Способ получения биоактивного гидроксиапатита

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения биоактивного гидроксиапатита, включающий очистку костей кипячением в растворе хлорида кальция концентрацией 5-50% масс. при температуре 105-130°C в течение 1-2 часов, затем растворяют костную ткань крупного рогатого скота в соляной кислоте концентрацией 2-8% масс. и осаждают гидроксиапатит раствором гидроксида аммония концентрацией 20-25% масс. при перемешивании до pH 8-9, осадок после фильтрации распульповывают в горячей дистиллированной воде, снова фильтруют и промывают осадок на фильтре 2-3 порциями дистиллированной воды, а затем раствором этилового спирта 60-96% концентрации, высушивают при температуре 100-120°C, прокаливают при 700-900°C. Результатом является упрощение и уменьшение времени очистки костной ткани от мышц и сухожилий и повышение качества гидроксиапатита. 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, используемых в медицине в качестве биоактивных добавок, биоактивных материалов для покрытия эндопротезов, в стоматологии, травматологии и ортопедии.

Известен способ получения гидроксиапатита при взаимодействии дихлорида кальция, гидроортофосфата аммония и водного раствора аммиака при 25°C по реакции:

10CaCl2+6(NH4)2HPO4+8NH4OH=Ca10(PO4)6(OH)2+20NH4Cl+6H2O [Орловский В.П., Ежова Ж.А., Родичева Г.В., Коваль Е.М., Суханова Г.Е., Тезикова Л.А. Изучение условий образования гидроксиапатита в системе CaCl2-(NH4)2HPO4-NH4OH-H2O (25°C). // Журн. неорг. химии. 1992. Т. 37. №4. С. 881].

Недостатком данного способа является многостадийность, включающая многократное нагревание и охлаждение полученного осадка с маточным раствором, длительность процесса, а также низкий выход конечного продукта и отсутствие в синтезированном гидроксиапатите микроэлементов, содержащихся в биологической костной ткани живого организма, от которых зависят параметры кристаллической решетки, а значит и физико-химические, биологические свойства гидроксиапатита, что уменьшает биологическую активность гидроксиапатита.

Известен способ синтеза порошков гидроксиапатита осаждением из водных растворов солей нитрата кальция и гидроортофосфата аммония в желатине [Фомин А.С., Комлев B.C., Баринов С.М., Фадеева И.В., Ренгини К. Синтез нанопорошков гидроксиапатита для медицинских применений путем капельного приливания (NH4)2HPO4 в раствор Ca(NO3)2-аммиак - желатин. // Перспективные материалы. 2006. №2. С. 51-54].

Недостатком данного способа являются трудоемкость процесса, сложность работы с гелеобразным реагентом, недостаточная стехиометричность гидроксиапатита - Ca:P=1,6-1,63 (для стехиометричного гидроксиапатита Ca:P=1,67) и выход готового продукта и пониженная биологическая активность из-за отсутствия в составе микроэлементов, присутствующих в биологической костной ткани.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ получения гидроксиапатита из костной ткани крупного рогатого скота, включающий предварительную очистку костей, измельчение их, растворение костной ткани в соляной кислоте с последующим осаждением гидроксиапатита осадителем, фильтрование, сушку и измельчение осадка [Талашова И.А., Силантьева Т.Н. Лабораторное выделение кальцийфосфатных соединений из костной ткани крупного рогатого скота и определение их состава методом электронно-зондового микроанализа // Гений Ортопедии. - №4. - 2007. - с. 71-75].

Недостатками этого способа являются сложность очистки костной ткани от мышц и сухожилий, длительность отделения твердой фазы осажденного гидроксиапатита, использование в качестве осадителя гидроксида натрия, приводящего к высокому содержанию натрия в гидроксиапатите, что существенно снижает его качество.

Задачей изобретения является упрощение и уменьшение времени очистки костной ткани от мышц и сухожилий, повышение качества гидроксиапатита и увеличение выхода готового продукта.

Поставленная задача достигается тем, что очистку костей от мышц и сухожилий проводят с предварительным кипячением костей в растворе хлорида кальция концентрацией 5-50% масс. при температуре 105-130°C в течение 1-2 часов, растворяют костную ткань крупного рогатого скота соляной кислоты концентрацией 2-8% масс. и осаждают гидроксиапатит раствором гидроксида аммония концентрацией 20-25% масс. до pH 8-, после фильтрации осадок промывают сначала горячей дистиллированной водой, затем этиловым спиртом концентрацией 60 - 96%.

