RU2179437C2 - Аморфный, карбонированный и фторированный гидроксиапатит для зубных паст и способ его получения - Google Patents
Аморфный, карбонированный и фторированный гидроксиапатит для зубных паст и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179437C2 RU2179437C2 RU99117701A RU99117701A RU2179437C2 RU 2179437 C2 RU2179437 C2 RU 2179437C2 RU 99117701 A RU99117701 A RU 99117701A RU 99117701 A RU99117701 A RU 99117701A RU 2179437 C2 RU2179437 C2 RU 2179437C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroxyapatite
- composition
- amorphous
- ions
- carbonate
- Prior art date
Links
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical class [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000606 toothpaste Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 229940034610 toothpaste Drugs 0.000 title description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 13
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical class F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims abstract description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 2
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 28
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract description 7
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 4
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000020 calcium bicarbonate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 229960001957 stomatological preparations Drugs 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 229910014497 Ca10(PO4)6(OH)2 Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 fluorine ions Chemical class 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 2
- 239000000306 component Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethyl acetate Chemical compound CCOCCOC(C)=O SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- ZQBZAOZWBKABNC-UHFFFAOYSA-N [P].[Ca] Chemical class [P].[Ca] ZQBZAOZWBKABNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940062672 calcium dihydrogen phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000069 prophylactic effect Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cosmetics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, используемых в стоматологии. Аморфный, карбонированный и фторированный гидроксиапатит для зубных паст включает синтезированный материал со структурой гидроксиапатита, при этом он дополнительно содержит карбонатные группы и фтор группы в соответствии с формулой Ca10(PO4)6(OH)2-x-y(CJ3)x/2Fx, где x= 0,01-0,3; y-0,01-0,4, а также способ его получения, заключающийся в медленной нейтрализации в инертной атмосфере водного раствора гидроксида кальция смесью ортофосфорной и фтористоводородной кислот при 8-10oС при отдельном и непрерывном введении в реакционный раствор Са(НСО3)2, а образцы для контроля качества готовой продукции готовят в инертной атмосфере путем сушки и последующего высокотемпературного отжига. Материал полностью совместим с тканями человеческого организма и по химическому составу близок в составу зубной эмали человека, используется в качестве состава для зубных паст. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии неорганических материалов, а именно к способу получения аморфного материала заданного в настоящей заявке состава после отжига переходящего в материал со структурой гидроксиапатита, используемого как профилактическая составляющая зубных паст, а также как медицинский материал для заполнения костных дефектов. Таким образом, мы предлагаем группу изобретений: новый материал и конкретный способ его получения, отличительные признаки которого жестко связаны с отличительными признаками материала. Предлагаемый материал должен быть полностью биосовместим с тканями человеческого организма и по химическому составу близок к составу зубной эмали человека. Костная ткань, с точки зрения материаловедения, является композиционным материалом, состоящим из органической матрицы, неорганического вещества и жидкости. Компактная (кортикальная) кость содержит, вес.%: ~ 69% неорганического вещества, ~20% белков и ~11% жидкости. В зубной эмали количество неорганического вещества значительно выше: ~97%, содержание органического вещества составляет ~1,7%, жидкости ~1,3%. Химический состав зубной эмали [1,2] был определен ориентировочно [1] как: Са - 36,1%; Р - 17,3%; СО2 - 3%; Mg - 0,5%; Na - 0,2%; K - 0,3%; Cl - 0,3%; F - 0,016%; S-0,1%; Сu - 0,01%; SiO2 - 0,03%; Fe - 0,025%; Рb - 0,0071%; эти данные позволяют определить требования к чистоте используемых для синтеза материалов, но не могут дать исчерпывающей информации ни о фазовом составе костной ткани, ни, тем более, о химическом составе фаз в костной ткани, тем более, что общее содержание некоторых элементов меняется с возрастом и зависит от окружающей среды, а один и тот же элемент может одновременно присутствовать в нескольких фазах. Рентгенофазовый анализ (РФА) показывает, что костная ткань представляет собой аморфную (слабокристаллизованную) апатитную фазу. Значительная доля вещества присутствует в виде рентгеноаморфной фазы, что может быть обусловлено и микроскопическими (десятки HМ) размерами кристаллов, дающими на рентгенограмме размытые (диффузные) линии. В связи с вышеизложенным определение фазового и отчасти химического состава образца возможно лишь после высокотемпературного (600-800oС) отжига исследуемых образцов.
