Изобретение относится к области получения биологически активных фармацевтических и медицинских материалов, которые могут быть использованы в ортопедической стоматологии и хирургии при восстановлении и лечении костной ткани.
В настоящее время большой интерес для клинической медицины, связанной с проблемами регенерации костных и мягких тканей организма, представляют биологически активные соединения фторапатита в гелеобразном и коллоидном состояниях. Как показали исследования, в случае введения в состав фторапатита гидроксильных групп повышается устойчивость к биодеградации, улучшается адсорбция белка, адгезия покрытия на металлический субстрат. При этом и сам по себе фтор необходим для роста и обеспечения сохранности костей, а также является естественным стимулятором образования костной ткани, формирования эмали и дентина зубной ткани. Таким образом, получение фторапатита с разной степенью внедрения гидроксильных групп в высокодисперсном состоянии в виде суспензии или коллоидного раствора является актуальной технической задачей.
Известен способ получения суспензии апатита, в составе которого варьируется соотношение ионов фтора и гидроксильных групп, путем обработки в автоклаве смеси гидроксида кальция, фосфорной кислоты и деионизированной воды при температуре не ниже 100°С и давлении выше 1 бар при перемешивании в течение не менее 1 часа, с последующим введением по крайней мере одного фторсодержащего соединения и перемешиванием при комнатной температуре не менее 1 часа. В качестве фторсодержащего соединения может быть использован фторид натрия, фторид кальция, фторид калия или фторид аммония. Таким образом, известный способ позволяет получить суспензию апатита с кристаллами определенной формы с различной концентрацией фтора в апатите состава Ca5(PO4)3(OH)xFy, где x+y=1 (патент US 7320728; МПК A61K 6/033, C09K 9/80, C01B 25/10, 12; 2008 год) (прототип).
Однако известный способ получения апатита имеет следующие недостатки: применение сложного оборудования – автоклава с использованием повышенных температур и давлений, а также длительность процесса.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать аппаратурно и технологически простой способ, обеспечивающий наряду с этим выход готового продукта с высокой степенью дисперсности и чистоты.
Поставленная задача решена в способе получения суспензии апатита с разной степенью соотношения ОН--групп и F--групп, включающий взаимодействие гидроксида кальция и фосфорной кислоты с последующим добавлением фторсодержащего соединения, в котором в качестве фторсодержащего соединения используют 0,25N фтороводородную кислоту, а взаимодействие осуществляют путем смешивания 0,04N-ного водного раствора гидроксида кальция и 0,2N-ного водного раствора фосфорной кислоты с последующим добавлением 0,25N-ного водного раствора фтороводородной кислоты при их объемном соотношении, равном VCa(OH)2:VH3PO4:VHF = 3,75÷5,55:1:0,004÷0,088, при комнатной температуре и при рН=9-11 в течение 10-15 минут.
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ получения суспензии апатита с разной степенью отношения ОН-групп и F-групп путем взаимодействия гидроксида кальция, фосфорной и фтороводородной кислот, взятых в определенном объемном соотношении, в предлагаемых условиях.
Анализ экспериментальных данных, полученных авторами, позволяет сделать вывод о том, что, с одной стороны, наличие фтора в структуре апатита способствует росту и обеспечению сохранности костей, а также является естественным стимулятором образования костной ткани, формирования эмали и дентина зубной ткани при использовании полученного материала в стоматологии. С другой стороны, наличие гидроксильных групп повышает устойчивость к биодеградации, улучшает адсорбцию белка, адгезию покрытия на металлический субстрат. Кроме того, установлено, что биологическая активность апатитов в значительной степени зависит от размера их частиц и проявляется тем больше, чем выше дисперсность вещества, входящего в лечебный препарат. Поэтому в суспензиях, где размер частиц менее 1 мкм, полезные свойства апатитов проявляются наиболее полно.
