Способ получения аморфного трикальцийфосфата



Владельцы патента RU 2478570:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное обьединение ЕВРОХИМ" (RU)

Изобретение может быть использовано в химической и медицинской промышленности. Трикальцийфосфат получают взаимодействием водного раствора хлористого кальция и аммиачного раствора триаммонийфосфата в избытке аммиака в течение 1,0-1,5 часов при температуре 14-16°С. Полученный осадок фильтруют и промывают дистиллированной водой при температуре 14-16°С, после чего сушат при температуре 105-120°С. Предлагаемый способ позволяет получить аморфный трикальцийфосфат, не содержащий примесей кристаллического дефектного гидроксилапатита кальция и дигидрата дикальцийфосфата, не оказывающий раздражающего воздействия на кожу человека. 1 табл.

 

Изобретение относится к химической и медицинской промышленности и может быть использовано в производстве исходного биосовместимого материала, пригодного для изготовления в стоматологии имплантов, при протезировании, пломбировании зубов и др. Аморфный трикальцийфосфат (АФК), имеющий формулу Ca3(PO4)2, относится к основной области системы CaO-P2O5-H2O и является промежуточным продуктом при образовании кристаллического дефектного гидроксилапатита кальция (КДГАК), состав которого соответствует формуле Ca10-x(PO4)6-x(OH)2-x, где 0<x<2, КДГАК является производным от стехиометрического гидроксилапатита кальция (СГАК), состав которого описывается формулой Ca10(PO4)6(OH)2.

Синтез индивидуальных веществ в системе CaO-P2O5-H2O зависит от условий проведения процесса (среда, температура, концентрация реагентов, соотношение CaO/P2O5 мольное и т.п.) и характеризуется образованием целого ряда соединений (Ca(H2PO4)2, CaHPO4·2H2O, Ca10(OH)2(PO4)6, АФК и т.д.

АФК, как правило, получают путем взаимодействия солей кальция и фосфорной кислоты в водно-аммиачной среде, однако в чистом виде получить его крайне сложно, поскольку он достаточно быстро переходит в КДГАК.

Известен способ получения АФК при смешении растворов диаммонийфосфата и нитрата кальция. Смесь при барботировании аргоном выдерживали при рН 11 в течение 48 часов при комнатной температуре (J.Amer. Ceram. Soc. 1989, 72, №8, 1476-1478). Однако, несмотря на сложность технологии, указанный способ не позволяет получить АФК в чистом виде без примесей других побочно образующихся фосфатов кальция, например КДГАК. Для использования АФК в качестве импланта костной ткани он не должен содержать примеси КДГАК и ДДФ.

Известен способ получения АФК путем растворения оксида кальция в воде с последующим взаимодействием образовавшегося гидроксида кальция с ортофосфорной кислотой, отделением осадка фильтрованием и сушкой продукта. Ортофосфорную кислоту добавляют до конечного рН реакционной смеси, равного 6,5-8,0, а полученный осадок высушивают при температуре 20-30°С. Получают продукт типа дентина (патент RU 2098350).

Известен также способ получения АФК, пригодного для биоактивной керамики.

Способ включает приготовление водной суспензии гидроокиси кальция с фосфорной кислотой, приливаемой по каплям при рН 7,3-8,0 с последующим фильтрованием и высушиванием полученного продукта («Le//Jntereeram", 1989, 38, №2, 22-23). Недостатком указанных способов является образование наряду с АФК примесей других фосфатов (гидроксилапатит Ca10(OH)2(PO4)6 и дигидрат дикальцийфосфата CaHPO4·2H2O). Кроме того, выход АФК недостаточен.

Известен способ приготовления аморфного фосфата кальция, стабилизированного фосфопептидом, включающий получение раствора, содержащего фосфопептид, смешивание растворов, содержащих ионы кальция, ионы фосфора и ионы гидроокиси при поддержании рН ниже 7,0, при постоянном перемешивании (патент RU 2404738). Недостаток указанного способа - получение АФК в смеси с другими фосфатами, в основном КДГАК.

