Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, в частности к способу получения гидроксиапатита Са10(РО4)6(OH)2, используемого в медицине: в качестве биоактивных покрытий в стоматологии, травматологии и ортопедии.
Известен способ получения гидроксиапатита при взаимодействии дихлорида кальция, гидроортофосфата аммония и водного раствора аммиака при 25°С по реакции:
10CaCl2+6(NH4)2HPO4+8NH4OH=Ca10(PO4)6(OH)2+20NH4Cl+6Н2О
[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°С) // 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.
Известен способ получения гидроксиапатита из водных растворов [Руководство по неорганическому синтезу. / Под ред. Г.Брауэра. Пер. с нем. - М.: Мир. - 1985. - Т.2. - С.572], использующий Ca(NO3)2 качестве источника кальция и основанный на реакции:
10Са(NO3)2+6(NH4)2HPO4+8NH4OH=Са10(РО4)6(ОН)2+20NH4NO3+6Н2О
Недостатком данного способа является длительность процесса (стадия фильтрации) и необходимость очистки получаемого продукта от NH4NO3.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является 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. // Перспективные материалы. 2006. №2. С.51-54] путем капельного приливания (NH4)2HPO4 в раствор Са(NO3)2 - аммиак - желатин.
Недостатками данного способа являются трудоемкость процесса (необходимо строго поддерживать концентрацию желатина), сложности при работе с гелеобразующим реагентом и недостаточная стехиометричность конечного продукта и, соответственно, выход готового продукта.
Задачей изобретения является снижение трудоемкости процесса синтеза и повышение выхода готового продукта.
Поставленная задача достигается тем, что к водному раствору нитрата кальция добавляют 0,05-0,2М раствор ЭДТА (этилендиаминтетраацетат натрия) при температуре 40-70°С, затем к этой смеси по каплям приливают раствор гидроортофосфата аммония при постоянном перемешивании, нагревают до 40-60°С и выдерживают в течение 10-20 минут, осадок старят 1 сутки, отфильтровывают и сушат при 100-150°С, нагревают при 250-700°С в течение часа.
Пример 1. К раствору Ca(NO3)2, приготовленному из 7,87 г соли нитрата кальция в 40 мл воды, приливают раствор ЭДТА (навеску ЭДТА 1,334 г помещают в коническую колбу на 200 мл, смешивают с 20 мл дистиллированной воды при 70°С). При интенсивном перемешивании к данной смеси добавляют раствор (NH4)2HPO4 (2,64 г (NH4)2HPO4 в 80 мл воды) до полного осаждения, нагревают до 60°С, выдерживают 10 минут и оставляют осадок стариться при комнатной температуре. Затем осадок фильтруют, высушивают на фильтре при 100-150°С и нагревают до 250°С в течение часа для удаления остатков NH4NO3.
Пример 2. К раствору Ca(NO3)2, приготовленному из 7,87 г соли нитрата кальция в 40 мл воды, приливают раствор ЭДТА (навеску ЭДТА 1,334 г помещают в коническую колбу на 200 мл, смешивают с 20 мл дистиллированной воды при 40°С). При интенсивном перемешивании к данной смеси добавляют раствор (NH4)2HPO4 (2,64 г (NH4)2HPO4 в 80 мл воды) до полного осаждения, нагревают до 40°С, выдерживают 20 минут и оставляют осадок стариться при комнатной температуре. Затем осадок фильтруют, высушивают на фильтре при 100-150°С, а затем нагревают до 500°С в течение часа для удаления остатков NH4NO3.
Температура 40-70°С на первой стадии способствует более полному растворению ЭДТА и, соответственно, его комплексообразованию с кальцием.
Температура 40-60°С для проведения процесса осаждения обеспечивает гомогенное осаждение гидроксиапатита (ГА). При температурах ниже 40°С этот процесс замедлен либо вообще не происходит. При температуре свыше 60°С происходит нерациональная затрата энергии и осадок ГА получается мелкодисперсным и плохо фильтрующимся.
