WO2006030782A1 - セラミック粒子群およびその製造方法並びにその利用 - Google Patents

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ceramic
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ceramic particle
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Tsutomu Furuzono
Masahiro Okada
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Definitions

  • the present invention is a ceramic particle which exists as a single crystal primary particle in a solvent and has high dispersibility, in particular, biocompatibility, adhesion to or adhesion to a living tissue, and low biodegradable absorbability.
  • the present invention relates to a calcium phosphate sintered body particle group (ceramic particle group) including single crystal hydroxyapatite that is useful as a material for a material, a production method thereof, and a use of the particle group.
  • CaP phosphoric acid lucium
  • HAp hydroxyapatite
  • CaP calcium phosphate
  • CaP especially hydroxyapatite (HAp)
  • HAp hydroxyapatite
  • CaP calcium phosphate
  • HAp hydroxyapatite
  • it is also used as a packing material for chromatography.
  • CaP calcium phosphate
  • HAp hydroxyapatite
  • a sintered body obtained by sintering calcium phosphate (CaP) such as anoid and xiapatite (HAp), that is, a ceramic is preferable.
  • the particle size is fine and the particle size is uniform (ie, the particle size distribution is narrow). It is required.
  • a wet method As a general method for producing calcium phosphate (CaP) particles such as hydroxyapatite (HAp), a wet method, a hydrothermal method and a dry method are used. Yes. Among these, industrially, a wet method capable of mass synthesis is mainly employed. As a specific method of this wet method, for example, as disclosed in Non-Patent Document 1, a precipitation method in which phosphoric acid is dropped into a slurry of calcium hydroxide and calcium hydroxide at room temperature to produce calcium phosphate. In addition, a hydrolysis method for producing calcium phosphate by reacting calcium phosphate dihydrate and calcium carbonate is known.
  • Non-Patent Documents 2 and 3 As disclosed in the above, there is a method of manufacturing using a spray drying method.
  • the spray drying method is a method in which a dispersion liquid such as a solution or a suspension (slurry) containing an active substance is finely granulated and the fine particles are instantly solidified by contact with a high-temperature air stream.
  • a dispersion liquid such as a solution or a suspension (slurry) containing an active substance is finely granulated and the fine particles are instantly solidified by contact with a high-temperature air stream.
  • it is a technique that can form spherical particles with calcium phosphate strength by spraying a solution or suspension containing phosphate phosphate (CaP) -secondary particles with a high-temperature air stream.
  • Non-Patent Document 4 describes a method for preparing calcium phosphate particles by preparing calcium phosphate particles by dropping a raw material liquid containing calcium phosphate into liquid nitrogen and calcining the calcium phosphate particles. , And calcium phosphate sintered particles (particle diameter 450 ⁇ m to 3000 ⁇ m) obtained by the method are described.
  • Non-Patent Document 5 describes a method of preparing hydroxyapatite particles by using a drip casting process, firing the hydroxyapatite particles, and producing hydroxyapatite sintered body particles, and the method Hydroxyapatite sintered particles (particle diameter of 0.7 mn! To 4 mm) obtained by the method described above are described.
  • Non-Patent Document 3 LJ Cummings, P. Tunon, T. Ogawa, Spec. Publ. R. Soc. Chem. 158, 134 (1994) "Macro- Prep Ceramic Hydroxyapatite- New Life for an Old Chromatographic Techni que.”
  • the present inventors synthesize hydroxyapatite (HAp) Z polymer composites through chemical bonds with the aim of developing a device that is biocompatible with biological tissues, particularly soft tissues such as subcutaneous cells.
  • HAp hydroxyapatite
  • Apatite particles (ceramic particles) are produced.
  • the dispersibility in the medium during adsorption onto the polymer substrate is important.
  • Non-Patent Documents 2 and 3 Similar, secondary particles having irregular shapes in which primary particles are fused are formed, dispersibility and specific surface area. Will fall.
  • the particle size of calcium phosphate (CaP) particles cannot be controlled uniformly (the particle size distribution cannot be controlled within a certain range). That is, in the spray dry method, by spraying a solution or suspension together with a high-temperature air stream, fine particles (primary particles) of calcium phosphate (CaP) are fused to form secondary particles. It is impossible to control the number of fine particles (primary particles) that gather in this high-temperature air stream.
  • the particle size distribution of the particles made of calcium phosphate (CaP) is strictly controlled. It cannot be tightly controlled. Therefore, when ceramic particles made of calcium phosphate (CaP) are produced by the spray-drying method, it is necessary to further classify depending on the intended use. For example, when ceramic particles made of calcium phosphate (CaP) are used as a packing material for chromatography, it is necessary to use a carrier having a more uniform particle size (narrow particle size distribution) in order to improve resolution. .
  • the ceramic particles having the calcium phosphate (CaP) force are used as a packing material for chromatography, the particles of the ceramic particles made of calcium phosphate (CaP) having a more uniform particle size (narrow particle size distribution). It is required to use groups.
  • Non-Patent Document 2 In the method for producing a ceramic particle group having calcium phosphate strength disclosed in Non-Patent Documents 2 and 3, only the particle group having a particle diameter in the range of 1 to 8 m (Non-Patent Document 2). Can't get. Furthermore, for example, even when trying to obtain a particle group having a narrower particle size distribution by classifying the particle group of calcium phosphate ceramic particles disclosed in Non-Patent Document 2 above, it is further exceeded due to physical limitations. Narrowing the particle size distribution is very difficult, and the cost increases significantly when classification is performed.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object thereof is a group of ceramic particles dispersed with single-crystal primary particles in a solvent, particularly biocompatibility, adhesion to living tissue, or A group of calcium phosphate (CaP) sintered particles (ceramic particles) such as single crystal hydroxyapatite (HAp) that have adhesiveness and low biodegradability and are useful for medical materials, and their production DISCLOSURE OF THE INVENTION Disclosure of the Invention
  • the ceramic particle group according to the present invention is a ceramic particle group having a particulate ceramic particle force, and the particle diameter of the ceramic particle is within a range of 10 nm to 700 nm. And the coefficient of variation of the particle size of the ceramic particles is 20% or less.
  • the ceramic particle group that is useful in the present invention described above has fine particles and a uniform particle size (the particle size distribution is Narrow). Therefore, there is an effect that it can be more uniformly adsorbed to a medical polymer material without performing an additional operation such as particularly high classification. In addition, it is possible to provide a chromatographic packing material that can be packed more uniformly into the column and has high resolvability and good reproducibility.
  • the ceramic particle group that is useful in the present invention is a ceramic particle group that also has a granular ceramic particle force, and is composed of primary particles made of a single crystal or the above-mentioned single crystal.
  • a particle lump in which primary particles are aggregated by ionic interaction is a single crystal primary particle
  • the ratio of the single crystal primary particles contained in the ceramic particle group occupies a majority. Moyo.
  • the ceramic particle group according to the present invention has a majority of primary particles made of a single crystal excellent in dispersibility in a solvent, or primary particles made of the single crystal are aggregated by ionic interaction. Exist as a lump of particles (single crystal primary particles). Therefore, there is an effect that the adsorption to the medical polymer base material described above is facilitated. Further, since there is no bonding between primary particles, there is an effect that it can be suitably used as a packing material for chromatography having a high specific surface area. Furthermore, since it is highly stable in vivo and excellent in dispersibility, it can be used as a medical material capable of carrying and sustained release of a drug.
  • the ceramic particle group useful in the present invention may have a ratio of 70% or more of the single crystal primary particles contained in the ceramic particle group.
  • the ceramic particle group that is useful in the present invention is a primary particle made of a single crystal.
  • the abundance of particle aggregates (single crystal primary particles) in which the primary particles composed of the single crystals are aggregated by ionic interaction is as high as 70% or more. There is an effect that it becomes easy. Further, if it can be more suitably used as a chromatographic filler and a medical material, there is an effect.
  • the particle size of the ceramic particles is ⁇ ! ⁇
  • the particle size of the ceramic particle group that is useful in the present invention is ⁇ ! It is as fine as ⁇ 700 ⁇ m (so-called nanometer size). Therefore, more than medical polymer materials The effect that it can adsorb
  • the ceramic particle group according to the present invention may have a coefficient of variation coefficient of 20% or less of the particle diameter of the ceramic particle group.
  • the ceramic particle group that is useful in the present invention is a fine particle having a uniform particle size (narrow particle size distribution). Therefore, there is an effect that it can be more uniformly adsorbed to a medical polymer material without performing an additional operation such as particularly high classification. In addition, it is possible to provide a chromatographic packing material that can be packed more uniformly into the column and has high resolvability and good reproducibility.
  • the ceramic particle group useful in the present invention may be the ceramic particle force calcium phosphate sintered particles.
  • the ceramic particle group that is useful in the present invention has high biocompatibility and is composed of a phosphoric acid-powered sintered body. Therefore, the ceramic particles used in the present invention are more preferable as a medical material.
  • the ceramic particle group that is useful in the present invention may be the above-mentioned ceramic particle force particles or sintered particles of idroxite particles.
  • the ceramic particles according to the present invention are composed of a hydroxyapatite sintered body that can be used for a wide range of applications with higher biocompatibility. Therefore, the present invention is more preferable as a medical material.
  • the method for producing a ceramic particle group according to the present invention is a method for preventing fusion between particles of primary particles as ceramic raw material force before sintering in the method for producing a ceramic particle group. It includes a mixing step of mixing so that an agent is interposed, and a sintering step of sintering mixed particles obtained by the mixing step.
  • the mixing step includes a carboxyl group, a sulfate group, a sulfonate group, a phosphate group, a phosphonate group in the side chain.
  • the step may be a step of mixing a solution containing a polymer compound having an amino group difference and the primary particles, and further adding a metal salt.
  • the method for producing a ceramic particle group according to the present invention includes: polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyglutamic acid, polyethylene sulfonic acid, polyalkyl methacrylate sulfone.
  • Acid group, polyacryloylaminomethylphosphonic acid, group power consisting of polypeptide power may be at least one substance selected.
  • the method for producing a ceramic particle group according to the present invention may be the metal salt strength alkali metal salt and Z or alkaline earth metal salt and Z or transition metal salt. ,.
  • the high molecular compound is adsorbed on the surface of primary particle particles made of amorphous calcium phosphate (nodoxyapatite) or the like. Then, any of a carboxyl group, a sulfate group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group or an amino group is added to the surface of the primary particle.
  • the carboxyl group, sulfuric acid group, sulfonic acid group, phosphoric acid group, phosphonic acid group or amino group is ionized in the solution, and there is a metal salt (alkali metal salt and Z or alkaline earth metal salt).
  • the metal alkali metal and Z or alkaline earth gold and Z or transition metal
  • carboxylate sulfate, and sulfonate on the surface of the primary particles.
  • Phosphates, phosphonates, amino acid salts are formed.
  • the metal salt functions as the anti-fusing agent.
  • the polymer compound is brought into contact with the primary particles on the surface of the primary particles. It can be reliably prevented. Therefore, fusion of primary particles in the subsequent sintering process is prevented, and primary particles composed of single crystals in the solvent, or particle clusters in which primary particles composed of the single crystals are aggregated by ionic interaction (The ceramic particles dispersed as single crystal primary particles) can be produced.
  • the ceramic particles dispersed as single crystal primary particles can be produced.
  • it is difficult to form amorphous secondary particles it is possible to prevent an increase in average particle size, and further, it is possible to make the particle size of ceramic particles obtained by the production method uniform. Play.
  • the method for producing a ceramic particle group according to the present invention may be characterized in that the anti-fusing agent is non-volatile at the sintering temperature in the sintering step. .
  • the anti-fusing agent used in the method for producing a ceramic particle group according to the present invention is non-volatile under the sintering temperature condition in the sintering process, and therefore, between the raw material particles during the sintering process. Disappearing from the film has an effect that the fusion of primary particles can be surely prevented.
  • the method for producing a ceramic particle group according to the present invention may further include a removal step of removing the anti-fusing agent after the sintering step.
  • the removing step may include a step of dissolving the anti-fusing agent in a solvent.
  • the anti-fusing agent can be dissolved by suspending the ceramic particles containing the anti-fusing agent after sintering in a solvent. By filtering the suspension, the anti-fusing agent present in the mixture can be easily removed from the ceramic particles.
  • the method for producing a ceramic particle group according to the present invention may be a solvent force used in the removing step and a solvent that is soluble in the anti-fusing agent and insoluble in ceramic particles.
  • the anti-fusing agent may be a substance that dissolves in an aqueous solvent.
  • the anti-fusing agent carbonic acid carbonate
  • the anti-fusing agent can be obtained simply by suspending ceramic particles in an aqueous solvent such as pure water. Calcium
  • an organic solvent such as pure water.
  • facilities corresponding to the use of the organic solvent and organic solvent waste liquid treatment are not required in the removal process. Therefore, it is possible to remove the ceramic particle group anti-fusing agent more easily.
  • the anti-fusing agent may be carbonated calcium.
  • the anti-fusing agent (calcium carbonate) can be removed simply by suspending the ceramic particles in an aqueous solvent such as pure water in the same manner as described above. Since there is no need to use an organic solvent in the removal process, the equipment corresponding to the use of the organic solvent and the organic solvent waste liquid treatment are not required in the removal process. Therefore, there is an effect that the ceramic particle group force anti-fusing agent can be removed more easily.
  • the ceramic particle group production method according to the present invention may include a primary particle generation step of generating primary particles before the mixing step.
  • the particle diameter of the primary particles generated by the primary particle generation step may be in the range of 10 nm to 500 nm.
  • nanometer-sized primary particles are obtained in the primary particle generation step, and the primary particles are used in the solvent by passing through the mixing step and the sintering step of the present invention. It is possible to produce primary particles made of crystals, or primary particles made of single crystals dispersed as particle clusters (single crystal primary particles) aggregated by ionic interaction, and nanometer-sized ceramic particles can be produced. There is an effect.
  • a method for producing a ceramic particle group according to the present invention is based on the primary particle generation step.
  • the coefficient of variation of the particle diameter of the primary particle group, which is the primary particle force generated in this way, may be 20% or less.
  • primary particles having a uniform particle size are obtained in the primary particle generation step, and the primary particles are used to undergo the mixing step and the sintering step of the present invention.
  • the primary particles are used to undergo the mixing step and the sintering step of the present invention.
  • ceramic particles that are dispersed as primary particles in a solvent and that have a uniform particle size (narrow particle size distribution).
  • the chromatographic packing material according to the present invention is characterized by using the ceramic particle group that is effective in the present invention, which solves the above problems.
  • the chromatographic filler according to the present invention is a chromatographic filler having a uniform particle diameter (narrow particle size distribution) because the ceramic particles according to the present invention are used! . Therefore, it is possible to provide a chromatographic packing material having a high specific surface area and a high resolution. In addition, since the particle size is nanometer size, the packing rate to the column can be increased, and the chromatographic packing material with high resolving power and high reproducibility can be provided.
  • the dental material or medical material according to the present invention is characterized by using ceramic particle groups that are effective in the present invention.
  • the medical material according to the present invention uses the ceramic particle group according to the present invention, primary particles composed of a single crystal excellent in dispersibility in a solvent, or primary particles composed of the single crystal. It exists as a lump of particles (single crystal primary particles) aggregated by ionic interaction. Therefore, the effect of facilitating the adsorption onto the medical polymer substrate described above is achieved. Further, by using ceramic particles made of biocompatible calcium phosphate (HAp, etc.), it is possible to provide dental materials or medical materials with higher biocompatibility!