Наиболее близким способом к предлагаемому является способ получения трикальцийфосфата путем взаимодействия солей кальция и динатрийфосфата в присутствии избытка аммиака в течение 2-х часов при температуре 18-19°С с последующей фильтрацией, промывкой от ионов хлора и сушкой полученного осадка (авт. св. СССР 222334 - прототип). К числу недостатков способа-прототипа следует отнести то, что полученный фосфат кальция содержит до 60 мас.% КДГАК, а также до 6 мас.% дигидрата дикальцийфосфата CaHPO4·2H2O, что мешает его использованию в медицине из-за раздражающего воздействия на кожу человека. Кроме того, полученный трикальцийфосфат загрязнен ионами натрия. С целью получения трикальцийфосфата в аморфной форме, не оказывающего раздражающего воздействия на кожу, не содержащего примесей КДГАК и ионов натрия, предложено взаимодействие солей кальция и фосфорной кислоты проводить в водоаммиачной среде в течение 1,0-1,5 часов при температуре 14-16°С с последующей фильтрацией, промывкой полученного осадка дистиллированной водой при температуре 14-16°С и сушкой при температуре 105-120°С.

В качестве исходных реагентов берут водные растворы хлористого кальция и аммиачного раствора триаммонийфосфата, который получают путем смешения раствора диаммонийфосфата (ДАФ) и аммиака непосредственно перед осаждением при мольном соотношении аммиак:диаммонийфосфат, равном от 3,0:1,0 соответственно. Полученный осадок АФК не содержит примесей КДГАК и ДДФ. При увеличении продолжительности осаждения более 1,5 часов появляются примеси КДГАК, а при снижении продолжительности осаждения менее 1,0 часа резко увеличивается продолжительность фильтрации осадка и последующей отмывки от ионов хлора. При увеличении температуры осаждения выше 16°С полученный осадок содержит КДГАК, а при снижении температуры осаждения ниже 14°С осадок трудно отмыть от ионов хлора.

Промышленная применимость предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

В качестве исходных реагентов для получения АФК берут 1,78 л содержащего 101,89 г хлористого кальция в 1 л раствора и 9,5 л раствора, содержащего 51,02 г диаммонийфосфата в 1 л раствора.

К раствору диаммонийфосфата непосредственно перед осаждением добавляют раствор аммиака с концентрацией 152,15 г/л исходя из расчета 3,0 моля аммиака на 1 моль диаммонийфосфата (1,23 л). Осаждение фосфата кальция проводят в течение 1 часа при температуре 14°С путем одновременного сливания растворов реагентов в общую емкость, снабженную мешалкой. Подачу обоих растворов при осаждении ведут при практически постоянном соотношении их объемов, обеспечивающем проведение реакции осаждения при молярном соотношении CaO/P2O5 (моль), равном 3,0.

pН суспензии находится в интервале 9,0-9,1. По окончании сливания растворов осадок фильтруют, отмывают от ионов хлора дистиллированной водой до содержания в последней 0,1 г в 1 л и сушат при температуре 120°С до постоянной массы.

Анализ осадка на фазовый состав проводят по методике Е.Инза и А.Познера (J.Phys. Chem. Solids, Supply, 1967, №1, P.373-376).

Пример 2

АФК получают аналогично описанному в примере 1 за исключением того, что продолжительность осаждения составляет 1,5 часа, а температура осаждения 16°С. Результаты опыта приведены в таблице.

Примеры 3-4 (для сравнения)

АФК получают аналогично примеру 1, однако длительность осаждения составляет 2 часа при температуре осаждения 18°С и 0,5 часа при температуре осаждения 12°С. Результаты опытов приведены в таблице.

Полученные образцы АФК прошли биологические испытания на цитотоксичность, сенсибилизирующее и раздражающее действие, общую токсичность, субхроническую токсичность и генотоксичность. Дополнительно были проведены имплантационный тест и тест на гемосовместимость.

Цитотоксичность материалов, содержащих АФК с различным его содержанием, исследовали на культуре фибробластов линии 929. Клетки культивировали в среде RDM-1640 с добавлением гентамицина, глютатиона и эмбриональной телячьей сыворотки. По окончании культивирования жизнеспособность клеток оценивали методом восстановления тетразолиевого нитросинего с последующим исследованием на спектрофотометре. Исследования показали, что АФК, получаемый предлагаемым способом, не обладает цитотоксичностью.