В таблице приведены параметры решетки различных образцов, качественно определяющих пределы вариации состава гидроксиапатита (ГА), биосовместимого с тканями человеческого организма. Дополнительные сведения для контроля состава можно получить из анализа ИК-спектров отожженных образцов. Для решетки ГА полосы поглощения СО3 -2, относящиеся к симметричным валентным колебаниям, лежат в области 1450-1410 см-1, к деформационным - 870 см-1; (OН)- ионов - 3572 см-1 (валентные) и 630 см-1 - деформационные; (PО4)-3-aниoнoв - 571 cм-l и 474 см-1.
Если в материале имеется примесь трикальцийфосфата, в ИК-спектре появляется полоса при 550 см-1, характерная для колебаний (РО4)-3 -аниона в этой решетке. Примесь карбоната кальция вызывает появление полосы при 714 см-1 соответствующей колебаниям ионов (СО3)-2. Отметим, что карбонат-ионы в структуре ГА могут занимать две позиции А и В, замещая позиции (ОН)-1 и (РО4)-3 ионов соответственно [3], вызывая изменения как величин постоянных решетки, так и вида ИК-спектров. Меняя условия синтеза, можно управлять распределением ионов (СО3)-2 по этим позициям [1, 3, 4]. Исходя из вышеизложенного, задача поиска материала, близкого к составу ГА зубной эмали, была решена следующим образом: для синтеза был выбран аморфный ГА с изоморфно введенными в него ионами фтора (F-1) и карбонильными ионами (СО3)-2 на место типа А. Количество изоморфно введенных ионов варьируется в пределах, которые дают анализы зубной эмали здоровых людей различных возрастных категорий и отвечают формуле Са10(РO4)6(ОН)2-x-y(СО3)x/2 Fy (где х=0,01-0,3 и у=0,01-0,4), причем грансостав этого материала должен характеризоваться кривой распределения размеров частиц с максимумом в области 300А - 500А.
Известен материал, используемый для производства зубных паст и заполнения костных дефектов [1, 5, 6, 7, 8, 9]. Речь идет о чистом гидроксиапатите, полученном осаждением. В отличие от предлагаемого в данной заявке этот материал по своему составу отличается от естественного состава костной ткани: не содержит ни карбонатных групп, ни групп фтора. Приведенные в работе данные свидетельствуют о наличии кристаллической структуры применяемых материалов.
Вторым изобретением в предлагаемой группе является способ получения материала, рассмотренного в первой части описания, причем отличительные признаки способа получения целиком определяются отличительными признаками самого материала: аморфной структурой, равномерным распределением примесных групп СО3 -2 и F-, при изоморфном вхождении последних в структуру ГА. Известны следующие способы синтеза ГА [1,5 - 10].
1. Получение ГА осаждением из водных растворов.
1.1. Реакции обмена с участием фосфат-ионов и ионов кальция растворимых солей в щелочной среде
10Са(NО3)2+14KOH+6KH2PO4-->Ca10(PO4)6(OH)2+20KNO3+12H2O, (1); 10Ca(NO3)2+6(NH4)2HPO4+8NH4OH-->Ca10(PO4)6(OH)2+20NH4NO3 +6H2O, (2).
10Са(NО3)2+14KOH+6KH2PO4-->Ca10(PO4)6(OH)2+20KNO3+12H2O, (1); 10Ca(NO3)2+6(NH4)2HPO4+8NH4OH-->Ca10(PO4)6(OH)2+20NH4NO3 +6H2O, (2).
1.2. Нейтрализация гидроксида кальция фосфорной кислотой
10Са(ОН)2+6Н3РO4-->Са10(РO4)6(OH)2+18H2O, (3)
или взаимодействие солей со щелочью или кислотой.
10Са(ОН)2+6Н3РO4-->Са10(РO4)6(OH)2+18H2O, (3)
или взаимодействие солей со щелочью или кислотой.
1.3. Гидролиз нерастворимых фосфорно-кальциевых солей с добавлением ионов или гидроксил-ионов:
3Са3(РO4)2+СаСl2+2Н2O-->Ca10(РO4)6(OH)2+2НСl, (4);
6СаНРO4+4Са(ОН)2-->Са10(РO4)6(ОН)2+ 3Н2O, (5).