  • HAp biocompatible calcium phosphate
  • primary particles made of a single crystal without agglomerating in a solvent, or a particle lump in which primary particles made of the single crystal are aggregated by ionic interaction single crystal primary Ceramic particles dispersed in (particles), especially single-crystal hydroxyapatite (HAp), which is useful for medical materials that have biocompatibility, adhesion or adhesion to living tissue, and low biodegradability.
  • Starting calcium phosphate (CaP) sintered particles A child (ceramic particle) group can be provided. It is also possible to provide nanometer-sized ceramic particle clusters.
  • the ceramic particle group that is useful in the present invention there is an effect that the adsorption to a medical polymer base material such as silicone and polyurethane is facilitated. Further, since there is no bond between primary particles, there is an effect that it can be suitably used as a packing material for chromatography having a high specific surface area. Furthermore, since it has high in vivo stability and excellent dispersibility, it can be used as a medical material capable of carrying and sustained release of a drug.
  • the cosmetic additive, building material, or industrial material according to the present invention is characterized by using the ceramic particle group that is effective in the present invention in order to solve the above problems.
  • Non-Patent Document 1 describes a general method for producing calcium phosphate (CaP) particles (wet method, hydrothermal method, dry method, etc.) and a general production method (wet method, hot water). The properties such as the shape of CaP particles obtained by the method and the dry method are described.
  • Non-Patent Document 1 does not disclose the use of an anti-adhesive agent as in the method for producing a ceramic particle group according to the present invention, and the primary particle as in the ceramic particle group according to the present invention. In the state, a particle size of 10 nm to 700 nm is not disclosed.
  • Non-Patent Document 2 describes a method for producing idroxapatite (HAp) particles using a veg spray-dry method for controlling the shape of hydroxyapatite (HAp) particles. Unlike the method for producing ceramic particles according to the present invention, the method of Non-Patent Document 2 does not prevent the fusion of primary particles, and forms irregular secondary particles in which the primary particles are fused. As a result, dispersibility and specific surface area are reduced. Furthermore, in the production method of Non-Patent Document 2, the particle size of calcium phosphate (CaP) particles cannot be controlled uniformly (the particle size distribution cannot be controlled within a certain range).
  • CaP calcium phosphate
  • Non-Patent Document 3 describes ceramic particles (hydroxyapatite particles) having particle diameters of 20 m, 40 m, and 80 ⁇ m. The particle size is 10 nm to 700 nm, which is clearly different from that of Non-Patent Document 3.
  • Non-Patent Document 4 a raw material liquid containing calcium phosphate is dropped into liquid nitrogen to prepare calcium phosphate particles, and the calcium phosphate particles are fired to obtain calcium phosphate.
  • a method for producing sintered particles, and calcium phosphate sintered particles (particle diameter 450 ⁇ m to 3000 ⁇ m) obtained by the method are described.
  • the manufacturing method of Non-Patent Document 4 is fired without using the anti-fusing agent used in the manufacturing method of the ceramic particle group according to the present invention, the primary particles are fused to form an irregular shape. This is clearly different from the present invention in that secondary particles are formed and the dispersibility and specific surface area are reduced. Further, the ceramic particle group of the present invention exists as primary particles, and the particle diameter is ⁇ ! ⁇ 700 nm, which is clearly different from that of Non-Patent Document 4.
  • Non-Patent Document 5 describes a method for producing hydroxyapatite particles by using a drip casting process, firing the hydroxyapatite particles, and producing hydroxyapatite sintered body particles, and the method. Hydroxyapatite sintered particles (particle diameter of 0.7 mn! To 4 mm) obtained by the above method are described.
  • the anti-fusing agent used in the production method of the ceramic particles according to the present invention is not used, and the particles of hydroxyapatite particles vary depending on the size of the hole shape of the pipette. The diameter is controlled, and the nanometer size (10 nm to 700 nm) cannot be manufactured as the particle diameter of the ceramic particle group which is useful in the present invention. Therefore, the matters described in Non-Patent Document 5 are clearly different from the present invention.
  • FIG. 1 is a scanning electron microscope (SEM) image of a hydroxyapatite (HAp) sintered body particle group obtained in Example 1.
  • FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) image of hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 1.
  • FIG. 3 (a) is a graph showing the results of examining the particle size distribution by the dynamic light scattering method for the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 1.
  • FIG. 3 (b) is a graph showing the results of examining the particle size distribution of the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 1 by a dynamic light scattering method.
  • FIG. 4 Hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 1 and Comparative Example 1 6 is a chart showing the results of X-ray diffraction of the sample.
  • FIG. 6 is a graph showing the result of examining the particle size distribution by the dynamic light scattering method for hydroxyapatite (HAp) -secondary particles obtained in the “primary particle generation step” in Example 2.
  • HAp hydroxyapatite
  • FIG. 11 is a graph showing the results of examining the particle size distribution of the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 2 by a dynamic light scattering method.
  • FIG. 12 is a graph showing the result of examining the particle size distribution by the dynamic light scattering method for the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 3.
  • FIG. 13 is a scanning electron microscope (SEM) image of the rod-like hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 3.
  • FIG. 14 is a graph showing the results obtained by examining the particle size distribution by dynamic light scattering for the nodyl and idoxyapatite (HAp) -secondary particles obtained in Example 4 “Primary particle generation step”.
  • FIG. 15 is a graph showing the result of examining the particle size distribution by the dynamic light scattering method for the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 4.
  • FIG. 16 is a graph showing the results of examining the particle size distribution of the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 3 by a dynamic light scattering method.
  • FIG. 17 is a scanning electron microscope (SEM) image of rod-shaped (rod-shaped) hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 4.
  • FIG. 19 Nodyl, Idroxyapatite (HAp) —secondary particle group obtained in Example 4, and sintered body Particle group and Nodyl, Idroxyapatite (HAp) sintered body particle obtained in Comparative Example 3 It is a bar graph which shows the specific surface area of a group.
  • the ceramic to be produced is not limited to a ceramic in a narrow sense as long as it is a solid material obtained by sintering (firing) the raw material, but also so-called "new ceramic” or It also refers to ceramics in a broad sense including “fine ceramics”.
  • the ceramic raw material include alumina, zirconium, titanium, titanium oxide, titanium nitride, silica, graphite, magnetite, calcium carbonate, calcium sulfate, and calcium phosphate (including hydroxyapatite).
  • Ceramics composed of calcium phosphate (CaP) such as hydroxyapatite (HAp) are attracting attention as bioactive ceramics (bioactive ceramics) and are suitably used for medical materials and the like. . Therefore, it can be said that the calcium phosphate is suitable as a ceramic raw material in the method for producing a ceramic particle group according to the present invention.
  • Specific examples of strong calcium phosphate (CaP) include hydroxyapatite (Ca (PO) (OH)), tricalcium phosphate (Ca (PO)), calcium metaphosphate.
  • Calcium (CaP) may be artificially produced by a known production method such as a wet method, a dry method, a hydrolysis method, or a hydrothermal method, and is also obtained from bone, teeth, etc. It may be of natural origin.
  • calcium phosphate (CaP) in which calcium phosphate (CaP) hydroxide ions and Z or phosphate ions are partially substituted with carbonate ions, chloride ions, fluoride ions, etc. Including compound, etc.
  • the method for producing ceramic particles according to the present invention includes at least a “mixing step” and a “sintering step”. ” May be included, but in addition, a“ removal step ”and a“ primary particle generation step ”may be included. In the following description, a manufacturing method including all the above four steps will be described.
  • primary particles mean particles formed of ceramic raw materials (calcium phosphate (CaP), hydroxyapatite (HAp), etc.) before sintering in the production process of the ceramic particles. In other words, it means the first formed particle in the ceramic particle manufacturing process. In a narrow sense, it means single crystal particles.
  • the term “primary particles” includes those in an amorphous state and those in a sintered body obtained by subsequent sintering.
  • secondary particles are formed by bonding a plurality of "primary particles” by physical bonds such as fusion, chemical bonds such as ionic bonds or covalent bonds. It means particles in a state. In particular, the number of bonds between primary particles, the shape after bonding, etc. are not limited, but it means all bonded two or more primary particles.
  • single crystal primary particles mean primary particles composed of a single crystal of a ceramic raw material, or a particle lump aggregated by primary particle force-on interaction composed of the single crystal.
  • the “particle aggregate assembled by ionic interaction” is a particle aggregate that self-assembles by ionic interaction when dispersed in a medium containing water or an organic solvent. It does not contain secondary particles that are melted and polycrystallized.
  • the primary particle generation step is not particularly limited as long as it is a step capable of generating the primary particles, and may be appropriately selected depending on the ceramic raw material to be manufactured. For example, when phosphoric acid is added dropwise to a calcium hydroxide slurry at room temperature, calcium phosphate (CaP) particles are precipitated.
  • CaP calcium phosphate
  • the method for producing the ceramic particle group according to the present invention comprises sintering the primary particle group having the primary particle force generated by the above-described primary particle generation step, while preventing fusion or the like, and sintering.
  • a group of particles is produced. Therefore, the state (particle size, particle size distribution) of the primary particles generated by the primary particle generation step is directly reflected in the state (particle size, particle size distribution) of the ceramic particles as the final product. Therefore, when it is intended to produce a group of ceramic particles having a fine particle size (nanometer size) and a uniform particle size (narrow particle size distribution), the particle size is small (nano It is necessary to generate primary particle groups that are metric in size and have a uniform particle size (narrow particle size distribution).
  • the preferred primary particle size when applying force is preferably 10 nm to 500 nm, and more preferably 20 nm to 450 nm, and most preferably 25 nm to 400 nm.
  • the coefficient of variation of the particle diameter of the primary particle group composed of primary particles is preferably 20% or less, more preferably 18% or less, and most preferably 15% or less.
  • the particle size and coefficient of variation of the primary particles may be calculated by measuring the particle size of at least 100 primary particles using a dynamic light scattering method or an electron microscope. By generating the primary particle group as described above, a ceramic particle group suitable for use as, for example, a medical material or a filler for chromatography can be finally produced.
  • the “coefficient of variation” is a value indicating the variation in particle diameter between particles, which can be calculated by standard deviation / average particle diameter X 100 (%).
  • the method for producing a primary particle group that is fine (nanometer size) and has a uniform particle size (narrow particle size distribution) as described above is not particularly limited.
  • a method developed by those (see JP 2002-137910 A) can be used.
  • a surfactant Z water Z oil-based emulsion phase solubilizes and mixes a calcium solution and a phosphoric acid solution, and reacts at or above the cloud point of the surfactant to form a fine hydrated fine particle (primary particle).
  • the size of the hydroxyapatite fine particles can be controlled by changing the ratio of the functional group of the surfactant and the hydrophilic Z hydrophobic ratio.
  • the principle for producing the above-mentioned nodyl apatite fine particles will be briefly described as follows.
  • a method of synthesizing fine hydrated hydroxyapatite fine particles by solubilizing and mixing a calcium solution and phosphoric acid solution in a surfactant, water, and oil-based emulsion phase.
  • nuclei of nodoxyapatite grow in the micelles of the surfactant, and crystal growth occurs.
  • the thermodynamic stability of the micelle can be controlled by setting the reaction temperature to be higher than the cloud point of the surfactant.
  • raising the reaction temperature above the cloud point of the surfactant means reducing the ability to form micelles of the surfactant.
  • the driving force for crystal growth of idroxiapatite, which had been restricted within the framework of micelles is considered to be greater than the driving force for maintaining the framework of micelles. Therefore, the crystal shape can be controlled using this mechanism.
  • the functional group (hydrophilic site) of the surfactant and the hydrophilic Z-hydrophobicity ratio in the molecule are important. Will also be different.
  • the cloud point of the surfactant varies depending on the type. Therefore, by appropriately changing the type of the surfactant, the ratio of the functional group of the surfactant and the hydrophilic Z water repellency ratio can be changed, and the size of the hydroxyapatite fine particles can be controlled. .
  • the type of surfactant used in the above method is not particularly limited, and other types of known anions, cations, and amphoteric compounds disclosed in the above-mentioned JP-A-5-17111.
  • the ion and nonionic surfactant power can also be appropriately selected and used. More specifically, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene derivative, oxyethylene'oxypropylene block copolymer, sorbitan fatty acid ester as a nonionic surfactant.
  • Polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, and the like can be used.
  • cationic surfactants quaternary ammonium salts such as stearylamine hydrochloride, lariultrimethyl ammonium chloride, and alkylbenzene dimethyl ammonium chloride can be used.
  • Agents include higher alcohol sulfates such as sodium lauryl alcohol sulfate and sodium alcohol alcohol sulfate, alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate and ammonium lauryl sulfate, and sodium dodecylbenzene sulfonate.
  • Alkyls such as sodium dodecyl naphthalene sulfonate Aryl sulfonates and the like can be used, and as the amphoteric surfactant, an alkyl betaine type, an alkylamide betaine type, an amine amine type, or the like can be used.
  • the above surfactants are used alone or in combination of two or more. Of these, it is desirable to use pentaethylene dallycold decyl ether from the viewpoint of cloud point and solubility.
  • the oil phase that can be used in the above method includes, for example, hydrocarbons such as toluene, xylene, hexane, dodecane, and cyclohexane, and halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene and chloroform. , Ethers such as jetyl ether, alcohols such as butanol, ketones such as methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, etc. These solvents have low water solubility depending on the surfactant used. Select one or two so that any of the above surfactants can be dissolved. Among these, it is desirable to use dodecane from the viewpoint of water solubility and surfactant solubility.
  • reaction temperature reaction time, addition amount of raw materials, and the like may be adopted after appropriately selecting optimum conditions according to the composition of the primary particles.
  • the upper limit of the reaction temperature is a reaction of an aqueous solution, so that the solution does not boil and the temperature is preferably 90 ° C or less.
  • this step may include a step of washing the produced primary particles with water or the like, and a step of collecting the primary particles by centrifugation, filtration or the like.
  • the mixing step is a step of mixing the primary particles and the anti-fusing agent.
  • an anti-fusing agent By interposing an anti-fusing agent in advance between the particles of the primary particle group obtained by the primary particle generation step, it is possible to prevent fusion of primary particles in the subsequent sintering step. Is.
  • the mixture of primary particles and anti-fusing agent obtained by the mixing step is called “mixed particles”.
  • the "fusion preventive agent” is not particularly limited as long as it can prevent fusion between primary particles, but it is non-volatile at the sintering temperature in the subsequent sintering step. It is preferable that This is because it is non-volatile under the sintering temperature condition, and the primary particles can be prevented from fusing together without any loss of the force between the primary particles during the sintering process. However, it is not necessary to have 100% non-volatility at the sintering temperature. It may be non-volatile so that 10% or more remains between primary particles after completion. Further, the anti-fusing agent may be one that is chemically decomposed by heat after the sintering process. That is, as long as it remains after the completion of the sintering process, it is not necessary to be the same substance (compound) before and after the start of the sintering process.
  • the anti-fusing agent is preferably a substance that is soluble in a solvent, particularly an aqueous solvent.
  • a solvent particularly an aqueous solvent.
  • an anti-adhesive agent for example, calcium carbonate
  • the ceramic particles that contain the anti-fusing agent are simply suspended in an aqueous solvent such as pure water.
  • An anti-adhesive agent for example, calcium carbonate
  • the ceramic particle group anti-fusing agent can be removed more easily.
