Способ получения гидроксилапатита кальция — SU 1730034 (original) (raw)
) ганической ловский, Г.В.Ро уханова, Е.М.КоЕ,Я.Малорян ысев М 4330514, публик. 1982,ПО ИЯ ЧЕНИЯ ГИДРОКС ПА-,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБТИТА КАЛЬЦ Изобретение относится к получению кристаллического гидроксиапатита кальция, который может быть использован преимущественно в медицине в качестве биосовместимого материала для внутрикостной имплантации.Цель изобретения - упрощение и интенсификация процесса.П р и м е р 1. Оксид кальция марки "чда" прокаливают в муфельной печи при 1000 С в течение 0,5 ч и охлаждают в эксикаторе в сухой атмосфере до 25 С в течение 0,5 ч. Взвешивают 30 г прокаленного оксида кальция и 42,39 г двузамещенного фосфата аммония марки "хч". Весовое соотношение СаО:(ИН 4)2 НРО 4= 1:1,413. Сухие реагенты помещают в фарфоровую чашку, перемешивают их и добавляют при интенсивном перемешивании 150 мл дистиллированной воды Весовое соотношение Н 20: Са О = 5,0:1. В ре(57) Изобретение относится к получению кри сталлического гидроксиапатита кальция, который может быть использован в медицине. Целью изобретения является упрощение и интенсификация процесса. Гидроксиапатит кальция получают прокаливанием оксида кальция, охлаждением, смешением с твердым двузамещенным фосфатом аммония в массовом соотношении 1: (1,389-1,413), добавлением дистиллированной Воды в массовом соотношении вода:оксид кальция, равном(5 - 7):1, высушивании реакционной смеси досуха и прокаливании. Указанные отличия позволяют сократить продолжительнсоть процесса до 13- 15 ч, 1 табл,мя приготовления реакционной смеси 0,5 ч. Перемешивание смеси продолжают в течение 0,25 ч. Наблюдается разогревание реакционной смеси, выделение аммиака. Полученную массу высушивают досуха при температуре до 160 С в течение 8 ч, растирают(0,5 ч), прокэливают при 1100 С в течение 2 ч и охлаждают (0,5 ч),Общее время процесса получения гидроксиапатита - 12,75 ч, сокращение времени по сравнению с прототипом 13,75 - 136,25 ч. По данным химического анализа в полученном гидроксиапатите кальция малярное отношение Са; Р = 1,666:1. Плотность порошка 3,19 г/см . Размер частиц 1 - 5 мкм.3По известному способу гидроксиапатит кальция получают из карбоната кальция и фосфорной кислоты, включая прокаливание карбоната кальция до оксида кальция в инертной атмосфере (азота, гелия или арго35 40 45 50 55 на) при 800 - 1300 С в течение 0,5 - 10 ч. (преимущественно при 950 - 1200 С в течение 1 - 5 ч), охлаждение полученного оксида кальция до температуры ниже 500 С (преимущественно до 200 С) в инертной атмосфере, взаимодействие охлажденного оксида кальция с водой (в количестве 10 - 100 весовых частей) при перемешивании в инертной атмосфере в течение 0,5-96 ч (преимущественно 1 - 24 ч) до получения гидроксида кальция, смешивание суспензии гидроксида кальция с 1 - 10 ф -ным раствором ортофосфорной кислоты в инертной атмосфере и проведение реакции при энергичном перемешивании в течение 0,5-200 ч (преимущественно 5 - 100 ч) при изменении рН раствора от 13,0 до 8 - 9, фильтрацию осадка гидроксиапатита кальция промывку его водой, высушивание при 250 С 16 ч и прокаливание при 850 - 1400 С в течение 0,5-5 ч (преимущественно при 1250 - 1400 С втечение 1 - 3 ч), Общее время процесса составляет 26,5 - .150,5 ч,В таблице приведены данные о влиянии массовых соотношений реагентов на продолжительность процесса и качество продукта.Проведение процесса путем смешивания твердых компонентов и прибавления к смеси дистиллированной воды при перемешивании всей массы приводит к интенсификации процесса получения гидроксиапатита кальция. При этом одновременно протекает несколько процессов, таких как растворение фосфата аммония, гашение оксида кальция с образованием суспензии высокореакционноспособного гидроксида кальция, взаимодействие между гидроксидом кальция и растворенным фосфатом аммония с образованием гидроксиапатита кальция и аммиака, Выделяющийся аммиак в свою очередь усиливает химическую активность гидроксида кальция,Перемешивание реакционной смеси в водной среде увеличивает степень гомогенизации и способствует протеканию реакций гашения извести и взаимодействию ее с фосфатом аммония с образованием гидроксиапатита.В реакции получения гидроксиапатита кальция на одну весовую часть оксида кальция можно взять несколько меньше двузамещенного фосфата аммония, чем 1,413 весовых частей.Загрязнение получающегося гидроксиапатита кальция взятым в избытке оксидом кальция в определенных пределах не фиксируется, Если на одну весовую часть СаО приходится меньше, чем 1,389 весовых час 5 10 15 20 25 30 тей (МНУ)НРОд, то количество не прореагировавшего СаО превышает 1 ф ,При недостатке оксида кальция по отношению к стехиометрии, т.е. когда на одну весовую часть СаО взято больше, чем 1,413 весовых частей (ЙН 4)гНРО 4, в полученном гидроксиапатите кальция содержится в качестве примеси трикальций фосфат Саз(Р 04)г.