Пример 1. Кортикальную кость крупного рогатого скота кипятят в 10% растворе CaCl2 концентрацией 5% масс. при 105°C, затем очищают от мышц и сухожилий, помещают в раствор соляной кислоты концентрацией 2% масс. на 3-4 дня, после растворения кости раствор фильтруют. Из отфильтрованного раствора осаждают гидроксиапатит, добавляя по каплям раствор гидроксида аммония концентрацией 20% масс. при перемешивании до достижения pH реакционной среды 8-9. Полученный осадок гидроксиапатита отфильтровывают, затем осадок распульповывают в горячей дистиллированной воде (65-95°C), фильтруют и промывают осадок на фильтре 2-3 порциями горячей дистиллированной воды, а затем раствором этилового спирта 60-96% концентрации, высушивают при температуре 100-120°C, прокаливают при 700-900°C. Идентификацию и исследование гидроксиапатита проводят при помощи рентгенофазового анализа, рентгенофлуоресцентного анализа, метода БЭТ и ИК-спектроскопии. Полученный гидроксиапатит применяют для получения композиционных материалов, цементов, для нанесения покрытий на титановые имплантаты в ортопедии и травматологии, в стомотологии и в качестве биодобавок. В экспериментальных и научных целях гидроксиапатит может быть насыщен биологически активными веществами.

Пример 2. Губчатую кость крупного рогатого скота кипятят в 10% растворе CaCl2 концентрацией 50% масс. при температуре 130°C, затем очищают от мышц и сухожилий, промывают дистиллированной водой, помещают в раствор соляной кислоты концентрацией 8% масс. на 3-4 дня, затем раствор отфильтровывают от твердых частиц. Из отфильтрованного раствора осаждают гидроксиапатит, добавляя по каплям раствор гидроксида аммония концентрацией 25% масс. при перемешивании до достижения pH реакционной среды 8-9. Полученный осадок отфильтровывают, затем распульповывают в горячей дистиллированной воде, фильтруют и промывают осадок на фильтре 2-3 порциями дистиллированной воды, а затем раствором этилового спирта 60-96% концентрации, высушивают при температуре 100-120°C, прокаливают при 700-900°C. Исследования материала проводят таким же образом, как в примере 1.

Использование операции кипячения костей крупного рогатого скота в растворе соли хлорида кальция концентрацией 5-50% масс. существенно упрощает операцию очистки костей от мышц и сухожилий из-за повышения температуры кипения раствора (5% раствор CaCl2 имеет tкип=105°C, а 50% раствор CaCl2 - tкип=130°C) и химического воздействия соли, сокращает время этой операции и улучшает качество исходного материала перед минерализацией. Применение раствора CaCl2 (квалификации «ЧДА»), используемого для кипячения, не вносит дополнительных примесей, т.к. после растворения костей в соляной кислоте образуется раствор CaCl2. Оптимальный диапазон концентраций соляной кислоты составляет 2-8% масс. и выбирается из экспериментальных данных, оптимальный по времени растворения костей и размеров частиц конечного продукта - гидроксиапатита. При концентрации HCl меньше 2% масс. время растворения значительно увеличивается, а при концентрации HCl больше 8% масс. размер частиц гидроксиапатита возрастает до 30 мкм и выше. Концентрация гидроксида аммония 20-25% выбрана на основании оптимальных размеров частиц конечного продукта - гидроксиапатита. При концентрации NH4OH ниже - 20% размеры частиц гидроксиапатита составляют 150-250 мкм, верхний предел концентрации NH4OH - 25% определен товарным продуктом (более высокой концентрации NH4OH не производится). pH реакционной среды 8-9 определяется свойствами системы Ca2+-HPO42--NH4OH. При этом pH происходит выпадение осадка в форме гидроксиапатита. Из кислых и нейтральных сред выпадает кислый фосфат кальция или трикальцийфосфат соответственно. Этиловый спирт является растворителем органических веществ и антисептиком и его концентрация определяется исходя их антисептических свойств. Ниже 60% масс. антисептические свойства ухудшаются, а максимальная концентрация производимого этилового спирта составляет 96% масс.

В табл. 1 приведены результаты реализации предлагаемого способа по получению гидроксиапатита.

В табл. 2 приведены результаты осаждения гидроксиапатита раствором гидроксида аммония по предлагаемому способу. Установлено, что применение гидроксида аммония концентрации 20-25% масс. обеспечивает максимальный выход готового продукта с высокой дисперсностью порошка и удельной поверхностью. Рентгенофазовый анализ показал, что фазовый состав, представленный смесью гидроксиапатита в гексагональной и моноклинной модификациях, близок фазовому составу человеческой кости. Тяжелые металлы в полученном гидроксиапатите отсутствуют.

