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

Описание патента на изобретение RU2406693C2

Изобретение относится к области получения биологически активных фармацевтических и медицинских материалов, являющихся компонентами лекарственных средств. Может быть использовано в стоматологии и хирургии.

Общепринятым в мировой и отечественной практике является подход, подразумевающий, что основой создания аллопластических имплантатов для ортопедии, лице-челюстной хирургии и стоматологии служат кальций-фосфорные соединения, главным образом - трикальцийфосфат и гидроксиапатит, практически идентичные по структуре и химическому составу природной костной ткани и обладающие выраженным остеотропным поведением в биологических средах. При этом до недавнего времени использование таких соединений предполагалось преимущественно в твердом кристаллическом состоянии в виде керамических изделий, гранул или покрытий. В настоящее время все больший интерес для многих областей клинической медицины, связанных с проблемами регенерации костных и мягких тканей организма, представляют биологически активные кальций-фосфорные соединения в гелеобразном и коллоидном состояниях. Это обусловлено тем, что, как показали исследования, биологическая активность гидроксиапатита существенно снижается при высокотемпературной обработке, характерной для керамических технологий. Кроме того, установлено, что биологическая активность гидроксиапатита в значительной степени зависит от размера его частиц (или зерен) и проявляется тем больше, чем выше дисперсность вещества. Поэтому в коллоидах, где размер частиц не превышает 1 мкм, и суспензиях, где размер частиц не превышает 10 мкм, полезные свойства гидроксиапатита проявляются наиболее полно. Таким образом, получение гидроксиапатита в высокодисперсном состоянии в виде суспензии или коллоидного раствора без термической обработки является актуальной технической задачей.

Известен способ получения мелкодисперсного гидроксиапатита в виде суспензии для производства медицинских материалов (патент РФ 2149827, МПК С01В 25/32, 2000 г.) путем приливания 6-9%-ного раствора фосфорной кислоты со скоростью 70-120 мл/мин к 20-55%-ной суспензии гидроксида кальция, предварительно обработанной ультразвуком с частотой 9-15 кГц. Способ позволяет увеличить выход готового продукта.

Однако недостатком способа является его сложность, обусловленная наличием в процессе его осуществления дополнительной операции ультразвуковой обработки, а также лимитированной скоростью смешения реагентов при повышенной температуре.

Известен способ получения суспензии гидроксиапатита путем взаимодействия гидроксида кальция с фосфорной кислотой в замкнутом циркуляционном контуре при последовательном прохождении суспензии гидроксида кальция через две зоны с непрерывной подачей в первую зону фосфорной кислоты в количестве, необходимом для достижения рН=10-11, скорости движения потока суспензии 0,8-1,5 м/с, выдержкой ее 1,0-1,5 с, разбавления смеси во второй раз суспензией гидроксида кальция в 400-500 раз, возврата полученной смеси в первую зону при кратности циркуляции 4-5 раз за время 10-20 мин, с последующим дополнительным перемешиванием смеси в течение 10-12 мин после прекращения подачи кислоты и выводом готового продукта (патент РФ 2122520, МПК С01В 25/32, 1998 г.) (прототип). В известном способе для получения суспензии широкого концентрационного состава осуществляют ее поэтапную обработку с последовательным чередованием стадий перемешивания и фильтрации, причем перемешивание ведут со скоростью 0,8-3,0 м/с в течение 5-25 мин с получением суспензии с концентрацией 7-20% на первом этапе, на втором 21-34%, на третьем 35-45%, на четвертом 46-62%, на пятом 63-75%. Таким образом, известный способ позволяет получить составы суспензий с различной концентрацией гидроксиапатита в зависимости от требуемых потребительских свойств.

Однако существенным недостатком способа является его технологическая сложность, обусловленная наличием большого числа контролируемых параметров процесса, необходимостью использования циркуляционного контура, состоящего из двух зон.

Таким образом, перед авторами стояла задача разработать простой способ получения суспензии гидроксиапатита, обеспечивающий выход готового продукта с высокой степенью дисперсности и чистоты.

Поставленная задача решена в способе получения суспензии гидроксиапатита, включающем взаимодействие гидроксида кальция с раствором фосфорной кислоты, в котором взаимодействие осуществляют путем смешивания 0,04 N водного раствора гидроксида кальция и 0,2 N раствора фосфорной кислоты при объемном соотношении, равном (3,75÷4,00):1 при комнатной температуре, причем перемешивание осуществляют в течение 15 минут.