  • the solvent is not particularly limited, and examples of the aqueous solvent include water, ethanol, methanol, and the like, and examples of the organic solvent include acetone, toluene, and the like.
  • the aqueous solvent may contain a chelate compound such as oxalate, ethylenediamine, biviridine, and ethylenediamin tetraacetate in order to increase the solubility of the anti-fusing agent in water.
  • a chelate compound such as oxalate, ethylenediamine, biviridine, and ethylenediamin tetraacetate
  • the aqueous solvent may contain electrolyte ions such as sodium chloride salt, ammonium nitrate and potassium carbonate in order to increase the solubility of the anti-fusing agent in water.
  • solubility is 10 g or more, more preferably 0. Olg or more, and more preferably 10 g or more, where solubility is defined as the amount of solute (g) in the solvent lOOg.
  • Specific examples of the above anti-fusing agent include calcium salts such as salt calcium, acid calcium, calcium sulfate, calcium nitrate, calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium acetate, calcium citrate ( Or complexes), potassium salt of potassium salt, potassium salt of acid, potassium sulfate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium hydroxide, potassium phosphate, potassium salt, sodium salt of sodium salt, sodium salt of acid, sodium sulfate, Sodium nitrate, sodium carbonate, hydroxide And sodium salts such as sodium phosphide and sodium phosphate.
  • calcium salts such as salt calcium, acid calcium, calcium sulfate, calcium nitrate, calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium citrate ( Or complexes), potassium salt of potassium salt, potassium salt of acid, potassium sulfate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium hydroxide, potassium phosphate, potassium salt, sodium salt of sodium salt, sodium salt of acid, sodium sulfate, Sodium
  • the method of mixing the primary particles and the anti-fusing agent in the mixing step is not particularly limited, and after mixing the solid anti-fusing agent with the solid primary particles, a blender is used. It may be a method of mixing, or a method of dispersing primary particles in a solution of an anti-fusing agent. However, since it is difficult to uniformly mix the solid and the solid, it can be said that the latter is a preferred method for interposing the anti-fusing agent uniformly and reliably between the primary particles. When the latter method is adopted, it is preferable to dry the anti-fusing agent solution in which the primary particles are dispersed. This is because the state in which the primary particles and the anti-fusing agent are uniformly mixed can be kept for a long time. Also in the examples described later, 0.5 g of hydroxyapatite (HAp) primary particles are dispersed in a calcium carbonate saturated aqueous solution and dried at 80 ° C. to obtain mixed particles.
  • HAp hydroxyapatite
  • the mixing step includes a solution containing a polymer compound having any one of a carboxyl group, a sulfate group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, or an amino group in the side chain, and the primary particles. And adding a metal salt (alkali metal salt and Z or alkaline earth metal salt and Z or transition metal salt).
  • a metal salt alkali metal salt and Z or alkaline earth metal salt and Z or transition metal salt.
  • a calcium salt By adding a calcium salt, it becomes possible to reliably deposit an anti-fusing agent on the surface of the hydroxyapatite (HAp).
  • a polymer compound having a carboxyl group, sulfuric acid group, sulfonic acid group, phosphoric acid group, phosphonic acid group or amino group in the side chain is simply referred to as “polymer compound”. ".
  • the polymer compound is not particularly limited as long as it is a compound having any of a carboxyl group, a sulfate group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group or an amino group in the side chain.
  • examples of the polymer compound having a carboxyl group in the side chain include polyatallylic acid, polymethacrylic acid, carboxymethyl cellulose, styrene-maleic anhydride copolymer, and the like, as the polymer compound having a sulfate group in the side chain.
  • Examples of the polymer compound having a sulfonic acid group in the side chain include polyacrylic acid alkyl ester. Kill sulfonic acid ester, polymethacrylic acid alkyl sulfonic acid ester, polystyrene sulfonic acid, etc.
  • Examples of the polymer compound having a phosphonic acid group in the side chain include polyacrylic acid alkylphosphonic acid ester, polymetatalic acid alkylphosphonic acid ester, and polystyrene phosphonic acid.
  • Polyacryloylaminomethylphosphonic acid Polybulualkylphosphonic acid, and the like.
  • the polymer compound having an amino group in the side chain include polyacrylamide, polyvinylamine, polymethacrylic acid aminoalkyl ester, Li aminostyrene, polypeptides, proteins and the like.
  • For the mixing step use only one type of shear force of the above polymer compound! However, a mixture of a plurality of types of polymer compounds may be used.
  • the molecular weight of the above polymer compound is not particularly limited, but lOOg / mol or more, 1,000, OOOgZmol or less force force 500gZmol or more 500, OOOgZmol or less force S more preferable 1, OOOgZmol or more Most preferred is 300, OOOgZmol or less. If it is less than the above preferred range, the ratio of entering between the primary particles decreases, and the ratio of blocking the contact between the primary particles decreases. On the other hand, when the above preferred range is exceeded, the solubility of the polymer compound is lowered, and the operability such as an increase in the viscosity of the solution containing the polymer compound is deteriorated.
  • the solution containing the polymer compound is preferably an aqueous solution. This is because the sintered particles of idoxyabatite (HAp) are strong and dissolve under acidic conditions.
  • the pH of the aqueous solution containing the polymer compound is not particularly limited as long as the pH is 5 or more and 14 or less and the HAp particles are insoluble.
  • the aqueous solution containing the polymer compound may be prepared by dissolving the polymer compound in distilled water, ion-exchanged water, etc., and adjusting the pH with an aqueous solution of ammonia aqueous solution, sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like.
  • the concentration of the polymer compound contained in the aqueous solution is preferably 0.001% wZv or more and 50% w Zv or less. 0.005% wZv or more and 30% wZv or less is more preferable. WZv or more and 10% wZv or less are the most preferred U ⁇ . If the amount is less than the above range, the ratio of blocking the contact between the primary particles with a small amount entering the primary particles becomes low. Also above Exceeding the preferable range is preferable because dissolution of the polymer compound becomes difficult and operability such as increase in the viscosity of the solution containing the polymer compound is deteriorated.
  • the solution containing the polymer compound and the primary particles are mixed.
  • Such mixing may be performed by, for example, putting primary particles into the solution and dispersing the primary particles by a stirring operation or the like.
  • the polymer compound is adsorbed on the surface of the primary particle, and a carboxyl group, a sulfate group, a sulfonate group, a phosphate group, a phosphonate group is obtained.
  • either amino groups can be added to the surface of the primary particles.
  • the carboxyl group, sulfuric acid group, sulfonic acid group, phosphoric acid group, phosphonic acid group or amino group is present in an ionic state in the solution.
  • a metal salt (alkali metal salt and Z or alkaline earth metal salt and Z or transition metal salt) is further added to the solution in which the solution containing the polymer compound and the primary particles are mixed.
  • Carboxylate ion, sulfate ion, sulfonate ion, phosphate ion, phosphonate ion, amino ion and metal ion Al force metal ion and Z or alkaline earth metal ion and Z or a transition metal ion
  • carboxylate, sulfate, sulfonate, phosphate, phosphonate, and amino acid salt are formed on the surface of the primary particle.
  • Carboxylates, sulfates, sulfonates, phosphates, phosphonates, amino acid salts of strong metals function as the above anti-fusing agents To do. Therefore, primary carbonates, sulfates, sulfonates, phosphates, phosphonates, and amino acid salts of metals (alkali metals and Z or alkaline earth metals and Z or transition metals) formed on the surface
  • the particles are so-called “mixed particles”.
  • carboxylates, sulfates, sulfonates, phosphates, phosphonates and amino acid salts of strong metals are precipitated.
  • the precipitate is collected, dried, and then subjected to a sintering step described later.
  • the drying is preferably performed under reduced pressure conditions (1 X 10 5 Pa or more and 1 X 10 _5 Pa or less is preferred 1 X 10 3 Pa or more and 1 X 10 _3 Pa or less force S, more preferably 1 X 10 2 Pa or more 1 X 10 _2 Pa or less is the most preferable.) Heating (0 ° C or more and 200 ° C or less is preferable 20 ° C or more and 150 ° C or less is more preferable 40 ° C or more 120 ° C The following are most preferred. ) To perform. The drying is preferably performed under reduced pressure because the drying temperature can be lowered, but may be performed under atmospheric pressure.
  • the alkali metal salt is not particularly limited.
  • potassium hydroxide and the like can be used.
  • the alkaline earth metal salt includes, for example, magnesium chloride, magnesium hypochlorite, magnesium chlorite, magnesium bromide, magnesium iodide, magnesium iodide, magnesium oxide, peroxymagnesium, Magnesium oxide, magnesium sulfate, magnesium thiosulfate, magnesium selenate, magnesium nitrite, magnesium nitrate, magnesium phosphide, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, calcium chloride, calcium hypochlorite, sulfite, chlorine Calcium oxide, calcium bromide, calcium iodide, calcium iodide, calcium oxide, calcium peroxide, calcium sulfate, calcium thiosulfate, calcium selenate, calcium nitrite, calcium nitrate, calcium phosphide, calcium carbonate, hydroxide ⁇ Calcium etc. It is available.
  • transition metal salt examples include, for example, salt salt zinc, zinc hypochlorite, zinc chlorite.
  • the metal salt (alkali metal salt, alkaline earth metal salt, transition metal salt) added to the mixed solution of the polymer compound and the primary particles may be one type or two types. more than It may be a mixture of Metal salts (alkali metal salts, alkaline earth metal salts, transition metals) may be in a solid state, but can be added uniformly and the concentration to be added can be controlled. It is preferable to add the reasoning force as an aqueous solution.
  • the amount (concentration) of metal salt (alkali metal salt and Z or alkaline earth metal salt and Z or transition metal salt) to be added depends on the carboxylate ion, sulfate ion, sulfonate ion, phosphorus ion present on the primary particle surface. In combination with acid ion, phosphonate ion, amino ion, carboxylate, sulfate, sulfonate, phosphate, phosphonate of metal (alkali metal and Z or alkaline earth metal and Z or transition metal), It is not particularly limited as long as the amino acid salt is generated.
  • sodium polyacrylate is soluble in water, it can be used as an anti-fusing agent in this mixing step. Since calcium polyacrylate is insoluble in water, only polyacrylic acid is used. It is preferable to deposit calcium polyacrylate on the primary particle surface by adding calcium salt or the like after adsorbing to the primary particle surface.
  • the metal salt of the polymer compound is primarily used so that it functions as an anti-fusing agent even after calcining. It can be said that it is preferable to deposit on the surface of the particles.
  • the primary particles are calcined (heat treated) at a temperature where the polymer compound is not decomposed (soft)
  • a metal salt of the polymer compound is precipitated on the surface of the primary particles. There is no special need.
  • the sintering step is a step in which the mixed particles obtained in the mixing step are exposed to a sintering temperature, and primary particles contained in the mixed particles are converted into ceramic particles (sintered particles). Since the anti-fusing agent is interposed between the primary particles, it is possible to prevent the primary particles from fusing even when exposed to high temperature conditions in the sintering process.
  • the sintering temperature in the sintering step may be set as appropriate so that the hardness of the ceramic particles becomes a desired hardness.
  • the range of 100 ° C to 1800 ° C is more preferable 150 ° C-1500 ° C is more preferred. 200 ° C-1200 ° C is most preferred.
  • the sintering time may be appropriately set based on the desired ceramic particle hardness and the like. In the examples described later, sintering is performed at 800 ° C. for 1 hour!
  • the apparatus used in the sintering step is not particularly limited, and a commercially available firing furnace may be selected as appropriate depending on the production scale, production conditions, and the like.
  • the removal step is a step of removing the anti-fusing agent mixed between the particles of the ceramic particle group obtained by the sintering step.
  • the removal means and method may be appropriately employed depending on the anti-fusing agent employed in the mixing step.
  • an anti-fusing agent having solvent solubility by using a solvent (insoluble) that dissolves the anti-fusing agent without dissolving the ceramic particles (solubility). Only the anti-fusing agent can be dissolved and removed.
  • the solvent to be used is not particularly limited as long as it satisfies the above requirements, and may be an aqueous solvent or an organic solvent.
  • the aqueous solvent includes water, ethanol, methanol and the like
  • the organic solvent includes acetone, toluene and the like.
  • the aqueous solvent may contain a chelate compound such as oxalate, ethylenediamine, biviridine, and ethylenediamin tetraacetate in order to increase the solubility of the anti-fusing agent in water. Further, the aqueous solvent may contain electrolyte ions such as sodium chloride salt, ammonium nitrate and potassium carbonate in order to increase the solubility of the anti-fusing agent in water. [0111] However, the removal process does not require equipment corresponding to the use of organic solvent, organic solvent waste liquid treatment is unnecessary, manufacturing safety is high, and environmental risk is low. For reasons such as these, aqueous solvents are preferred.
  • the hydroxyapatite (HAp) sintered body particles dissolve under the conditions of pH 4.0 or lower, so remove them at pH 4.0 to pH 12.0. It is preferable to carry out the process.
  • the ceramic particles containing the anti-fusing agent obtained by the sintering step are suspended in the solvent, and then filtered or centrifuged. Only collect ceramic particles.
  • the above operation is not limited to once, and may be performed twice or more. By performing the above operation a plurality of times, it can be said that the removal rate of the anti-fusing agent between the ceramic particles is further improved. However, it is not preferable to perform the above operation more than necessary because the manufacturing process becomes complicated, the manufacturing cost increases, and the ceramic particle recovery rate decreases. Therefore, the number of operations may be appropriately determined based on the target anti-fusing agent removal rate.
  • this step further includes a step of classification to make the particle diameter uniform.
  • the anti-fusing agent can be removed using a magnet by using a magnetic substance as the anti-fusing agent. More specifically, after the ceramic particles (coarse ceramic particles) containing the anti-fusing agent obtained by the sintering process are suspended and dispersed in an appropriate solvent (water, etc.), the magnetic force is applied to the suspension. To adsorb only the anti-fusing agent to the magnet and collect only the ceramic particles that did not adsorb. In particular, after the coarse ceramic particles that have not been suspended in the solvent are ground to a powder, the anti-fusing agent may be separated with a magnet.
  • the removal rate of the anti-fusing agent is higher in the suspension when the ceramic particles and the anti-fusing agent are separated.
  • the ceramic particles to which this technique can be applied are preferably a non-magnetic material or a weak magnetic material.
  • the ceramic particle group (hereinafter referred to as the ceramic particle group according to the present invention) manufactured by the above-described method for manufacturing a ceramic particle group according to the present invention is formed by the action of the anti-fusing agent. Since fusion is prevented, the majority of them keep the primary particle state. Therefore, when the ceramic particles are suspended in a solvent, a majority of the ceramic particles are primary particles composed of single crystals, or the primary particles composed of the single crystals are assembled by ionic interaction. It is possible to disperse in the formed particle mass (single crystal primary particles).
  • the ceramic particle group according to the present invention is a primary particle whose majority is a single crystal, or a particle lump (single crystal primary particle) in which the primary particles composed of the single crystal are aggregated by ionic interaction, and is a solvent.
  • the surface area is high because secondary particles with good dispersibility are not formed. Therefore, it can be said that the ceramic particle group which is useful in the present invention can be suitably used particularly for the above-mentioned use.
  • the result of measuring the particle diameter by observation with an electron microscope and the suspension in a solvent by a dynamic light scattering method are used.
