RU2717275C2 - Способ получения гранулированных частиц гидроксиапатита - Google Patents
Способ получения гранулированных частиц гидроксиапатита Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717275C2 RU2717275C2 RU2018130552A RU2018130552A RU2717275C2 RU 2717275 C2 RU2717275 C2 RU 2717275C2 RU 2018130552 A RU2018130552 A RU 2018130552A RU 2018130552 A RU2018130552 A RU 2018130552A RU 2717275 C2 RU2717275 C2 RU 2717275C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroxyapatite
- solution
- precipitate
- particles
- constant
- Prior art date
Links
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [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 41
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 25
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- -1 ammonium ions Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 8
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 6
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 abstract description 4
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 15
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 4
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 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
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- XAAHAAMILDNBPS-UHFFFAOYSA-L calcium hydrogenphosphate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].OP([O-])([O-])=O XAAHAAMILDNBPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000004053 dental implant Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 235000015424 sodium Nutrition 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/32—Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам получения гранулированных частиц гидроксиапатита. Способ получения гранулированных частиц гидроксиапатита включает приготовление прекурсоров в виде растворов, содержащих ионы кальция, ионы аммония и фосфат-ионы, формирование осадка гидроксиапатита из растворов прекурсоров при постоянном значении рН, отделение образовавшегося осадка, сушку и термообработку. В качестве прекурсоров готовят раствор нитрата кальция, раствор аммиака и раствор фосфорной кислоты или аммония фосфорнокислого. Формирование осадка гидроксиапатита осуществляют при постоянном соотношении Са/PO, находящемся в интервале 1,5-1,8, и постоянном значении рН, находящемся в интервале 7-9. Постоянство значений рН и соотношения Са/POв реакционном объеме поддерживают в течение всего процесса формирования осадка. Изобретение обеспечивает получение частиц сферических частиц размером 20-60 нм с узким распределением частиц по размеру. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к технологиям осаждения неорганических материалов, а именно к способу получения сферогранулированных частиц гидроксиапатита, которые могут быть использованы в медицине для формирования биосовместимых покрытий методом газотермического напыления.
Гидроксиапатит кальция широко используется в медицине для производства материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, покрытий костных и зубных имплантатов и пр. Материал, применяющийся для формирования покрытий методом газотермического напыления, должен удовлетворять ряду требований по форме и размеру частиц.
Правильная форма частиц близкая к сферической обуславливает высокую сыпучесть порошковых материалов, высокую насыпную плотность, а также низкое гидро- и аэродинамическое сопротивление, что обеспечивает равномерность дозирования и оплавления частиц порошка при газотермическом напылении покрытий.
Диаметр частиц порошка должен находится в узком интервале от 20 до 60 мкм, что обуславливает высокую сыпучесть порошковых материалов и равномерность оплавления частиц в процессе формирования покрытий. При использовании меньших по диаметру частиц порошка значительно снижается сыпучесть материала, что приводит к его неоднородной подаче в устройство, формирующее покрытие. При использовании больших по диаметру частиц происходит неравномерное проплавление частиц в плазме или потоке газа, что ухудшает свойства конечного покрытия.
Задача формирования сферогранулированных порошков гидроксиапатита с узким распределением частиц по размеру от 20 до 60 мкм является весьма актуальной.
Известен способ (RU 2077475 от 20.04.1997, С01В 25/32) получения частиц гидроксиапатита, который включает смешение водной суспензии гидроксида кальция с водным раствором фосфорной кислоты, отделение реакционного осадка и его сушку. Смешение компонентов ведут при непрерывном добавлении водного раствора фосфорной кислоты к суспензии гидроксида кальция при последовательном прохождении реакционной смеси через две зоны, при этом в первой зоне поддерживают постоянное рН равное 10-11, и скорость движения потока суспензии 0,8-1,5 м/с, затем смесь через 1,0-1,5 с подают во вторую зону, где ее разбавляют в 400-500 раз исходной суспензией гидроксида кальция и возвращают в первую зону, обеспечивая 4-5-кратную циркуляцию реакционной смеси через обе зоны в замкнутом цикле за время 10-20 мин, после этого подачу кислоты прекращают и суспензию реакционного продукта дополнительно перемешивают в замкнутом цикле в течение 10-12 мин.
