出来る。通常は前述のようなカルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液を用いて両者を混合して反応を行う場合にはｐＨは反応の進行に伴い酸性側に偏るが、特に制御しなくても上記の範囲内に維持される。しかしながら更に精密にｐＨを狭い範囲に留めることも好ましく行われ、特にトリス塩酸緩衝液などを用いてｐＨを調節することも好ましく行うことが出来る。その他、種々のアニオン性界面活性剤やノニオン性界面活性剤などの添加も行うことが出来る。また水溶性ポリマーとして種々のポリマーを添加して反応を行うことも出来るが、場合によっては反応により生成する第二リン酸カルシウム塩の結晶中にこれらの添加物が取り込まれる場合があり、生成物の純度が低下する場合がある。
【００３０】
生成した第二リン酸カルシウム二水和物は水溶液から析出して沈殿物を生じる。この際、生じた沈殿物を特に精製せずにそのまま次に述べるアルカリ処理を行っても良いが、純度の向上したヒドロキシアパタイトを得るためには、沈殿した第二リン酸カルシウム二水和物を濾過などの方法で分離し、さらにイオン交換水等で洗浄を行って精製することが好ましく行われる。また、精製した第二リン酸カルシウム二水和物は特に乾燥させることなく引き続き次のアルカリ処理を行うことが好ましく行われる。或いは室温程度の温度から更に低い温度で乾燥を行った後に引き続くアルカリ処理を行うことも好ましく行われる。しかしながら、第二リン酸カルシウム二水和物を室温以上の例えば９０℃以上の温度で乾燥を行うなどして熱履歴を与えた場合、結晶水を失って第二リン酸カルシウム無水物を生成したり、乾燥中に結晶同士が相互作用して凝集塊が生成するため、これを用いてアルカリ処理を行った場合に、ヒドロキシアパタイトへの変換が起こらない場合や、得られるヒドロキシアパタイトが凝集塊として生成し、メディアミルによる湿式分散処理を行っても微粒子の分散物の状態で得られない場合がある。従って、第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶を合成した後、高温乾燥などの熱履歴を与えずに引き続き該アルカリ処理を行うことが最も好ましい。
【００３１】
上記で得られた第二リン酸カルシウム二水和物を用いて、次にアルカリ処理することでヒドロキシアパタイトを得る方法について述べる。アルカリ処理時のｐＨは１２以上であることが必要であり、特にｐＨが１３を超える場合にヒドロキシアパタイトへの変換が促進されることから好ましい。逆に、ｐＨが１２未満である場合には、ヒドロキシアパタイトへの変換が完全には進行せず、生成物としてヒドロキシアパタイトと他のリン酸カルシウム塩との混合物が生成するため好ましくない。本発明に於いて使用するアルカリとは水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが特に好ましい。これらの水酸化物の添加する割合は、第二リン酸カルシウム二水和物１モルに対して、下記の反応式に基づいて０．６モル、もしくはこれを少し上回る割合で加えることが好ましく、０．６モルから２モルの割合でアルカリが加えられる場合が最も好ましい。
【００３２】
１０ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ  ＋  ６ＫＯＨ  →  Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２
＋  ２Ｋ２ＨＰＯ４  ＋  ２ＫＨ２ＰＯ４  ＋  ８Ｈ２Ｏ
【００３３】
上記のアルカリは水溶液の形で用いることが好ましく、０．１〜２０質量％の範囲で調整したアルカリ水溶液中に、先に得られた第二リン酸カルシウム二水和物を加えて加熱攪拌を行うことでヒドロキシアパタイトが得られる。この場合の加熱温度に関しては５０℃以上とすることが好ましく、５０〜１００℃の範囲で処理を行うことがより好ましい。処理温度を１００℃を超える温度で行うことも可能であり、処理に要する時間を短縮することも可能であるが、加圧して処理を行う必要があるため、特に迅速に処理を行う必要が無い限り処理温度を１００℃以上に高める必要はない。
【００３４】
アルカリ処理に際して、加熱を行う時間については数分間から２４時間の範囲であることが好ましく、第二リン酸カルシウム二水和物の結晶が小さい場合には比較的短時間の処理でヒドロキシアパタイトが得られるが、該結晶の大きさが相対的に大きい場合にはより長時間をかけてアルカリ処理を行った方が好ましい。最も好ましい処理時間は５分から５時間の範囲である。