Определенное опытным путем необходимое количество дистиллированной воды определяется соотношением Н 20:СаО = (5- 7);1, Это количество воды превышает требуемое для реакции гашения извести и растворения фосфата аммония и является оптимальным для перемешивания и получения однородной смеси,При меньшем относительном содержании воды затруднено перемешивание образующейся густой массы. В увеличении количества воды выше указанного предела (больше 7) нет необходимости. Кроме того, последующее удаление избытка воды требует увеличения времени высушивания.Способ осуществляют следующим образом.Оксид кальция прокаливают при 950 - 1000 С, охлаждают в сухой атмосфере до 25-30 С, взвешивают и помещают в аппарат для проведения реакции, Затем в аппарат загружают необходимое количество двузамещенного фосфата аммония (на одну весовую часть СаО берут 1,389-1,413 весовых частей (ЙН 4)2 НР 04, смесь перемешивают, добавляют дистиллированную воду при интенсивном перемешивании в течение 10- 15 мин, полученную массу высушивают досуха при 140 - 160 С. Время высушивания 8-10 ч. Высушенный порошок. растирают и прокаливают при 1000-1200 С в течение 1,5-2 ч.П р и и е.р 2. Оксид кальция марки "чда" предварительно прокаливают в печи при 950 С в течение 1 ч, охлаждают (0,5 ч) в эксикаторе в сухой атмосфере до 30 С.32,23 г прокаленного оксида кальция переносят в фарфоровую чашку, добавляют 45,19 г двузамещенного фосфата аммония марки "хч". Весовое соотношение Са О:(М Н 4)2 Н РОа = 1:1,402. Твердые фазы перемешивают, добавляют при интенсивном перемешивании 225,6 мл дистиллированной воды. Весовое соотношение Н 20:СаО =7,0:1, Перемешивание продолжают в течение 0,25 ч. Образовавшуюся массу высушивают досуха в течение 9 ч при температуре до 160 С, растирают и прокаливают 1,5 ч при 1150 С. Общее время процесса 13,75 ч. Сокращение времени по сравнению с прототипом 12,75 - 136,75 ч. Продукт по данным ренгенофазо1730034 Характеристика соотношения конпонентов Примечание Соотношение конпонантов Количество компонентов:(Н 1 ч)е НУОаНЗО:Сао О,г (1 О Нуое,Ъ мл общеевремяпроцесса,час Саб весовое 5:3-1666(6):1 42,39 5О 150 12 30,00 я об- патит нинальное при ни и содервзнии вод После сушки и прокаливаразуется чисткд гидроккальция 6011 63,299 1,67: 1,410 14, 25 9,70 После сушки и прокалнвания образуется гидроксиапатит кальци.Теоретическое содеряамие примеси Саб 018В получающемся гидроксиапатитекальция содершание Саб,рассчитанное по реакции составляет Среднее при среднемдерзании воды 7,01:2,98 1,68:1 1,40 45,1 Среднее при наксинз ном содеряании воды 25,6 13,7 32,551 1:1,38 нем5295 д 1695:1 1,4 14,75 7 53 66,02 иннмальное при срсодеркании воды В попуч(ющемся гидроксиапатитекальция содершание Саб, рассчи.танное по реакции составляет09 150,8 1;1,41 3,012"1,66 5,2 9,0 Неньше минимальногосреднем содервании 15 После сушки и прокалнвания об разуется гидроксиапатит кальция с примесью 372 Саб(РОе)а После сушки и прокаливания об разуется гидроксиапатит кальция с примесью Саб. Количество Саб рассчитанное по реакции составляет 11 ь ри ды 5,64:1 4 75:2,94 1,7: 44 большасреднем 180 31,наксимального пр содеркании воды Среднее при содеряании 5:2991воды больше максимальногоколичества,00 20,2 50 3 Увеличивается продолмитепьност времени высушивания до 16 ч (вместо 8-10 ч). После сушки н прокаливания образуется чис тыд гидроксиапатит кальция После прибавления воды образующаяся густая пасса трудно пере мешивается:1410 461 3482 4910 1 реднее при содеряанииводы меньше минимальногооличества Составитель Г;ЦелищТехред М.Моргентал Корректор М,Кучерявая Редактор Н,Шитев Заказ 1483 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вого анализа представляет гидроксиапатит кальция. Химический анализ показывает молярное отношение Са:Р = 1,68:1.П ри м е р 3. Прокаливают СаО и охлаждают в эксикаторе в сухой атмосфере, как описано в примере 1.47,53 г прокаленного оксида кальция помещают в фарфоровую чашку, добавляют 66,02 г двузамещенного фосфата аммония марки ихч", Весовое соотношение СаО:(ИН 4 гНРО 4=1:1,389. Компоненты смешивают и добавляют 261,4 мл дистиллированной воды. Весовое соотношение Н 20:СаО = 5,5:1. Смесь интенсивно перемешивают в течение 0,25 ч, Реакционную смесь высушивают досуха при 140 С в течение 10 ч, растирают и прокаливают при 1000 С в течение 2.ч. Общее время процесса 14,75 ч. Сокращение времени по сравнению с прототипом 11,75 - 135,75 ч, Рентгенофазовый анализ показал образование гидроксиапатита кальция, по данным химического анализа молярное отношение Са:Р = 1,695,5 Формула изобретенияСпособ получения гидроксиапатитакальция, включающий прокаливание оксида кальция, его охлаждение, смешение с водой и фосфатсодержащим реагентом, сушку и 10 прокаливание продукта,о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения и интенсификации процесса, в качестве фосфатсодержащего реагента берут двузамещенный фосфат аммония, который смешивают с 15 гидроксидом кальция в массовом соотношении 1,389 - 1,413: 1, в полученную смесь прибавляют при перемешивании дистиллированную воду в массовом соотношении вода: оксид кальция 5 - 7: 1.3 П