Известен способ (US 4324772 от 13.04.1983, С01В 25/32) получения частиц гидроксиапатита, включающий первую стадию с непрерывной загрузкой двухступенчатого реактора суспензией оксида кальция в воде и раствором фосфорной кислоты в воде, которые реагируют на первой стадии при сильном перемешивании с рН реакционной массы таким, что вязкость близка к минимальной, т.е. рН от 9,5 до 11; вторую стадию реактора при сильном перемешивании с непрерывным вводом водной фосфорной кислоты в количестве достаточном для поддержания рН в второй стадии около значения в интервале от 7,0 до 7,4.
Недостатками указанных выше способов являются их многостадийность, что определяет их технологическую сложность, а также неоднородность частиц гидроксиапатита по форме и широкое распределение частиц по размеру.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ (US 5405436 от 11.04.1995, С01В 25/32) получения гидроксиапатита, включающий стадии приготовления прекурсоров, содержащих фосфат-ионы, гидроксил-ионы и катионы кальция, причем источником кальция является и прекурсор, содержащий фосфат-ионы, являющийся раствором фосфорной кислоты в воде с молярным соотношением Са:Р около значений от 0,2:1 до 1:1, и прекурсор, содержащий гидроксил-ионы, являющийся суспензией гидроксида кальция в воде; формирования осадка гидроксиапатита путем первоначального формирования реакционной смеси с помощью одновременной подачи прекурсора, содержащего кальций и фосфат-ионы, и прекурсора, содержащего кальций и гидроксил-ионы в реактор при интенсивном перемешивании так, чтобы обеспечить соотношение Са:Р=1,667 с дальнейшим осуществлением реакции при интенсивном перемешивании при температуре реакционной смеси от 60° до 100°С и при рН реакционной смеси от 4 до 8; отделения фазы гидроксиапатита от маточного раствора; промывку; сушку.
Данный способ позволяет получать частицы с узким распределением по размеру от 1 до 20 мкм. Недостатком способа является отсутствие фракции частиц большего размера (с диаметрами от 20 до 60 мкм), необходимыми для формирования покрытий, необходимость нагрева реакционной смеси, увеличивающей энергоемкость процесса, а также увеличение длительности синтеза за счет наличия двух последовательных операций: сначала подачи прекурсоров с конечным соотношением Са:Р=1,667, далее проведением реакции при повышенных температурах и постоянном рН.
Техническим результатом предложенного изобретения является получение сферогранулированных частиц гидроксиапатита с узким распределением частиц по размеру, содержащим целевую фракцию от 20 до 60 мкм.
Заявленный технический результат достигается путем формирования гранулированных частиц гидроксиапатита непосредственно при гидролизе соли кальция в условиях одновременного поддержания постоянных соотношения 
и значения рН реакционной среды. Одновременное поддержание постоянными соотношения и значения рН реакционной среды позволяет также уменьшить количество операций в синтезе гидроксиапатита, за счет чего уменьшается длительность синтеза по сравнению с аналогами.
На первой стадии получения гранулированных частиц гидроксиапатита готовят прекурсор, содержащего кальций. В качестве прекурсора, содержащего кальций, может быть использован раствор любой растворимой в воде соли кальция, в частности, нитрат, хлорид, ацетат и др. Возможно приготовление соли кальция путем растворения безводной или водной соли кальция в воде, растворения оксида или карбоната кальция в азотной, соляной или уксусной кислоте, или другими способами. По преимущественному способу реализации изобретения для приготовления раствора соли кальция используют безводный нитрат кальция и дистиллированную воду. Концентрация соли может находится в интервале значений от 0,5 до 3 моль/л.