【００３５】
上記のような条件でアルカリ処理を行って得られたヒドロキシアパタイトは濾過或いは遠心分離等の方法で分離され精製されることが好ましい。通常の方法で濾過を行い、濾取された固体を水洗することで精製されたヒドロキシアパタイトを固体で分離することが出来る。或いは、遠心分離器を使用してヒドロキシアパタイトの分散物を遠心沈降させ、沈降した固体を再度水に分散し、再び遠心分離を行うことで精製されたヒドロキシアパタイトの微粒子を固体で取り出すことが出来る。何れの方法によっても、水洗を行うことで高純度のヒドロキシアパタイトを簡便に分離することが可能である。
【００３６】
上記のアルカリ処理を行った後のヒドロキシアパタイトは乾燥して粉体として取り出し、これを保管して、適宜これから述べる湿式分散処理を行っても良いが、或いはヒドロキシアパタイトをアルカリ処理後の精製を経て、水を加えてスラリーとし、乾燥を行わずにこれを用いて下記の湿式分散処理を行っても良い。
【００３７】
本発明におけるメディアミルによる湿式分散処理とは、ヒドロキシアパタイトを導入した水中に於いて、通常ガラスビーズやアルミナビーズ、その他のセラミックビーズを加えて振盪や攪拌を行い、ヒドロキシアパタイト粒子と該ビーズが機械的に衝突し、微粉砕されることで微粒化を行う処理方法である。少量をバッチ方式で処理を行う場合には、ペイントコンディショナーを使用して数時間に亘る振盪を行うことで湿式分散処理を行うことが出来る。比較的多量の試料を用いて処理を行う場合には、ダイノミル等のメディア分散機を利用して、メディアとして１個当たりの平均直径が０．０１〜１０ｍｍの範囲にある、好ましくは０．１〜５ｍｍの範囲にあるセラミックビーズを用いたメディア分散機を複数台直列に配置して１パスで湿式分散処理を行っても良く、或いは１台のメディア分散機を用いて複数回処理を繰り返すことも好ましく行うことが出来る。
【００３８】
メディアミルを利用してヒドロキシアパタイトの湿式分散処理を行う場合に、使用するメディアはセラミックビーズを用いることが好ましい。特にヒドロキシアパタイトを分散する場合に、ビーズとヒドロキシアパタイトが接触してビーズが研磨されるなどしてビーズ由来の不純物がヒドロキシアパタイト分散物に混入することを防止することが特に好ましい。こうした目的で利用出来るセラミックビーズとして、具体的にはＺｒＯ、立方晶ジルコニア、イットリウム安定化ジルコニア、ジルコニア強化アルミナなどのジルコニアを含有するセラミックビーズや合成ダイヤモンド、窒化珪素ビーズなどを最も好ましく用いることが出来るが、これら以外にも、例えば、ガラスビーズ、アルミナビーズ、チタン酸ストロンチウムビーズ等のビーズを利用することも行われる。こうしたメディアを使用したメディア分散機を用いる湿式分散処理の条件は、通常行われる室温での処理であり、特に処理時間や温度等に関する制限は無い。また、パス回数については１回で十分である場合もあるが、２〜７回程度のパス回数で処理を行うことで、より粒子径分布が狭く、かつ分散安定性に優れたヒドロキシアパタイト微粒子の分散物が得られることから好ましく行うことが出来る。
【００３９】
本発明の目的の一つとする分散安定性の評価方法としては、後述する実施例に於いて示すように、２通りの方法を用いて評価を行った。一つの方法は、ヒドロキシアパタイト微粒子の分散物を室温にて静置した場合に、数日〜数週間に亘って凝集物や沈殿物の堆積が生ぜず、液中に於いて分散物が均一に分散した状態が保たれる場合においてのみ、分散安定性が良好と評価し、僅かでも凝集物や沈殿物の堆積が目視で観察された場合には分散安定性は不良であると評価を行った。もう一つの方法として、ヒドロキシアパタイト分散物を作製した直後と、２週間を経た経時後のヒドロキシアパタイト微粒子の分散物を用いて、それらを透明ポリエステルフィルム表面に塗布、乾燥を行いヒドロキシアパタイトからなる塗布層を形成した場合の、フィルムの透明性をヘイズ値の測定を行うことで双方比較し、定量的に評価を行う方法を行った。このようにして得られた分散直後と経時後の両方による塗布層の透明性が良好で、双方ともヘイズ値として１０％未満である場合、ヒドロキシアパタイト微粒子分散物の分散粒子が均一な大きさを保つことから透明性の良好な塗布層が形成されるが、分散直後または／および経時後にヘイズ値が１０％以上である場合には、該分散物には粗大粒子が含まれており、これによる塗布層の拡散光の割合が増加することから、分散安定性が不良であると判定を行った。本発明のヒドロキシアパタイト微粒子の製造方法により得られるヒドロキシアパタイト微粒子の分散物は、以上の方法で評価した場合に分散安定性が良好であることが特徴の一つである。