Гидроксиапатит, полученный по предлагаемому способу, по соотношению содержания кальция, фосфора = 1,65-1,67 и микроэлементов является наиболее близким основной составляющей костной ткани человека.

Испытания полученного гидроксиапатита в составе костных цементов и композитов для замещения костных дефектов показали его достоинства по сравнению с синтетическим ГА, а именно высокую биологическую активность, нетоксичность, лучшие остеокондуктивные и остеоиндуктивные свойства, биорезорбируемость.

Доклинические испытания, проведенные на крысах, показали, что в матрице из цемента на основе биоактивного гидроксиапатита происходит прорастание не только сосудов, но и нервов (фиг. 1). Изображение получено методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии.

Способ получения биоактивного гидроксиапатита из костной ткани крупного рогатого скота, включающий очистку костей от мышц и сухожилий, растворение костной ткани в соляной кислоте с последующим осаждением гидроксиапатита осадителем, фильтрование, сушку и измельчение осадка, отличающийся тем, что очистку костей проводят с предварительным кипячением в растворе хлорида кальция концентрацией 5-50% масс. при температуре 105-130°С в течение 1-2 часов, растворяют костную ткань крупного рогатого скота в соляной кислоте концентрацией 2-8% масс. и осаждают гидроксиапатит раствором гидроксида аммония концентрацией 20-25% масс. при перемешивании до рН 8-9, осадок после фильтрации распульповывают в горячей дистиллированной воде, фильтруют и промывают осадок на фильтре 2-3 порциями горячей дистиллированной воды, а затем раствором этилового спирта 60-96% концентрации, высушивают при температуре 100-120°С, прокаливают при 700-900°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения биорезорбируемого материала на основе фосфатов кальция (ФК) с использованием микроволнового (СВЧ) излучения. Способ включает в себя следующие стадии: приготовление и перемешивание смеси гидроксида кальция и концентрированного 60-80%-ного раствора фосфорной кислоты, с последующим воздействием СВЧ-излучения в течение 20 мин при периодическом перемешивании реакционной смеси и прокаливанием при 600°С в течение 3 ч.

Изобретение может быть использовано в производстве медицинских материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, в том числе в стоматологии, и в качестве сорбентов для адсорбции ионов тяжелых металлов.

Изобретение относится к технологии получения кристаллического кремний-замещенного гидроксилапатита (Si-ГА), который может быть использован в ортопедии и стоматологии.

Группа изобретений относится к медицине, конкретно к гидроксиапатиту, легированному ионами Fe2+ и ионами Fe3+, которые частично замещают ионы кальция в кристаллической решетке.

Изобретение относится к способу получения порошка наноразмерного гидроксиапатита (нГА) в микроволновом поле с использованием агар-агара в качестве выгорающей добавки.

Изобретение относится к способам получения минеральных добавок для корма животных, а именно к производству кормового дикальцийфосфата. Способ получения кормового дикальцийфосфата включает добавление к экстракционной фосфорной кислоте, содержащей 45-52% P2O5, 1,5-4% серной кислоты в пересчете на SO3, 0,5-0,9% соединений железа в пересчете на Fe2O3, 0,8-1,2% соединений алюминия в пересчете на Al2O3, не более 0,2% фтористых соединений, осветленной абсорбционной жидкости до достижения плотности смеси 1,42-1,44 г/см3, последующее смешение смеси экстракционной фосфорной кислоты и абсорбционной жидкости с известняком при 60-80°C в безретурном режиме в двух последовательно соединенных двухвальных смесителях в течение 4-8 мин, дозревание и сушку продукта топочными газами при 120-145°C до остаточного содержания влаги 1,5-2,5% с получением продукта, содержащего 8-20% дигидроортофосфата кальция Ca(H2PO4)2 и 5-10% карбоната кальция CaCO3.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии для лечения дефектов костной ткани и в качестве материала-носителя лекарственных средств.

Изобретение относится к области медицины, конкретно к способу получения нанокристаллического силикатзамещенного карбонатгидроксиапатита (КГА), который включает смешение растворов солей кальция, фосфата и силиката, отстаивание, фильтрование, промывку от маточного раствора и сушку, при этом смешивают растворы четырехводного нитрата кальция, безводного двузамещенного фосфата аммония, пятиводного метасиликата натрия при соотношении концентраций Ca/(P+Si) равном 1,70, и доле силикат-ионов в общем количестве осадкообразующих анионов ( X S i O 4 4 − = C S i O 4 4 − / ( C P O 4 4 − + C S i O 4 4 − ) ) , составляющей не более 30 мол.