На второй стадии получения гидроксиапатита готовят прекурсор, содержащий фосфат-ионы. С этой целью могут быть использованы различные растворы соединений, в частности, фосфорная кислота, фосфат аммония, натрия, калия и любые другие растворимые соли фосфорной кислоты. Предпочтительно использовать фосфорную кислоту с концентрацией 0,1-19,0 моль/л, наиболее предпочтительно 1,1-2,0 моль/л.
На третьей стадии получения частиц гидроксиапатита готовят прекурсор, содержащий гидроксил-ионы. В этом качестве может быть использовано любое основание, в частности гидроксиды калия, натрия и др., или водный раствор аммиака Предпочтительным является использование водного раствора аммиака, т.к. в процессе термического разложения продуктов его взаимодействия с солью кальция и фосфорной кислотой не происходит загрязнения продукта катионами металлов. Значение концентрации водного раствора аммиака может находиться в интервале от 1 до 13 моль/л, предпочтительнее от 5 до 7 моль/л.
На четвертой стадии получения гранулированного гидроксиапатита проводят формирование осадка гидроксиапатита путем осаждения при постоянных значениях и рН реакционной смеси, и соотношения . Осаждение осуществляют путем дозирования прекурсора, содержащего кальций, прекурсора, содержащего фосфат-ионы, и прекурсора, содержащего гидроксил-ионы, в реакционный объем таким образом, что в реакционном объеме поддерживают постоянное значение рН в интервале от 7 до 9, более предпочтительно 7,5-8,5 единиц рН, и постоянное соотношение в интервале от 1,5 до 1,8, более предпочтительно 1,66-1,68.
Осаждение может быть выполнено в полунепрерывном или непрерывном режимах, при этом прекурсоры дозируют в общий реакционный объем в котором поддерживают выбранное значение рН и соотношения . Для их поддержания на заданном уровне возможно регулирование скорости подачи как одного из прекурсоров, так и одновременно нескольких прекурсоров. Дозирование прекурсоров может быть выполнено при использовании перистальтических насосов, мембранных насосов, насосов прямого дозирования, центробежных насосов с регулируемой скоростью вращения, а также другими способами. Контроль рН реакционного объема ведут в течение всего процесса осаждения при помощи рН-метров с ион-селективными электродами или при помощи иных систем детектирования концентрации Н+ионов в растворе.
После проводят операции фильтрации, сушки и обжига осадка. Предпочтительно, сушку осадка проводить при температуре от 80 до 120°С до постоянной массы. Обжиг осадка предпочтительно проводить при температуре от 300 до 1000°С.
Сущность изобретения поясняется фигурами, где изображено:
- на фиг. 1 - таблица параметров образцов гидроксиапатита, синтезированных в Примерах 1-6;
- на фиг. 2 - гранулометрическое распределение частиц по размеру гидроксиапатита, синтезированного в Примере 1;
- на фиг. 3 - СЭМ-изображение частиц образца, синтезированного по примеру 1.
- на фиг. 4 - рентгенограмма гидроксиапатита, синтезированного в Примере 1;
- на фиг. 5 - распределение частиц по размеру гидроксиапатита, синтезированного в Примере 6
- на фиг. 6 - СЭМ-изображение частиц образца, синтезированного по Примеру 6.
- на фиг. 7 - рентгенограмма гидроксиапатита, синтезированного в Примере 6.
Пример 1
Этот пример относится к осаждению чистого гидроксиапатита при значении рН=8 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 0,5 моль/л и соотношении равным 1,67.