【００４０】
前記の湿式分散処理を行って得られたヒドロキシアパタイト微粒子の分散物は、ｐＨが７〜１２の範囲であることが好ましい。この範囲を下回るｐＨである場合にはヒドロキシアパタイト微粒子が溶解し、分散状態が不安定になる場合がある。また、上記のｐＨ範囲を上回る場合には、ヒドロキシアパタイト以外のアルカリが多量に存在することになり、本発明の目的とする高純度のヒドロキシアパタイト微粒子の分散物を得ることに合致しない場合がある。ｐＨを７〜１２の範囲に調整するために微量の酸またはアルカリを加えることは好ましく行われる。特にリン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム等とリン酸を混合した種々のｐＨに調整したリン酸緩衝液、或いはトリスバッファー液、ＨＥＰＥＳバッファー等の公知の各種緩衝溶液をヒドロキシアパタイトに対して１〜１０質量％を上回らない割合で添加することも分散液のｐＨを安定に保つ目的で好ましく行うことが出来る。
【００４１】
後述する実施例に於いて示すように、上記の湿式分散処理の結果、得られるヒドロキシアパタイト微粒子の大きさとして、走査型電子顕微鏡観察から判別される一次粒子の大きさとして、１０〜１００ｎｍの範囲にある、米粒状もしくは紡錘状微粒子であることが本発明の特徴である。湿式分散後のヒドロキシアパタイト微粒子は、分散液を乾燥することで微粒子の粉体として取り出すことが出来る。或いは、分散物にアルコール等の有機溶媒を添加することで分散物が凝集し、これを濾過により分離することで固形物として取り出すことが出来る。このようにして取り出したヒドロキシアパタイト粉体をＸ線回折測定を行い、結晶子の大きさを求めることが出来る。Ｘ線回折による結晶子の大きさｔは、測定した任意の回折スペクトルのピークに対して次式で定義される。
【００４２】
【数１】
2013203563.tif 000002
【００４３】
ここで、λはＸ線の波長（Ａ），Ｂはピークの半値幅、θはブラッグ角を表す。また上式でＢは下式で定義される値である。
【００４４】
【数２】
2013203563.tif 000003
【００４５】
上式で、ＢＭは対象とする物質の半値幅を表し、ＢＳは標準試料の半値幅を表す。ＢＳとしては十分に結晶が成長した結晶子の大きさが測定試料に対して十分に大きい試料に対して求められるピーク半値幅である。
【００４６】
本発明により得られる湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の一次粒子とは走査型電子顕微鏡で観察して識別される最小単位の粒子の大きさであり、結晶子の大きさとは上式で計算される値を表す。これらの値は後述する実施例に於いて示すように１０〜１００ｎｍの範囲にあることが本発明の特徴である。
【００４７】
本発明により得られるヒドロキシアパタイト微粒子の特徴として、ヒドロキシアパタイト微粒子を構成する結晶が異方性を示すことであり、具体的には結晶のｃ軸方向の配向性がａ軸方向の配向性より顕著に現れることである。即ち、広角Ｘ線回折において２θ＝２６度付近の（００２）面の回折ピーク強度が、２θ＝３３度付近の（３００）面による回折ピーク強度より強く現れることで明確に分かる。後述する実施例および比較例に於いて示すように、種々の従来技術を利用して得られるヒドロキシアパタイト結晶は（３００）面で代表されるａ軸方向、即ちａ面方向の成長が顕著であり、ｃ軸方向の配向性を示す（００２）面からの回折ピークより強く現れるが、本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子はこれらとは異なり、ｃ軸方向の配向性がより顕著であることが大きな特徴である。こうした配向性を定量的に議論するためには各々のピーク強度比を数値化して議論する必要があるが、本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子の特徴の一つとして、後述するように、（３００）面からの回折ピークが（１１２）面からの回折ピークと明確に分離しないために各々のピーク強度を数値的に表せないことがある。