  • the results when the particle size was measured in the same state if the results were almost the same, it was possible to determine that most of the ceramic particles were in the state of primary particles. If the particle size measurement result by the dynamic light scattering method is larger than the measurement result of the particle size by observation, the primary particles are fused to form secondary particles! / Can be judged as something.
  • the solvent for dispersing the ceramic particle group is not particularly limited as long as it does not dissolve the ceramic particles.
  • water alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, amides such as ⁇ , ⁇ -dimethylformamide, and sulfoxides such as dimethyl sulfoxide Hydrocarbons such as toluene, xylene, hexane, dodecane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as black benzene and black form, ethers such as jetyl ether and dioxane, etc.
  • the force that may vary depending on the ceramic raw material, the type of anti-fusing agent, the sintering conditions, etc.
  • at least 50% or more is a single crystal It exists as primary particles, and in a more preferable case, 60% or more exists as a single crystal primary particle, and under the most preferable conditions, 70% or more can exist as a single crystal primary particle.
  • the particles are preferably fine (nanometer size).
  • fine (nanometer-size) ceramic particles in the above-described method for producing primary particles of ceramic particles that are useful in the present invention, fine (nanometer-size) primary particles are produced. You just have to. As described above, in the primary particle generation step of the manufacturing method that is effective in the present invention, ⁇ !
  • a group of ceramic particles having a particle size in the range of 25 nm to 500 nm can be produced.
  • the inventors of the present invention manufactured a hydroxide particle (HAp) sintered body particle group having a particle diameter of 30 nm to 100 nm using the method for manufacturing a ceramic particle group according to the present invention! / Speak.
  • HAp hydroxide particle
  • the ceramic particle group preferably has a uniform particle diameter (narrow particle size distribution).
  • the particle diameter is uniform in the primary particle production step of the method for producing a ceramic particle group according to the present invention.
  • the coefficient of variation of the particle diameter of the primary particle group consisting of primary particles is 20% or less, more preferably 18% or less, and most preferably 15 1% or less primary particle group can be produced to produce a ceramic particle group having a particle diameter variation coefficient of 20% or less, more preferably 18% or less, and most preferably 15% or less. .
  • the present inventors produced hydroxyapatite (HAp) sintered particles having a particle diameter variation coefficient of 12% or less using the method for producing ceramic particles according to the present invention.
  • HAp hydroxyapatite
  • the Such a group of ceramic particles having a uniform particle size (narrow particle size distribution) can be suitably used, for example, when adsorbed on a medical polymer base material, a chromatography filler, a medical material, or the like.
  • the ceramic particles according to the present invention in particular, calcium phosphate (CaP) sintered particles including hydroxyapatite (HAp), have extremely high bioactivity.
  • CaP calcium phosphate
  • HAp hydroxyapatite
  • the ceramic particles according to the present invention have extremely high bioactivity.
  • bone filling It can be widely used as a dental material or a medical material such as an agent, a dental filler, a sustained-release drug.
  • calcium phosphate (CaP) such as hydroxyapatite (HAp) has high biological activity and can be suitably used as a medical material.
  • the calcium phosphate (CaP) sintered particle group can be suitably used as a fixed carrier such as a microbial cell or yeast, a column chromatography filler, an adsorbent such as a deodorant, and the like.
  • a fixed carrier such as a microbial cell or yeast, a column chromatography filler, an adsorbent such as a deodorant, and the like.
  • nanometer-sized drug delivery system nano DDS
  • the particle size is uniform (the particle size distribution is narrow). Therefore, analysis with higher resolution can be performed.
  • the calcium phosphate (CaP) sintered particle group that is useful for the present invention is used as a medical material such as a drug sustained-release agent, the particle size distribution of the particle group is narrow. The sustained release amount per unit time can be further controlled.
  • the calcium phosphate (CaP) sintered particles according to the present invention are excellent in moisture retention and sebum adsorption, they can be used as cosmetic additives.
  • it can be mixed well with other substances and materials, and has excellent biocompatibility and environmental compatibility, so it can be used as a building material to replace asbestos, such as wall materials, roofing materials, exterior materials, and interior materials.
  • building materials can be used for industrial materials such as joint shorts, seal materials, heat-resistant materials, brakes (wear materials), lubricant fiber materials, adhesives, and paint supplements.
  • Pentaethylene glycol dodecyl ether (CH (CH) CH 0 (CH C
  • a solution (WZO solution) was prepared. While stirring the above WZO solution, 10 ml of a 1.5 mol / iy potassium dihydrogen phosphate [(KH 3 PO)] solution was added thereto. And stirred at room temperature for 24 hours.
  • the reaction was carried out with stirring.
  • HAp hydroxyabatite
  • the particle size of primary particles in the hydroxyapatite (HAp) -primary particle group is 30 nm to 100 nm.
  • the coefficient of variation was 11% or less.
  • CaCO was used as an anti-fusing agent. Add saturated CaCO solution containing 0.
  • Idroxyapatite (HAp) 0.5 g of the next particle group was dispersed and dried at 80 ° C. to obtain mixed particles.
  • the mixed particles were put in a crucible and sintered at a sintering temperature of 800 ° C for 1 hour.
  • the obtained sintered body was suspended in distilled water and centrifuged to remove the anti-fusing agent, and the nodyl and hydroxyapatite (HAp) sintered body particles were collected.
  • the obtained hydroxyapatite (HAp) sintered body particles were B-type carbonate apatite, and were confirmed to have high bioactivity.
  • the CaZP ratio was 1.58 by elemental analysis, and the hydrated xiapatite apatite (HAp) sintered particles were calcium deficient apatite.
  • hydroxyapatite (HAp) obtained by the “primary particle generation process” in Example 1—0.5 g of secondary particles were placed in a crucible and sintered for 1 hour at a sintering temperature of 800 ° C. to obtain hydroxyapatite ( HAp) A sintered particle group was obtained. That is, this comparative example is an example of producing hydroxyapatite (HAp) sintered particles without using the anti-fusing agent CaCO.
  • Fig. 1 shows a scanning electron microscope (SEM) image of the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 1
  • Fig. 2 shows the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 1.
  • SEM images of body particles were shown.
  • the scanning electron microscope used was a model name: JSM-6301F manufactured by JEOL Ltd., and was observed at a magnification of 90,000 times.
  • FIG. 3 (a) The results of the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 1 are shown in FIG. 3 (b).
  • the dynamic light scattering was measured using a dynamic light scattering photometer DLS-6000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. at room temperature, lOppm particle concentration, and scattering angle 90 °.
  • the particle size of the hydroxyapatite (HAp) sintered body particles obtained in Example 1 is distributed between about 70 nm and about 120 nm, and is obtained from SEM observation. The particle size was almost the same. Therefore, it was confirmed that the nodyl and hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 1 were dispersed in ethanol in the form of single crystal primary particles. At this time, the ratio of single crystal primary particles was 96%, and most of them were present as single crystal primary particles. Furthermore, the coefficient of variation of the particle size at this time was 12%, and it was found that the particle size was uniform (particle size distribution was narrow), and that it was a group of idroxiapatite (HAp) particles.
  • the particle size of the nodoxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 1 is about 600 nm to about 3000 nm. It was different from the result of SEM observation. Further, the coefficient of variation of the particle size at this time was 57%, and the variation was larger than that of Example 1. This indicates that the hydroxyapatite (HAp) sintered particle group obtained in Comparative Example 1 forms secondary particles in which primary particles are fused in an indefinite shape.
  • FIG. 4 shows the X-ray diffraction results of the nodoxy apatite (HAp) sintered particles obtained in Example 1 and Comparative Example 1.
  • Figure 5 shows the FT-IR results for both nodoxy apatite (HAp) sintered particles. 4 and 5, the results of the nodoxy hydroxyapatite (HAp) sintered body particles obtained in Example 1 are shown by solid lines, and the hydroxyapatite (HAp) sintered body obtained in Comparative Example 1 is shown. The particle results are shown in broken lines. From the results of FIGS. 4 and 5, it can be seen that both the particles obtained from Example 1 and the hydroxyapatite (HAp) sintered body obtained in Comparative Example 1 and the particles obtained from Comparative Example 1 are calcium phosphate. (Hydroxysiapatite (HAp)) was confirmed.
  • the nodyl and idoxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 1 were mostly (96%) single crystal primary particles when suspended in a solvent. And its particle size is about 70nm to about 120nm and nanometer size As compared with Comparative Example 1, when the particle diameter is uniform (the particle size distribution is narrow;),!
  • Pentaethylene glycol dodecyl ether (CH (CH) CH 0 (CH C
  • a solution (WZO solution) was prepared. While stirring the above WZO solution, 10 ml of a 1.5 mol / iy potassium dihydrogen phosphate [(KH 3 PO)] solution was added thereto. And stirred at room temperature for 24 hours.
  • the reaction was carried out with stirring.
  • FIG. 6 shows the particle size distribution (particle size distribution) measured by the dynamic light scattering method after dispersing the obtained nodoxyapatite (HAp) -secondary particle group in ethanol.
  • the dynamic light scattering was measured using a dynamic light scattering photometer DLS-6000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. at room temperature, lOppm particle concentration, and a scattering angle of 90 °.
  • a dynamic light scattering photometer DLS-6000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. at room temperature, lOppm particle concentration, and a scattering angle of 90 °.
  • 95% of the obtained primary particles of idoxyapatite (HAp) had a particle size of 50 ⁇ ! It was distributed between ⁇ lOOnm and its coefficient of variation was 15%.
  • HAp hydroxyapatite
  • ALDRICH weight average molecular weight 15, OOOgZmol
  • Polyacrylic acid was adsorbed on the particle surface.
  • An aqueous solution having a pH of 12.0 containing 1.0 g of polyacrylic acid (manufactured by ALDRICH, weight average molecular weight 15, OOOgZmol) was prepared as follows. First, 1.0 g of polyacrylic acid (manufactured by ALDRICH, weight average molecular weight 15, OOOgZmol) was dissolved in 100 ml of pure water.
  • an aqueous solution of ammonia (25% aqueous solution) was added at room temperature with stirring, so that a polyacrylic acid aqueous solution was added.
  • the pH of the solution was adjusted to 12.0.
  • the pH of this aqueous solution was measured using a pH meter D-24SE manufactured by Horiba, Ltd.
  • the mixed particles were put in a crucible and sintered at a sintering temperature of 800 ° C for 1 hour. At this time, calcium polyacrylate was thermally decomposed into acid calcium [CaO]. The residual ratio of calcium oxide [CaO] after the sintering process was 25% or more.
  • a NO] aqueous solution was prepared. Next, 500 ml of the aqueous solution prepared above is obtained in the above step.
  • the sintered compact is suspended, separated and washed by centrifugation, suspended in distilled water, and separated and washed by centrifugation in the same manner to remove the anti-fusing agent and ammonium nitrate. ) The sintered particles were collected.
  • Fig. 7 shows the particle size distribution (particle size distribution) measured by the dynamic light scattering method after dispersing the nodyl and hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 2 in ethanol. Indicated.
  • the particle size of 90% of the nodoxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 2 is distributed between 60 nm and 100 nm.
  • the particle size distribution of the obtained hydroxyapatite (HAp) -secondary particles was consistent.
  • the coefficient of variation of the particle size at this time was 11%, and it was found that the particle size was a group of hydrated hydroxya- teite (HAp) sintered particles with a narrow particle size (narrow particle size distribution).
  • the particle size of the nodoxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 1 is about 600 nm to about 3000 nm, and the primary particles are Is irregular It was a component that secondary particles fused to the surface were formed.
  • the coefficient of variation of the particle size at this time is
  • Fig. 8 shows the results of X-ray diffraction of the nodoxy apatite (HAp) sintered particles obtained in Example 2 and Comparative Example 1.
  • Figure 9 shows the FT-IR results for both nodoxyapatite (HAp) sintered particles. 8 and 9, the result of the hydroxyapatite (HAp) sintered body particles obtained in Example 2 is shown in the upper part (broken line) in the figure, and the hydroxyapatite (HAp) obtained in Comparative Example 1 is shown. ) The result of sintered particles is shown in the figure below (solid line). From the results shown in FIGS.
  • both the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 2 and the nodyl and adroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 1 are both calcium phosphate (noid). Roxyapatite (HAp)) was confirmed.
  • Example 2 hydroxyapatite sintered particles obtained in Example 2 are dispersed as single crystal primary particles when suspended in a solvent.
  • the particle size is about 60 nm to 100 nm and nanometer size, and the particle size is more uniform than Example 1 (narrow particle size distribution). It was.
  • Pentaethylene glycol dodecyl ether (CH (CH) CH 0 (CH C
  • wZo solution a water-in-oil solution
  • 10 ml of a 1.5 mol Zl potassium dihydrogen phosphate solution was added.
  • the reaction was allowed to proceed with stirring at 95 ° C for a period of time.
  • the resultant reaction product was separated and washed by centrifugation, thereby obtaining a hydroxyabatite (HAp) -secondary particle group.
  • the obtained nodoxyapatite (HAp) after the next particle group is dispersed in ethanol, the particle size distribution (particle size distribution) is measured by the dynamic light scattering method.
  • Figure 10 shows the determined results.
  • the dynamic light scattering was measured using a dynamic light scattering photometer DLS-6000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. at room temperature, lOppm particle concentration, and a scattering angle of 90 °. According to the results in Fig. 10, 89% of the obtained primary particles of idoxyapatite (HAp) have a particle size of 150 ⁇ ! It was distributed between ⁇ 230nm and its coefficient of variation was 14%.
  • HAp hydroxyapatite
  • ADRICH polyacrylic acid
  • Polyacrylic acid was adsorbed on the particle surface.
  • 500 ml of a saturated aqueous solution of calcium hydroxide and calcium (Ca (OH)) is added to the dispersion prepared above.
  • Calcium polyacrylate was deposited on the particle surface. Powerful calcium polyacrylate is an anti-fusing agent. The resulting precipitate was collected and dried at 80 ° C under reduced pressure to obtain mixed particles.
  • the mixed particles were put in a crucible and sintered at a sintering temperature of 800 ° C for 1 hour. At this time, calcium polyacrylate was thermally decomposed into acid calcium [CaO]. The residual ratio of calcium oxide [CaO] after the sintering process was 50% or more.
  • a NO] aqueous solution was prepared. Next, the sintered body obtained in 500 ml of the aqueous solution prepared above was used.
  • HAp Hydroxyapatite obtained by the “primary particle generation process” in Example 3—0.5 g of the next particle group was placed in a crucible and sintered for 1 hour at a sintering temperature of 800 ° C. Apatite (HAp) sintered compact particles were obtained. That is, in this comparative example, the production method in Example 3 was used without using calcium polyacrylate as an anti-fusing agent. This is an example of producing a group of particles of sintered nodoxyapatite (HAp).
  • the particle size distribution (particle size distribution) measured by the dynamic light scattering method after dispersing the nodyl and hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 3 in ethanol is shown in FIG.
  • the results of the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 2 are shown in FIG.
  • the particle size of the 92% nodoxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 3 is distributed between 150 nm and 300 nm.
  • the obtained hydrated xiapatite (HAp) the particle size distribution of the secondary particles was almost identical.
  • the coefficient of variation of the particle size at this time was 17%, and it was found that this was a hydroxyapatite (HAp) sintered particle group with a narrow and uniform particle size (narrow particle size distribution).
  • a scanning electron micrograph of the hydroxyapatite (HAp) sintered body particle group obtained in Example 3 is shown in FIG. By reacting at 95 ° C in the primary particle production process, rod-shaped hydroxyapatite (HAp) -primary particles were produced!