В первый химический стакан при перемешивании вводят дистиллированную воду и 120,8 граммов безводного нитрата кальция Са(NO3)2 (массовая концентрация 96%), объем раствора доводят дистиллированной водой до 1 л. Полученный раствор выдерживают при перемешивании в течение 2 часов перед началом осаждения. Во второй химический стакан вводят 113 мл концентрированной фосфорной кислоты и доводят дистиллированной водой до объема 1 л. Для приготовления раствора соединения основного характера в третий химический стакан вводят 370 мл концентрированного раствора аммиака (массовая концентрация 24%) и доводят объем до 0,8 л дистиллированной водой, после смешения компонентов получают водный раствор аммиака с концентраций 11 массовых процентов.
Для осуществления осаждения гранулированных частиц гидроксиапатита, в трехлитровый химический стакан, снабженный верхнеприводной мешалкой и датчиком рН вводят 250 мл дистиллированной воды. Далее в стакан при перемешивании при помощи перистальтических насосов дозируют раствор нитрата кальция со скоростью 10 мл/мин, раствор фосфорной кислоты со скоростью 10 мл/мин и водный раствор аммиака со скоростью 6,5 мл/мин, причем значение рН в стакане поддерживают в диапазоне от 7,8 до 8,2 ед. за счет периодического прерывания дозирования водного раствора аммиака. После введения всего объема раствора нитрата кальция и фосфорной кислоты, полученную суспензию выдерживают при перемешивании в течение 30 минут, проводят фильтрацию суспензии на нутч-фильтре. Далее осадок помешают в сушильный шкаф, сушку осадка проводят при температуре 80°С в течение 12 часов. После этого осадок обжигают в муфельной печи при температуре 600°С в течение 2 часов.
Определение гранулометрического состава проводили с помощью метода лазерной дифракции при использовании прибора Analysette 22 NanoTec. На фиг. 2 приведено распределение частиц по размеру образца, полученного по примеру 1. Морфологию частиц исследовали с помощью метода сканирующей электронной микроскопии, на фиг. 3 приведена электронная фотография частиц образца, полученного по примеру 1. На фиг. 4 приведена рентгенограмма чистого гидроксиапатита, полученного по примеру 1.
Пример 2.
Этот пример относится к осаждению чистого гидроксиапатита при значении рН=8 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 3 моль/л и соотношении равным 1,67.
В этом случае поступают так же, как в примере 1, но в первый химический стакан при перемешивании вводят дистиллированную воду и 724,8 граммов безводного нитрата кальция Са(NO3)2 (массовая концентрация 96%). Полученный раствор выдерживают при перемешивании в течение 2 часов перед началом осаждения. Во второй химический стакан вводят 678 мл концентрированной фосфорной кислоты и доводят дистиллированной водой до объема 1 л. Осаждение и все дальнейшие операции проводят также, как описано в примере 1.
Пример 3.
Этот пример относится к осаждению чистого гидроксиапатита при значении рН=8 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 0,5 моль/л и соотношении равным 1,8.
В этом случае поступают также, как в примере 1, но во второй химический стакан вводят 122 мл концентрированной фосфорной кислоты и доводят дистиллированной водой до объема 1 л. Осаждение и все дальнейшие операции проводят также, как описано в примере 1.
Пример 4.
Этот пример относится к осаждению чистого гидроксиапатита при значении рН=9 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 0,5 моль/л и соотношении равным 1,67.
В этом случае поступают так же, как описано в примере 1, только осаждение гидроксиапатита кальция ведут при рН=8,8-9,2.
Пример 5.
Этот пример относится к осаждению чистого гидроксиапатита при значении рН=8 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 0,5 моль/л и соотношении равным 1,67, но в качестве донора 
-ионов выступает раствор аммония фосфорнокислого.
В этом случае поступают также, как в примере 1, но во втором химическом стакане готовят раствор аммония фосфорнокислого. Для этого в стакан вводят дистиллированную воду и 121,6 граммов трехводного аммония фосфорнокислого (NH4)3РО4⋅3Н2О и доводят дистиллированной водой до объема 1 л. Осаждение и все дальнейшие операции проводят также, как описано в примере 1.
