JP2009137792A - Calcium phosphate based spherocrystal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体親和材料、特異原子・分子吸着材料、物性測定用標準材料等に用いることが可能なリン酸カルシウム系球晶およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a calcium phosphate spherulite that can be used as a biocompatible material, a specific atom / molecule adsorbing material, a standard material for measuring physical properties, and the like, and a method for producing the same.
従来より,リン酸カルシウム系材料は生体親和材料,吸着材料あるいは物性測定用標準材料などに用いられている。また,リン酸カルシウム系結晶の製造方法としては溶液法や焼成法等が提案されている。 Conventionally, calcium phosphate materials have been used as biocompatible materials, adsorbent materials, or standard materials for measuring physical properties. In addition, as a method for producing calcium phosphate crystals, a solution method, a firing method, and the like have been proposed.
溶液法では、例えばリン酸とカルシウム化合物との水懸濁液中から結晶を析出させることにより、鱗片状結晶や柱状結晶が得られることが知られている(特許文献1)。また、リン酸カルシウム系結晶の一種であるリン酸アパタイトの製造方法として、界面活性剤−水−無極性有機液体系、または界面活性剤−水−アルカノール無極性有機液体系W/Oマイクロエマルジョン相に、Ca(NO3)2/アンモニア水溶液および(NH4)2HPO4/アンモニア水溶液をそれぞれ可溶化させ、これら可溶化液を混合することにより球状アパタイト微粒子を製造する方法が知られている(特許文献2)。 In the solution method, for example, it is known that a scaly crystal or a columnar crystal can be obtained by precipitating a crystal from an aqueous suspension of phosphoric acid and a calcium compound (Patent Document 1). In addition, as a method for producing phosphate apatite which is a kind of calcium phosphate crystal, surfactant-water-nonpolar organic liquid system or surfactant-water-alkanol nonpolar organic liquid system W / O microemulsion phase is used. A method for producing spherical apatite fine particles by solubilizing Ca (NO 3 ) 2 / ammonia aqueous solution and (NH 4 ) 2 HPO 4 / ammonia aqueous solution and mixing these solubilized solutions is known (Patent Literature). 2).
しかしながら、上記の溶液法では結晶の成長速度が速いため、結晶成長や粒径の制御が困難であり、結晶性が低下するという問題があった。溶液を攪拌することにより反応させるため、結晶成長過程において核が発生したり、結晶同士の衝突により結晶が破壊するという不具合が生じ、品質が低下するという問題もあった。また、この方法では高品質な繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合ったリン酸カルシウム系球晶を作製することはできない。 However, since the above-mentioned solution method has a high crystal growth rate, it is difficult to control crystal growth and particle size, and there is a problem that crystallinity is lowered. Since the solution is reacted by stirring, there is a problem that nuclei are generated in the crystal growth process, and the crystal is broken due to collision between the crystals, resulting in a decrease in quality. In addition, this method cannot produce calcium phosphate spherulites in which high-quality fibrous crystals are intertwined in an extremely complicated manner.
一方、リン酸カルシウム系結晶の原料粉末を焼成して結晶を生成する焼成法では、長時間焼成を行うと結晶粒が粗大化するため機械的強度が低下するなどの問題があり、この方法においても高品質な結晶を得ることは困難である。また、高温で焼成するため無水物の結晶しか得られないという問題もある。さらに、結晶粒の粗大化を抑制するために、放電プラズマを用いて短時間で焼成する方法が特許文献3に開示されているが、この方法においても結晶成長の制御は十分ではなく、繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合ったリン酸カルシウム系球晶を作製することもできない。 On the other hand, the firing method in which the raw material powder of the calcium phosphate crystal is fired to produce crystals has a problem that, when fired for a long time, the crystal grains become coarse and the mechanical strength decreases. It is difficult to obtain quality crystals. Another problem is that only an anhydride crystal can be obtained because it is fired at a high temperature. Furthermore, in order to suppress the coarsening of the crystal grains, a method of firing in a short time using discharge plasma is disclosed in Patent Document 3, but even in this method, control of crystal growth is not sufficient, and the fibrous shape It is also impossible to produce calcium phosphate-based spherulites in which crystals are intricately intertwined.
また、水熱法によりa、b軸方向に成長した板状アパタイト(特許文献4)やa面を優先的に成長させた板状アパタイト(特許文献5)も知られているが、結晶の育成期間が極めて長いため工業化に適さなく、装置が高価であるという問題がある。さらに、副生成物が生成する場合があるため、純粋な結晶を得ることは困難である。この方法でも繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合ったリン酸カルシウム系球晶を作製することはできない。 Also known are plate-like apatite (Patent Document 4) grown in the a- and b-axis directions by the hydrothermal method and plate-like apatite (Patent Document 5) in which the a-plane is preferentially grown. Since the period is extremely long, it is not suitable for industrialization and there is a problem that the apparatus is expensive. Furthermore, since by-products may be generated, it is difficult to obtain pure crystals. Even with this method, calcium phosphate spherulites in which fibrous crystals are intertwined in a very complicated manner cannot be produced.
さらにまた、上記溶液法においては結晶の析出後に焼成を行う場合が多く、上記いずれの方法においても反応条件として高温または高エネルギーを必要とするという問題がある。また、従来の溶液法および焼成法では結晶成長の制御が難しいことから、繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合ったリン酸カルシウム系球晶を製造することは困難であった。 Furthermore, in the above solution method, firing is often performed after precipitation of crystals, and any of the above methods has a problem that a high temperature or high energy is required as a reaction condition. Further, since it is difficult to control crystal growth by the conventional solution method and firing method, it has been difficult to produce calcium phosphate spherulites in which fibrous crystals are intertwined in an extremely complicated manner.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合ったリン酸カルシウム系球晶、およびこのようなリン酸カルシウム系球晶を容易に製造することが可能な製造方法を提供することを主目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a calcium phosphate-based spherulite in which fibrous crystals are extremely intertwined, and a production method capable of easily manufacturing such a calcium phosphate-based spherulite. The main purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明は、特定の伸長方向を有する繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合うことで多孔質体を形成する自形をもつことを特徴とするリン酸カルシウム系球晶を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a calcium phosphate spherulite characterized by having a self-form that forms a porous body by intricately intertwining fibrous crystals having a specific elongation direction. .
従来は,多孔性が乏しいものの,化学組成や結晶構造に起因する物性の良さから,リン酸カルシウム系材料が,生体材料,細胞培養基材あるいは吸着材料として利用されてきた。しかしながら,本発明によれば、リン酸カルシウム系球晶が多数の繊維状結晶からなる球晶であるので、従来材料に比べ,例えば生体材料や細胞培養基材等として使用する際には生体や細胞との親和性がよく、生体物質の成長に有利に作用することが期待できる。また、さまざまな物質を担持あるいは吸着する基材として使用することにも適することが期待できる。 Conventionally, calcium phosphate-based materials have been used as biomaterials, cell culture substrates, or adsorbing materials because of their poor physical properties due to their chemical composition and crystal structure, although they are poorly porous. However, according to the present invention, since the calcium phosphate spherulite is a spherulite composed of a large number of fibrous crystals, compared with conventional materials, for example, when used as a biomaterial or a cell culture substrate, It can be expected to have an advantageous effect on the growth of biological materials. It can also be expected to be suitable for use as a substrate that supports or adsorbs various substances.
また本発明のリン酸カルシウム系球晶は、繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合って形成する多孔質体であって、球晶が単独であるか、あるいは複数の球晶が結合した複合体であることが好ましい。本発明のリン酸カルシウム系球晶が多孔質体を形成することから、種々の用途に用いることが可能となるからである。 The calcium phosphate spherulite of the present invention is a porous body formed by entanglement of fibrous crystals in an extremely complicated manner, and the spherulite may be a single substance or a complex in which a plurality of spherulites are combined. preferable. This is because the calcium phosphate spherulites of the present invention form a porous body and can be used for various applications.