3Са3(РO4)2+СаСl2+2Н2O-->Ca10(РO4)6(OH)2+2НСl, (4);
6СаНРO4+4Са(ОН)2-->Са10(РO4)6(ОН)2+ 3Н2O, (5).
2. Осаждение ГА из растворов органических растворителей.
Получение ГА растворов органических растворителей достаточно известно. Большинство этих методик заключаются в проведении реакции в среде органического растворителя, хорошо смешивающегося с водой, между растворимыми в этом растворителе соединениями кальция и фосфора. Органический растворитель удаляют из сферы реакции посредством сушки и отжига. В качестве соединений кальция используют четырехводный нитрат, двухводный ацетат, хлорид, бромид, дигидрофосфат кальция; в качестве соединений фосфора - NH4H2PO4, NH4H2PO3, NH4H2PO2, Н3РO4, Н3РO2, (СН3О)3Р, (СН2Н5O)зР, (СН3)2СHO3Р, (СН3)(CH2)3О5P, (С6Н5)3Р, (С2Н2O)2 РОH, (С6Н5)3РО. В качестве органических растворителей - низкие спирты C1-C5, включая двухатомные, трехатомные, оксиалканомы, диалкилкетоны, оксикетоны, карбоновые кислоты, диметилацетамид и 2-этоксиэтилацетат.
Иногда используют способ, отличающийся от предыдущих тем, что органический растворитель не отжигают, а проводят гидролиз смеси растворов фосфорной кислоты и этилата кальция, добавляя воду или водный раствор аммиака. ГА, выпавший в осадок, отделяют фильтрованием и сушат в вакуумной сушилке.
3. Твердофазный синтез.
Твердофазный синтез заключается в термообработке на воздухе или в инертной атмосфере тщательно измельченных смесей, состоящих из солей, содержащих кальций, фосфор и улетучивающиеся при отжиге компоненты, которые не входят в состав конечного продукта. Это могут быть различные комбинации из фосфатов кальция, сложных оксидов и т.д.
4. Гидротермальный синтез, использующий процессы, происходящие в растворах при больших величинах температуры и давления. Обычно в качестве исходного сырья применяют как ранее синтезированный ГА, так и смеси, содержащие исходные вещества для синтеза ГА. В результате гидротермального синтеза получают стехиометрический, чистый, кристаллический ГА с размерами кристаллов до 3,5 мм.
Итак, для получения аморфного ГА с размером частиц порядка 350-600
не могут применяться твердофазный и гидротермальный синтезы ГА, а также любые методики, связанные с повышенными температурами. Повышение температуры ведет к росту размеров зерна, что недопустимо в свете требований, предъявляемых к материалу. Любые методики, связанные с наличием в системе посторонних ионов, например применение аммиачных солей, хлоридов, нитратов, также недопустимы ввиду невозможности удаления их из водной эмульсии без нагрева.
Решением данной задачи является способ нейтрализации оксида кальция кислотой в водном растворе при соблюдении следующих условий. Необходимость изоморфного вхождения в структуру осадка карбонат и фтор-ионов требует модификации этого метода, заключающегося в применении в качестве осадителя смеси кислот (Н3РO4+НF) и поддержания постоянного состава раствора за счет отдельной равномерной подачи в него раствора, содержащего карбонат-ионы.
Особенностью синтеза, патентуемого в данной работе, является практическая возможность полного контроля получаемого продукта современными методами [6-10] . Так, химический анализ получаемого гелеобразного продукта не дает ответа на вопрос о химической формуле синтезированного материала и о его фазовом составе. Они могут быть различными при одном и том же химическом составе продукта и зависеть от методики приготовления образцов для анализа: температур и времени сушки и последующего отжига.
Контроль за качеством данного аморфного материала современными методами возможен лишь при отборе проб из конечного продукта, их сушки, последующего высокотемпературного отжига, переводящие пробы из аморфного в кристаллическое состояние и исследований полученных кристаллических образцов методами РФА и ИК-спектроскопии.