  • the particle size of the nodoxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 2 is about 600 ⁇ ! It was ⁇ 4000 nm, and it was found that secondary particles were formed in which primary particles were fused in an irregular shape. Further, the coefficient of variation of the particle size at this time was 53%, and the variation was larger than that of Example 3.
  • Fig. 14 shows the results of measuring the particle size distribution (particle size distribution) by dynamic light scattering after dispersing the obtained nodoxyapatite (HAp) -secondary particle group in ethanol.
  • the dynamic light scattering was measured using a dynamic light scattering photometer DLS-6000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. at room temperature, lOppm particle concentration, and scattering angle 90 °.
  • the obtained hydroxyapatite (HA P) the next particle group has a particle size of 350 ⁇ ! It is distributed between ⁇ 600nm, and its variation coefficient is 17%.
  • Polycalcium acrylate was used as an anti-fusing agent.
  • HAp hydroxyapatite
  • the next particle group is dispersed in 100 ml of an aqueous solution of pH 7.0 containing 0.5 g of polyacrylic acid (manufactured by ALDRICH, weight average molecular weight 15, OOOgZmol).
  • the polyacrylic acid was adsorbed on the surface of the particles.
  • a saturated aqueous solution of calcium hydroxide [Ca (OH)] to the dispersion prepared above, the surface of the particles is polyacrylic acid.
  • the mixed particles were put in a crucible and sintered at a sintering temperature of 800 ° C. for 1 hour. At this time, calcium polyacrylate was thermally decomposed into acid calcium [CaO]. The residual ratio of calcium oxide [CaO] after the sintering process was 25% or more.
  • a NO] aqueous solution was prepared. Next, the sintered body obtained in 500 ml of the aqueous solution prepared above was used.
  • hydroxyapatite (HAp) sintered particles was 1.72, and the hydroxyapatite (HAp) sintered body particles
  • the apatite (HAp) sintered particles were calcium-rich apatite.
  • FIG. 15 shows the result of measuring the particle size distribution (particle size distribution) by the dynamic light scattering method after dispersing the nodyl and hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Example 4 in ethanol.
  • the results of the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 3 are shown in FIG.
  • the particle size of the nodoxyapatite (HAp) sintered body particle group obtained in Example 4 is distributed between 350 nm and 600 nm, and is obtained in Example 4.
  • Hydroxyapatite (HAp) —corresponding to the particle size distribution of the secondary particles.
  • the coefficient of variation of the particle size at this time was 15%, and it was found that it was a group of hydrated xiapatite (HAp) sintered particles with a uniform narrow particle size (narrow particle size distribution).
  • FIG. 17 shows a scanning electron micrograph of the hydrated xanthite (HAp) sintered body particles obtained in Example 4. By reacting at 80 ° C in the primary particle production process, rod-like (rod-like) hydroxyapatite (HAp) -primary particles were produced!
  • the particle size of the nodoxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 3 is about 250 ⁇ ! It was ⁇ 4000 nm, and it was found that secondary particles were formed in which primary particles were fused in an irregular shape. Further, the coefficient of variation of the particle diameter at this time was 65%, and the variation was larger than that of Example 4.
  • FIG. 18 shows a scanning electron micrograph of the hydroxyapatite (HAp) sintered particles obtained in Comparative Example 3. The figure also shows a hydroxyapatite (HAp) sintered body obtained in Comparative Example 3. It can be seen that the particle group forms secondary particles in which the primary particles are fused in an irregular shape.
  • the specific surface area of the nodyl and idoxyapatite (HAp) sintered body particles obtained in Example 4 and Comparative Example 3 was measured using a high-speed specific surface area / pore size distribution measuring device NOVA-1200 (YUASA Measured by a nitrogen gas adsorption method using a iotas Co., Ltd.
  • the nitrogen gas adsorption method is a method in which an inert gas with a known adsorption occupation area is adsorbed on the particle surface at the liquid nitrogen temperature and the specific surface area of the sample is obtained from the amount (“Brunauer, S., Emmett, PH and Teller, E. Adsorption of gases in multimolecular layers. J. Am. and hem.
  • the specific surface area of the sintered nodyloxyapatite (HAp) particles obtained in Comparative Example 3 was about 15 m 2 Zg.
  • the specific surface area of the sintered particles of nodyl and hydroxyapatite (HAp) obtained in Example 4 coincides with the specific surface area of the primary particles before sintering, and is as high as about 20 m 2 Zg. It was a thing.
  • the ceramic particle group according to the present invention can be suitably used, for example, as a medical material, a filler for chromatography, an immobilization carrier such as yeast cells, and an adsorbent such as a deodorant. Therefore, the present invention can be used in a wide range of fields such as the medical industry that handles the medical materials, the analytical science industry that performs chromatography, the food industry, and the pharmaceutical industry. Furthermore, it can be used for cosmetic additives, building materials to replace asbestos, and industrial materials.

Abstract

 本発明は、溶媒中で単結晶一次粒子で分散するセラミック粒子群、およびその製造方法、並びにその粒子群の用途を提供することを目的としている。本発明にかかる製造方法の一態様は、ハイドロキシアパタイト(HAp)の焼結体粒子(セラミック粒子)群の製造に際し、ハイドロキシアパタイト(HAp)の一次粒子間に炭酸カルシウムを介在させた状態で焼結させた後、炭酸カルシウムを水で溶解させて除去する工程を含む。当該製造方法によって得られたハイドロキシアパタイト(HAp)焼結体粒子群は、粒子径が約70~約120nmのナノメートルサイズ粒子で、かつその粒子径が均一な粒子群(変動係数12%)であり、さらに溶媒中でその96%が単結晶一次粒子として分散するものであった。

Description

明 細 書
セラミック粒子群およびその製造方法並びにその利用
技術分野
[0001] 本発明は、溶媒中で単結晶一次粒子として存在し、分散性の高いセラミック粒子、 特に生体適合性、生体組織に対する密着性あるいは接着性を有し、生体分解吸収 性の低い、医療用材料に有用である単結晶ハイドロキシアパタイトを始めとするリン酸 カルシウム焼結体粒子群 (セラミック粒子群)、およびその製造方法、並びにその粒 子群の用途に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、ハイドロキシアパタイト(以下、適宜「HAp」と表記する)を代表とするリン酸力 ルシゥム(以下、適宜「CaP」と表記する)は、その生体適合性の高さから生体材料と して注目されている。例えば、リン酸カルシウム(CaP)、特にハイドロキシアパタイト( HAp)が、人工関節、骨充填剤、人工骨、人工歯根、経皮端子、歯科用充填剤セメ ント等に利用されている。また、シリコーンゴムやポリウレタン等の高分子医療用材料 に生体活性を付与するために、ハイドロキシアパタイト (HAp)等のリン酸カルシウム( CaP)を高分子医療用材料に結合させる場合がある。またこの他、クロマトグラフィー 用の充填剤としても利用されている。
[0003] 上記のごとくハイドロキシアパタイト (HAp)等のリン酸カルシウム (CaP)を医療用材 料、高分子医療用材料に結合させる場合やクロマトグラフィー用の充填剤として利用 する場合においては、生体内での安定性の向上や成形性を確保するため、ノ、イド口 キシアパタイト (HAp)等のリン酸カルシウム (CaP)を焼結して得られる焼結体、すな わちセラミックであることが好ましいとされている。さらに、高分子医療用材料の均一な コーティングの実現や、クロマトグラフィーにおける分離能の向上のためには、粒子径 が微細であること、および粒子径が均一である(すなわち粒度分布が狭 、)ことが求 められている。
[0004] ところで、上記ハイドロキシアパタイト(HAp)を始めとするリン酸カルシウム(CaP) の粒子の一般的な製造方法としては、湿式法、熱水法および乾式法等が用いられて いる。このうち、工業的には、大量合成が可能である湿式法が主として採用されてい る。この湿式法の具体的な方法としては、例えば、非特許文献 1に開示されているよう に、常温下にて、水酸ィ匕カルシウムのスラリーにリン酸を滴下してリン酸カルシウムを 製造する沈殿法や、リン酸カルシウム二水和物と炭酸カルシウムとを反応させること によりリン酸カルシウムを製造する加水分解法等が知られている。
[0005] また、リン酸カルシウム (Cap)粒子を乾燥して焼結体粒子 (セラミック粒子)を製造 する方法としては、 800°Cから 1200°Cの高温で焼結させるか、非特許文献 2、 3等に 開示されているように、スプレードライ法を用いて製造する方法がある。上記スプレー ドライ法とは、有効物質を含む溶液または懸濁液 (スラリー)等の分散液を微粒ィ匕して 、この微粒子を高温気流との接触により瞬時に固化する手法である。つまり、リン酸力 ルシゥム (CaP)—次粒子を含む溶液または懸濁液を、高温気流とともに噴射すること で、微小なリン酸カルシウム力 なる球形状の粒子を形成することができると 、う手法 である。
[0006] また非特許文献 4には、リン酸カルシウムを含む原料液を液体窒素中に滴下してリ ン酸カルシウム粒子を調製し、当該リン酸カルシウム粒子を焼成してリン酸カルシウム 焼結体粒子を製造する方法こと、および当該方法により得られたリン酸カルシウム焼 結体粒子(粒子径 450 μ m〜3000 μ m)が記載されて 、る。
[0007] また非特許文献 5には、ドリップ キャスティングプロセスを用いてハイドロキシァパ タイト粒子を調製し、当該ハイドロキシアパタイト粒子を焼成してハイド口キシァパタイ ト焼結体粒子を製造する方法、および当該方法により得られたハイドロキシアパタイト 焼結体粒子 (粒子径 0. 7mn!〜 4mm)が記載されて 、る。
[0008] 〔非特許文献 1〕
Inorganic Materials, Vol2 No.258,393- 400(1995),「水酸アパタイトおよび関連リン酸 塩類の結晶および結晶集合体の形態制御」松田 信行、若菜 穣、鍛冶 文宏 〔非特許文献 2〕
P.Luo and T.G.Nieh Biomatenals, 17, 1959(1996), "Preparing hydroxyapatite powae rs with controlled morphology
〔非特許文献 3〕 L. J. Cummings, P. Tunon, T. Ogawa, Spec. Publ. R. Soc. Chem. 158, 134 (1994) "Macro- Prep Ceramic Hydroxyapatite- New Life for an Old Chromatographic Techni que."
〔非特許文献 4〕
Biomaterials 1994, Vol.15 No.6, M.Fabbri, G.C. Celotti and A. Ravaglioli, "Granul ates based on calcium phosphate with controlled morphology and porosity for medic al applications: physico-chemical parameters and production technique"
〔非特許文献 5〕
Biomaterials 1996, Vol.17 No.20, Dean-Mo Liu, Fabrication and characterization of porous hydroxyapatite granules