Пример 6.
Этот пример относится к осаждению гидроксиапатита при значении рН=6 с концентрацией осаждаемого раствора нитрата кальция 0,5 моль/л и соотношении равным 1,67.
В этом случае поступают так же, как описано в примере 1, только осаждение гидроксиапатита кальция ведут при рН=5,8-6,2.
На фиг. 5 приведено распределение частиц по размеру образца, полученного по примеру 6. На фиг. 6 приведена электронная фотография частиц образца, полученного по примеру 6. На фиг. 7 приведена рентгенограмма гидроксиапатита, полученного по примеру 6, в котором преимущественно присутствуют фазы брушита и монетита.
Claims (5)
1. Способ получения гранулированных частиц гидроксиапатита, включающий приготовление прекурсоров в виде растворов, содержащих ионы кальция, ионы аммония и фосфат-ионы, формирование осадка гидроксиапатита из растворов прекурсоров при постоянном значении рН, отделение образовавшегося осадка, сушку и термообработку, отличающийся тем, что в качестве прекурсоров готовят раствор нитрата кальция, раствор аммиака и раствор фосфорной кислоты или аммония фосфорнокислого, формирование осадка гидроксиапатита осуществляют при постоянном соотношении Са2+/PO4 3-, находящемся в интервале 1,5-1,8, и постоянном значении рН, находящемся в интервале 7-9, при этом постоянство значений рН и соотношения Са2+/PO4 3- в реакционном объеме поддерживают в течение всего процесса формирования осадка за счет одновременного дозирования трех потоков растворов прекурсоров в общий реакционный объем с регулировкой скорости подачи одного или нескольких растворов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве прекурсора, содержащего фосфат-ионы, используют водный раствор аммония фосфорнокислого или фосфорную кислоту с концентрацией 1,1-2,0 моль/л.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, соотношение Са2+/PO4 3- поддерживается постоянным и равным 1,667.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют раствор аммиака с концентрацией 5-7 моль/л.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют раствор соли нитрата кальция в воде с концентрацией от 0,5 до 3 моль/л.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018130552A RU2717275C2 (ru) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Способ получения гранулированных частиц гидроксиапатита |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018130552A RU2717275C2 (ru) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Способ получения гранулированных частиц гидроксиапатита |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018130552A RU2018130552A (ru) | 2020-02-26 |
| RU2018130552A3 RU2018130552A3 (ru) | 2020-02-26 |
| RU2717275C2 true RU2717275C2 (ru) | 2020-03-19 |
Family
ID=69631159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018130552A RU2717275C2 (ru) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Способ получения гранулированных частиц гидроксиапатита |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2717275C2 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04209711A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-31 | Kyoritsu Yogyo Genryo Kk | ハイドロキシアパタイトの製造法 |
| JPH072505A (ja) * | 1993-06-15 | 1995-01-06 | Japan Steel Works Ltd:The | ヒドロキシアパタイトの製造方法 |
| US5405436A (en) * | 1992-09-28 | 1995-04-11 | BK Ladenburg GmbH Gesellschaft fur Chemische Erzeugnisses | Process for the preparation of hydroxyapatite |
| JPH0920508A (ja) * | 1995-07-06 | 1997-01-21 | Tomita Seiyaku Kk | 歯磨き配合用ヒドロキシアパタイト及びその製造法 |
| RU2122520C1 (ru) * | 1996-10-31 | 1998-11-27 | Акционерное общество закрытого типа "ОСТИМ" | Способ получения суспензии гидроксиапатита |