さらに本発明のリン酸カルシウム系球晶は、下記化学組成式(1)〜(8)で表される結晶であることが好ましい。 Furthermore, the calcium phosphate spherulites of the present invention are preferably crystals represented by the following chemical composition formulas (1) to (8).
Ca8H2(PO4)6・5H2O (1)
Ca10(OH)2(PO4)6 (2)
Ca10Cl2(PO4)6 (3)
Ca10F2(PO4)6 (4)
CaHPO4 (5)
CaHPO4・2H2O (6)
Ca3(PO4)2 (7)
Ca3(PO4)2・xH2O (8)
Ca 8 H 2 (PO 4) 6 · 5H 2 O (1)
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CaHPO 4 (5)
CaHPO 4 · 2H 2 O (6 )
Ca 3 (PO 4 ) 2 (7)
Ca 3 (PO 4 ) 2 xH 2 O (8)
本発明はまた、ゲル法により、繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合うことで多孔質体を形成するリン酸カルシウム系球晶を製造することを特徴とするリン酸カルシウム系球晶の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing a calcium phosphate spherulite characterized by producing a calcium phosphate spherulite that forms a porous body by intricately intertwining fibrous crystals by a gel method.
ゲル法では、反応溶液がゲル中に徐々に拡散することにより結晶を育成することから、結晶成長速度をゲルマトリックス密度により制御することができ、純度が高く結晶性の良好な結晶を製造することができる。また、反応場がゲル中であることから、結晶同士の衝突による結晶の破壊を抑制することができ、高品質の結晶を製造することが可能となる。さらに、用いるゲルマトリックスの密度や厚さを調節することにより、ゲル中での反応溶液の拡散透過速度を制御することができ、ゲル中での反応速度を制御することが可能となり、結晶成長および粒径の制御だけでなく、結晶の形状等も制御することができるという効果も期待できる。また、ゲル法では低温条件で結晶を育成することができ、結晶成長の制御が可能であることから、欠陥の少ないリン酸カルシウム系結晶を製造することができる。 In the gel method, crystals grow by the reaction solution gradually diffusing into the gel, so the crystal growth rate can be controlled by the gel matrix density, and crystals with high purity and good crystallinity can be produced. Can do. Further, since the reaction field is in the gel, it is possible to suppress the destruction of the crystal due to the collision between the crystals, and it is possible to produce a high quality crystal. Furthermore, by adjusting the density and thickness of the gel matrix to be used, the diffusion permeation rate of the reaction solution in the gel can be controlled, the reaction rate in the gel can be controlled, crystal growth and In addition to controlling the particle size, the effect of controlling the crystal shape and the like can also be expected. In the gel method, crystals can be grown under low-temperature conditions, and crystal growth can be controlled, so that calcium phosphate crystals with few defects can be produced.
また本発明においては、上記リン酸カルシウム系球晶が、下記化学組成式(1)〜(8)で表されるリン酸カルシウム化合物の結晶であることが好ましい。 In the present invention, the calcium phosphate spherulites are preferably crystals of a calcium phosphate compound represented by the following chemical composition formulas (1) to (8).
Ca8H2(PO4)6・5H2O (1)
Ca10(OH)2(PO4)6 (2)
Ca10Cl2(PO4)6 (3)
Ca10F2(PO4)6 (4)
CaHPO4 (5)
CaHPO4・2H2O(6)
Ca3(PO4)2 (7)
Ca3(PO4)2・xH2O(8)
Ca 8 H 2 (PO 4) 6 · 5H 2 O (1)
Ca 10 (OH) 2 (PO 4 ) 6 (2)
Ca 10 Cl 2 (PO 4 ) 6 (3)
Ca 10 F 2 (PO 4 ) 6 (4)
CaHPO 4 (5)
CaHPO 4 · 2H 2 O (6 )
Ca 3 (PO 4 ) 2 (7)
Ca 3 (PO 4 ) 2 xH 2 O (8)
上記リン酸カルシウム化合物の結晶からなるリン酸カルシウム系球晶は、ゲル法により製造することが比較的容易である。 Calcium phosphate spherulites composed of crystals of the calcium phosphate compound are relatively easy to produce by the gel method.
さらに本発明においては、上記ゲル法において用いるゲルが、寒天ゲル、ゼラチンゲル,シリカゲルまたはセルロース系ゲルであることが好ましい。これらのゲルは、マトリックス密度の制御が容易であるため、反応溶液を効率的にゲル中に拡散させることができる。 Furthermore, in the present invention, the gel used in the gel method is preferably an agar gel, gelatin gel, silica gel or cellulose gel. Since these gels can easily control the matrix density, the reaction solution can be efficiently diffused in the gel.
従来は,本発明よりも多孔性が乏しいものの,化学組成や結晶構造に起因する物性の良さから,リン酸カルシウム系材料が,生体材料,細胞培養基材あるいは吸着材料として利用されてきた。しかしながら,本発明によれば、繊維状結晶からなるリン酸カルシウム系球晶であり、個々の繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合うことで多孔質体を形成するものであるので、例えば生体材料や細胞培養基材等として使用する際には生体や細胞との親和性がよく、生体物質の成長に有利であるという効果を奏することが従来材料よりも期待できる。また、さまざまな物質を担持あるいは吸着する基材として使用することにも適することが従来材料よりも期待できる。 Conventionally, calcium phosphate-based materials have been used as biomaterials, cell culture substrates or adsorbent materials because of their poor physical properties due to their chemical composition and crystal structure, although they are less porous than the present invention. However, according to the present invention, it is a calcium phosphate spherulite composed of fibrous crystals, and each fibrous crystal is intertwined in an extremely complicated manner to form a porous body. When used as a material or the like, it can be expected to have an effect that it has a good affinity with living bodies and cells and is advantageous for the growth of biological materials, compared to conventional materials. In addition, it can be expected to be suitable for use as a base material that supports or adsorbs various substances as compared with conventional materials.
本発明は、リン酸カルシウム系球晶およびその製造方法を含むものである。以下、それぞれについて詳細に説明する。 The present invention includes a calcium phosphate spherulite and a method for producing the same. Hereinafter, each will be described in detail.
A.リン酸カルシウム系球晶
まず、本発明のリン酸カルシウム系球晶について説明する。
A. First, the calcium phosphate spherulites of the present invention will be described.
本発明のリン酸カルシウム系球晶は、特定の伸長方向を有する繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合うことで多孔質体を形成する自形をもつことを特徴とするものである。 The calcium phosphate spherulites of the present invention are characterized in that they have a self-form that forms a porous body by intricately intertwining fibrous crystals having a specific elongation direction.
従来の溶液法または焼成法では、結晶成長の制御が困難であり、二次核発生による結晶への核の付着、双晶の形成および結晶同士の衝突による結晶の破壊などにより結晶表面の状態が荒れるため、得られた結晶は結晶面を有してなく、結晶固有の外形を有するものではなかった。これに対し、本発明においては繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合うことで多孔質体を形成するリン酸カルシウム系球晶であるので、例えば生体材料や細胞培養基材等として使用する際には生体や細胞との親和性がよく、生体物質の成長に有利であるという利点を有することが期待できる。また、さまざまな物質を担持あるいは吸着する基材として使用することにも適すると期待できる。 In conventional solution method or firing method, it is difficult to control the crystal growth, and the crystal surface state is deteriorated due to the attachment of nuclei to the crystal due to the generation of secondary nuclei, the formation of twins, and the destruction of the crystal due to the collision between the crystals. Because of the roughening, the obtained crystal did not have a crystal face and did not have a crystal-specific outer shape. On the other hand, in the present invention, since it is a calcium phosphate-based spherulite that forms a porous body by intricately intertwining fibrous crystals, for example, when used as a biological material or a cell culture substrate, the living body or cell It can be expected to have an advantage that it has a good affinity for and is advantageous for the growth of biological materials. It can also be expected to be suitable for use as a substrate that supports or adsorbs various substances.