ところで、本発明者らは、生体組織、特に皮下細胞のような軟組織に対して生体適 合性を示すデバイスの開発をめざし、化学結合を介したハイドロキシアパタイト (HAp )Z高分子複合体の合成に関する研究を行なってきている。このとき、ハイド口キシァ パタイト (HAp)の結晶性を高めることで生体内での溶解性、分解性を低減させること を目的とし、 800°Cにて焼結 (仮焼)させて単結晶ハイドロキシアパタイト粒子 (セラミツ ク粒子)を作製している。高分子基材表面上にハイドロキシアパタイト (HAp)粒子が 強固に化学結合を形成するためには、高分子基材への吸着時における媒体への分 散性が重要となる。しかし、この焼結の際にハイドロキシアパタイト (HAp)粒子(一次 粒子)間の融着により結合が生じ、一次粒子が結合した不定形な二次粒子となり、分 散性および比表面積が低下してしまうという問題点があった。
また、上記非特許文献 2, 3等に開示されている作製方法 (スプレードライ法)であつ ても、同様に一次粒子が融着した不定形の二次粒子が形成され、分散性および比 表面積が低下してしまう。またリン酸カルシウム (CaP)粒子の粒子径を均一に制御す る (粒度分布を或る一定の範囲以下に制御する)ことができない。すなわち、上記ス プレードライ法では、溶液または懸濁液を高温気流とともに噴射することにより、リン 酸カルシウム (CaP)の微粒子(一次粒子)が融着し、二次粒子が形成される。この高 温気流中で集合する微粒子(一次粒子)の数を制御することは不可能である。従って 、上記スプレードライ法では、リン酸カルシウム(CaP)からなる粒子の粒度分布を厳 密に制御することはできない。よって、上記スプレードライ法によってリン酸カルシウム (CaP)からなるセラミック粒子を製造した場合、使用する用途によっては、さらに分級 する必要が生ずる。例えば、上記リン酸カルシウム (CaP)からなるセラミック粒子を、 クロマトグラフィー用充填剤として使用する場合、分解能を向上させるためには、より 一層粒子径が均一な (粒度分布が狭い)担体を用いる必要がある。従って、上記リン 酸カルシウム (CaP)力もなるセラミック粒子を、クロマトグラフィー用充填剤として使用 する場合には、粒子径がより均一な (粒度分布の狭 、)リン酸カルシウム (CaP)から なるセラミック粒子の粒子群を用いることが要求される。
[0010] また上記非特許文献 2, 3に開示のリン酸カルシウム力 なるセラミック粒子群の製 造方法では、粒子径が 1〜8 mの範囲内の粒子径 (非特許文献 2)を有する粒子群 しか得ることができない。さらに、例えば、上記非特許文献 2に開示のリン酸カルシゥ ムカ なるセラミック粒子の粒子群を分級して、より粒度分布が狭い粒子群を得ようと した場合でも、物理的な限界により、これ以上粒度分布を狭くすることは非常に困難 であるとともに、分級を行なう場合には、コストが著しく増大することとなる。
[0011] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶媒中で単結 晶一次粒子で分散するセラミック粒子群、特に生体適合性、生体組織に対する密着 性あるいは接着性を有し、生体分解吸収性の低い、医療用材料に有用である単結 晶ハイドロキシアパタイト (HAp)を始めとするリン酸カルシウム(CaP)焼結体粒子(セ ラミック粒子)群、およびその製造方法、並びにその粒子の用途を提供することにある 発明の開示
[0012] 本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行なった結果、本発明を完成す るに至った。
[0013] すなわち本発明にかかるセラミック粒子群は、上記課題を解決するために、粒子状 のセラミック粒子力 なるセラミック粒子群であって、前記セラミック粒子の粒子径が 1 0nm〜700nmの範囲内で、かつ当該セラミック粒子群の粒子径の変動係数力 20 %以下であることを特徴として 、る。
[0014] 上記本発明に力かるセラミック粒子群は、微粒子かつ粒子径の均一な (粒度分布が 狭い)ものである。それゆえ、特に高度な分級等の付加的な操作を行なうことなぐ医 療用高分子材料に対してより均一に吸着させることができるという効果を奏する。また カラムに対してより均一に充填することができ、分離能が高ぐ再現性の良いクロマト グラフィー用充填剤を提供することができるという効果を奏する。
[0015] また本発明に力かるセラミック粒子群は、上記課題を解決するために、粒子状のセ ラミック粒子力もなるセラミック粒子群であって、単結晶からなる一次粒子、もしくは前 記単結晶からなる一次粒子がイオン的相互作用にて集合化した粒子塊を単結晶一 次粒子とすると、前記セラミック粒子群に含まれる単結晶一次粒子の割合が過半数を 占めることを特徴とするものであってもよ 、。
[0016] 上記本発明にかかるセラミック粒子群は、その過半数が溶媒中で分散性の優れた 単結晶からなる一次粒子、もしくは前記単結晶からなる一次粒子がイオン的相互作 用にて集合ィ匕した粒子塊(単結晶一次粒子)として存在している。それゆえ、既述の 医療用高分子基材への吸着がし易くなるという効果を奏する。また、一次粒子同士の 結合が無いため、比表面積が高ぐクロマトグラフィー用充填剤として好適に利用す ることができるという効果を奏する。さらには、生体内で安定性が高ぐ分散性に優れ ることから薬剤の担持および徐放が可能な医療用材料として利用できるという効果を 奏する。
[0017] また本発明に力かるセラミック粒子群は、上記セラミック粒子群に含まれる単結晶一 次粒子の割合力 70%以上であってもよい。
[0018] 上記構成によれば、本発明に力かるセラミック粒子群は、単結晶からなる一次粒子
、もしくは前記単結晶からなる一次粒子がイオン的相互作用にて集合化した粒子塊( 単結晶一次粒子)の存在率が 70%以上と高ぐさらに医療用高分子基材への吸着 力 Sし易くなるという効果を奏する。またクロマトグラフィー用充填剤、医療用材料として もより好適に利用可能であると ヽぅ効果を奏する。
[0019] また本発明に力かるセラミック粒子群は、上記セラミック粒子の粒子径が、 ΙΟηπ!〜
700nmの範囲内であってもよ!/、。
[0020] 上記構成によれば、本発明に力かるセラミック粒子群の粒子径が、 ΙΟηπ!〜 700η mと微細(いわゆるナノメートルサイズ)である。よって医療用高分子材料に対してより 均一に吸着させることができるという効果を奏する。またカラムへの充填率を高めるこ とができ、分離能が高ぐ再現性の良いクロマトグラフィー用充填剤を提供することが できるという効果を奏する。
[0021] また本発明にかかるセラミック粒子群は、上記セラミック粒子群の粒子径の変動係 数力 20%以下であってもよい。
[0022] 上記本発明に力かるセラミック粒子群は、微粒子かつ粒子径の均一な (粒度分布が 狭い)ものである。それゆえ、特に高度な分級等の付加的な操作を行なうことなぐ医 療用高分子材料に対してより均一に吸着させることができるという効果を奏する。また カラムに対してより均一に充填することができ、分離能が高ぐ再現性の良いクロマト グラフィー用充填剤を提供することができるという効果を奏する。
[0023] また本発明に力かるセラミック粒子群は、上記セラミック粒子力 リン酸カルシウム焼 結体粒子であってもよい。
[0024] 上記構成によれば、本発明に力かるセラミック粒子群は生体適合性が高 、リン酸力 ルシゥム焼結体で構成されている。それゆえ、本発明にカゝかるセラミック粒子は、医 療用材料としてより好まし 、と 、える。
[0025] また本発明に力かるセラミック粒子群は、上記セラミック粒子力 ノ、イドロキシァパタ イト焼結体粒子であってもよ 、。
[0026] 上記構成によれば、本発明にかかるセラミック粒子は、さらに生体適合性が高ぐ広 範な用途に利用可能なハイドロキシアパタイト焼結体で構成されて 、る。それゆえ、 本発明は医療用材料としてさらに好ましいといえる。
[0027] 一方、本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法は、上記課題を解決するために 、セラミック粒子群の製造方法において、焼結前のセラミック原料力 なる一次粒子の 粒子間に融着防止剤が介在するように混合する混合工程と、前記混合工程によって 得られる混合粒子を焼結する焼結工程を含むことを特徴としている。
[0028] 上記本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法によれば、非晶質 (アモルファス) のリン酸カルシウム (ノヽイドロキシアパタイト)等力もなる一次粒子の粒子間に、あらか じめ融着防止剤を介在させておくことで、その後の焼結工程における一次粒子同士 の融着を防止することができる。それゆえ、溶媒中で単結晶からなる一次粒子、もしく は前記単結晶からなる一次粒子がイオン的相互作用にて集合化した粒子塊(単結晶 一次粒子)として分散するセラミック粒子を製造することができるという効果を奏する。 また不定形の二次粒子を形成しにくいために、平均粒子径の増加を防止することが でき、さらには当該製造方法によって得られるセラミック粒子の粒子径は均一なものと することができると!/、う効果を奏する。
[0029] また本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法は、上記課題を解決するために、 上記混合工程が、側鎖にカルボキシル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホ ン酸基またはァミノ基の!ヽずれかを有する高分子化合物を含む溶液と、上記一次粒 子とを混合し、金属塩をさらに添加する工程であってもよい。
[0030] また本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法は、上記課題を解決するために、 上記高分子化合物が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリグルタミン酸、ポリエチレ ンスルホン酸、ポリメタクリル酸アルキルスルホン酸エステル、ポリアクリロイルアミノメ チルホスホン酸、ポリペプチド力 なる群力 選択される少なくとも 1つ以上の物質で あってもよい。
[0031] また本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法は、上記課題を解決するために、 上記金属塩力 アルカリ金属塩および Zまたはアルカリ土類金属塩および Zまたは 遷移金属塩であってもよ 、。
[0032] 上記本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法では、非晶質 (アモルファス)のリ ン酸カルシウム (ノヽイドロキシアパタイト)等からなる一次粒子の粒子の表面に上記高 分子化合物が吸着し、カルボキシル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン 酸基またはァミノ基の 、ずれかを当該一次粒子の表面に付加する。当該カルボキシ ル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基またはアミノ基は溶液中でィォ ン化しており、そこに金属塩 (アルカリ金属塩および Zまたはアルカリ土類金属塩およ び Zまたは遷移金属塩)をさらに添加すれば、上記一次粒子の粒子の表面に金属( アルカリ金属および Zまたはアルカリ土類金および Zまたは遷移金属)のカルボン酸 塩、硫酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、アミノ酸塩が生じる。当該金属 塩は、上記融着防止剤として機能する。
[0033] 上記構成によれば、一次粒子の表面に高分子化合物が、一次粒子同士の接触を 確実に阻止することができる。したがって、その後の焼結工程における一次粒子同士 の融着を防止し、溶媒中で単結晶からなる一次粒子、もしくは前記単結晶からなる一 次粒子がイオン的相互作用にて集合化した粒子塊 (単結晶一次粒子)として分散す るセラミック粒子を製造することができるという効果を奏する。また不定形の二次粒子 を形成しにくいために、平均粒子径の増加を防止することができ、さらには当該製造 方法によって得られるセラミック粒子の粒子径は均一なものとすることができるという 効果を奏する。
[0034] また、本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法は、上記融着防止剤が、上記焼 結工程の焼結温度において、不揮発性であることを特徴とするものであってもよい。
[0035] 上記のごとく本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法に用いる融着防止剤は、 焼結工程における焼結温度条件下で不揮発性であるために、焼結工程中に原料粒 子間から消失することは無ぐ一次粒子同士の融着を確実に防止することができると いう効果を奏する。
[0036] また、本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法は、さらに、上記焼結工程の後 に、上記融着防止剤を除去する除去工程を含む構成であってもよい。
[0037] 上記構成によれば、混在している融着防止剤をセラミック粒子群力 除去すること ができるという効果を奏する。
[0038] また、本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法は、上記除去工程が、上記融着 防止剤を溶媒に溶解する工程を含む構成であってもよ 、。
[0039] 上記構成によれば、焼結後の融着防止剤を含むセラミック粒子を溶媒中で懸濁さ せることによって、融着防止剤を溶解することができる。上記懸濁液についてろ過等 をすることによって、簡便に混在している融着防止剤をセラミック粒子群から除去する ことができると!/、う効果を奏する。
[0040] また、本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法は、上記除去工程に用いる溶媒 力 上記融着防止剤溶解性で、かつセラミック粒子非溶解性の溶媒であってもよい。
[0041] 上記構成によれば、融着防止剤の除去に用いる溶媒が、融着防止剤のみを溶解 するため、セラミック粒子に損傷を与えることなく確実に融結防止剤をセラミック粒子 群から除去することができると 、う効果を奏する。 [0042] また、本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法は、上記融着防止剤が、水系溶 媒に溶解する物質であってもよ 、。
[0043] 上記のごとく融着防止剤として、水系溶媒に溶解する融着防止剤を用いることによ れば、セラミック粒子を純水等の水系溶媒に懸濁するだけで融着防止剤 (炭酸カル シゥム)を除去することができる。除去工程に有機溶媒を用いる必要が無いため、除 去工程に有機溶媒の使用に対応する設備、有機溶媒廃液処理が不要となる。それ ゆえ、より簡便にセラミック粒子群力 融着防止剤を除去することができるという効果 を奏する。
[0044] また、本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法は、上記融着防止剤が、炭酸力 ルシゥムであってもよい。
[0045] 炭酸カルシウムは、水に可溶である。よって、上記と同様にセラミック粒子群を純水 等の水系溶媒に懸濁するだけで融着防止剤 (炭酸カルシウム)を除去することができ る。除去工程に有機溶媒を用いる必要が無いため、除去工程に有機溶媒の使用に 対応する設備、有機溶媒廃液処理が不要となる。それゆえ、より簡便にセラミック粒 子群力 融着防止剤を除去することができるという効果を奏する。
[0046] また、本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法は、上記混合工程の前に、一次 粒子を生成する一次粒子生成工程を含む構成であってもよ ヽ。
[0047] 上記のごとく一次粒子を一次粒子生成工程において取得し、当該一次粒子を用い て、本発明の混合工程および焼結工程を経ることによって、分散性に優れたセラミツ ク粒子を製造することができるという効果を奏する。
[0048] また、本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法は、上記一次粒子生成工程によ つて生成される一次粒子の粒子径が、 10nm〜500nmの範囲内であってもよい。
[0049] 上記のごとくナノメートルサイズの一次粒子を一次粒子生成工程にぉ 、て取得し、 当該一次粒子を用いて、本発明の混合工程および焼結工程を経ることによって、溶 媒中で単結晶からなる一次粒子、もしくは前記単結晶からなる一次粒子がイオン的 相互作用にて集合化した粒子塊 (単結晶一次粒子)として分散し、かつナノメートル サイズのセラミック粒子を製造することができるという効果を奏する。
[0050] また、本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法は、上記一次粒子生成工程によ つて生成される一次粒子力 なる一次粒子群の粒子径の変動係数が、 20%以下で あってもよい。
[0051] 上記のごとく粒子径が均一な (粒度分布が狭 、)一次粒子を一次粒子生成工程に おいて取得し、当該一次粒子を用いて、本発明の混合工程および焼結工程を経るこ とによって、溶媒中で一次粒子として分散し、かつ粒子径が均一な (粒度分布が狭い )セラミック粒子を製造することができるという効果を奏する。
[0052] 一方、本発明にかかるクロマトグラフィー用充填剤は、上記課題を解決すベぐ上記 本発明に力かるセラミック粒子群を用いてなることを特徴として 、る。
[0053] 本発明にかかるクロマトグラフィー用充填剤は、本発明にかかるセラミック粒子群を 用いて!/、るため、粒子径が均一な (粒度分布が狭 、)クロマトグラフィー用充填剤であ る。それゆえ、比表面積が高ぐ分離能が高いクロマトグラフィー用充填剤を提供する ことができるという効果を奏する。また粒子径が、ナノメートルサイズであるためカラム への充填率を高めることができ、分離能が高ぐ再現性の良いクロマトグラフィー用充 填剤を提供することができるという効果を奏する。
[0054] 一方、本発明にかかる歯科用材料または医療用材料は、上記課題を解決すベぐ 上記本発明に力かるセラミック粒子群を用いてなることを特徴として 、る。
[0055] 上記本発明にかかる医療用材料は、本発明にかかるセラミック粒子群を用いている ため、溶媒中で分散性の優れた単結晶からなる一次粒子、もしくは前記単結晶から なる一次粒子がイオン的相互作用にて集合化した粒子塊 (単結晶一次粒子)として 存在している。それゆえ、既述の医療用高分子基材への吸着がし易くなるという効果 を奏する。また生体適合性の高 ヽリン酸カルシウム (HAp等)よりなるセラミック粒子を 用いることによって、より生体適合性の高い歯科用材料または医療用材料を提供す ることができると!/、う効果を奏する。
[0056] 上記のごとく本発明によれば、溶媒中で凝集することなく単結晶からなる一次粒子 、もしくは前記単結晶からなる一次粒子がイオン的相互作用にて集合化した粒子塊( 単結晶一次粒子)で分散するセラミック粒子群、特に生体適合性、生体組織に対す る密着性あるいは接着性を有し、生体分解吸収性の低い、医療用材料に有用である 単結晶ハイドロキシアパタイト (HAp)を始めとするリン酸カルシウム (CaP)焼結体粒 子 (セラミック粒子)群を提供することができる。またナノメートルサイズのセラミック粒 群子群を提供することも可能である。