Экспериментальные исследования, проведенные авторами, позволили установить, что использование водного раствора гидроксида кальция вместо известкового молока (гидратной белой извести) в совокупности с предлагаемыми пределами концентрационного содержания исходных компонентов и их соотношением не требует повышенных температур и давления при осуществлении способа и обеспечивает возможность простого и надежного способа получения суспензии апатита нужного состава. 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. В случае смещения рН в кислую область (рН<9) наблюдается разложение апатита на фторид и фосфат кальция, что приводит к потере биоактивных свойств. В случае смещения рН в щелочную область (рН>11) наблюдается “растворение” группами ОН- групп F-. При использовании в качестве исходных компонентов водного раствора гидроксида кальция с нормальностью менее 0,04N, раствора фосфорной кислоты с нормальностью менее 0,2N и фтороводородной кислоты с нормальностью менее 0,25N наблюдается неоправданное снижение выхода конечного продукта ввиду чрезмерного разбавления, а использование в качестве исходных компонентов раствора фосфорной кислоты с нормальностью более 0,2N, водного раствора гидроксида кальция с нормальностью более 0,04N и фтороводородной кислоты с нормальностью более 0,25N приводит к нарушению условий равновесного протекания первичной реакции получения апатита ввиду значительного градиента концентраций реагентов в области их первоначального контакта. Соотношение, в котором берут исходные компоненты (VCa(OH)2:VH3PO4:VHF = 3,75÷5,55:1:0,004÷0,088), также является существенным признаком предлагаемого технического решения. Так, при соотношении менее чем 3,75:1:0,004 наблюдается образование гидрофосфатов кальция и трикальцийфосфата, загрязняющих конечный продукт. Увеличение соотношения более чем 5,55:1:0,088 приводит к неполному протеканию реакции и образованию фторида кальция, что также загрязняет конечный продукт посторонними веществами и приводит к потере биоактивных свойств.
Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Берут 0,04N водный раствор гидроксида кальция и добавляют к нему 0,2N раствор фосфорной кислоты, далее к полученной суспензии приливают 0,25N раствор фтороводородной кислоты при объемном соотношении компонентов, равном 3,75÷5,55:1:0,004÷0,088 (0,04NVCa(OH)2:0,2NVH3PO4:0,25NVHF). Значения рН устанавливают равным 9-11. Затем эту смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 10-15 минут. Полученный продукт в виде суспензии подвергают химическому, рентгенофазовому и ИК-спектральному анализам. Отстаиванием получают суспензии апатита различной вязкости состава Ca10(PO4)6(OH)2-xFx, где 0,5≤х≤1,9.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Берут 2500 мл 0,04N водного раствора гидроксида кальция и добавляют к нему 450 мл 0,2N раствора фосфорной кислоты, далее вводят 39,5 мл 0,25N раствор фтороводородной кислоты, при этом объемное соотношение компонентов равно 5,55:1:0,088. Устанавливают значение рН равным 9. Затем исходную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 15 мин. В результате получают апатит состава Са10(РO4)6(ОН)0,1F1,9 в виде суспензии с концентрацией по апатиту 2,02 г/л. Размер частиц менее 1 мкм. Выход 100%.
Пример 2. Берут 3000 мл 0,04N водного раствора гидроксида кальция и добавляют к нему 800 мл 0,2N раствор фосфорной кислоты, далее вводится 12 мл 0,25N раствор фтороводородной кислоты, при этом соотношение компонентов равно 3,75:1:0,004. Устанавливают значение рН равным 11. Затем исходную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 10 мин. В результате получают чистый апатит состава Са10(РO4)6(ОН)1,5F0,5 в виде суспензии с концентрацией по апатиту 2,01 г/л. Размер частиц менее 1мкм. Выход 100%.
Пример 3. Берут 3000 мл 0,04N водного раствора гидроксида кальция и добавляют к нему 800 мл 0,2N фосфорной кислоты, далее вводится 35,7 мл 0,25N раствор фтороводородной кислоты, при этом соотношение компонентов равно 3,75:1:0,045. Устанавливают значение рН равным 10. Затем исходную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 15 мин. В результате получают чистый апатит состава Са10(РO4)6(ОН)0,5F1,5 в виде суспензии с концентрацией по апатиту 2,02 г/л. Размер частиц менее 1мкм. Выход 100%.
