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アパタイト複合体及びその製造方法 コモンズ

国内特許コード P110005310
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2006-249548
公開番号 特開2008-069041
登録番号 特許第5162749号
出願日 平成18年9月14日(2006.9.14)
公開日 平成20年3月27日(2008.3.27)
登録日 平成24年12月28日(2012.12.28)
発明者
  • 早川 聡
  • 尾坂 明義
  • 都留 寛治
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
発明の名称 アパタイト複合体及びその製造方法 コモンズ
発明の概要

【課題】形態の制御されたアパタイト結晶が基材の表面に形成されてなるアパタイト複合体を提供すること。
【解決手段】カルシウム元素を含有するガラス基材をpH6以下のリン酸塩水溶液に浸漬することによって、前記基材の表面に棒状のアパタイト結晶を形成させる。このとき、アパタイト結晶の長手方向の平均長さが0.5~100μmで、アスペクト比が3以上であることが好ましい。また、棒状のアパタイト結晶を、相互に隙間を空けて、基材表面に垂直な方向に配向させることも好ましい。
【選択図】図5

従来技術、競合技術の概要


アパタイトは、骨や歯などの生体材料、カラム充填剤、環境汚染物質の吸着材料、血液浄化療法用の病因物質等の吸着材料、医用金属材料へのコーティング材料、各種細胞培養・組織工学用の足場材料などとして幅広く利用されている。そしてアパタイト結晶の性能を発揮させるために、その形態を制御することは重要である。



従来、アパタイト、特に水酸アパタイトの製造方法としては、(1)カルシウム塩とリン酸塩とを水溶液中で反応させる方法;(2)リン酸水素カルシウム(CaHPO)のスラリーにCaOまたはCa(OH)を加えて反応させる方法;(3)リン酸三カルシウム[Ca(PO]のスラリーにCaOを加えてアルカリ水溶液で加水分解させる方法;及び(4)水酸アパタイト、リン酸三カルシウムあるいはリン酸二カルシウムをアルカリ金属塩の存在下に焼成する方法などが知られている。



また、繊維状のアパタイトを得る方法については、いくつかの報告がされている(例えば特許文献1~3、非特許文献1)。しかしながら、これらの文献には、アパタイト結晶を基材表面に形成させることについては記載されていない。



非特許文献2には、体内において、様々な組成の生体親和性のガラスと骨組織との界面でアパタイトの結晶が形成されることが記載されている。また、非特許文献3には、MgO-CaO-SiO-P-CaF系ガラスと接触させたアルミナ基板表面に、擬似体液中でアパタイトの結晶が形成されることが記載されている。しかしながら、これらの文献において形成されるアパタイト皮膜は、結晶粒子が堆積して形成されているものであり、特に配向性を有さないものである。



特許文献4及び非特許文献4には、NaO-CaO-B-SiO-P系ガラス粒子を、中性からアルカリ性のリン酸塩水溶液に浸漬してその表面に水酸アパタイトを形成させる方法が記載されている。しかしながら、当該文献には形成される結晶の形態を制御することについては記載されておらず、多孔質のアパタイト層が形成されているようである。また、アパタイト結晶の配向性については特に記載されていない。



特許文献5には、金属又はセラミックスからなる基材上にアパタイト粒子が堆積して皮膜が形成され、当該皮膜中のアパタイトの結晶のc軸方向が基材の表面に対して垂直方向に配向したアパタイト複合体が記載されている。特許文献5の実施例によれば、このアパタイト複合体は、チタン金属基材に対して水酸アパタイト粒子をプラズマ溶射してから熱処理する方法によって製造されている。




【特許文献1】特開平5-17110号公報

【特許文献2】特開2004-284933号公報

【特許文献3】特開2003-93052号公報

【特許文献4】米国特許第6709744号明細書

【特許文献5】特開2006-131469号公報

【非特許文献1】M. Aizawa et al., J. Eur. Ceram. Soc., (2006), vol. 26, p. 501-507

【非特許文献2】L. L. Hench, J. Am. Cream. Soc., (1991), vol. 74, p. 1487-1510

【非特許文献3】K. Hata, T. Kokubo, T. Nakamura and T. Yamamuro, J. Am. Ceram. Soc., (1995), vol. 78, p. 1049-1053

【非特許文献4】W. Huang, D. E. Day, J. Mater. Sci.: Mater. Med., (2006), vol. 17, p. 583-596

産業上の利用分野


本発明は、基材の表面にアパタイト結晶が形成されてなるアパタイト複合体及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
カルシウム元素及びチタン元素を含有するガラス基材の表面に、棒状のアパタイト結晶が形成されてなるアパタイト複合体であって;
前記ガラス基材が酸化物ガラスであって、酸化物(CaO)のモル数基準で5~50モル%のカルシウム元素を含むとともに、酸化物(TiO)のモル数として5~60モル%のチタン元素を含み、かつ
薄膜X線回折測定において、前記アパタイト結晶の(002)面に帰属される回折ピークの積分面積強度が、該アパタイト結晶の(211)面に帰属される回折ピークの積分面積強度の5倍以上であることを特徴とするアパタイト複合体。

【請求項2】
前記結晶の長手方向の平均長さが0.5~100μmである請求項1記載のアパタイト複合体。

【請求項3】
前記結晶のアスペクト比が3以上である請求項1又は2記載のアパタイト複合体。

【請求項4】
前記結晶が、前記基材の表面から垂直方向に立っている請求項1~のいずれか記載のアパタイト複合体。

【請求項5】
前記結晶が、相互に隙間を空けて前記基材の表面に形成されている請求項1~のいずれか記載のアパタイト複合体。

【請求項6】
アパタイト結晶が形成された面の水に対する接触角が10度以下であるか、あるいは水滴を前記隙間に吸収する請求項5に記載のアパタイト複合体。

【請求項7】
前記ガラス基材を、リン酸イオンの含有量が0.002~1MでpHが2~5.5のリン酸塩水溶液に浸漬し、前記ガラス基材の表面にアパタイト結晶を形成させることを特徴とする請求項1~6のいずれか記載のアパタイト複合体の製造方法。
産業区分
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2006249548thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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