本発明の製造方法で生成する結晶の構造および形態はX線回折装置や各種電子顕微鏡を用いてそれぞれ同定および観察するものとする。X線回折法では、リン酸カルシウム系結晶に起因する鋭い回折線が検出されれば、結晶は欠陥が少なく高品質であると判断される。また、透過型電子顕微鏡では、個々の繊維状結晶は結晶の特定方向に伸長することが観察され、さらに、走査型電子顕微鏡等では、繊維状結晶が複雑に絡み合った多孔質の球晶であることを観察することができる。 The structure and form of crystals produced by the production method of the present invention are identified and observed using an X-ray diffractometer or various electron microscopes. In the X-ray diffraction method, if a sharp diffraction line caused by a calcium phosphate crystal is detected, it is determined that the crystal is high quality with few defects. In the transmission electron microscope, it is observed that each fibrous crystal extends in a specific direction of the crystal. Further, in the scanning electron microscope, the fibrous crystal is a porous spherulite intricately entangled. Can be observed.
さらに、本発明のリン酸カルシウム系結晶は自形を有することが好ましい。本発明において自形を有するとは、リン酸カルシウム系球晶が、特定方向に伸長した個々の繊維状結晶からなる球晶である状態を意味するものである。このような自形を有するリン酸カルシウム系球晶は、生体材料や生体形成材料などの生体親和材料、細胞などの培養基材、特異原子・分子吸着材料、各種物質の担体、蛍光体材料、物性測定用標準材料等の種々の用途に用いることが可能である。 Furthermore, the calcium phosphate crystal of the present invention preferably has a self-form. In the present invention, having a self-form means that the calcium phosphate spherulites are spherulites composed of individual fibrous crystals elongated in a specific direction. Calcium phosphate spherulites having such self-forms are biocompatible materials such as biomaterials and bioforming materials, culture substrates such as cells, specific atom / molecule adsorbing materials, various substance carriers, phosphor materials, and physical property measurement. It can be used for various uses such as standard materials for use.
本発明のリン酸カルシウム系球晶のSEM写真の一例を図1(a),(b),(c)に示す。図1(a)、(b)は、球晶は多孔質であることを示している。図1(c)は、球晶は繊維状結晶が複雑に絡み合って形成されていることを示している。本発明のリン酸カルシウム系球晶は、上述したように生体との親和性がよく、また図1に示すように多数の空隙が存在し、表面積が大きいため、生体との複合体を形成しやすい。なお、上記の自形は、走査型電子顕微鏡(SEM)と透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて確認できる。 Examples of SEM photographs of the calcium phosphate spherulites of the present invention are shown in FIGS. 1 (a), (b) and (c). 1 (a) and 1 (b) show that spherulites are porous. FIG. 1 (c) shows that spherulites are formed by intricately intertwining fibrous crystals. The calcium phosphate spherulites of the present invention have a good affinity with a living body as described above, and also have a large number of voids and a large surface area as shown in FIG. In addition, said self-form can be confirmed using a scanning electron microscope (SEM) and a transmission electron microscope (TEM).
上記リン酸カルシウム系球晶を形成する結晶としては、リン、酸素、カルシウムを主たる構成元素とする結晶のうち、P−O結合を含むものであれば特に限定はされないが、中でも本発明においては、下記化学組成式(1)〜(8)で表されるリン酸カルシウム化合物の結晶であることが好ましい。 The crystal that forms the calcium phosphate-based spherulite is not particularly limited as long as it contains P—O bonds among the crystals containing phosphorus, oxygen, and calcium as main constituent elements. A crystal of a calcium phosphate compound represented by chemical composition formulas (1) to (8) is preferable.
Ca8H2(PO4)6・5H2O (1)
Ca10(OH)2(PO4)6 (2)
Ca10Cl2(PO4)6 (3)
Ca10F2(PO4)6 (4)
CaHPO4 (5)
CaHPO4・2H2O(6)
Ca3(PO4)2 (7)
Ca3(PO4)2・xH2O(8)
Ca 8 H 2 (PO 4) 6 · 5H 2 O (1)
Ca 10 (OH) 2 (PO 4 ) 6 (2)
Ca 10 Cl 2 (PO 4 ) 6 (3)
Ca 10 F 2 (PO 4 ) 6 (4)
CaHPO 4 (5)
CaHPO 4 · 2H 2 O (6 )
Ca 3 (PO 4 ) 2 (7)
Ca 3 (PO 4 ) 2 xH 2 O (8)
また、本発明において、リン酸カルシウム系球晶はゲル法により作製されることが好ましい。本発明のゲル法は、結晶成長に関与するさまざまなイオンが拡散し,反応し、結晶成長が可能なゲルマトリックスおよび外部反応溶液で構成する反応場において、ゲル中への外部反応溶液中に含まれるイオンの拡散を駆動力として結晶核生成および成長を促す方法である。 In the present invention, the calcium phosphate spherulites are preferably prepared by a gel method. In the gel method of the present invention, various ions involved in crystal growth diffuse and react, and are included in the external reaction solution into the gel in the reaction field composed of the gel matrix capable of crystal growth and the external reaction solution. This is a method of promoting the generation and growth of crystal nuclei using the diffusion of ions as a driving force.
上記外部反応溶液は、結晶成長に関与するさまざまなイオンを含む溶液であって、ゲルの外部から前記イオンをゲル内に供給するための溶液である。 The external reaction solution is a solution containing various ions involved in crystal growth, and is a solution for supplying the ions into the gel from the outside of the gel.
本発明のゲル法は、外部反応溶液から結晶成長に関与するさまざまなイオンがゲル中に徐々に拡散することにより結晶を育成することから、結晶成長速度をゲルマトリックスの密度により制御することができ、純度が高く結晶性の良好な結晶を得ることが可能となり、さらに、結晶粒径の制御も容易であるという利点を有する。また、結晶成長反応がゲル中であることから、結晶同士の衝突による結晶の破壊を抑制することができ、高品質の結晶とすることが可能となる。 Since the gel method of the present invention grows crystals by gradually diffusing various ions involved in crystal growth from an external reaction solution into the gel, the crystal growth rate can be controlled by the density of the gel matrix. It is possible to obtain crystals with high purity and good crystallinity, and further, it is advantageous in that the crystal grain size can be easily controlled. Moreover, since the crystal growth reaction is in the gel, it is possible to suppress the destruction of the crystal due to the collision between the crystals, and it is possible to obtain a high-quality crystal.
なお、ゲル法等のリン酸カルシウム系球晶の製造方法に関しては、後述する「B.リン酸カルシウム系結晶の製造方法」に記載するため、ここでの説明は省略する。 In addition, about the manufacturing method of calcium-phosphate type | system | group spherulites, such as a gel method, since it describes in "B. Manufacturing method of a calcium-phosphate type crystal | crystallization" mentioned later, description here is abbreviate | omitted.
さらに本発明においては、リン酸カルシウム系球晶を上述したゲル法により作製することにより、純度の高いものとすることができるが、具体的な純度としては、本発明のリン酸カルシウム系結晶中に含まれる不純物の含有量が20重量%以下、中でも15重量%以下、特に10重量%以下であることが好ましい。 Furthermore, in the present invention, the calcium phosphate spherulites can be made high in purity by producing the gel method described above, but the specific purity includes impurities contained in the calcium phosphate crystals of the present invention. Is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, and particularly preferably 10% by weight or less.
