СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИАПАТИТА Российский патент 2010 года по МПК A61L27/00 C01B25/32 

Описание патента на изобретение RU2391117C1

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.

Похожие патенты RU2391117C1

название год авторы номер документа
Способ получения гидроксиапатита 2016
  • Беляева Снежана Александровна
  • Никольский Виктор Михайлович
RU2641919C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКОВ ГИДРОКСИАПАТИТА 2011
  • Грищенко Дина Николаевна
  • Медков Михаил Азарьевич
  • Стеблевская Надежда Ивановна
RU2457174C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЙМОДИФИЦИРОВАННОГО ГИДРОКСИАПАТИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ 2012
  • Коротченко Наталия Михайловна
  • Рассказова Людмила Алексеевна
RU2507151C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОАКТИВНОГО ГИДРОКСИАПАТИТА 2015
  • Гузеев Виталий Васильевич
  • Бычков Владимир Семёнович
  • Гузеева Татьяна Ивановна
  • Зеличенко Елена Алексеевна
  • Гурова Оксана Александровна
  • Шовкопляс Юрий Александрович
RU2604411C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЙ-ЗАМЕЩЕННОГО ГИДРОКСИАПАТИТА 2015
  • Лясникова Александра Владимировна
  • Лясников Владимир Николаевич
  • Дударева Олеся Александровна
  • Гришина Ирина Петровна
  • Маркелова Ольга Анатольевна
  • Пичхидзе Сергей Яковлевич
RU2617103C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОГО ГИДРОКСИАПАТИТА В МИКРОВОЛНОВОМ ПОЛЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫГОРАЮЩЕЙ ДОБАВКИ 2014
  • Коротченко Наталья Михайловна
  • Рассказова Людмила Алексеевна
  • Жук Илья Вячеславович
RU2574455C1
Способ получения наноразмерного гидроксиапатита 2020
  • Трубицын Михаил Александрович
  • Хоанг Вьет Хунг
  • Фурда Любовь Владимировна
RU2736048C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ СОЛЕВОЙ МАТРИЦЕЙ 2008
  • Сафронова Татьяна Викторовна
  • Путляев Валерий Иванович
  • Иванов Владимир Константинович
  • Третьяков Юрий Дмитриевич
RU2391119C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ 2006
  • Сафронова Татьяна Викторовна
  • Путляев Валерий Иванович
  • Шехирев Михаил Алексеевич
  • Кузнецов Антон Викторович
  • Авраменко Оксана Александровна
  • Третьяков Юрий Дмитриевич
RU2321428C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОГО КАЛЬЦИЙ-ДЕФИЦИТНОГО КАРБОНАТСОДЕРЖАЩЕГО ГИДРОКСИАПАТИТА 2014
  • Трубицын Михаил Александрович
  • Доан Ван Дат
  • Ле Ван Тхуан
  • Чуев Владимир Петрович
  • Бузов Андрей Анатольевич
RU2588525C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИАПАТИТА

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.

Формула изобретения RU 2 391 117 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2391117C1

Способ получения гидроксилапатита 1990
  • Дмитревский Борис Андреевич
  • Ярош Елена Борисовна
  • Теплов Юрий Алексеевич
  • Долгов Виктор Васильевич
  • Максименко Николай Филиппович
  • Савельев Валерий Николаевич
  • Якушева Раиса Ивановна
  • Галиев Рахимян Сафуанович
  • Волковский Александр Федорович
  • Захарова Наталья Николаевна
SU1818298A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИЛАПАТИТА 1992
  • Маликов В.А.
  • Смирнов И.П.
  • Кузь В.Е.
  • Алешина Н.М.
  • Логачева М.А.
  • Сычева В.Ю.
RU2038293C1
JP 2005132659 A, 26.05.2005
KR 20040051381 A, 18.06.2004.

RU 2 391 117 C1

Авторы

Гузеева Татьяна Ивановна

Гузеев Виталий Васильевич

Карлов Анатолий Викторович

Леонова Лилия Александровна

Даты

2010-06-10Публикация

2008-09-30Подача