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ получения суспензии гидроксиапатита путем взаимодействия гидроксида кальция и фосфорной кислоты с использованием исходных компонентов предлагаемой концентрации при определенном их соотношении и при их перемешивании в течение 15 минут.

Экспериментальные исследования, проведенные авторами, позволили выявить пределы концентрационного содержания исходных компонентов и их соотношения для возможности осуществления простого и надежного способа получения суспензии гидроксиапатита. При этом получение устойчивой и высокодисперсной суспензии возможно только при соблюдении предлагаемых параметров способа, при выходе за их пределы технический результат предлагаемого решения значительно ухудшается. Так, при использовании в качестве исходных компонентов водного раствора гидроксида кальция с нормальностью менее 0,04 и раствора фосфорной кислоты с нормальностью менее 0,2 наблюдается неоправданное снижение выхода конечного продукта ввиду чрезмерного разбавления. Использование в качестве исходного компонента раствора фосфорной кислоты с нормальностью более 0,2 приводит к нарушению условий равновесного протекания реакции ввиду значительного градиента концентраций реагентов в области их первоначального контакта. Соотношение, в котором берут исходные компоненты, также является существенным признаком предлагаемого технического решения. Так, при объемном соотношении менее 3,75:1 наблюдается образование гидрофосфатов кальция и трикальцийфосфата, загрязняющих конечный продукт. Увеличение соотношения приводит к неполному протеканию реакции и образованию карбоната кальция и карбонатзамещенного гидроксиапатита, также загрязняющих конечный продукт.

Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Берут 0,04 N водный раствор гидроксида кальция и добавляют к нему 0,2 N раствор фосфорной кислоты при объемном соотношении компонентов, равном 3,75÷4,00:1. Затем исходную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 15 мин. Полученный продукт в виде суспензии подвергают химическому и ИК-спектральному анализам.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Берут 2000 мл 0,04 N водного раствора гидроксида кальция и добавляют к нему 500 мл 0,2 N фосфорной кислоты, при этом объемное соотношение компонентов равно 4:1. Затем исходную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 15 мин. В результате получают чистый гидроксиапатит состава Са5(РО)3ОН в виде суспензии с концентрацией по гидроксиапатиту 1,8 г/л. Размер частиц менее 1 мкм. Выход 100%.

Пример 2. Берут 3000 мл 0,04 N водного раствора гидроксида кальция и добавляют к нему 800 мл 0,2 N фосфорной кислоты, при этом объемное соотношение компонентов равно 3,75:1. Затем исходную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 15 мин. В результате получают чистый гидроксиапатит состава Са5(РО)3ОН в виде суспензии с концентрацией по гидроксиапатиту 1,6 г/л. Размер частиц менее 1 мкм. Выход 100%.

Таким образом, авторами предлагается технологически простой способ получения суспензии гидроксиапатита, пригодной для смешения с другими субстанциями при изготовлении фармацевтических композиций и лекарственных средств.

Работа выполнена при поддержке Министерства промышленности и науки Правительства Свердловской области (государственный контракт № ЛС-11).