なお、上記不純物の含有量は、X線光電子分光法、エネルギー分散型蛍光X線分析法、あるいは電子プローブマイクロ分析法を用いて測定した値とする。 The content of the impurity is a value measured using X-ray photoelectron spectroscopy, energy dispersive X-ray fluorescence analysis, or electron probe microanalysis.
また、本発明のリン酸カルシウム系球晶は、欠陥の少ないものであることが好ましい。結晶中に欠陥が存在する場合、リン酸カルシウム系球晶の有する性質が変化する可能性があり、目的とする用途に用いることが困難となる場合があるからである。本発明においては、リン酸カルシウム系球晶は特定方向に成長した繊維状結晶で構成されていることから、欠陥の少ないものとすることができる。 The calcium phosphate spherulites of the present invention are preferably those with few defects. This is because, if there are defects in the crystal, the properties of the calcium phosphate spherulites may change and it may be difficult to use for the intended purpose. In the present invention, since the calcium phosphate spherulites are composed of fibrous crystals grown in a specific direction, the number of defects can be reduced.
なお、欠陥が少ないとは、具体的にX線回折パターンにおけるピークの半値幅により判断することができる。ここでは、半値幅が小さいほど結晶中に欠陥が少ないとする。また、TEM観察による回折パターンや格子像からも判断することができる。 The fact that there are few defects can be specifically determined by the half width of the peak in the X-ray diffraction pattern. Here, it is assumed that the smaller the half width, the fewer defects in the crystal. It can also be determined from a diffraction pattern or a lattice image obtained by TEM observation.
一般に欠陥の生成は吸熱反応であることから、結晶中に欠陥が生じるにはエネルギーが必要であり、温度が高いほど多くの欠陥が導入されるといえる。本発明のリン酸カルシウム系結晶は、上述したようにゲル法により作製されることが好ましく、ゲル法では低温条件で結晶を育成することができ、かつ結晶成長の制御が可能であることから、自形の発達したものとすることができるのである。 Since the generation of defects is generally an endothermic reaction, energy is required to generate defects in the crystal, and it can be said that more defects are introduced as the temperature is higher. The calcium phosphate crystal of the present invention is preferably produced by a gel method as described above, and the gel method allows growth of crystals under low temperature conditions and control of crystal growth. It can be developed.
B.リン酸カルシウム系球晶の製造方法
次に、本発明のリン酸カルシウム系球晶の製造方法について説明する。
B. Next, a method for producing a calcium phosphate spherulite according to the present invention will be described.
本発明のリン酸カルシウム系球晶の製造方法は、ゲル法により、特定方向に成長した繊維状結晶からなるリン酸カルシウム系球晶を製造することを特徴とするものである。 The method for producing calcium phosphate spherulites of the present invention is characterized by producing calcium phosphate spherulites composed of fibrous crystals grown in a specific direction by a gel method.
ゲル法とは、ゲルおよびそれに接触する2種あるいはそれ以上の外部反応溶液で構成される反応場において、ゲル中へのそれぞれの外部反応溶液の拡散を駆動力として結晶核生成および成長を促す方法である。ただし,外部反応溶液同士が直接接触してはならない。図2に、本発明のリン酸カルシウム系球晶の製造方法の一例を示す。図2に示すように、U字型試験管4の中央部に存在する寒天ゲル2をはさんで、片側にカルシウム供給材料を含む外部反応溶液1aを、反対側にリン酸供給材料を含む外部反応溶液1bを注入すると、外部反応溶液1aと1bから、結晶成長に関与するさまざまなイオンが寒天ゲル2の中を拡散し、寒天ゲルの内部においてリン酸カルシウム化合物の結晶核が生成し、繊維状に成長しながら複雑に絡み合ってリン酸カルシウム系球晶3を形成する。 The gel method is a method of promoting crystal nucleation and growth by using the diffusion of each external reaction solution into the gel as a driving force in a reaction field composed of the gel and two or more external reaction solutions in contact with the gel. It is. However, the external reaction solution must not be in direct contact. In FIG. 2, an example of the manufacturing method of the calcium-phosphate type spherulite of this invention is shown. As shown in FIG. 2, an external reaction solution 1a containing a calcium supply material on one side and an external solution containing a phosphate supply material on the other side across an agar gel 2 present in the center of a U-shaped test tube 4 When the reaction solution 1b is injected, various ions involved in crystal growth diffuse in the agar gel 2 from the external reaction solutions 1a and 1b, and crystal nuclei of calcium phosphate compounds are generated inside the agar gel, and are in the form of fibers. Calcium phosphate spherulites 3 are formed by complex entanglement while growing.
このようにゲル法では外部反応溶液がゲル中に徐々に拡散することにより結晶を育成することから、結晶成長速度をゲルマトリックス密度により制御することができ、純度が高く結晶性の良好な結晶を製造することができる。また、反応場がゲル中であることから、結晶同士の衝突による結晶の破壊を抑制することができ、結晶面を有する高品質な結晶を製造することが可能となる。さらに、用いるゲルのマトリックス密度やゲルの厚さを調整することにより、ゲル中での外部反応溶液の拡散透過速度を制御することができ、ゲル中での反応速度を制御することが可能となるため、結晶成長および粒径の制御だけでなく、結晶の形状等も制御することができるという効果も期待できる。 In this way, in the gel method, crystals are grown by the external reaction solution gradually diffusing into the gel, so the crystal growth rate can be controlled by the gel matrix density, and crystals with high purity and good crystallinity can be obtained. Can be manufactured. Further, since the reaction field is in the gel, it is possible to suppress the destruction of the crystal due to the collision between the crystals, and it is possible to produce a high-quality crystal having a crystal face. Furthermore, by adjusting the matrix density and gel thickness of the gel used, the diffusion permeation rate of the external reaction solution in the gel can be controlled, and the reaction rate in the gel can be controlled. Therefore, not only the control of crystal growth and grain size but also the effect that the shape of the crystal can be controlled can be expected.
また一般に、結晶中の欠陥の生成は吸熱反応であることから、結晶中に欠陥が生じるにはエネルギーが必要であり、温度が高いほど多くの欠陥が導入される。従来の溶液法および焼成法においては高温条件を必要とし、結晶成長の制御が困難であることから、欠陥が生じやすいという不具合があったが、本発明に用いられるゲル法は低温条件でよく、結晶成長の制御が可能であることから、欠陥の少ないリン酸カルシウム系球晶を製造することができる。 In general, since the generation of defects in the crystal is an endothermic reaction, energy is required to generate defects in the crystal, and more defects are introduced as the temperature is higher. In the conventional solution method and firing method, high temperature conditions are required, and since it is difficult to control crystal growth, there is a problem that defects are likely to occur, but the gel method used in the present invention may be under low temperature conditions, Since crystal growth can be controlled, calcium phosphate spherulites with few defects can be produced.
したがって、本発明により製造されたリン酸カルシウム系球晶は、純度が高く結晶性が良好であり欠陥が少ないことから、生体材料や生体形成材料などの生体親和材料、細胞などの培養基材、特異原子・分子吸着材料、各種物質の担体、蛍光体材料、物性測定用標準材料等の種々の用途に用いることが可能となることが期待できる。 Accordingly, the calcium phosphate spherulites produced according to the present invention have high purity, good crystallinity, and few defects. Therefore, biocompatible materials such as biomaterials and bioforming materials, culture substrates such as cells, specific atoms -It can be expected that it can be used for various applications such as molecular adsorption materials, carriers of various substances, phosphor materials, and standard materials for measuring physical properties.