При концентрации раствора ЭДТА менее 0,05М осадок формируется плохо, и реакция комплексообразования осуществляется не полно. При концентрации раствора ЭДТА более 0,2М осадок загрязняется продуктами ЭДТА.
Температура предварительной сушки 100-150°С выбрана для формирования кристаллов ГА требуемой дисперсности. При температуре ниже 100°С процесс сушки протекает длительное время, при температуре выше 150°С происходит спекание отдельных частиц и агломерация частиц порошка.
Температура 250-700°С на заключительной стадии обработки осадка гидроксиапатита определяется свойствами веществ. При температуре ниже 250°С NH4NO3 удаляется не полностью, а при температуре выше 700°С происходит частичное разложение биоактивного ГА, уменьшается соотношение Са/Р (<1,67), т.е. в продукте появляется биологически неактивный трикальций фосфат.
Заявляемый способ позволяет получать синтетический гидроксиапатит с соотношением Са/Р, очень близким к биологическому гидроксиапатиту, что дает возможность создавать биоактивные покрытия на имплантаты.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ получения гидроксиапатита | 2016 |
|
RU2641919C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКОВ ГИДРОКСИАПАТИТА | 2011 |
|
RU2457174C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЙМОДИФИЦИРОВАННОГО ГИДРОКСИАПАТИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ | 2012 |
|
RU2507151C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОАКТИВНОГО ГИДРОКСИАПАТИТА | 2015 |
|
RU2604411C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЙ-ЗАМЕЩЕННОГО ГИДРОКСИАПАТИТА | 2015 |
|
RU2617103C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОГО ГИДРОКСИАПАТИТА В МИКРОВОЛНОВОМ ПОЛЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫГОРАЮЩЕЙ ДОБАВКИ | 2014 |
|
RU2574455C1 |
Способ получения наноразмерного гидроксиапатита | 2020 |
|
RU2736048C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ СОЛЕВОЙ МАТРИЦЕЙ | 2008 |
|
RU2391119C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ | 2006 |
|
RU2321428C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОГО КАЛЬЦИЙ-ДЕФИЦИТНОГО КАРБОНАТСОДЕРЖАЩЕГО ГИДРОКСИАПАТИТА | 2014 |
|
RU2588525C1 |
Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, в частности к способу получения гидроксиапатита Са10(PO4)6(ОН)2, используемого в медицине: в качестве биоактивных покрытий в стоматологии, травматологии и ортопедии. Способ получения гидроксиапатита включает осаждение из водных растворов солей кальция и гидроортофосфата аммония. К водному раствору нитрата кальция добавляют 0,05-0,2 М раствор этилендиаминтетраацетата натрия при температуре 40-70°С, затем к этой смеси по каплям приливают раствор гидроортофосфата аммония при постоянном перемешивании, нагревают до 40-60°С и выдерживают в течение 10-20 минут, осадок старят 1 сутки, фильтруют, сушат при 100-150°С, нагревают при 250-700°С в течение часа. Способ позволяет снизить трудоемкость процесса синтеза и повысить выход готового продукта.
Способ получения гидроксиапатита, включающий осаждение из водных растворов солей кальция и гидроортофосфата аммония, отличающийся тем, что к водному раствору нитрата кальция добавляют 0,05-0,2 М раствор этилендиаминтетраацетата натрия при температуре 40-70°С, затем к этой смеси по каплям приливают раствор гидроортофосфата аммония при постоянном перемешивании, нагревают до 40-60°С и выдерживают в течение 10-20 мин, осадок старят 1 сутки, фильтруют, сушат при 100-150°С, нагревают при 250-700°С в течение часа.
Способ получения гидроксилапатита | 1990 |
|
SU1818298A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИЛАПАТИТА | 1992 |
|
RU2038293C1 |
JP 2005132659 A, 26.05.2005 | |||
KR 20040051381 A, 18.06.2004. |
Авторы
Даты
2010-06-10—Публикация
2008-09-30—Подача