そのため、（３００）面からの回折ピークに代えて、２θ＝４０度付近の（３１０）面からの回折ピークの強度を基準に取り、これと２θ＝２６度付近の（００２）面の回折ピーク強度との比を比較することで、ｃ軸方向の配向性を比較することが出来る。このような比較を行った場合、本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子の特徴の一つとして、２θ＝４０度付近の（３１０）面による回折ピーク強度に対する、２θ＝２６度付近の（００２）面の回折ピーク強度比が１．９〜６の範囲にあるＸ線回折パターンを示すことが挙げられる。様々な従来技術に於いて得られるヒドロキシアパタイト結晶においては、後述する比較例のＸ線回折パターンを見ても分かるように、両者の比率は（００２）／（３１０）＝１．９より小さく、１．５〜１．７付近にある。一方で、後述する実施例に於いて明らかにするように、本発明により得られるヒドロキシアパタイトはこの比が１．９〜６の範囲にあることが特徴である。興味深い事実は、生体系における骨はヒドロキシアパタイト結晶が長軸方向に配向することで強度を発揮していることが知られており、この比が１０を超えることもある。従って、本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子は生体骨におけるヒドロキシアパタイトにより近い異方性を有することが特徴の一つである。
【００４８】
さらにＸ線回折パターンに於いて認められる顕著な特徴は、本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子は広角Ｘ線回折において、（１１２）面による回折ピークが（２１１）面および（３００）面からの回折ピークと分離せず、後者２つの回折ピークが（１１２）面からの回折ピークの片部に付属して現れるＸ線回折パターンを示すことが特徴の一つである。ここで、回折ピークが分離していないと言うのは、各々の回折ピークの半値幅が明確に求められない場合を意味し、各々の回折ピークが重なり合ってベースラインからの個々のピークの強度が分離出来ない場合を意味する。このことは、これらの結晶面の成長が明瞭に発達せず、結晶性が相対的に低いことを意味する。後述する実施例に於いて示す比較標準試料のＸ線回折パターンを見ても分かるように、従来の様々な方法で得られるヒドロキシアパタイト結晶はこれらの結晶面が明瞭に発達して各々の回折ピークが明瞭に分離しており、結晶性がより高いことが分かる。本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子は、上記のような回折パターンを示すことが特徴の一つである。
【００４９】
本発明に於いて、ヒドロキシアパタイト微粒子は水中に於いて前記の一次粒子が複数個会合して二次粒子の分散物を形成するが、水中での分散物における二次粒子分散物の大きさとして体積平均粒子径が０．５〜６μｍの範囲にあることが、本発明により得られるヒドロキシアパタイト微粒子の特徴である。なお、本発明における二次粒子の大きさとは、光散乱回折式粒度分布計を使用して求められる体積平均粒子径であり、平均値としてメジアン径を挙げている。
【００５０】
本発明で得られるヒドロキシアパタイト微粒子は単独で粉体或いは分散物として用いることが出来るが、或いはこれに様々な素材を組み合わせて使用することも好ましく行われる。特に、生分解性ポリマーとしてコラーゲン、アテロコラーゲン、ゼラチンなどの水溶性高分子と混合して用いることが好ましく行われる。或いはポリ乳酸、ポリグリコール酸等の水不溶性ポリマーであっても上記の方法を用いて有機溶剤中で混合して用いることも好ましく行うことが出来る。
【実施例】
【００５１】
以下に実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の百分率は断りのない限り質量基準である。
【００５２】
（実施例１）