Итак, отличительными признаками предлагаемого способа получения ГА являются: осаждение продукта смесью ортофосфорной и фтористоводородной кислот, поддержание концентрации карбонатных ионов в растворе постоянным добавлением Са(НСО3)2 в раствор, низкие температуры синтеза, обеспечивающие нужный размер частиц, требование перевода аморфных проб в кристаллическое состояние и лишь затем проведение анализов. Итак, отличительными признаками предлагаемого способа получения ГА являются: осаждение продукта смесью ортофосфорной и фтористоводородной кислот и поддержание концентрации карбонатных ионов в растворе постоянным добавлением Са(НСО3)2 в раствор, низкие температуры синтеза, обеспечивающие нужный размер частиц, требование перевода аморфных проб в кристаллическое состояние и лишь затем проведение анализов.
Известны способы получения гидроксиапатита методом нейтрализации гидроксида кальция ортофосфорной кислотой при последовательном прохождении реакционной смеси через две зоны [8, 9, 10]. Отличие предлагаемого способа заключается в другом составе реагентов и реакционной смеси, отдельном введении в реакционную смесь карбонат-ионов, что приводит к равномерному и изоморфному введению этих ионов в молекулы гидроксиапатита, температурному режиму, обеспечивающему получение аморфной структуры и заданному распределению частиц по размерам (350-600
).
Следующие примеры иллюстрируют возможность осуществления изобретения и описывают достигнутые технические результаты, получаемые при применении материала при изготовлении зубной пасты.
Пример 1. Для получения 1 кг материала состава Са10(РО4)6(ОН)1,97(СО3)0,01F0,01 взято 480 г оксида кальция, который помещается в термостатическую емкость объемом 40 л. Оксид кальция гасится водой и общий объем доводится до 10 л. Готовится раствор Н3PO4 объемом 25 л с концентрацией Н3РO4 50 г/л, куда добавляется 0,2 г HF. Готовится 2 л раствора Са(HСО3)2, содержащего 10 г соли. Процесс осаждения проводится при 7-10oС. Процесс нейтрализации проходит при интенсивном перемешивании и подаче со скоростью 10 мл/мин. Скорость подачи Са(НСО3)2 коррелируется с подачей кислоты, что обеспечивает равномерное поступление карбонатных ионов в течение всего процесса. Окончание процесса фиксируется по величине рН 7,2-7,5. Последней стадией процесса является созревание осадка, заключающееся в перемешивании в течение 6 ч с последующей коррекцией рН раствора. Полученный продукт содержит заданное нами соединение в количестве 2,5-3% по сухому остатку.
Материал может концентрироваться до 10-12% по сухому остатку после отстаивания и декантации прозрачного раствора. Окончательный продукт представляет собой водную суспензию (пасту) аморфного материала заданного состава. В случае необходимости получения более высоких концентраций материала в пасте применяется вакуумная откачка.
Из полученной пасты брались пробы для анализа. Они высушивались при 200oС, затем обжигались при 600o, после чего производились: химический анализ, рентгенофазовый анализ и снимались ИК-спектры для подтверждения состава материала, его фазовой частоты и характера изоморфного замещения. После стерилизации γ-облучением в замкнутой пластмассовой емкости аморфный материал использовался для изготовления зубной пасты.
Пример 2. Для получения материала состава Ca10(PO4)6(OH)2-x-y(COx/2)Fy процесс проводится аналогично процессу примера 1, а необходимые количества карбонат-ионов и фтора рассчитываются по стехиометрическим коэффициентам.
Литература
1. П.А. Арсеньев и др. "Медицинские биоматериалы".- М.:изд.МЭИ, 1999, 73 стр.
1. П.А. Арсеньев и др. "Медицинские биоматериалы".- М.:изд.МЭИ, 1999, 73 стр.
2. G.P.Brophy, J.P.Nash.Amer. Miner,1968, v.53, p. 445-482.
3. C.W.Schmidt, W. Leusche,Z.Klin.Med., 1986, v.41, p. 223-234.
4. G. Bonel, G. Montel. Reactivity of Solids 5-th Symp. Int., 1964, p. 667.
5. Патент Японии 62-29366, С 01 В 25/32, 1987.
6. Патент Японии 61-46492, С 01 В 25/32, 1986.
7. Патент Японии 62-4324, С 01 В 25/32, 1987.
8. RU, 2077475 С1, кл. 6 С 01 В 25/32, 20.04.97.
9. RU, 2122520 С1, кл. 6 C 01 В25/32, 27.11.98.
10. RU, 2077329 С1, кл. 6 А 61 К 33/06, 20.04.97.
Claims (2)
1. Аморфный, карбонированный и фторированный гидроксиапатит для зубных паст, включающий синтезированный неорганический материал со структурой гидроксиапатита, отличающийся тем, что он дополнительно содержит карбонатные группы и фторгруппы в соответствии с формулой Са10(РО4)6(ОН)2-x-y(CО3)x/2Fy, где x= 0,01-0,3; y= 0,01-0,4.