Похожие патенты RU2406693C2

название год авторы номер документа
ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОРЕЗОРБИРУЕМОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 2018
  • Коротченко Наталья Михайловна
  • Покровская Любовь Анатольевна
  • Гигилев Александр Сергеевич
RU2678812C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИАПАТИТА 1993
  • Комаров Владимир Федорович
  • Мелихов Игорь Витальевич
  • Рудин Всеволод Николаевич
  • Орлов Андрей Юрьевич
  • Минаев Владимир Васильевич
  • Зуев Владислав Петрович
  • Божевольнов Виктор Евгеньевич
RU2077475C1
Способ получения суспензии апатита 2017
  • Богданова Екатерина Анатольевна
  • Сабирзянов Наиль Аделевич
  • Скачков Владимир Михайлович
RU2652193C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОГИДРОКСИАПАТИТА 2015
  • Буланов Евгений Николаевич
  • Князев Александр Владимирович
  • Корокин Виталий Жанович
  • Блохина Алёна Геннадьевна
RU2614772C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ ГИДРОКСИАПАТИТА 1996
  • Рудин В.Н.
  • Комаров В.Ф.
  • Мелихов И.В.
  • Орлов А.Ю.
  • Минаев В.В.
  • Божевольнов В.Е.
  • Зуев В.П.
RU2122520C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО ГИДРОКСИАПАТИТА ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ 1999
  • Белякова Е.Г.
RU2149827C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЙЗАМЕЩЕННОГО ГИДРОКСИАПАТИТА 2012
  • Трубицын Михаил Александрович
  • Габрук Наталья Георгиевна
  • Доан Ван Дат
  • Ле Ван Тхуан
RU2500840C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОГО КАЛЬЦИЙ-ДЕФИЦИТНОГО КАРБОНАТСОДЕРЖАЩЕГО ГИДРОКСИАПАТИТА 2014
  • Трубицын Михаил Александрович
  • Доан Ван Дат
  • Ле Ван Тхуан
  • Чуев Владимир Петрович
  • Бузов Андрей Анатольевич
RU2588525C1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ БИОАКТИВНОГО ПОКРЫТИЯ НА ТИТАНОВЫЕ ИМПЛАНТАТЫ 2018
  • Гузеев Виталий Васильевич
  • Гузеева Татьяна Ивановна
  • Гурова Оксана Александровна
  • Зеличенко Елена Алексеевна
  • Ковальская Яна Борисовна
  • Кузьманин Станислав Александрович
  • Нестеренко Андрей Александрович
RU2684617C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО СОРБЕНТА 2018
  • Везенцев Александр Иванович
  • Данг Минь Тхуи
  • Доан Ван Дат
  • Перистая Лидия Федотовна
RU2675866C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ ГИДРОКСИАПАТИТА

Изобретение относится к области получения биологически активных фармацевтических и медицинских материалов, являющихся компонентами лекарственных средств, и может быть использовано в стоматологии и хирургии. Способ получения суспензии гидроксиапатита осуществляют путем смешивания 0,04 N водного раствора гидроксида кальция и 0,2 N раствора фосфорной кислоты при их объемном соотношении, равном (3,75÷4):1, при комнатной температуре, причем перемешивание осуществляют в течение 15 минут. Технологически простой способ обеспечивает выход готового продукта с высокой степенью дисперсности и чистоты.

Формула изобретения RU 2 406 693 C2

Способ получения суспензии гидроксиапатита, включающий взаимодействие гидроксида кальция с раствором фосфорной кислоты, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют путем смешивания 0,04 N водного раствора гидроксида кальция и 0,2 N раствора фосфорной кислоты при их объемном соотношении, равном (3,75÷4):1, при комнатной температуре, причем перемешивание осуществляют в течение 15 мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2406693C2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ ГИДРОКСИАПАТИТА 1996
  • Рудин В.Н.
  • Комаров В.Ф.
  • Мелихов И.В.
  • Орлов А.Ю.
  • Минаев В.В.
  • Божевольнов В.Е.
  • Зуев В.П.
RU2122520C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИЛАПАТИТА 1996
  • Яценко С.П.
  • Сабирзянов Н.А.
RU2104924C1
СРЕДСТВО ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА КОСТНОЙ ТКАНИ 1993
  • Рудин В.Н.
  • Божевольнов В.Е.
  • Зуев В.П.
  • Комаров В.Ф.
  • Мелихов И.В.
  • Минаев В.В.
  • Орлов А.Ю.
  • Панкратов А.С.
  • Древаль А.А.
RU2077329C1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО ГИДРОКСИАПАТИТА ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ 1999
  • Белякова Е.Г.
RU2149827C1
US 5217699 А, 08.06.1993
Экономайзер 0
  • Каблиц Р.К.
SU94A1
Прибор для теплообмена 1923
  • Кирилов Г.М.
SU2302A1
JP 7002505 А, 06.01.1995
JP 9020508 А, 21.01.1997
US 6592989 В1, 15.07.2003
Химическая энциклопедия, т.2, гл
ред
И.Л.Кнунянц
- М.:

RU 2 406 693 C2

Авторы

Сабирзянов Наиль Аделевич

Богданова Екатерина Анатольевна

Хонина Татьяна Григорьевна

Даты

2010-12-20Публикация

2008-10-13Подача