１リットルフラスコ内に塩化カルシウム２水和物７３．５グラムを取り、水に溶解して全体を５００グラムに調整した。フラスコを水浴上に移し、内温を３０℃に調整した。これに、滴下漏斗を使用して、リン酸水素二アンモニウム６６グラムを水１３４グラムに溶解した溶液を１時間に亘って上記塩化カルシウム水溶液中に激しく攪拌を行いながら滴下した（反応温度は３０℃）。反応系のｐＨは特に調節を行わずとも５．０付近で反応を通して安定していた。滴下終了後、さらに３０分攪拌を行い、次いでガラスフィルターを使用して吸引濾過を行った。フィルター上の結晶はイオン交換水で十分に洗浄を行った。結晶の一部を取り出し、広角Ｘ線回折測定により解析を行った結果、第二リン酸カルシウム二水和物の回折パターンと完全に一致し、それ以外のピークは認められなかった。また、光学顕微鏡観察および走査型電子顕微鏡観察により結晶の観察を行ったところ、結晶平面の対角線の長さがほぼ７μｍで厚みが大凡０．５μｍである平板状結晶（アスペクト比約１４）であった。
【００５３】
上記で得られた第二リン酸カルシウム二水和物の結晶を洗浄後直ちに１リットルフラスコ内に移し、イオン交換水４００グラムを加えて室温にある油浴上に移して攪拌を行った。これに、水酸化ナトリウムの粒状ペレット１８グラムを添加し、添加後３０分をかけて内温を９５℃に上昇し、この温度で３０分間攪拌を行った。この際の反応系のｐＨは１３．５であった。その後、フラスコを油浴上から移して室温下で静置した。内温が十分に低下した後、グラスフィルターを使用して吸引濾過を行い、イオン交換水で繰り返しフィルター上の結晶を洗浄し、７０℃に調節した乾燥器内で乾燥した。結晶の一部を取り出し、走査型電子顕微鏡で観察を行った。図１は、実施例１の第二リン酸カルシウム二水和物をアルカリ処理して得られた結晶の湿式分散処理前の拡大図である。（ａ）は拡大倍率１万倍で、図中のスケールは５μｍを表す。（ｂ）は倍率１０万倍で図中のスケールは５００ｎｍを表す。この結果から、本発明で得られたヒドロキシアパタイト微粒子は、第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶をテンプレートとして、アルカリ処理により規則的な配列を以て平板状に形成されることが分かった。さらに結晶表面を拡大してみると、表面全体が棒状の微粒子で覆われており、棒状の微粒子の長軸方向の長さは大凡５０ｎｍ付近であり、短軸側の長さは大凡１７ｎｍ程度であった。さらに、広角Ｘ線回折測定により解析を行った結果、ヒドロキシアパタイトの回折パターンと完全に一致し、それ以外のピークは認められなかった。
【００５４】
次に、上記で得られたヒドロキシアパタイト結晶を用いて以下のようにしてメディアミルによる湿式分散処理を行った。即ち、ヒドロキシアパタイト結晶１０グラムを０．２リットルのポリプロピレン容器に移し、これにイオン交換水９０グラムおよび粒径０．３ｍｍのジルコニアビーズを６０グラム加えて密閉し、ペイントコンディショナーを使用して３時間振盪処理を行った。この際に、分散処理直前の混合液のｐＨは９．５であり、分散後の液のｐＨは１０．５であった。その後、濾布を使用して分散液からジルコニアビーズを分離した。得られた分散液を用いて以下のようにして評価を行った。
【００５５】
最初に分散安定性に関する評価を行った。本文中に記載したように、分散安定性の評価として静置安定性とフィルムに塗布膜を形成した場合のヘイズ値の両方を評価した。静置安定性に関しては、上記で得られた分散液を１週間室温で放置したところ、液最上面において２ｍｍ程度の上澄みが観察されたが、底部には沈殿物は全く観察されず、良好な静置安定性を示した。さらに、上記の分散液を分散直後と作製後２週間を経た状態でそれぞれフィルム表面にドクトルバー（市販されるＮｏ．１２のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり２４グラムの塗布量を設定）を使用して塗布を行い、乾燥したところ、双方ともほぼ完全に透明な被膜が得られた。これをヘイズメーターにより測定を行ったところ双方ともヘイズ値が５％である結果を得た。従って、２週間の経時を経ても分散状態は安定で、粗大粒子の発生や凝集物の発生は認められない結果であった。
【００５６】
上記で得られた分散液を用いて、分散しているヒドロキシアパタイト微粒子の大きさを測定するために、光散乱回折式粒度分布計（堀場製作所製粒度分布測定装置ＬＡ−９２０）を使用して測定した。この方法で測定されるのはヒドロキシアパタイト微粒子として水中で分散している二次粒子の大きさである。図２は実施例１で得られたヒドロキシアパタイト微粒子分散液の光散乱回折式粒度分布計による測定結果である。測定して求められた体積平均粒子径は１．５μｍであった。