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения порошкового материала на основе карбонатгидроксиапатита и брушита, который может быть использован для создания новых керамических, композиционных материалов, цементных масс и лечебных паст для травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и стоматологии.

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.

Изобретение относится к медицине и биотехнологии. Описан способ получения композиционного материала для замещения костных дефектов, включающий: подготовку порошковой смеси, содержащей порошок альфа-Ca3(PO4)2; подготовку пасты при добавлении жидкости затворения в виде водного раствора, содержащего карбонат-ионы; формование образцов или изделий из пасты; гидролитическую обработку образцов или изделий в водном растворе, содержащем карбонат-ион, и сушку.

Группа изобретений относится к области изготовления керамических материалов для замещения дефектов костных тканей в области ортопедии, стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии, онкологии.
Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии, ортопедии, регенеративной медицине, стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано для восстановления структуры и функции костной ткани.

Изобретение может быть использовано в производстве медицинских материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, в том числе в стоматологии, и в качестве сорбентов для адсорбции ионов тяжелых металлов.

Изобретение относится к медицине, конкретно к заменителю кости, включающему сердечник на основе гидроксиапатита (ГАП), полученный по меньшей мере из одного вида пористой древесины, или на основе волокон коллагена и гидроксиапатита, и оболочку на основе гидроксиапатита (ГАП) или карбида кремния (SiC), полученную из древесины по меньшей мере одного вида, имеющей более низкую пористость, чем по меньшей мере один вид древесины для сердечника.

Изобретение относится к медицине, в частности биокерамическим материалам, предназначенным для изготовления костных имплантатов и/или замещения дефектов при различных костных патологиях.

Изобретение относится к медицине, конкретно к области биотехнологических материалов медицинского и технического применения, и может найти использование прежде всего в качестве прекурсора костной ткани, косметики или при создании керамических изделий.

Изобретение относится к технологии получения кристаллического кремний-замещенного гидроксилапатита (Si-ГА), который может быть использован в ортопедии и стоматологии.
Изобретение относится к медицине, а именно к материалу для замещения дефектов костной ткани, содержащему препарат “Деринат” в количестве 8-12 мас.%, гидроксиапатит в количестве 15-25% и гипс - остальное.

Изобретение относится к медицине и касается способа лечения пациента, страдающего дегенеративным костным заболеванием, которое может быть охарактеризовано потерей минеральной плотности костей (BMD), при этом дегенеративное костное заболевание представляет собой остеопению или остеопороз, включающего: образование пустоты в локализованном участке неповрежденной кости у пациента, у которого было диагностировано дегенеративное костное заболевание, с помощью очистки дегенерированного костного материала и, необязательно, удаления части дегенерированного костного материала локализованного участка кости, являющейся неповрежденной до этапа образования пустоты; и по меньшей мере частичное заполнение образованной пустоты материалом для регенерации костей, содержащим сульфат кальция, способным быть резорбируемым и вызывать формирование костной ткани, обеспечивающим образование нового недегенерированного костного материала по всему объему по меньшей мере части пустоты, которая заполнена материалом для регенерации костей, при этом материал для регенерации костей является текучим при заполнении образованной пустоты.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения биологически активного концентрата из сырых пантов оленей. Способ получения биологически активного концентрата из сырых пантов оленей, заключающийся в том, что сырые панты измельчают и проводят последовательную, в три стадии, водную экстракцию под воздействием ультразвуковых колебаний частотой с последующей фильтрацией и вакуумной сушкой гидролизатов, при определенных условиях (варианты).

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения биоактивного гидроксиапатита, включающий очистку костей кипячением в растворе хлорида кальция концентрацией 5-50 масс. при температуре 105-130°C в течение 1-2 часов, затем растворяют костную ткань крупного рогатого скота в соляной кислоте концентрацией 2-8 масс. и осаждают гидроксиапатит раствором гидроксида аммония концентрацией 20-25 масс. при перемешивании до pH 8-9, осадок после фильтрации распульповывают в горячей дистиллированной воде, снова фильтруют и промывают осадок на фильтре 2-3 порциями дистиллированной воды, а затем раствором этилового спирта 60-96 концентрации, высушивают при температуре 100-120°C, прокаливают при 700-900°C. Результатом является упрощение и уменьшение времени очистки костной ткани от мышц и сухожилий и повышение качества гидроксиапатита. 2 табл., 2 пр.

Наверх