本発明のリン酸カルシウム系球晶の製造方法は、ゲルあるいは複数の外部反応溶液を調製する外部反応溶液調製工程と、前記ゲルおよび前記外部反応溶液を接触させ、ゲル中に外部反応溶液を拡散させて球晶を成長させる結晶成長工程と、前記球晶および前記ゲルを分離する結晶分離工程とを有するものである。
以下、このようなリン酸カルシウム系球晶の製造方法の各工程について説明する。
The method for producing calcium phosphate-based spherulites of the present invention comprises an external reaction solution preparation step for preparing a gel or a plurality of external reaction solutions, contacting the gel and the external reaction solution, and diffusing the external reaction solution in the gel. A crystal growth step for growing spherulites, and a crystal separation step for separating the spherulites and the gel.
Hereinafter, each process of the manufacturing method of such a calcium-phosphate type spherulite is demonstrated.
1.ゲルおよび外部反応溶液の調製工程
まず、本発明のリン酸カルシウム系球晶の製造方法におけるゲル調製工程について説明する。本発明においてゲル調製工程は、外部反応溶液を拡散させるゲルマトリックスを作製する工程である。
1. First, the gel preparation step in the method for producing the calcium phosphate spherulites of the present invention will be described. In this invention, a gel preparation process is a process of producing the gel matrix which diffuses an external reaction solution.
本発明に用いられるゲルとしては、外部反応溶液を支持することができるものであれば特に限定はされなく、一般に支持体として用いられるゲルを使用することができる。中でも本発明においては、寒天ゲル、ゼラチンゲル,シリカゲルまたはセルロース系ゲルを用いることが好ましい。これらのゲルは、比較的マトリックス密度を制御しやすく、後述する外部反応溶液を効率的にゲル中に拡散させることができるからである。 The gel used in the present invention is not particularly limited as long as it can support the external reaction solution, and a gel generally used as a support can be used. Among these, in the present invention, it is preferable to use agar gel, gelatin gel, silica gel or cellulose gel. This is because these gels are relatively easy to control the matrix density, and an external reaction solution described later can be efficiently diffused into the gel.
ここで、上記寒天ゲルは、所定の量の寒天粉末を温水中に溶解し、寒天溶液を冷却することにより得ることができる。寒天は、溶液の濃度や冷却速度などを調整することにより、マトリックス密度を制御でき、溶液冷却によりゲルマトリックスを形成するため、三次元網目構造の寒天ゲルとなる。 Here, the agar gel can be obtained by dissolving a predetermined amount of agar powder in warm water and cooling the agar solution. Agar is a three-dimensional network-structured agar gel because the matrix density can be controlled by adjusting the concentration and cooling rate of the solution, and the gel matrix is formed by solution cooling.
次に、本発明のリン酸カルシウム系球晶の製造方法における外部反応溶液調製工程について説明する。本発明における外部反応溶液調製工程は、外部反応溶液を調製する工程である。 Next, the external reaction solution preparation step in the method for producing calcium phosphate spherulites of the present invention will be described. The external reaction solution preparation step in the present invention is a step of preparing an external reaction solution.
本発明に用いられる外部反応溶液としては、前記ゲルと反応性を持たず、ゲルを通過することができ、リン酸供給材料またはカルシウム供給材料を含有するものであれば特に限定されるものではない。 The external reaction solution used in the present invention is not particularly limited as long as it does not have reactivity with the gel and can pass through the gel and contains a phosphoric acid supply material or a calcium supply material. .
本発明のリン酸カルシウム系球晶の形成材料は、リン酸供給材料およびカルシウム供給材料に分けることができ、それぞれが別々の外部反応溶液に含有されているものである。また、リン酸あるいはカルシウム供給材料として2種以上の原料を使用する場合や、pH調整のための添加剤や反応調整剤などを使用する場合には、それらを別々の外部反応溶液として準備する必要がある。その場合、3種以上の外部反応溶液を用いることとなる。 The material for forming calcium phosphate spherulites of the present invention can be divided into a phosphoric acid supply material and a calcium supply material, each of which is contained in a separate external reaction solution. Also, when using two or more raw materials as phosphoric acid or calcium feed materials, or when using additives or reaction modifiers for pH adjustment, it is necessary to prepare them as separate external reaction solutions There is. In that case, three or more kinds of external reaction solutions will be used.
本発明のリン酸供給材料としては、リンおよび酸素を主たる構成元素とする化合物であり、P−O結合を有するものであって、水溶性であり、前記ゲルと反応性を持たないものであれば特に限定はされないが、例えばリン酸アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸カルシウム、リン酸一水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸一水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、リン酸マグネシウム、リン酸リチウム、およびこれらの水和物等が挙げられる。また、上記の化合物は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、リン酸アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸一水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、およびこれらの水和物からなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。 The phosphoric acid supply material of the present invention is a compound containing phosphorus and oxygen as main constituent elements, has a P—O bond, is water-soluble, and has no reactivity with the gel. For example, ammonium phosphate, diammonium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, calcium phosphate, calcium monohydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate, potassium phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, phosphoric acid Examples include potassium dihydrogen, sodium phosphate, sodium monohydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, sodium ammonium hydrogen phosphate, magnesium phosphate, lithium phosphate, and hydrates thereof. . Moreover, said compound may be used independently and may use 2 or more types together. Among the above, ammonium phosphate, diammonium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, sodium phosphate, sodium monohydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, sodium ammonium hydrogen phosphate, and these It is preferable to use at least one selected from the group consisting of:
また、本発明のカルシウム供給材料としては、カルシウムを主たる構成元素とする化合物であり、水溶性であって、上記ゲルと反応性を持たないものであれば特に限定はされないが、例えば硝酸カルシウム、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸二水素カルシウム、二リン酸カルシウム、水酸化カルシウム、シュウ酸カルシウム、酢酸カルシウム、アルギン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、酪酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、グリピロリン酸カルシウム、ヨウ化カルシウム、乳酸カルシウム、酸化カルシウム、ピロリン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、硫酸カルシウム、およびこれらの水和物が挙げられる。また、上記の化合物は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記の中でも、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸二水素カルシウム、二リン酸カルシウム、水酸化カルシウム、シュウ酸カルシウム、酢酸カルシウム、およびこれらの水和物からなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。 The calcium supply material of the present invention is not particularly limited as long as it is a compound containing calcium as a main constituent element and is water-soluble and does not have reactivity with the gel. For example, calcium nitrate, Calcium chloride, calcium carbonate, calcium hydrogen phosphate, calcium phosphate, calcium dihydrogen phosphate, calcium diphosphate, calcium hydroxide, calcium oxalate, calcium acetate, calcium alginate, calcium citrate, calcium butyrate, calcium gluconate, calcium glypyrrolate , Calcium iodide, calcium lactate, calcium oxide, calcium pyrophosphate, calcium stearate, calcium sulfate, and hydrates thereof. Moreover, said compound may be used independently and may use 2 or more types together. Among the above, from the group consisting of calcium nitrate, calcium chloride, calcium carbonate, calcium hydrogen phosphate, calcium phosphate, calcium dihydrogen phosphate, calcium diphosphate, calcium hydroxide, calcium oxalate, calcium acetate, and hydrates thereof It is preferable to use at least one selected.
また、水酸化物イオン(OH−)を供給する外部反応溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムなどの水溶性化合物からなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、ハロゲン化物イオン(Cl-, F-)を供給する外部反応溶液としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩酸、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化アンモニウム、フッ酸などの水溶性化合物からなる群から、選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。 Further, as the external reaction solution for supplying hydroxide ions (OH − ), it is preferable to use at least one selected from the group consisting of water-soluble compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonium hydroxide. , halide ions (Cl -, F -) as the external reaction solution supplying, sodium chloride, potassium chloride, ammonium chloride, hydrochloric acid, sodium fluoride, potassium fluoride, ammonium fluoride, water-soluble compounds such as hydrofluoric acid It is preferable to use at least one selected from the group consisting of:
上記外部反応溶液に用いられる溶媒としては、上記リン酸供給材料または上記カルシウム供給材料を溶解または分散させることができるものであれば特に限定はされないが、通常は水が用いられる。 The solvent used in the external reaction solution is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the phosphoric acid supply material or the calcium supply material, but water is usually used.