【００５７】
分散液を希釈してスライドグラス上に滴下し、乾燥させた試料を用いて、走査型電子顕微鏡によりヒドロキシアパタイト微粒子の観察を行った。図３は実施例１で得られたヒドロキシアパタイト微粒子の走査型電子顕微鏡による拡大図である。倍率は１０万倍で、図中のスケールは５００ｎｍを表す。先の図１（ｂ）と比較すると、湿式分散処理を行ったヒドロキシアパタイト微粒子の大きさと形状は、単にアルカリ処理を行っただけの図１の場合と大きく異なり、粒子の短軸側の大きさが増大しており、図１の細長い棒状微粒子がやや丸みを帯びた米粒状の楕円形粒子に変化していることが分かった。図から見積もることの出来る湿式分散処理後のヒドロキシアパタイトの一次粒子の大きさは長軸の長さが大凡４０ｎｍで、短軸側の長さが大凡３０ｎｍであった。
【００５８】
上記の分散液を一部取り出し、エバポレータを使用して乾燥させ、ヒドロキシアパタイト微粒子を取り出した。これを用いて広角Ｘ線回折測定を行った。図４は実施例１で得られた湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の広角Ｘ線回折パターンであり、図５は、市販される試薬品であるヒドロキシアパタイトの広角Ｘ線回折パターンである。図５においてブラッグ角２θ＝３１．８度に（２１１）面からの回折ピークが最大の強度比で観察され、その次に３２．２度に（１１２）面、３２．９度に（３００）面からの回折ピークが明瞭に分離して現れている。これと比較して、図４においては、これら３本に相当する回折ピークが重なり合って観察され、ピークの分離が悪いことが明確に分かった。さらには、各々のピークにおける半値幅が図４においては図５との比較に於いて半値幅が広がっており、さらにＸ線回折強度自体も図４の方が相対的に小さな値になっている。これらの測定結果は、本発明で得られたヒドロキシアパタイトの結晶性が、比較とする試薬品より低下しており、結晶子の大きさも小さいことを示唆している。具体的に結晶子の大きさを見積もるため、図４および図５においてブラッグ角２θ＝２６度付近の回折ピークである（００２）面からの回折ピークに着目し、このピークの半値幅を測定したところ、図４では０．３５度であり、図５では０．１４度であった。試薬品の結晶性が非常に高く、結晶の大きさが本発明のヒドロキシアパタイトと比較すると極めて大きいことから、試薬品の結晶子の大きさを無限大と仮定した場合の本発明品である図４の結晶子の大きさは２６ｎｍと計算された。
【００５９】
さらに、図４においては、ブラッグ角３３度付近に現れる（３００）面からのピーク強度に対してブラッグ角２６度付近の（００２）面からのピーク強度が強く現れているが、図５においては両者の強度比が逆転していることが明確に分かった。加えて、ブラッグ角４０度付近の回折ピークである（３１０）面からのピークに対する（００２）面からのピーク強度比は（００２）／（３１０）＝２．１であった。一方、図５においてはこの値は１．６と明確に低い値を示した。
【００６０】
（比較例１）
比較例１として、特許文献２に記載される方法でヒドロキシアパタイトを合成した。即ち、容量０．２５リットルのポリプロピレン容器にこれに第二リン酸カルシウム二水和物１８グラム、炭酸カルシウム粉末７グラム、イオン交換水１００グラムおよび粒径０．３ｍｍのジルコニアビーズを９０グラム加えて密閉し、ペイントコンディショナーを使用して１時間振盪処理を行った。得られた分散液を濾過して取り出し、１００℃の乾燥器内で乾燥を行った後、電気炉を使用して９００℃で１時間焼成を行った後、冷却して再びペイントコンディショナーを使用して、実施例１と同様にして湿式分散処理を行った。分散液の一部を取り出して乾燥させ、実施例１と同様にして広角Ｘ線回折パターンを測定した。図６は比較例１で得られたヒドロキシアパタイトの広角Ｘ線回折パターンを示す。図６において（００２）面からの回折ピークの半値幅は０．２２度であり、これから求めた結晶子の大きさは５１ｎｍであり、実施例１のヒドロキシアパタイトの結晶子の大きさを大きく上回る結果であった。さらに、ブラッグ角２θ＝３１．８度に（２１１）面からの回折ピークが最大の強度比で観察され、その次に３２．２度に（１１２）面、３２．９度に（３００）面からの回折ピークが明瞭に分離して現れていることが分かった。比較例１の試料については（３００）面のピーク強度より（００２）面からのピーク強度が小さく現れることが分かった。さらに、（３１０）面からのピークに対する（００２）面からのピーク強度比は１．４であり、実施例１の結果より明確に小さな数値を示した。以上の結果から、実施例１により得られたヒドロキシアパタイトは結晶子の大きさが５０ｎｍ以下であるのに対し、試薬品や比較例１では５０ｎｍ以上の値を示し、（２１１）面、（１１２）面および（３００）面からの回折ピークが重なり合い、さらに（００２）／（３１０）ピーク強度比が１．９より小さな数値を示していることが分かった。