Отсутствие местного раздражающего действия АФК установлено при проведении аппликационных тестов на кроликах. При однократном и многократном воздействии (до 14 суток) видимых изменений кожи лабораторных животных не наблюдалось.

Сенсибилизирующее действие исследовалось на здоровых молодых половозрелых морских свинках-альбиносах одной линии обоего пола. Провокационные пробы через 14 дней после последней аппликации АФК реакции кожи подопытных животных не выявили.

АФК исследовалась в тестах на острую, подострую, субхроническую и хроническую токсичность. Опыты проводились на беспородных белых мышах (самцах) массой 18-25 г, прошедших 7-суточный карантин. В опытной и контрольной группах наблюдалось по 10 животных. Токсических, пирогенных и канцерогенных эффектов не выявлено.

Имплантационный тест выполнялся на кроликах. АФК имплантировался в подкожную и костную ткани. В ходе макроскопического, гистологического и рентгенологического изучения тканей, окружающих имплантированный синтезированный АФК, было установлено, что через шесть месяцев после имплантации признаков деструкции костной ткани в области импланта нет. Имплант устойчив, слизистая оболочка нормальной окраски. Отторжения импланта не произошло. Признаков воспалительной реакции, фиброза и некроза в окружающих трансплантат тканях не выявлено.

В связи с тем, что в известных научно-технических и патентных источниках аналогичного способа получения АФК не обнаружено, можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критериям «новизна » и «изобретательский уровень».

№ опыта Продолжительность осаждения, час Температура осаждения, °С CaO/P2O5 мол. осадка Количество АФК, мас.% Количество КДГАК, мас.% Содержание Cl-, мас.%
1 1,0 14 3,00 100 0 0,01
2 1,5 16 2,99 100 0 <0,01
3 2,0 18 3,01 54 36 <0,01
4* 0,5 12 2,98 95 5 0,54
* Осадок практически было невозможно ни фильтровать, ни отмыть от ионов Cl-.

Способ получения трикальцийфосфата путем осаждения средних фосфатов кальция, образующихся при сливании и постоянном перемешивании водного раствора хлористого кальция и диаммонийфосфата в избытке аммиака, с последующей фильтрацией полученного осадка, промывкой его водой от ионов хлора и сушкой, отличающийся тем, что осаждение проводят при температуре 14-16°С в течение 1,0-1,5 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области синтеза материалов, используемых для изготовления технической и медицинской керамики, а также в качестве ионообменников. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, а именно к способу получения материала, используемого как составляющая зубных паст и порошков с профилактическим действием.

Изобретение относится к способам получения минеральных добавок для корма животных, а именно к производству дикальцийфосфата (кормового преципитата). .
Изобретение относится к способам получения наноразмерных высокочистых порошков гидроксиапатита (ГАП), который может быть использован для производства сорбентов, медицинских материалов, например, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, для формирования зубных пломб, зубных паст.
Изобретение относится к области переработки фосфатного сырья и может быть использовано в технологии минеральных удобрений, кормовых и пищевых фосфатов. .

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к получению новых сверхпроводящих соединений в области высоких давлений от 17 ГПа до 160 ГПа. .

Изобретение относится к области неорганической химии. .

Изобретение относится к области приготовления материалов для гигиены рта и зубов. .

Изобретение относится к способам получения минеральных добавок для корма животных и может быть использовано при получении дикальцийфосфата (кормового преципитата).

Изобретение относится к области химии, а именно к механохимическим способам получения нанокристаллического кремний-замещенного гидроксилапатита, являющегося биологически активным материалом, который может быть использован для покрытия металлических и керамических имплантатов, в качестве наполнителя для восстановления дефектов костной ткани при изготовлении медицинской керамики и композитов для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, а также лечебных паст