さらに、ゲル溶液に用いられる溶媒としては、ゲル粉末を溶解または分散させることができるものであれば特に限定はされないが、通常は水が用いられる。例えば、湯煎により溶解したゲル水溶液を冷却あるいは加熱することによりゲル化させる、あるいはゲル溶液にpH調整剤を添加することでマトリックスを形成する方法等を用いることができる。 Furthermore, the solvent used in the gel solution is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the gel powder, but water is usually used. For example, it is possible to use a method in which an aqueous gel solution dissolved in a hot water bath is gelled by cooling or heating, or a matrix is formed by adding a pH adjuster to the gel solution.
また、上記ゲル中におけるリン酸供給材料またはカルシウム供給材料の濃度としては、これらの材料を水に溶解させる際、その飽和濃度以下であればよい。飽和濃度以下であれば、結晶の育成が可能であるからである。また、上記濃度により、結晶サイズや核発生数に影響が及ぼされると考えられるが、濃度の下限値としては特に限定はされない。得られた結晶が微細である場合は、注射器などにより生体内に直接注入することができるという利点を有するからである。 Further, the concentration of the phosphoric acid supply material or calcium supply material in the gel may be equal to or lower than the saturation concentration when these materials are dissolved in water. This is because crystals can be grown at a saturation concentration or less. Further, although it is considered that the concentration affects the crystal size and the number of nuclei generated, the lower limit value of the concentration is not particularly limited. This is because when the obtained crystal is fine, it has an advantage that it can be directly injected into a living body with a syringe or the like.
2.結晶成長工程
次に、本発明のリン酸カルシウム系球晶の製造方法における結晶成長工程について説明する。本発明における結晶成長工程は、上記ゲルおよび2種以上の上記外部反応溶液を接触させ、上記ゲル中に上記外部反応溶液を拡散させて結晶を成長させる工程である。
2. Crystal Growth Step Next, the crystal growth step in the method for producing the calcium phosphate spherulites of the present invention will be described. The crystal growth step in the present invention is a step of growing crystals by bringing the gel and two or more types of external reaction solutions into contact with each other and diffusing the external reaction solution into the gel.
上記ゲルおよび上記外部反応溶液を接触させる方法としては、ゲルが破壊されない方法であれば特に限定されるものではないが、例えば図2に示すように、ゲル2が入った容器4に外部反応溶液1a,1bを注入するバッチ式作製方法等が挙げられる。さらに,流動しているゲルに外部溶液を接触させ,ゲルあるいは外部溶液を連続供給する連続式作製方法も挙げられる。 The method for bringing the gel and the external reaction solution into contact is not particularly limited as long as the gel is not destroyed. For example, as shown in FIG. 2, the external reaction solution is placed in a container 4 containing the gel 2. Examples thereof include a batch type production method for injecting 1a and 1b. Further, there is a continuous production method in which an external solution is brought into contact with a flowing gel and the gel or the external solution is continuously supplied.
本工程においては、ゲルマトリックスへのリン酸供給材料またはカルシウム供給材料の濃度が一定であるため、時間の経過とともに結晶の成長速度が低下する傾向にある。したがって、結晶の成長速度を一定に保持したい場合は、外部反応溶液の濃度が濃くなるように適宜調製してもよく、または外部反応溶液の濃度を一定にして外部反応溶液の供給速度を速くしてもよい。 In this step, since the concentration of the phosphate supply material or calcium supply material to the gel matrix is constant, the crystal growth rate tends to decrease with time. Therefore, when it is desired to keep the crystal growth rate constant, the concentration of the external reaction solution may be adjusted appropriately, or the external reaction solution supply rate may be increased by keeping the concentration of the external reaction solution constant. May be.
本工程における温度としては、ゲルが破壊されない、あるいは結晶成長を妨げない温度であれば特に限定はされなく、通常は室温程度とする。 The temperature in this step is not particularly limited as long as the gel is not destroyed or does not hinder crystal growth, and is usually about room temperature.
3.結晶分離工程
次に、本発明のリン酸カルシウム系球晶の製造方法における結晶分離工程について説明する。本発明における結晶分離工程は、上記球晶および上記ゲルを分離する工程である。
3. Crystal separation step Next, the crystal separation step in the method for producing the calcium phosphate spherulites of the present invention will be described. The crystal separation step in the present invention is a step of separating the spherulites and the gel.
球晶およびゲルを分離する方法としては、例えば温水中でゲル溶解させる方法等が挙げられる。ゲルを溶解させる媒体としては、温水に限定されるものではないが、経済的・環境的にも水系の媒体が最も有効である。水系の媒体として、温水の他に、沸騰水(熱水)も使用することができる。 Examples of the method for separating the spherulites and the gel include a method of dissolving the gel in warm water. The medium for dissolving the gel is not limited to warm water, but an aqueous medium is the most effective from the economical and environmental viewpoints. In addition to warm water, boiling water (hot water) can also be used as an aqueous medium.
本発明により製造されたリン酸カルシウム系球晶の平均粒径としては特に限定されるものではない。粒径が小さい結晶、例えば1μm未満のものは、例えばナノ粒子として生体内に直接注入することが可能となるからである。さらに、表面積が格段に増大するため、吸着・吸収材料として高性能を発揮することが期待できる。また、粒径が大きい結晶、例えば1μm以上のものは、加工が容易となり、例えば骨形成材料として直接使用が可能となるからである。さらに、1つの球晶にて、細胞培養基材として使用できる大きさにも達する。 The average particle diameter of the calcium phosphate spherulites produced according to the present invention is not particularly limited. This is because crystals having a small particle size, for example, those having a particle diameter of less than 1 μm can be directly injected into a living body as nanoparticles, for example. Furthermore, since the surface area is remarkably increased, high performance as an adsorption / absorption material can be expected. Further, a crystal having a large particle diameter, for example, 1 μm or more is easy to process, and can be directly used as, for example, a bone forming material. Furthermore, one spherulite reaches a size that can be used as a cell culture substrate.
なお、上記リン酸カルシウム系球晶のその他の点に関しては、上述した「A.人工リン酸カルシウム系球晶」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 In addition, since it is the same as that of what was described in the above-mentioned "A. artificial calcium phosphate spherulite" about the other point of the said calcium phosphate spherulite, description here is abbreviate | omitted.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
[実施例1]
60mlのイオン交換水をU字型試験管に入れ、寒天粉末(0.27g)を添加し、90℃の温水で湯煎しながら寒天粉末を溶解した。この試験管を水中で冷却し、ゲル化した。ゲル化後、外部反応溶液として0.25Mに調整したCa(NO3)2・4H2O水溶液(20ml)をゲルが破壊されないように一方の投入口から静かに注ぎ、もう一方の投入口から(NH4)2HPO4水溶液(20ml、0.15M)を同様にして注ぎ、37℃の恒温槽中に静置した。結晶育成後、温水中でゲルを溶解し、育成した球晶を分離した。20日間の育成後、最大直径約300μmに達する白色のCa8H2(PO4)6・5H2O球晶を育成できた。得られた球晶のSEM写真を図1に示す。また、この結晶をTEM観察したところ、球晶を形成する個々の繊維状結晶は<001>伸長することが確認できた。
[Example 1]
60 ml of ion-exchanged water was put in a U-shaped test tube, agar powder (0.27 g) was added, and the agar powder was dissolved while boiling in 90 ° C. warm water. The test tube was cooled in water and gelled. After gelation, Ca (NO 3 ) 2 · 4H 2 O aqueous solution (20 ml) adjusted to 0.25 M as an external reaction solution is gently poured from one inlet so that the gel is not destroyed, and from the other inlet (NH 4 ) 2 HPO 4 aqueous solution (20 ml, 0.15 M) was poured in the same manner, and left standing in a constant temperature bath at 37 ° C. After crystal growth, the gel was dissolved in warm water to separate the grown spherulites. After 20 days of development, it could develop white Ca 8 H 2 (PO 4) 6 · 5H 2 O spherulites reaching a maximum diameter of about 300 [mu] m. An SEM photograph of the obtained spherulite is shown in FIG. Moreover, when this crystal was observed by TEM, it was confirmed that individual fibrous crystals forming spherulites were <001> elongated.