2. Способ получения карбонированного и фторированного гидроксиапатита, включающий введение водного раствора ортофосфорной кислоты в водную суспензию гидроксида кальция при перемешивании, отличающийся тем, что одновременно с введением ортофосфорной кислоты осуществляют введение фтористоводородной кислоты и кислого углекислого кальция при 8-10oС в инертной атмосфере до достижения в смеси рН 7,2-7,5, причем вышеуказанные компоненты для получения 1 кг продукта берут в следующих соотношениях по массе, г:
Оксид кальция - 480
Ортофосфорная кислота - 576
Кислый углекислый кальций - 0,3-12,0
Фтористый водород - 0,2-8,0
Оксид кальция - 480
Ортофосфорная кислота - 576
Кислый углекислый кальций - 0,3-12,0
Фтористый водород - 0,2-8,0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99117701A RU2179437C2 (ru) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | Аморфный, карбонированный и фторированный гидроксиапатит для зубных паст и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99117701A RU2179437C2 (ru) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | Аморфный, карбонированный и фторированный гидроксиапатит для зубных паст и способ его получения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99117701A RU99117701A (ru) | 2001-06-10 |
| RU2179437C2 true RU2179437C2 (ru) | 2002-02-20 |
Family
ID=20223887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99117701A RU2179437C2 (ru) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | Аморфный, карбонированный и фторированный гидроксиапатит для зубных паст и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2179437C2 (ru) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2245152C1 (ru) * | 2003-12-18 | 2005-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Торгово-производственная фирма "МЕДКАМ" | Модифицированный гидроксиапатит |
| RU2359708C1 (ru) * | 2007-12-05 | 2009-06-27 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Наноструктурированный кальцийфосфатный керамический материал на основе системы трикальцийфосфат-гидроксиапатит для реконструкции костных дефектов |
| RU2367633C2 (ru) * | 2007-12-05 | 2009-09-20 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Способ получения наноразмерного порошка на основе системы трикальцийфосфат-гидроксиапатит для синтеза керамических биоматериалов |
| RU2395303C1 (ru) * | 2008-12-08 | 2010-07-27 | Государственное Учебно-Научное Учреждение Химический Факультет Московского Государственного Университета Имени М.В. Ломоносова | Способ получения керамического композиционного биодеградируемого материала на основе двойного фосфата калия кальция |
| RU2429885C1 (ru) * | 2010-06-16 | 2011-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Композиционный материал на основе гидроксиапатита и карбоната кальция для заполнения костных дефектов при реконструктивно-пластических операциях |
| RU2440149C1 (ru) * | 2010-07-06 | 2012-01-20 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Способ получения наноразмерного порошка для биоматериалов |
| RU2465886C2 (ru) * | 2011-10-28 | 2012-11-10 | Михаил Николаевич Михеев | Продукт для изготовления зубных паст и порошков и способ его получения |
| WO2012159645A1 (en) | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Coswell S.P.A. | Dental care products comprising carbonate-substituted fluoro-hydroxyapatite particles |
| RU2588525C1 (ru) * | 2014-12-11 | 2016-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Наноапатит" | Способ получения наноразмерного кальций-дефицитного карбонатсодержащего гидроксиапатита |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2077329C1 (ru) * | 1993-07-21 | 1997-04-20 | Акционерное общество закрытого типа "ОСТИМ" | Средство для стимуляции роста костной ткани |
-
1999
- 1999-08-19 RU RU99117701A patent/RU2179437C2/ru active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2077329C1 (ru) * | 1993-07-21 | 1997-04-20 | Акционерное общество закрытого типа "ОСТИМ" | Средство для стимуляции роста костной ткани |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АРСЕНЬЕВ П.А. и др. Медицинские биоматериалы. - М.: изд. МЭИ, 1999, с.73. * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2245152C1 (ru) * | 2003-12-18 | 2005-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Торгово-производственная фирма "МЕДКАМ" | Модифицированный гидроксиапатит |