| US7169372B1 (en) * | 2000-07-03 | 2007-01-30 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo “OSTIM” | Method for producing nano-sized crystalline hydroxyapatite |
-
2018
- 2018-08-22 RU RU2018130552A patent/RU2717275C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04209711A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-31 | Kyoritsu Yogyo Genryo Kk | ハイドロキシアパタイトの製造法 |
| US5405436A (en) * | 1992-09-28 | 1995-04-11 | BK Ladenburg GmbH Gesellschaft fur Chemische Erzeugnisses | Process for the preparation of hydroxyapatite |
| JPH072505A (ja) * | 1993-06-15 | 1995-01-06 | Japan Steel Works Ltd:The | ヒドロキシアパタイトの製造方法 |
| JPH0920508A (ja) * | 1995-07-06 | 1997-01-21 | Tomita Seiyaku Kk | 歯磨き配合用ヒドロキシアパタイト及びその製造法 |
| RU2122520C1 (ru) * | 1996-10-31 | 1998-11-27 | Акционерное общество закрытого типа "ОСТИМ" | Способ получения суспензии гидроксиапатита |
| US7169372B1 (en) * | 2000-07-03 | 2007-01-30 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo “OSTIM” | Method for producing nano-sized crystalline hydroxyapatite |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Петракова Н.В., Влияние условий синтеза и спекания нанопорошков гидроксиапатита на формирование микроструктуры и свойств керамики, Дисс. на соиск уч. степ. канд. техн. наук, Москва, 2014, гл. 1.3.1. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018130552A (ru) | 2020-02-26 |
| RU2018130552A3 (ru) | 2020-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wijesinghe et al. | Facile synthesis of both needle-like and spherical hydroxyapatite nanoparticles: Effect of synthetic temperature and calcination on morphology, crystallite size and crystallinity | |
| US20050226939A1 (en) | Production of nano-sized hydroxyapatite particles | |
| KR100898218B1 (ko) | 세라믹입자군 및 그 제조방법 그리고 그 이용 | |
| Ribeiro et al. | Preparation and characterisation of calcium-phosphate porous microspheres with a uniform size for biomedical applications | |
| Ruffini et al. | Hydroxyapatite via controlled hydrothermal route | |
| Spencer | Hydroxyapatite for chromatography: II. Sources fo variability and improved methods of preparation | |
| JPS6287406A (ja) | β−リン酸三カルシウムの製造方法 | |
| Afonina et al. | Synthesis of whitlockite nanopowders with different magnesium content | |
| KR101017815B1 (ko) | 용액 성장법에 의한 인산칼슘 입자의 제조 방법 | |
| Latocha et al. | Impact of morphology-influencing factors in lecithin-based hydroxyapatite precipitation | |
| Tas | Calcium metal to synthesize amorphous or cryptocrystalline calcium phosphates | |
| RU2402483C2 (ru) | Способ получения нанодисперсного гидроксиапатита для медицины | |
| RU2717275C2 (ru) | Способ получения гранулированных частиц гидроксиапатита | |
| McDonogh et al. | Counterintuitive Crystallization: Rate Effects in Calcium Phosphate Nucleation at Near-Physiological pH | |
| Mosina et al. | Synthesis of amorphous calcium phosphate: A review | |
| Bricha et al. | Hydrothermal synthesis and appraisal of Mg-doped hydroxyapatite nanopowders | |
| CN110510592B (zh) | 调控制备具有优异细胞相容性的羟基磷灰石的方法 | |
| JP2014181160A (ja) | フッ素アパタイトの製造方法およびフッ素アパタイト微粒子の製造方法 | |
| RU2391117C1 (ru) | Способ получения гидроксиапатита | |
| JPH072505A (ja) | ヒドロキシアパタイトの製造方法 | |
| JP2015223259A (ja) | ハイドロキシアパタイト誘導体粒子群 | |
| JP3686935B2 (ja) | リン酸カルシウムで被覆された球状生体内分解性高分子の製造方法 | |
| US10723625B2 (en) | Method for producing octacalcium phosphate shaped product | |
| JP2964527B2 (ja) | ハイドロキシアパタイト分散液の製造方法 | |
| Kim et al. | Synthesis and Morphological Characterization of Calcium Phosphates Prepared under Different NaOH Concentrations. |