Изобретение относится к пористой трехмерной матрице из монетита, который является биосовместимым, имеет структурированную пористость и предварительно заданную структуру и обладает способностью к реабсорбции, а также к способу синтеза, обеспечивающему получение указанного материала, и применению этого материала
Изобретение может быть использовано для очистки фосфатсодержащих сточных вод. Для осуществления способа проводят обработку сточной воды гидроксидом кальция с образованием нерастворимых частиц трикальцийфосфата и выводят из обработанной воды твердые продукты очистки. При этом обработку ведут в присутствии в воде диспергированных целлюлозных волокон, содержащих, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, в количестве 100-300 мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозных волокон. Выведение композиционного материала ведут напорной флотацией с образованием флотошлама. В предпочтительном варианте волокна диспергируют в воде в количестве 40-150 мг/дм3. При проведении напорной флотации часть флотошлама возвращают в процесс очистки, а выводимый из процесса флотошлам утилизируют. 3 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к способу получения канафита, т.е. гидратированного двойного пирофосфата натрия кальция (Na2Ca2PO7*4H2O). Способ включает дозирование исходных компонентов: воды, кристаллогидрата пирофосфата натрия, ацетата кальция или кристаллогидрата нитрата кальция при мольном отношении кристаллогидрата пирофосфата натрия к ацетату кальция или кристаллогидрату нитрата кальция в интервале 0,98-1,02 и соотношении массы воды к массе синтезируемого канафита в интервале 0,7-0,8. Далее осуществляют взаимодействие указанных компонентов при интенсивном перемешивании в планетарной мельнице со скоростью 5000-7000 об/мин в течение 1-3 часов. Затем промывают полученный продукт водой 4-6 раз и проводят дезагрегацию. Предложенный способ позволяет получить однофазный порошок канафита с размером частиц в интервале 100-500 нм с высоким выходом конечного продукта. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, которые могут быть использованы для производства медицинских материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, в том числе в стоматологии. Способ получения монофазового нанокристаллического кремнийзамещенного гидроксиапатита включает синтез кремнийсодержащего гидроксиапатита методом осаждения из водного раствора реагентов, содержащих ортофосфорную кислоту, гидроксид кальция и тетраэтилортосиликат при рН не менее 9 и молярном отношении Са/Р в диапазоне от 2,0 до 2,5, отстаивание для завершения процесса фазообразования, выделение осадка, высушивание и термообработку осадка, при этом синтез ведут путем приливания 10-20%-ного раствора ортофосфорной кислоты со скоростью 0,2-0,8 мл/мин на литр водного раствора композиции гидроксид кальция /тетраэтилортосиликат, приготовленной с использованием 0,08-0,16%-ного водного раствора гидроксида кальция и расчетного количества тетраэтилортосиликата для получения готового продукта со степенью замещения кремнием х, равным 1-2, и молярным отношением Са/(Р+Si), близким к 1,67, а термообработку ведут при температуре не ниже 300°С, но не более 400°С. Изобретение позволяет получать стехиометрический монофазный продукт фаз со средним размером кристаллов 9,95-12,53 нм, удельной поверхностью 108,97-132,58 м2/г и повышенной биоактивностью, при нагревании которого не образуются побочные фазы. 4 ил., 2 табл., 8 пр.
Изобретение относится к области технологии неорганических материалов, в частности к способу получения гидроксиапатита. Гидроксиапатит получают путем смешения 1-1,5%-ной водной суспензии карбоната кальция, насыщенной углекислым газом в концентрации 1-1,5 г/л, и 1-1,5%-ного водного раствора гидроортофосфата натрия при температуре 20-37°С, при постоянном перемешивании и при мольном соотношении CaCO3/Na2HPO4=5-7. Результатом является обеспечение возможности получения гидроксиапатита в таких условиях, которые безвредны для человека и при которых полученный гидроксиапатит можно использовать непосредственно после его получения. Также способ позволяет значительно снизить продолжительность процесса получения. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к способу получения биологически активного кремниймодифицированного порошка гидроксиапатита с использованием СВЧ-излучения. Способ включает приготовление и перемешивание водных растворов нитрата кальция, гидрофосфата аммония и аммиака и раствора тетраэтоксисилана в этаноле с последующим воздействием СВЧ-излучения, отстаиванием, сушкой при температуре 90°С в течение 3 часов и прокаливанием при 800°С в течение 1 часа. При этом осуществляют дополнительную СВЧ-обработку после отстаивания смеси. Причем СВЧ-нагрев осуществляют в течение 25-30 минут, мощностью 120 Вт. Соотношение компонентов следующее, в мас.%: нитрат кальция - 5,5, гидрофосфат аммония - 1,66, тетраэтоксисилан - 0,27, этанол - 0,27, аммиак -в количестве, необходимом для поддержания рН смеси на уровне 10-11, вода - остальное. Результатом является уменьшение среднего рассчитанного размера кристаллита и дисперсности, что в свою очередь положительно сказывается на растворимости порошка. 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к биоматериалам, представляющим собой наночастицы биорезорбируемого аморфного гидроксиапатита, которые могут использоваться в медицине и в косметике, например, в качестве материала, стимулирующего регенерацию мягкой и костной ткани, в т.ч. в качестве средства, использующегося для заживления ран различной этиологии, в качестве остеопластического материала, в качестве активного компонента средств гигиены полости рта, а также в качестве наноносителя лекарственных средств. Материал включает размещенные в органической матрице наночастицы аморфного гидроксиапатита кальция, частично изоморфно замещенного ионами металлов II группы (МII) общей формулы Са10-х МII x (РO4)6ОН2, где (МII) - Mg2+ и/или Zn2+, 0,01≤x≤2. Способ получения биорезорбируемого материала включает приготовление смеси из гидроксида кальция, монозамещенного фосфата кальция моногидрата и оксидов металлов, в качестве которых используют оксид магния и/или оксид цинка при атомном соотношении (Са+МII)/P=1,67, Са/Р не ниже 1,33, где (МII) - Mg2+/или Zn2+, добавление к смеси водного раствора биополимера в виде гидрогеля с концентрацией полимера 0,01-10,0 мас.% для формирования органической матрицы, осаждение наночастиц аморфного гидроксиапатита при температуре 10-30°С при нейтральных значениях рН 7,0-7,5 с последующим фильтрованием и высушиванием осадка при температуре 20-30°С до получения конечного продукта. Результатом является получение вещества, соответствующего химической формуле гидроксиапатита, со степенью аморфности от 95 до 100%. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил., 5 пр.