[0057] 上記本発明に力かるセラミック粒子群によれば、シリコーンやポリウレタン等の医療 用高分子基材への吸着がし易くなるという効果を奏する。また、一次粒子同士の結合 が無いため比表面積が高ぐクロマトグラフィー用充填剤として好適に利用することが できるという効果を奏する。さらには、生体内で安定性が高ぐ分散性に優れることか ら薬剤の担持および徐放が可能な医療用材料として利用できるという効果を奏する。
[0058] 一方、本発明にかかる化粧品添加剤、建材、または工業用材は、上記課題を解決 すべく、上記本発明に力かるセラミック粒子群を用いてなることを特徴として 、る。
[0059] なお、非特許文献 1には、リン酸カルシウム (CaP)の粒子の一般的な製造方法 (湿 式法、熱水法および乾式法等)、および一般的な製造方法 (湿式法、熱水法および 乾式法等)により得られた CaP粒子の形状等性質が記載されている。し力 非特許文 献 1には、本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法のごとく着防止剤を用いること は開示されておらず、また本発明にカゝかるセラミック粒子群のごとく一次粒子の状態 で、粒子径が 10nm〜700nmのものも開示されていない。
[0060] また非特許文献 2には、ハイドロキシアパタイト (HAp)粒子の形状を制御すベぐス プレードライ法を用いたノ、イドロキシアパタイト (HAp)粒子の製造方法が記載されて いるが、非特許文献 2の方法では本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法とは異 なり、一次粒子同士の融着を防止しておらず、一次粒子が融着した不定形の二次粒 子が形成され、分散性および比表面積が低下してしまう。さらに非特許文献 2の製造 方法では、リン酸カルシウム (CaP)粒子の粒子径を均一に制御する (粒度分布をあ る一定の範囲以下に制御する)ことができない。
[0061] また非特許文献 3には、粒子径が 20 m、 40 mおよび 80 μ mであるセラミック粒 子 (ハイドロキシアパタイト粒子)が記載されて 、るが、本発明に力かるセラミック粒子 群の粒子径は 10nm〜700nmであり、非特許文献 3のそれとは明らかに異なってい る。
[0062] また非特許文献 4には、リン酸カルシウムを含む原料液を液体窒素中に滴下してリ ン酸カルシウム粒子を調製し、当該リン酸カルシウム粒子を焼成してリン酸カルシウム 焼結体粒子を製造する方法こと、および当該方法により得られたリン酸カルシウム焼 結体粒子 (粒子径 450 μ m〜3000 μ m)が記載されて 、る。し力し非特許文献 4の 製造方法は、本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法において使用する融着防 止剤を使用することなく焼成しているため、一次粒子が融着した不定形の二次粒子 が形成され、分散性および比表面積が低下してしまうという点において本発明とは明 らかに異なる。また本発明のセラミック粒子群は一次粒子として存在し、かつその粒 子径が ΙΟηπ!〜 700nmであり、非特許文献 4のれとは明らかに異なる。
[0063] また非特許文献 5には、ドリップ キャスティングプロセスを用いてハイドロキシァパ タイト粒子を調製し、当該ハイドロキシアパタイト粒子を焼成してハイド口キシァパタイ ト焼結体粒子を製造する方法、および当該方法により得られたハイドロキシアパタイト 焼結体粒子 (粒子径 0. 7mn!〜 4mm)が記載されている。しかし非特許文献 5の製 造方法では、本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法において使用する融着防 止剤を用いておらず、またピペットの孔ゃ型のサイズによってハイドロキシアパタイト の粒子の粒子径を制御しており、本発明に力かるセラミック粒子群の粒子径のごとく ナノメートルサイズ(10nm〜700nm)のものは製造できない。したがって、非特許文 献 5の記載事項と本願発明とは明らかに異なる。
[0064] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十 分わ力るであろう。また、本発明の利益は、次の説明で明白になるであろう。
図面の簡単な説明
[0065] [図 1]実施例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の走査型電子 顕微鏡 (SEM)像である。
[図 2]比較例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の走査型電子 顕微鏡 (SEM)像である。
[図 3(a)]実施例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群にっ ヽて動 的光散乱法により粒度分布を調べた結果を示すグラフである。
[図 3(b)]比較例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群について動 的光散乱法により粒度分布を調べた結果を示すグラフである。
[図 4]実施例 1および比較例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子 の X線回折の結果を示すチャートである。
圆 5]実施例 1および比較例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子 の FT— IRの結果を示すチャートである。
[図 6]実施例 2の「一次粒子生成工程」で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)—次 粒子群について動的光散乱法により粒度分布を調べた結果を示すグラフである。 圆 7]実施例 2で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群にっ ヽて動的 光散乱法により粒度分布を調べた結果を示すグラフである。
圆 8]実施例 2および比較例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子 の X線回折の結果を示すチャートである。
圆 9]実施例 2および比較例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子 の FT— IRの結果を示すチャートである。
圆 10]実施例 3「一次粒子生成工程」で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)—次 粒子群について動的光散乱法により粒度分布を調べた結果を示すグラフである。
[図 11]比較例 2で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群について動 的光散乱法により粒度分布を調べた結果を示すグラフである。
[図 12]実施例 3で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群にっ ヽて動 的光散乱法により粒度分布を調べた結果を示すグラフである。
[図 13]実施例 3で得られたロッド状ハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の走 查型電子顕微鏡 (SEM)像である。
[図 14]実施例 4「一次粒子生成工程」で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)—次 粒子群について動的光散乱法により粒度分布を調べた結果を示すグラフである。
[図 15]実施例 4で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群にっ ヽて動 的光散乱法により粒度分布を調べた結果を示すグラフである。
[図 16]比較例 3で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群にっ ヽて動 的光散乱法により粒度分布を調べた結果を示すグラフである。
圆 17]実施例 4で得られたロッド状 (棒状)ハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子 群の走査型電子顕微鏡 (SEM)像である。
圆 18]比較例 3で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の走査型電 子顕微鏡 (SEM)像である。
[図 19]実施例 4で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)—次粒子群、並びに焼結体 粒子群および比較例 3で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の比 表面積を示す棒グラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0066] 本発明の実施の形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、本発明はこ れに限定されるものではな 、。
[0067] 〔本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法〕
以下に本発明にかかるセラミック粒子群を製造する方法について説明する。
[0068] 本発明にお 、て製造するセラミックは、原料を焼結 (焼成)して得られる固体材料で あれば特に限定されるものではなぐ狭義のセラミックのみならず、いわゆる「ニューセ ラミック」あるいは「ファインセラミック」を含む広義のセラミックをも意味する。セラミック の原料としては、例えば、アルミナ、ジルコユア、チタ-ァ、酸化チタン、窒化チタン、 シリカ、グラフアイト、マグネタイト、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム (ハイドロキシアパタイトを含む)等が挙げられる。
[0069] 特にハイドロキシアパタイト(HAp)を始めとするリン酸カルシウム(CaP)からなるセ ラミックは、生体活性を有するセラミック(生体活性セラミック)として注目されており、 医療用材料等に好適に利用されている。したがって、上記リン酸カルシウムは、本発 明にかかるセラミック粒子群の製造方法におけるセラミックの原料として好適であると いえる。力かるリン酸カルシウム(CaP)として具体的には、例えば、ハイドロキシァパ タイト(Ca (PO ) (OH) )、リン酸トリカルシウム(Ca (PO ) )、メタリン酸カルシゥ
10 4 6 2 3 4 2
ム(Ca (PO ) )、 Ca (PO ) F、 Ca (PO ) CI等が挙げられる。なお、上記リン酸
3 2 10 4 6 2 10 4 6 2
カルシウム (CaP)は、湿式法や、乾式法、加水分解法、水熱法等の公知の製造方法 によって、人工的に製造されたものであってもよぐまた、骨、歯等から得られる天然 由来のものであってもよい。また、上記リン酸カルシウム(CaP)には、リン酸カルシゥ ム(CaP)の水酸イオンおよび Zまたはリン酸イオンの一部が炭酸イオン、塩化物ィォ ン、フッ化物イオン等で置換されたィ匕合物等が含まれて 、てもよ 、。
[0070] 本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法は、少なくとも「混合工程」、「焼結工程 」を含んでいればよいが、この他「除去工程」、「一次粒子生成工程」を含んでいても よい。なお以下の説明においては、上記 4工程を全て含んだ製造方法について説明 する。
[0071] 本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法において上記 4工程は、例えば「1.一 次粒子生成工程」→「2.混合工程」→「3.焼結工程」→「4.除去工程」の順で行わ れる。
[0072] (1.一次粒子生成工程)
ここで「一次粒子」とは、セラミック粒子群の製造工程の焼結前に、セラミック原料 (リ ン酸カルシウム(CaP)、ハイドロキシアパタイト (HAp)等)によって形成された粒子の ことを意味する。すなわちセラミック粒子の製造工程において、初めて形成された粒 子のことを意味する。また狭義には単結晶粒子のことを意味する。なお本発明の説明 において「一次粒子」とは、非晶質 (アモルファス)の状態のもの、及びその後に焼結 を行なった焼結体の状態のものをも含む意味である。
[0073] これに対して「二次粒子」とは、複数の「一次粒子」同士が、融着等の物理的結合、 イオン結合または共有結合等の化学的結合によって、結合して形成された状態の粒 子を意味する。特に一次粒子同士の結合の個数、結合後の形状等は限定されるも のではなぐ 2つ以上の一次粒子が結合したもの全てを意味する。
[0074] また特に「単結晶一次粒子」とは、セラミック原料の単結晶からなる一次粒子、もしく は前記単結晶からなる一次粒子力 オン的相互作用にて集合ィ匕した粒子塊を意味 する。なお前記「イオン的相互作用にて集合ィ匕した粒子塊」とは、水もしくは有機溶媒 を含む媒体にて分散させた場合にイオン的相互作用で自己集合する粒子塊であつ て、焼結により粒子間が溶融して多結晶化した二次粒子を含まないものである。
[0075] 当該一次粒子生成工程は、上記一次粒子を生成することができる工程であれば特 に限定されるものではなぐ製造するセラミックの原料により適宜選択の上、採用すれ ばよい。例えば、常温下において水酸ィ匕カルシウムスラリーにリン酸を滴下すれば、リ ン酸カルシウム(CaP)の粒子が沈殿する。
[0076] 本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法は、上記の一次粒子生成工程によつ て生成した一次粒子力 なる一次粒子群を、融着等を防止しながら焼結してセラミツ ク粒子群を製造するものである。よって、当該一次粒子生成工程によって生成された 一次粒子の状態 (粒子径、粒度分布)が、最終生産物であるセラミック粒子の状態( 粒子径、粒度分布)にそのまま反映される。したがって、粒子径が微細(ナノメートル サイズ)でかつ粒子径が均一な (粒度分布が狭 、)セラミック粒子群を製造しようとす る場合においては、当該一次粒子生成工程において粒子径が微細(ナノメートルサ ィズ)でかつ粒子径が均一な (粒度分布が狭 、)一次粒子群を生成しておく必要があ る。
[0077] 力かる場合の好ましい一次粒子の粒子径としては、 10nm〜500nm力 S好ましく、 2 0nm〜450nmがさらに好ましぐ 25nm〜400nmが最も好ましい。また一次粒子か らなる一次粒子群の粒子径の変動係数力 20%以下であることが好ましぐ 18%以 下であることがさらに好ましぐ 15%以下であることが最も好ましい。なお一次粒子の 粒子径および変動係数は、動的光散乱法または、電子顕微鏡を用い、少なくとも 10 0個以上の一次粒子について粒子径を測定して計算すればよい。上記のような一次 粒子群を生成しておくことで、例えば、医療用材料やクロマトグラフィー用の充填剤と して用いる場合に好適なセラミック粒子群を最終的に製造することができる。
[0078] なお「変動係数」は、標準偏差 ÷平均粒子径 X 100 (%)で計算することができる粒 子間の粒子径のバラツキを示す値である。
[0079] 上記のような微細(ナノメートルサイズ)でかつ粒子径が均一な (粒度分布が狭 、) 一次粒子群を生成する方法については、特に限定されるものではないが、例えば、 本発明者らが開発した方法 (特開 2002— 137910号公報参照)が利用可能である。 つまり、界面活性剤 Z水 Zオイル系ェマルジヨン相にカルシウム溶液およびリン酸溶 液を可溶化して混合させ、界面活性剤の曇点以上で反応させることでハイド口キシァ パタイ卜微粒子 (一次粒子)を合成することができるというものである。また、このとき 上記界面活性剤の官能基および親水性 Z疎水性比の割合を変えることによりハイド ロキシアパタイト微粒子の大きさを制御することができる。
[0080] 上記ノ、イドロキシアパタイト微粒子を製造する原理を簡単に説明すれば、以下の通 りである。界面活性剤,水,オイル系ェマルジヨン相にカルシウム溶液およびリン酸 溶液を可溶化して混合させ、反応させてハイド口キシァパタイ卜微粒子を合成する方 法においては、界面活性剤のミセルの中でノヽイドロキシアパタイトの核が成長し、結 晶成長する。このとき反応温度を界面活性剤の曇点以上とすることにより、ミセルの熱 力学的安定性を制御することができる。すなわち界面活性剤の曇点以上に反応温度 を上げるということは、界面活性剤のミセルを形成する力を下げるということである。そ うすると、ミセルという枠の中で制限を受けていたノ、イドロキシアパタイトの結晶成長の 駆動力がミセルの枠を維持しょうとする駆動力より大きくなると考えられる。よって、そ のメカニズムを利用して結晶の形を制御できる。
[0081] 界面活性剤のミセルを作る場合に、界面活性剤の官能基 (親水性部位)および分 子内の親水性 Z疎水性比が重要であり、この違いによってミセルの安定性、曇点も 異なってくる。また界面活性剤の曇点は、種類によって異なる。したがって、界面活 性剤の種類を適宜変更することにより、上記界面活性剤の官能基および親水性 Z疎 水性比の割合を変えることができハイドロキシアパタイト微粒子の大きさを制御するこ とがでさる。
[0082] なお上記方法にお!、て用いる界面活性剤の種類は、特に限定されず、上記の特 開平 5— 17111号公報に開示された他種類の公知の陰イオン、陽イオン、両性ィォ ン、非イオン性界面活性剤力も適宜選択して用いることができる。より具体的には、非 イオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン ァリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルァリルエーテル、ポリオキシエチレン誘 導体、ォキシエチレン'ォキシプロピレンブロックコポリマー、ソルビタン脂肪酸エステ ル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール 脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポ リオキシエチレンアルキルァミンなどが利用可能である。また陽イオン界面活性剤とし ては、ステアリルアミン塩酸塩、ラリウルトリメチルアンモ -ゥムクロライド、アルキルべ ンゼンジメチルアンモ -ゥムクロライドなどの第 4級アンモ-ゥム塩などが利用可能で あり、陰イオン界面活性剤としては、ラリウルアルコール硫酸エステルナトリウム、ォレ ィルアルコール硫酸エステルナトリウムなどの高級アルコール硫酸エステル塩類、ラリ ウル硫酸ナトリウム、ラリウル硫酸アンモ-ゥムなどのアルキル硫酸塩類、ドデシルべ ンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレンスルホン酸ナトリウムなどのアルキル ァリールスルホン酸塩類などが利用可能であり、両性界面活性剤としては、アルキル ベタイン型、アルキルアミドべタイン型、ァミンオキサイド型等が利用可能である。上 記の界面活性剤は 1種類または 2種類以上の組み合わせで使用する。このなかで、 曇点、溶解性の点から、特にペンタエチレンダリコールドデシルエーテルを使用する ことが望ましい。