【００６１】
実施例１と同様にして分散安定性に関する評価を行った。静置安定性に関しては、上記で得られた分散液を室温で放置したところ、１時間程度で沈降が進み、液最上面において１０ｍｍ程度の上澄みが観察され、底部に沈殿物が認められた。さらに、上記の分散液を分散直後と作製後２週間を経た状態でそれぞれフィルム表面にドクトルバー（市販されるＮｏ．１２のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり２４グラムの塗布量を設定）を使用して塗布を行い、乾燥したところ、分散直後と２週間経時後の分散液を塗布した試料の双方とも表面がざらついており粗大粒子が多数混在していることが分かった。これをヘイズメーターにより測定を行ったところヘイズ値が分散直後３５％、２週間経時後で４０％である結果を得た。以上の結果より、比較例１で得られたヒドロキシアパタイトは分散安定性に劣る結果であった。
【００６２】
（比較例２）
比較例２として、特許文献８に記載される方法でヒドロキシアパタイトを合成した。即ち、水酸化カルシウムを水に懸濁した水性スラリーに、激しく攪拌を行いながら３０℃の内温においてリン酸水溶液を徐々に添加し、水酸化カルシウムに対するリン酸の割合が、ＣａＯ／Ｐ２Ｏ５換算の重量比で１．３４になるよう加えた。反応終了後の水性スラリーを１００℃の乾燥器内で乾燥を行った後、電気炉を使用して９００℃で１時間焼成を行った。得られた粉体をペイントコンディショナーを使用して、実施例１と同様にして湿式分散処理を行った。分散液の一部を取り出して乾燥させ、実施例１と同様にして広角Ｘ線回折パターンを測定した。図７は比較例２で得られたヒドロキシアパタイトの広角Ｘ線回折パターンを示す。図７において（００２）面からの回折ピークの半値幅は０．１７度であり、これから求めた結晶子の大きさは９０ｎｍであり、実施例１のヒドロキシアパタイトの結晶子の大きさを大きく上回る結果であった。さらに、ブラッグ角２θ＝３１．８度に（２１１）面からの回折ピークが最大の強度比で観察され、その次に３２．２度に（１１２）面、３２．９度に（３００）面からの回折ピークが明瞭に分離して現れていることが分かった。比較例２の試料については（３００）面のピーク強度より（００２）面からのピーク強度が小さく現れることが分かった。さらに、（３１０）面からのピークに対する（００２）面からのピーク強度比は１．２であり、実施例１の結果より明確に小さな数値を示した。以上の結果から、実施例１により得られたヒドロキシアパタイトは結晶子の大きさが５０ｎｍ以下であるのに対し、本比較例２では５０ｎｍ以上の値を示し、（２１１）面、（１１２）面および（３００）面からの回折ピークが重なり合い、さらに（００２）／（３１０）ピーク強度比が１．９より小さな数値を示していることが分かった。
【００６３】
さらに、比較例２においても実施例１と同様にして分散安定性に関する評価を行った。静置安定性に関しては、上記で得られた分散液を室温で放置したところ、１時間程度で沈降が進み、液最上面において１０ｍｍ程度の上澄みが観察され、底部に沈殿物が認められた。さらに、上記の分散液を分散直後と作製後２週間を経た状態でそれぞれフィルム表面にドクトルバー（市販されるＮｏ．１２のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり２４グラムの塗布量を設定）を使用して塗布を行い、乾燥したところ、分散直後と２週間経時後の分散液を塗布した試料の双方とも表面がざらついており粗大粒子が多数混在していることが分かった。これをヘイズメーターにより測定を行ったところヘイズ値が分散直後３０％、２週間経時後で４０％である結果を得た。以上の結果より、比較例２で得られたヒドロキシアパタイトは分散安定性に劣る結果であった。
【００６４】
