Способ получения нанокристаллического гидроксиапатита кальция

Способ получения нанокристаллического гидроксиапатита кальция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способам получения порошков гидроксиапатита кальция (ГАП), которые могут быть использованы в медицине.

Известны способы получения ГАП, в котором в качестве исходных соединений используют фосфат аммония и нитрат кальция (1) или фосфат аммония и хлорид кальция (2). Недостатками этих способов является невозможность полностью удалить сопутствующий продукт нитрат аммония или хлорид аммония промыванием, что делает такой порошок агрессивным к тканям организма при использовании его в качестве заполнителя костных дефектов или в качестве носителя лекарственных средств.

Известен способ получения ГАП, в котором в качестве исходных компонентов используют хлорид кальция и гидрофосфат натрия (3). Недостатком этого способа является применение кипячения в щелочи, которое приводит к получению крупнокристаллического порошка.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ (4) получения порошка ГАП, не содержащего агрессивного сопутствующего продукта, в котором в качестве исходных соединений используют оксид кальция и гидрофосфат аммония. Недостатком данного способа является получение крупнокристаллического порошка ГАП, которое обусловлено проведением синтеза взаимодействием компонентов в твердой фазе, а также применением высокотемпературной обработки при высокой (950°С) температуре.

Целью настоящего изобретения было получение нанокристаллического порошка ГАП, содержащего неагрессивный биосовместимый сопутствующий продукт реакции.

В способе получения нанокристаллического порошка ГАП в качестве исходных соединений используют сахарат кальция С₁₂Н_22-nО₁₁Са_n и гидрофосфат аммония.

Раствор сахарата кальция готовят взаимодействием прокаленного при 1000°С оксида кальция и раствора сахарозы по реакции (1).

Значение n для данной реакции варьируют от 0,5 до 2. Более низкие значения n приводят к значительному увеличению количества сахарозы для проведения синтеза без существенного влияния на размер частиц продукта. При n, превышающем 2, в растворе образуются нерастворимые сахараты кальция, что при проведении синтеза ГАП приводит к образованию многофазного продукта, содержащего наряду с ГАП непрореагировавший исходный компонент - сахарат кальция.

К полученному сахарату кальция по каплям добавляют раствор гидрофосфата аммония при постоянном перемешивании при комнатной температуре в соответствии с реакцией (2).

Затем для преобразования полученного геля аморфного фосфата кальция в суспензию нанкристаллического ГАП реакционную смесь нагревают до Т=60°С. Полученную суспензию фильтруют, отфильтрованный осадок высушивают в тонком слое.

По данным рентгенофазового анализа порошок содержит нанокристаллический порошок ГАП (Фигуры 1-3). Размер частиц ГАП составляет 30-50 нм.

Изобретение иллюстрируется фигурами и примером.

Фигуры

Фигура 1. Данные рентгенофазового анализа для порошка, синтезированного из гидрофосфата аммония и сахарата кальция C₁₂H₂₁O₁₁Ca_0.5.

Фигура 2. Данные рентгенофазового анализа для порошка, синтезированного из гидрофосфата аммония и сахарата кальция С₁₂Н₂₀О₁₁Са (Пример).

Фигура 3. Данные рентгенофазового анализа для порошка, синтезированного из гидрофосфата аммония и сахарата кальция C₁₂H₁₈O₁₁Ca₂.

Пример

К 28,04 г предварительно прокаленного при 1000°С СаО добавляли 1 л водного раствора сахарозы, в котором ее содержалось 171,05 г. Такое соотношение оксида кальция и сахарозы обеспечивало получение прозрачного раствора однокальциевого (n=1) сахарата C₁₂H₂₀O₁₁Ca. К полученному раствору сахарата, обладающего рН не менее 12, по каплям добавляли 0,5М раствор гидрофосфата аммония. Взаимодействие по реакции (3) приводило к образованию устойчивого геля, а после нагревания до 60°С к образованию устойчивой к седиментации суспензии нанокристаллического ГАП в растворе сахарозы.

Данные рентгенофазового анализа подтверждают образование нанокристаллического ГАП с размером частиц 30-50 нм.

Аналогично были синтезированы порошки нанкристаллического ГАП из сахарата кальция и гидрофосфата аммония при изменении n от 0,5 до 2 (Таблица). Из таблицы следует, что при указанных изменениях значения n в сахарате кальция C₁₂H_22-2nO₁₁Ca_n при осуществлении синтеза по предложенному способу образуется нанкристаллический ГАП с размером частиц 30-50 нм. Сопутствующим продуктом реакции является сахарат аммония, разлагающийся на аммиак и сахарозу. Сахароза является веществом не агрессивным к тканям организма.

Таблица
№	Значения n в сахарате кальция C12H22-2nO11Can	Размер частиц ГАП	Фазовый состав целевого продукта	Фигуры
1	0,5	30-50 нм	100% гидроксиапатит	1
2	1,0	30-50 нм	100% гидроксиапатит	2
3	2,0	30-50 нм	100% гидроксиапатит	3

Таким образом, экспериментальные данные показывают, что применение заявленного способа позволяет получать нанокристаллический порошок ГАП, не содержащий агрессивного к тканям живого организма сопутствующего продукта.

Литература

1. В.А.Маликов, И.П.Смирнов, В.Е.Кузь, Н.М.Алешина, М.А.Логачева, Сычева В.Ю. Патент RU 2038293, 26.06.1992. Способ получения гидроксиапатита.

2. А.С.Дыкман, О.Е.Баталин, Г.Ф.Балханова, Т.М.Шатровская, Г.Н.Ягодина, Л.М.Александрова. Авторское свидетельство 710928. 25.01.1980. Способ получения гидроксиапатита кальция.

3. Ю.Л.Кацадзе, З.Д.Федорова, З.П.Глазкова и О.Г.Головина. Авторское свидетельство SU 1450852, 07.01.1987. Способ получения сорбента-гидроксиапатита.

4. В.П.Орловский, Г.В.Родичева, Ж.А.Ежова, Г.Е.Суханова, Е.М.Коваль и Н.М.Романова. Патент SU 1834836, 26.11.1991. Способ получения гидроксиапатита кальция.

Способ получения нанокристаллического гидроксиапатита кальция взаимодействием соединения кальция и гидрофосфата аммония, отличающийся тем, что в качестве соединения кальция используют сахарат кальция C₁₂H_22-2nO₁₁Ca_n при n, лежащем в интервале от 0,5 до 2.