| RU2359708C1 (ru) * | 2007-12-05 | 2009-06-27 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Наноструктурированный кальцийфосфатный керамический материал на основе системы трикальцийфосфат-гидроксиапатит для реконструкции костных дефектов |
| RU2367633C2 (ru) * | 2007-12-05 | 2009-09-20 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Способ получения наноразмерного порошка на основе системы трикальцийфосфат-гидроксиапатит для синтеза керамических биоматериалов |
| RU2395303C1 (ru) * | 2008-12-08 | 2010-07-27 | Государственное Учебно-Научное Учреждение Химический Факультет Московского Государственного Университета Имени М.В. Ломоносова | Способ получения керамического композиционного биодеградируемого материала на основе двойного фосфата калия кальция |
| RU2429885C1 (ru) * | 2010-06-16 | 2011-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Композиционный материал на основе гидроксиапатита и карбоната кальция для заполнения костных дефектов при реконструктивно-пластических операциях |
| RU2440149C1 (ru) * | 2010-07-06 | 2012-01-20 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Способ получения наноразмерного порошка для биоматериалов |
| WO2012159645A1 (en) | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Coswell S.P.A. | Dental care products comprising carbonate-substituted fluoro-hydroxyapatite particles |
| US9433569B2 (en) | 2011-05-26 | 2016-09-06 | Coswell S.P.A. | Dental care products comprising carbonate-substituted fluoro-hydroxyapatite particles |
| RU2465886C2 (ru) * | 2011-10-28 | 2012-11-10 | Михаил Николаевич Михеев | Продукт для изготовления зубных паст и порошков и способ его получения |
| RU2588525C1 (ru) * | 2014-12-11 | 2016-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Наноапатит" | Способ получения наноразмерного кальций-дефицитного карбонатсодержащего гидроксиапатита |
| RU2839844C1 (ru) * | 2025-02-04 | 2025-05-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Способ получения аморфного гидроксиапатита |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Afshar et al. | Some important factors in the wet precipitation process of hydroxyapatite | |
| JP4354012B2 (ja) | 珪素置換ヒドロキシアパタイトおよびその製法 | |
| JP5740314B2 (ja) | ケイ酸塩置換ヒドロキシアパタイト | |
| US9265859B2 (en) | Biomedical materials | |
| RU2179437C2 (ru) | Аморфный, карбонированный и фторированный гидроксиапатит для зубных паст и способ его получения | |
| EP1948561B1 (en) | A plurisubstituted hydroxyapatite and the composite thereof with a natural and/or synthetic polymer, their preparation and uses thereof | |
| EP2029481B1 (en) | Biomedical materials | |
| RU2500840C1 (ru) | Способ получения нанокристаллического кремнийзамещенного гидроксиапатита | |
| US5141561A (en) | Bony or dental filling biomaterials and processes for preparation thereof | |
| Nelson et al. | Octacalcium phosphate and apatite overgrowths: a crystallographic and kinetic study | |
| Ishikawa et al. | Effects of preparation conditions in aqueous solution on properties of hydroxyapatites | |
| JP3880090B2 (ja) | 液相反応による非化学量論組成ウイットロッカイトの調整法 | |
| KR960012708B1 (ko) | 하이드록시 아파타이트의 제조방법 | |
| JPH06122510A (ja) | リン酸八カルシウムの製造方法 | |
| JPH10130099A (ja) | 水酸アパタイトウィスカーの製造方法 | |
| RU2098350C1 (ru) | Способ получения гидроксилапатита кальция | |
| RU2478570C2 (ru) | Способ получения аморфного трикальцийфосфата | |
| RU2829972C1 (ru) | Способ получения висмут-натрий-кальций оксоапатита | |
| WO2000068144A1 (en) | Method for the preparation of carbonated hydroxyapatite compositions | |
| CN1038319C (zh) | 一种制备高纯磷酸四钙的方法 | |
| KR100275628B1 (ko) | 고순도를 갖는 결정성 수산화아파타이트의 제조방법 | |
| RU2779453C1 (ru) | Способ получения люминесцентного ортофосфата кальция, активированного церием | |
| RU2014846C1 (ru) | Способ получения гидроксилапатита кальция | |
| EP4349776A1 (en) | Method for preparing whitlockite crystals without generation of hydroxyapatite crystals | |
| RU2588525C1 (ru) | Способ получения наноразмерного кальций-дефицитного карбонатсодержащего гидроксиапатита |