（実施例２）
実施例１において塩化カルシウム水溶液中にリン酸水素二アンモニウム水溶液を加える際の反応温度を５０℃に調節した以外は同様にして第二リン酸カルシウム二水和物平板状結晶を作製し、さらに実施例１と同様にしてアルカリ処理およびメディアミルによる湿式分散処理を行うことでヒドロキシアパタイト微粒子分散物を作製した。分散安定性に関する評価として、静置安定性に関しては、得られた分散液を１週間室温で放置したところ、液最上面において２ｍｍ程度の上澄みが観察されたが、底部には沈殿物は全く観察されず、良好な静置安定性を示した。さらに、上記の分散液を分散直後と作製後２週間を経た状態でそれぞれフィルム表面にドクトルバー（市販されるＮｏ．１２のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり２４グラムの塗布量を設定）を使用して塗布を行い、乾燥したところ、双方ともほぼ完全に透明な被膜が得られた。これをヘイズメーターにより測定を行ったところ双方ともヘイズ値が６％である結果を得た。従って、２週間の経時を経ても分散状態は安定で、粗大粒子の発生や凝集物の発生は認められない結果であった。さらに上記で得られた分散液を用いて、分散しているヒドロキシアパタイト微粒子の大きさを測定するために、光散乱回折式粒度分布計を使用して測定した結果、体積平均粒子径は１．１μｍであった。また、上記の分散液を一部取り出し、エバポレータを使用して乾燥させ、ヒドロキシアパタイト微粒子を取り出した。これを用いて広角Ｘ線回折測定を行った。図８は実施例２で得られた湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の広角Ｘ線回折パターンである。図８において（００２）面からの回折ピークの半値幅は０．３２度であり、これより計算した結晶子の大きさは３０ｎｍであった。また（００２）／（３１０）ピーク強度比は４．２であった。その他の回折ピークの特徴は実施例１で得られた図４に見られる特徴と一致した。また、ヒドロキシアパタイト分散液を希釈してスライドグラス上に滴下し、乾燥させた試料を用いて、走査型電子顕微鏡によりヒドロキシアパタイト微粒子の観察を行った結果、実施例１と同様な観察画像を得、同様な大きさ、形状のヒドロキシアパタイト微粒子が生成していることを確認した。
【００６５】
（比較例３）
実施例１において、アルカリ処理を行い、湿式分散処理を行う前のヒドロキシアパタイトを用いて、これを水に分散させ、超音波分散機を使用して分散を行ったが、分散液中の粒子は直ちに沈降し、安定な分散液は作製出来なかった。続いて、高速剪断分散機（特殊機化工業（株）製、ＴＫホモディスパーＬ型）を使用して回転速度２０００ｒｐｍで３０分間処理を行ったが、同じく安定な分散液は作製出来なかった。図９は比較例３において得られたヒドロキシアパタイト分散液の光散乱回折式粒度分布計による測定結果である。測定して求められた体積平均粒子径は７．０μｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の製造方法により得られるヒドロキシアパタイト微粒子およびその分散物は適度な結晶性を有することから、例えば再生医療用途として骨や歯の修復材料として利用可能であり、これと各種高分子素材を組み合わせて作製した複合材料としてシート状材料やフィルムコーティング材料として利用することが可能である。さらに、遺伝子組み換えに利用されるＤＮＡを担持させたベクターとしての用途や、吸着剤やクロマト用担体、イオン交換材、触媒、抗菌剤等の用途およびプラスチックフィルム成形の際の造核剤としての用途にも利用が可能である。
【図１】
2013203563.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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【図６】
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【図７】
2013203563.tif 000010
【図８】
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【図９】
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