[実施例2]
カルシウムイオン源を含む外部反応溶液として0.25Mに調整したCa(NO3)2・4H2O水溶液を用い,リン酸イオン源を含む外部反応溶液として0.15Mに調整したNa2HPO4・12H2O,OH源を含む外部反応溶液として0.05Mに調整したNaOH(20ml)を用いた以外は実施例1と同様の方法で結晶を育成したところ,白色のCa8H2(PO4)6・5H2OとともにCa10(OH)2(PO4)6球晶を育成できた。
[Example 2]
A Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O aqueous solution adjusted to 0.25M was used as an external reaction solution containing a calcium ion source, and an Na 2 HPO 4 · adjusted to 0.15M was used as an external reaction solution containing a phosphate ion source. Crystals were grown in the same manner as in Example 1 except that NaOH (20 ml) adjusted to 0.05 M was used as an external reaction solution containing a 12H 2 O, OH source, and white Ca 8 H 2 (PO 4 ) 6 · 5H 2 O with Ca 10 (OH) 2 (PO 4) was grown for 6 spherulites.
[実施例3]
カルシウムイオン源を含む外部反応溶液として0.25Mに調整したCa(NO3)2・4H2O水溶液を用い,リン酸イオン源を含む外部反応溶液として0.15Mに調整したNa2HPO4・12H2O,OH源を含む外部反応溶液として0.05Mに調整したNaCl(20ml)を用いた以外は実施例1と同様の方法で結晶を育成したところ,白色のCa8H2(PO4)6・5H2OとともにCa10Cl2(PO4)6球晶を育成できた。
[Example 3]
A Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O aqueous solution adjusted to 0.25M was used as an external reaction solution containing a calcium ion source, and an Na 2 HPO 4 · adjusted to 0.15M was used as an external reaction solution containing a phosphate ion source. Crystals were grown in the same manner as in Example 1 except that NaCl (20 ml) adjusted to 0.05 M was used as an external reaction solution containing a 12H 2 O, OH source, and white Ca 8 H 2 (PO 4 ) 6 · 5H 2 O with Ca 10 Cl 2 (PO 4) was grown for 6 spherulites.
[実施例4]
カルシウムイオン源を含む外部反応溶液として0.25Mに調整したCa(NO3)2・4H2O水溶液を用い,リン酸イオン源を含む外部反応溶液として0.15Mに調整したNa2HPO4・12H2O,OH源を含む外部反応溶液として0.05Mに調整したNaF(20ml)を用いた以外は実施例1と同様の方法で結晶を育成したところ,白色のCa8H2(PO4)6・5H2OとともにCa10F2(PO4)6球晶を育成できた。
[Example 4]
A Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O aqueous solution adjusted to 0.25M was used as an external reaction solution containing a calcium ion source, and an Na 2 HPO 4 · adjusted to 0.15M was used as an external reaction solution containing a phosphate ion source. Crystals were grown in the same manner as in Example 1 except that NaF (20 ml) adjusted to 0.05 M was used as an external reaction solution containing a 12H 2 O, OH source, and white Ca 8 H 2 (PO 4 ) 6 · 5H 2 O with Ca 10 F 2 (PO 4) was grown for 6 spherulites.
[実施例5]
カルシウムイオン源を含む外部反応溶液として0.20Mに調整したCaCl2水溶液を用い,リン酸イオン源を含む外部反応溶液として0.15Mに調整したNa2HPO4・12H2Oを用いた以外は実施例1と同様の方法で結晶を育成し,生成した結晶を100℃の乾燥器にて乾燥したところ,白色のCa8H2(PO4)6・5H2OとともにCaHPO4球晶を育成できた。
[Example 5]
A CaCl 2 aqueous solution adjusted to 0.20M was used as an external reaction solution containing a calcium ion source, and Na 2 HPO 4 · 12H 2 O adjusted to 0.15M was used as an external reaction solution containing a phosphate ion source. growing a crystal in the same manner as in example 1, was the resulting crystals were dried at 100 ° C. dryer, foster CaHPO 4 spherulites with white Ca 8 H 2 (PO 4) 6 · 5H 2 O did it.
[実施例6]
カルシウムイオン源を含む外部反応溶液として0.20Mに調整したCaCl2水溶液を用い,リン酸イオン源を含む外部反応溶液として0.15Mに調整したNa2HPO4・12H2Oを用いた以外は実施例1と同様の方法で結晶を育成したところ,白色のCa8H2(PO4)6・5H2OとともにCaHPO4・2H2O球晶を育成できた。
[Example 6]
A CaCl 2 aqueous solution adjusted to 0.20M was used as an external reaction solution containing a calcium ion source, and Na 2 HPO 4 · 12H 2 O adjusted to 0.15M was used as an external reaction solution containing a phosphate ion source. When crystals were grown in the same manner as in Example 1, CaHPO 4 · 2H 2 O spherulites could be grown together with white Ca 8 H 2 (PO 4 ) 6 · 5H 2 O.
[実施例7]
カルシウムイオン源を含む外部反応溶液として0.15Mに調整したCa(NO3)2・4H2O水溶液を用い,リン酸イオン源を含む外部反応溶液として0.10Mに調整したNa2HPO4・12H2Oを用いた以外は実施例1と同様の方法で結晶を育成したところ,白色のCa8H2(PO4)6・5H2OとともにCa3(PO4)2球晶を育成できた。
[Example 7]
Using an aqueous Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O solution adjusted to 0.15M as an external reaction solution containing a calcium ion source, Na 2 HPO 4 · adjusted to 0.10M as an external reaction solution containing a phosphate ion source. When except for using 12H 2 O were grown crystals in the same manner as in example 1, a white Ca 8 H 2 (PO 4) 6 · 5H 2 O with Ca 3 (PO 4) can train 2 spherulites It was.
[実施例8]
カルシウムイオン源を含む外部反応溶液として0.30Mに調整したCa(NO3)2・4H2O水溶液を用い,リン酸イオン源を含む外部反応溶液として0.15Mに調整したNa2HPO4・12H2Oを用いた以外は実施例1と同様の方法で結晶を育成したところ,白色のCa8H2(PO4)6・5H2OとともにCa3(PO4)2・xH2O球晶を育成できた。
[Example 8]
A Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O aqueous solution adjusted to 0.30M was used as an external reaction solution containing a calcium ion source, and Na 2 HPO 4 · adjusted to 0.15M was used as an external reaction solution containing a phosphate ion source. When except for using 12H 2 O were grown crystals in the same manner as in example 1, a white Ca 8 H 2 (PO 4) 6 · 5H 2 O with Ca 3 (PO 4) 2 · xH 2 O sphere I was able to grow crystals.