Изобретение относится к области медицины и созданию новых материалов биомедицинского назначения, которые могут быть использованы при создании биоактивных кальций-фосфатных покрытий на имплантатах, при создании бифазных композитов на основе фосфатов кальция и сплавов титана. Заявлен способ получения биомиметического кальций-фосфатного покрытия на сплавах титана из модельного раствора синовиальной жидкости человека, в котором готовят раствор состава: CaCl2 - 1,3431 г/л, Na2HPO4·12H2O - 7,4822 г/л, NaCl - 2,8798 г/л, MgCl2·6H2O - 0,4764 г/л, Na2SO4 - 1,6188 г/л, KCl - 0,3427 г/л, NaHCO3 - 2,0160 г/л, осаждают две твердые фазы карбонатгидроксилапатита и октакальция фосфата при температуре 22-25°C, значении pH=7,4±0,05, в течение 7 дней. Затем фильтруют и сушат при 100°C в течение 2-3 часов до удаления химически несвязанной воды и готовят водную суспензию при концентрации фосфата кальция 5-10 мас.%. Полученную суспензию наносят капиллярным методом на сплав титана, сушат при температуре 20-25°C в течение 24 часов. Изобретение обеспечивает получение качественного покрытия на сплавах из титана, состоящего из карбонатгидроксилапатита и октакальция фосфата. 2 табл., 3 ил.

Изобретение относится к способу получения пористого пирофосфата кальция для использования в медицине. Способ включает подготовку исходной порошковой смеси, содержащей карбонат кальция и гидрофосфат аммония, формование заготовок и их обжиг. Причем карбонат кальция и гидрофосфат аммония используют при мольном соотношении, выбранном из интервала 0,5-0,7, а обжиг формованных заготовок проводят в интервале 800-900°С в течение 1-3 часов. При этом карбонат кальция предпочтительно получают методом химического осаждения из водных растворов ацетата кальция и гидрокарбоната аммония с концентрацией 0,5-2,5 М. Пористость пирофосфата кальция, полученного в соответствии с предлагаемым способом, составляет 80-90%. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-04-10 2013-04-10T07:51:07
Наверх