Таким образом, авторами предлагается технологически и аппаратурно простой способ получения суспензии апатита состава Са10(РO4)6(ОН)х-2Fх, где 0,5≤х≤1,9, которая может быть использована в ортопедической стоматологии и хирургии при восстановлении и лечении костной ткани.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ изготовления гранул из биоактивного материала на основе гидроксиапатита или фторапатита | 2021 |
|
RU2753529C1 |
АМОРФНЫЙ, КАРБОНИРОВАННЫЙ И ФТОРИРОВАННЫЙ ГИДРОКСИАПАТИТ ДЛЯ ЗУБНЫХ ПАСТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 1999 |
|
RU2179437C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АПАТИТА КАЛЬЦИЯ | 2011 |
|
RU2473461C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЙЗАМЕЩЕННОГО ГИДРОКСИАПАТИТА | 2012 |
|
RU2500840C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФОГИПСА | 2012 |
|
RU2525877C2 |
КОМПОЗИЦИЯ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО ПЛОМБИРОВОЧНОГО МАТЕРИАЛА ИЛИ МАТЕРИАЛА ИМПЛАНТАТА И ПОРОШКООБРАЗНЫЙ МАТЕРИАЛ, ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ГИДРАТАЦИИ, МАТЕРИАЛ ИМПЛАНТАТА И СПОСОБ ДОСТИЖЕНИЯ СВЯЗЫВАНИЯ | 2003 |
|
RU2332201C2 |
СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ ПЛУТОНИЯ В АПАТИТОВОЙ КЕРАМИКЕ И ПРОДУКТ, ПОЛУЧЕННЫЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТОГО СПОСОБА | 1999 |
|
RU2236055C2 |
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА ИЗ ФОСФОГИПСА ПОЛУГИДРАТА | 2013 |
|
RU2528576C1 |
ФОСФАТНЫЙ ЦЕМЕНТ | 2002 |
|
RU2229873C1 |
КОМПОЗИЦИЯ УСКОРИТЕЛЯ ТВЕРДЕНИЯ ДЛЯ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ | 2013 |
|
RU2634311C2 |
Изобретение относится к области получения биологически активных фармацевтических и медицинских материалов, которые могут быть использованы в ортопедической стоматологии и хирургии при восстановлении и лечении костной ткани. Способ получения суспензии апатита включает взаимодействие гидроксида кальция и фосфорной кислоты с последующим добавлением фторсодержащего соединения. При этом взаимодействие осуществляют путем смешивания 0,04N-ного водного раствора гидроксида кальция и 0,2N-ного водного раствора фосфорной кислоты с последующим добавлением 0,25N-ного водного раствора фтороводородной кислоты в качестве фторсодержащего соединения, при их объемном соотношении, равном Ca(OH)2:H3PO4:HF=3,75-5,55:1:0,004-0,088 при комнатной температуре и при рН=9-11 в течение 10-15 мин. Технический результат заключается в разработке способа, обеспечивающего выход готового продукта с высокой степенью дисперсности и чистоты. 3 пр.
Способ получения суспензии апатита, включающий взаимодействие гидроксида кальция и фосфорной кислоты с последующим добавлением фторсодержащего соединения, отличающийся тем, что в качестве фторсодержащего соединения используют 0,25N-ную фтороводородную кислоту, а взаимодействие осуществляют путем смешивания 0,04N-ного водного раствора гидроксида кальция и 0,2N-ного водного раствора фосфорной кислоты с последующим добавлением 0,25N-ного водного раствора фтороводородной кислоты при их объемном соотношении, равном Ca(OH)2:H3PO4:HF=3,75-5,55:1:0,004-0,088, при комнатной температуре и рН=9-11 в течение 10-15 мин.
US 7320728 B2, 22.01.2008 | |||
Luis M Rodriguez-Lorenzo et al., "The Journal of Physical Chemistry B | |||
Structural and chemical analysis of well-crystallizad hydroxyfluorapatites", 23.08.2003, vol | |||
Счетный сектор | 1919 |
|
SU107A1 |
N | |||
Rameshbabu et al., "Bulletin of Materials Science | |||
Synthesis of nanocrystalline fluorinated hydroxyapatite by microwave processing and its in vitro dissolution study", November 2006, vol | |||
Солесос | 1922 |
|
SU29A1 |
НОЖЕВАЯ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ ФРЕЗА С ПРИСОБЛЕНИЕМ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СОРНЫХ ТРАВ И КАМНЕЙ | 1922 |
|
SU611A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ ГИДРОКСИАПАТИТА | 2008 |
|
RU2406693C2 |
CN 1582889 A1, 23.02.2005. |
Авторы
Даты
2018-04-25—Публикация
2017-04-19—Подача