[実施例9]
実施例1で作製したCa8H2(PO4)6・5H2O球晶(0.2g)あるいは水溶液法で作製したリン酸カルシウム系球晶(0.2g),メチレンブルー粉末(0.25mg)と100mlのイオン交換水をビーカーに入れ,攪拌し,結晶を遠心分離したところ, 実施例1で作製した球晶はメチレンブルーをすべて吸着したが,水溶液法で作製した結晶では一部メチレンブルーが水溶液中に残存した。
[Example 9]
Example 1 Ca 8 H 2 produced in (PO 4) 6 · 5H 2 O spherulites (0.2 g) or aqueous calcium phosphate prepared in Method spherulites (0.2 g), and methylene blue powder (0.25 mg) When 100 ml of ion-exchanged water was placed in a beaker and stirred, and the crystals were centrifuged, all of the spherulites prepared in Example 1 adsorbed methylene blue. Remained.
[比較例1]
寒天ゲルマトリックスを使用せず、カルシウム供給材料を含んだ外部反応溶液とリン酸供給材料を含んだ外部反応溶液を混合したところ、非常に微細な結晶が生成するものの、その微結晶は自形を有しておらず、本発明特有の高品質な繊維状結晶がきわめて複雑に絡み合うことで多孔質体を形成するリン酸カルシウム系球晶を得ることができなかった。
[Comparative Example 1]
When an external reaction solution containing a calcium feed material and an external reaction solution containing a phosphate feed material are mixed without using an agar gel matrix, very fine crystals are formed. The calcium phosphate-based spherulites that form a porous body cannot be obtained because the high-quality fibrous crystals unique to the present invention are intertwined in an extremely complicated manner.
[比較例2]
カルシウム供給材料を含んだ外部反応溶液を加えない以外は、実施例1と同様にして結晶を育成したところ、結晶が生成しなかった。
[Comparative Example 2]
Crystals were grown in the same manner as in Example 1 except that the external reaction solution containing the calcium supply material was not added, and no crystals were produced.
[比較例3]
リン酸供給材料を含んだ外部反応溶液を加えない以外は、実施例1と同様にして結晶を育成したところ、結晶が生成しなかった。
[Comparative Example 3]
Crystals were grown in the same manner as in Example 1 except that the external reaction solution containing the phosphoric acid supply material was not added, and no crystals were produced.
1a 外部反応溶液
1b 外部反応溶液
2 寒天ゲル
3 リン酸カルシウム系球晶
4 U字型試験管
1a External reaction solution 1b External reaction solution 2 Agar gel 3 Calcium phosphate spherulite 4 U-shaped test tube
Claims (11)
Ca8H2(PO4)6・5H2O (1)
Ca10(OH)2(PO4)6 (2)
Ca10Cl2(PO4)6 (3)
Ca10F2(PO4)6 (4)
CaHPO4 (5)
CaHPO4・2H2O(6)
Ca3(PO4)2 (7)
Ca3(PO4)2・xH2O(8) The calcium phosphate spherulite according to any one of claims 1 and 2, wherein the calcium phosphate spherulite comprises a calcium phosphate compound represented by the following chemical composition formulas (1) to (8).
Ca 8 H 2 (PO 4) 6 · 5H 2 O (1)
Ca 10 (OH) 2 (PO 4 ) 6 (2)
Ca 10 Cl 2 (PO 4 ) 6 (3)
Ca 10 F 2 (PO 4 ) 6 (4)
CaHPO 4 (5)
CaHPO 4 · 2H 2 O (6 )
Ca 3 (PO 4 ) 2 (7)
Ca 3 (PO 4 ) 2 xH 2 O (8)
前記各イオン源溶液からリン酸イオンと、カルシウムイオンと、水酸化物イオンまたはハロゲン化物イオンの少なくとも1種のイオンをゲルマトリックス内に拡散させ、ゲルマトリックス内で、リン酸イオンと、カルシウムイオンと、水酸化物イオンまたはハロゲン化物イオンの少なくとも1種のイオンとを反応させて繊維状結晶からなるリン酸カルシウム系球晶を生成することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のリン酸カルシウム系球晶の製造方法。 Phosphate ion source capable of diffusing phosphate ions and calcium ions, and at least one ion of hydroxide ions or halide ions can be diffused without directly contacting each other on the surface side of the gel matrix A solution, a calcium ion source solution, and at least one solution of a hydroxide ion source solution or a halide ion source solution, and at least a portion of each ion source solution is in contact with the surface of the gel matrix Let
At least one ion of phosphate ion, calcium ion, hydroxide ion or halide ion is diffused in the gel matrix from each ion source solution, and in the gel matrix, phosphate ion, calcium ion, 5. A calcium phosphate spherulite composed of fibrous crystals is produced by reacting with at least one kind of hydroxide ion or halide ion. 6. A method for producing calcium phosphate spherulites.
Ca8H2(PO4)6・5H2O (1)
Ca10(OH)2(PO4)6 (2)
Ca10Cl2(PO4)6 (3)
Ca10F2(PO4)6 (4)
CaHPO4 (5)
CaHPO4・2H2O(6)
Ca3(PO4)2 (7)
Ca3(PO4)2・xH2O(8) 6. The calcium phosphate spherulite formed of at least one of the calcium phosphate compounds represented by the following chemical composition formulas (1) to (8) is generated as the calcium phosphate spherulite. 2. A method for producing a calcium phosphate spherulite according to item 1.
Ca 8 H 2 (PO 4) 6 · 5H 2 O (1)
Ca 10 (OH) 2 (PO 4 ) 6 (2)
Ca 10 Cl 2 (PO 4 ) 6 (3)
Ca 10 F 2 (PO 4 ) 6 (4)
CaHPO 4 (5)
CaHPO 4 · 2H 2 O (6 )
Ca 3 (PO 4 ) 2 (7)
Ca 3 (PO 4 ) 2 xH 2 O (8)
As the halide ion source solution, a solution in which at least one selected from the group consisting of sodium chloride, potassium chloride, ammonium chloride, calcium chloride, sodium fluoride, potassium fluoride, and ammonium fluoride is dissolved is used. The method for producing a calcium phosphate spherulite according to any one of claims 4 to 9, wherein
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010208903A (en) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Shinshu Univ | Calcium phosphate crystal composite and manufacturing method of the same |
JP2013522150A (en) * | 2010-03-12 | 2013-06-13 | カウンスィル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ | Method for producing inorganic hydrogels using alkali halides |
CN108455545A (en) * | 2018-02-01 | 2018-08-28 | 连云港西都生化有限公司 | A kind of preparation method of calcium dihydrogen phosphate |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10167853A (en) * | 1996-12-11 | 1998-06-23 | Shigeharu Takagi | Porous ceramic compact for artificial bone material |
JP2005132659A (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Terubumi Sato | Hydroxyapatite and its manufacturing method |
-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10167853A (en) * | 1996-12-11 | 1998-06-23 | Shigeharu Takagi | Porous ceramic compact for artificial bone material |
JP2005132659A (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Terubumi Sato | Hydroxyapatite and its manufacturing method |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JPN6013018847; 小比類巻孝幸他: '水酸アパタイトおよび各種リン酸カルシウム類のゲル法による合成' 八戸工業大学紀要 第16巻, 19970228, P.201-206 * |
JPN6013018848; 小比類巻孝幸他: 'ゲル法を用いたリン酸カルシウム塩結晶の形態制御' 日本化学会第75秋季年会 講演予稿集 , 19980901, P.207 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010208903A (en) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Shinshu Univ | Calcium phosphate crystal composite and manufacturing method of the same |
JP2013522150A (en) * | 2010-03-12 | 2013-06-13 | カウンスィル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ | Method for producing inorganic hydrogels using alkali halides |
CN108455545A (en) * | 2018-02-01 | 2018-08-28 | 连云港西都生化有限公司 | A kind of preparation method of calcium dihydrogen phosphate |
CN108455545B (en) * | 2018-02-01 | 2021-09-10 | 连云港西都食品配料有限公司 | Preparation method of monocalcium phosphate |
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