[0083] また上記方法にぉ 、て利用可能なオイル相としては、例えばトルエン、キシレン、へ キサン、ドデカン、シクロへキサンなどの炭化水素類、クロ口ベンゼン、クロ口ホルムな どのハロゲン化炭化水素類、ジェチルエーテルなどのエーテル類、ブタノールなどの アルコール類、メチルイソブチルケトン、シクロへキサノンなどのケトン類など挙げられ 、これら溶媒は、使用する界面活性剤に応じて、水の溶解度が小さぐ上記界面活性 剤のいずれかを溶解するように 1種もしくは 2種を選択する。この中で、水の溶解度、 界面活性剤の溶解性の点から、特にドデカンを使用することが望ましい。この他反応 温度、反応時間、原料の添加量等は、一次粒子の組成に応じて適宜最適な条件を 選択の上、採用すればよい。ただし反応温度の上限は、水溶液の反応であるから溶 液が沸騰しな 、温度であれることが好ましぐ 90°C以下が好ま 、。
[0084] また、本工程には生成した一次粒子を水等で洗浄する工程、遠心分離、ろ過等で 一次粒子を回収する工程が含まれて 、てもよ 、。
[0085] (2.混合工程)
当該混合工程は、一次粒子と融着防止剤とを混合する工程である。上記一次粒子 生成工程によって得られた一次粒子群の粒子間に、あらかじめ融着防止剤を介在さ せておくことで、その後の焼結工程における一次粒子同士の融着を防止することが できるというものである。なお本当該混合工程によって得られた一次粒子と融着防止 剤との混合物を「混合粒子」と呼ぶ。
[0086] ここで「融着防止剤」としては、一次粒子間の融着を防止できるものであれば特に限 定されるものではないが、後の焼結工程の焼結温度において、不揮発性であること が好ましい。焼結温度条件下で不揮発性であるために、焼結工程中に一次粒子間 力 消失することは無ぐ一次粒子同士の融着を確実に防止することができるからで ある。ただし焼結温度において 100%の不揮発性を有する必要は無ぐ焼結工程終 了後に一次粒子間に 10%以上残存する程度の不揮発性であればよい。また融着防 止剤は焼結工程終了後に熱による化学的に分解するものであってもよい。すなわち 焼結工程終了後に残存していれば、焼結工程の開始前後で、同一の物質 (化合物) である必要は無い。
[0087] また融着防止剤が、溶媒、特に水系溶媒に溶解する物質であることが好ましい。上 記のごとく融着防止剤として、溶媒に溶解する融着防止剤を用いることによれば、融 着防止剤が混在するセラミック粒子群を純水等の水系溶媒に懸濁するだけで、融着 防止剤 (例えば炭酸カルシウム等)を除去することができる。特に水系溶媒に溶解す る融着防止剤であれば、融着防止剤を除去する際に有機溶媒を用いる必要が無い ため、除去工程に有機溶媒の使用に対応する設備、有機溶媒廃液処理が不要とな る。それゆえ、より簡便にセラミック粒子群力 融着防止剤を除去することができるとい える。上記溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、水系溶媒としては 、水、エタノール、メタノール等が挙げられ、有機溶媒としては、アセトン、トルエン等 が挙げられる。
[0088] また上記水系溶媒は、融着防止剤の水への溶解性を上げるために、シユウ酸塩、 エチレンジァミン、ビビリジン、エチレンジァミン四酢酸塩などのキレートイ匕合物が含 んでいても良い。さらに上記水系溶媒は、融着防止剤の水への溶解性を上げるため に、塩ィ匕ナトリウム、硝酸アンモ-ゥム、炭酸カリウムなどの電解質イオンを含んでい ても良い。
[0089] ここで、融着防止剤の溶媒に対する溶解度は、高ければ高!、ほど除去効率が高く なるために好ましいといえる。力かる好ましい溶解度は、溶媒 lOOgに対する溶質の 量 (g)を溶解度とすると、 0. Olg以上が好ましぐ lg以上がさらに好ましぐ 10g以上 が最も好ましい。
[0090] 上記融着防止剤の具体例としては、塩ィ匕カルシウム、酸ィ匕カルシウム、硫酸カルシ ゥム、硝酸カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酢酸カルシウム、クェン 酸カルシウムなどのカルシウム塩 (または錯体)、塩ィ匕カリウム、酸ィ匕カリウム、硫酸力 リウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、水酸ィ匕カリウム、リン酸カリウムなどのカリウム塩、 塩ィ匕ナトリウム、酸ィ匕ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸 化ナトリウム、リン酸ナトリウムなどのナトリウム塩などが挙げられる。
[0091] なお、当該混合工程において一次粒子と融着防止剤とを混合させる方法について は、特に限定されるものではなぐ固体の一次粒子に固体の融着防止剤を混合後、 プレンダーを用いて混合する方法であってもよ 、し、融着防止剤の溶液中に一次粒 子を分散させる方法を行なってもよい。ただし、固体と固体を均一に混合することは 困難であるため、一次粒子間に均一かつ確実に融着防止剤を介在させるためには、 後者が好ましい方法であるといえる。後者の方法を採用した場合は、一次粒子を分 散させた融着防止剤溶液を乾燥させておくことが好ま 、。一次粒子と融着防止剤 が均一に混合された状態を長期にわたってキープすることができるからである。後述 する実施例においても、炭酸カルシウム飽和水溶液にハイドロキシアパタイト(HAp) 一次粒子 0. 5gを分散させ、 80°Cにて乾燥させて混合粒子を取得している。
[0092] また当該混合工程は、側鎖にカルボキシル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基、 ホスホン酸基またはァミノ基の ヽずれかを有する高分子化合物を含む溶液と、上記 一次粒子とを混合し、金属塩 (アルカリ金属塩および Zまたはアルカリ土類金属塩お よび Zまたは遷移金属塩)をさらに添加する工程であってもよい。上記の工程を採用 することによって、高分子化合物がヒドロキシアパタイト (HAp)表面に吸着することで 融着防止剤混合過程におけるハイドロキシアパタイト (HAp)同士の接触を確実に防 ぐことができ、その後にカルシウム塩を添加することでノ、イドロキシアパタイト (HAp) 表面に確実に融着防止剤を析出させることが可能となる。なお、以下の説明におい て、側鎖にカルボキシル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基またはァ ミノ基の 、ずれかを有する高分子化合物のことを、単に「高分子化合物」と称する。
[0093] 上記高分子化合物は、側鎖にカルボキシル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基、 ホスホン酸基またはァミノ基のいずれかを有する化合物であれば特に限定されるもの ではない。例えば、側鎖にカルボキシル基を有する高分子化合物としては、ポリアタリ ル酸、ポリメタクリル酸、カルボキシメチルセルロース、スチレン 無水マレイン酸共重 合体等が挙げられ、側鎖に硫酸基を有する高分子化合物としては、ポリアクリル酸ァ ルキル硫酸エステル、ポリメタクリル酸アルキル硫酸エステル、ポリスチレン硫酸等が 挙げられ、側鎖にスルホン酸基を有する高分子化合物としては、ポリアクリル酸アル キルスルホン酸エステル、ポリメタクリル酸アルキルスルホン酸エステル、ポリスチレン スルホン酸等が挙げられ、側鎖にリン酸基を有する高分子化合物としては、ポリアタリ ル酸アルキルリン酸エステル、ポリメタクリル酸アルキルリン酸エステル、ポリスチレンリ ン酸、ポリアクリロイルァミノメチルホスホン酸等が挙げられ、側鎖にホスホン酸基を有 する高分子化合物としては、ポリアクリル酸アルキルホスホン酸エステル、ポリメタタリ ル酸アルキルホスホン酸エステル、ポリスチレンホスホン酸、ポリアクリロイルアミノメチ ルホスホン酸、ポリビュルアルキルホスホン酸等が挙げられ、側鎖にアミノ基を有する 高分子化合物としては、ポリアクリルアミド、ポリビニルァミン、ポリメタクリル酸アミノア ルキルエステル、ポリアミノスチレン、ポリペプチド、タンパク質等が挙げられる。なお 当該混合工程にぉ 、ては、上記高分子化合物の 、ずれ力 1種類を用いればよ!、が 、複数種類の高分子化合物を混合して用いてもよい。
[0094] なお上記高分子化合物の分子量は特に限定されるものではないが、 lOOg/mol 以上 1, 000, OOOgZmol以下力 子ましぐ 500gZmol以上 500, OOOgZmol以下 力 Sさらに好ましぐ 1, OOOgZmol以上 300, OOOgZmol以下が最も好ましい。上記 好ましい範囲未満であると一次粒子間に入り込む割合が減少し、一次粒子同士の接 触を阻止する割合が低くなる。また上記好ましい範囲を超えると、高分子化合物の溶 解度が低くなること、当該高分子化合物を含む溶液の粘度が高くなること等の操作性 が悪くなるために好ましくな 、。
[0095] なお高分子化合物を含む溶液は、水溶液であることが好ま U、。ノ、イドロキシアバ タイト (HAp)焼結体粒子は強!、酸性条件下で溶解してしまうからである。なお高分 子化合物が含まれる水溶液の pHは、 5以上 14以下で HAp粒子が不溶な条件あれ ば特に限定されるものではない。当該高分子化合物を含む水溶液は、高分子化合 物を蒸留水、イオン交換水等に溶解し、アンモニア水溶液、水酸化ナトリウム、水酸 化カリウム等の水溶液で pHを調整すればょ 、。
[0096] また上記水溶液に含まれる高分子化合物の濃度は、 0. 001%wZv以上 50%w Zv以下が好ましぐ 0. 005%wZv以上 30%wZv以下がさらに好ましぐ 0. 01% wZv以上 10%wZv以下が最も好ま Uヽ。上記好ま 、範囲未満であると一次粒子 間に入り込む量が少なぐ一次粒子同士の接触を阻止する割合が低くなる。また上 記好ましい範囲を超えると、高分子化合物の溶解が困難となること、当該高分子化合 物を含む溶液の粘度が高くなる等の操作性が悪くなるために好ましくな 、。
[0097] 本発明における混合工程では、上記高分子化合物を含む溶液と、一次粒子とを混 合する。かかる混合は、例えば、当該溶液中に一次粒子を投入し、撹拌操作等によ つて、当該一次粒子を分散させればよい。力かる操作によって、上記本発明にかかる セラミック粒子群の製造方法では、一次粒子の粒子の表面に上記高分子化合物が 吸着し、カルボキシル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基またはアミ ノ基のいずれかを当該一次粒子の表面に付加することができる。このとき当該カルボ キシル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基またはアミノ基は、溶液中 でイオンの状態で存在して 、る。
[0098] 次に高分子化合物を含む溶液と一次粒子とを混合した溶液に、金属塩 (アルカリ金 属塩および Zまたはアルカリ土類金属塩および Zまたは遷移金属塩)をさらに添カロ すれば、上記一次粒子の粒子の表面に存在するカルボン酸イオン、硫酸イオン、ス ルホン酸イオン、リン酸イオン、ホスホン酸イオン、ァミノイオンと、金属イオン(アル力 リ金属イオンおよび Zまたはアルカリ土類金属イオンおよび Zまたは遷移金属イオン )とが結合し、一次粒子の表面にカルボン酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、ホ スホン酸塩、アミノ酸塩が生じる。力かる金属(アルカリ金属および Zまたはアルカリ 土類金属および Zまたは遷移金属)のカルボン酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、リン酸 塩、ホスホン酸塩、アミノ酸塩が、上記融着防止剤として機能する。したがって、金属 (アルカリ金属および Zまたはアルカリ土類金属および Zまたは遷移金属)のカルボ ン酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、アミノ酸塩がその表面に生 じた一次粒子は、いわゆる「混合粒子」である。なお、力かる金属(アルカリ金属およ び Zまたはアルカリ土類金属および Zまたは遷移金属)のカルボン酸塩、硫酸塩、ス ルホン酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、アミノ酸塩は沈殿するため、当該沈殿物を回 収後、乾燥させて後述する焼結工程に供すればよい。前記乾燥は、例えば減圧条 件下(1 X 105Pa以上 1 X 10_5Pa以下が好ましぐ 1 X 103Pa以上 1 X 10_3Pa以下 力 Sさらに好ましぐ 1 X 102Pa以上 1 X 10_2Pa以下が最も好ましい。)で、加熱(0°C以 上 200°C以下が好ましぐ 20°C以上 150°C以下がさらに好ましぐ 40°C以上 120°C 以下が最も好ましい。)して行なう方法が挙げられる。なお、上記乾燥においては、乾 燥温度を下げることができることから減圧条件下が好ましいが、大気圧条件下で行な つてもよい。
[0099] 上記アルカリ金属塩としては、特に限定されるものではないが、例えば塩ィ匕ナトリウ ム、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ 酸ナトリウム、酸ィ匕ナトリウム、過酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム、チォ硫酸ナトリウム、 セレン酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、リンィ匕ナトリウム、炭酸ナトリウム 、水酸化ナトリウム、塩ィ匕カリウム、次亜塩素酸カリウム、亜塩素酸カリウム、臭化力リウ ム、ヨウ化カリウム、ヨウ酸カリウム、酸ィ匕カリウム、過酸ィ匕カリウム、硫酸カリウム、チォ 硫酸カリウム、セレン酸カリウム、亜硝酸カリウム、硝酸カリウム、リン化カリウム、炭酸 カリウム、水酸ィ匕カリウム等が利用可能である。
[0100] また上記アルカリ土類金属塩としては、例えば塩ィ匕マグネシウム、次亜塩素酸マグ ネシゥム、亜塩素酸マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ酸マグ ネシゥム、酸ィ匕マグネシウム、過酸ィ匕マグネシウム、硫酸マグネシウム、チォ硫酸マグ ネシゥム、セレン酸マグネシウム、亜硝酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、リン化マグ ネシゥム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、塩ィ匕カルシウム、次亜塩素酸力 ルシゥム、亜塩素酸カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ酸カルシウム 、酸化カルシウム、過酸化カルシウム、硫酸カルシウム、チォ硫酸カルシウム、セレン 酸カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、リン化カルシウム、炭酸カルシゥ ム、水酸ィ匕カルシウム等が利用可能である。
[0101] また上記遷移金属塩としては、例えば塩ィ匕亜鉛、次亜塩素酸亜鉛、亜塩素酸亜鉛
、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、ヨウ酸亜鉛、酸化亜鉛、過酸化亜鉛、硫酸亜鉛、チォ硫酸 亜鉛、セレン酸亜鉛、亜硝酸亜鉛、硝酸亜鉛、リンィ匕亜鉛、炭酸亜鉛、水酸化亜鉛、 塩化鉄、次亜塩素酸鉄、亜塩素酸鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄、ヨウ酸鉄、酸化鉄、過酸ィ匕 鉄、硫酸鉄、チォ硫酸鉄、セレン酸鉄、亜硝酸鉄、硝酸鉄、リン化鉄、炭酸鉄、水酸 化鉄等が利用可能である。またニッケルィ匕合物であってもよ 、。
[0102] なお高分子化合物を含む溶液と一次粒子とを混合した溶液に添加する金属塩 (ァ ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩)は、 1種類であっても、 2種類以上 の混合物であってもよい。また金属塩 (アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、遷移金 属)は、固体の状態してもよいが、均一に添加することができること、および添加する 濃度を制御することが可能である等の理由力も水溶液として添加することが好ましい
。また添加する金属塩 (アルカリ金属塩および Zまたはアルカリ土類金属塩および Z または遷移金属塩)の量 (濃度)は、一次粒子表面に存在するカルボン酸イオン、硫 酸イオン、スルホン酸イオン、リン酸イオン、ホスホン酸イオン、ァミノイオンと結合して 、金属(アルカリ金属および Zまたはアルカリ土類金属および Zまたは遷移金属)の カルボン酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、アミノ酸塩が生じる 条件であれば特に限定されるものではなぐ適宜検討の上、決定すればよい。
[0103] なお上記工程によって一次粒子の表面に生じた金属(アルカリ金属および Zまた はアルカリ土類金属および zまたは遷移金属)のカルボン酸塩、硫酸塩、スルホン酸 塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、アミノ酸塩は、後述する焼結工程において熱分解を受 け、金属(アルカリ金属および Zまたはアルカリ土類金属および Zまたは遷移金属) の酸ィ匕物になる。例えば、一次粒子の表面にポリアクリル酸カルシウムが生じている 場合は、焼結工程によって酸ィ匕カルシウムとなる。なお、当該金属酸化物(アルカリ 金属酸ィ匕物および Zまたはアルカリ土類金属酸ィ匕物(例えば酸ィ匕カルシウム)および Zまたは遷移金属酸化物)は水溶性であるため、後述する除去工程によって簡単に 除去することが可能である。
[0104] なお、ポリアクリル酸ナトリウムは水に可溶なため、本混合工程において融着防止 剤としてそのまま利用可能である力 ポリアクリル酸カルシウムは水に不溶なため、一 且ポリアクリル酸のみを一次粒子表面に吸着させた後に、カルシウム塩等を添加する ことで、ポリアクリル酸カルシウムを一次粒子表面に析出させるようにすることが好まし い。また、高温 (約 300°C以上)で一次粒子を仮焼する際に高分子化合物は分解す るため、仮焼後も融着防止剤として機能するように、高分子化合物の金属塩を一次 粒子の表面に析出させておくことが好ましいといえる。ただし高分子化合物が分解し な ヽ (軟ィ匕しな 、)温度にぉ 、て一次粒子を仮焼 (熱処理)する場合は、高分子化合 物の金属塩を一次粒子の表面に析出させておく必要は特にない。
[0105] (3.焼結工程) 当該焼結工程は、上記混合工程によって得られた混合粒子を焼結温度に曝して、 当該混合粒子に含まれる一次粒子をセラミック粒子 (焼結体粒子)にする工程である 。一次粒子の粒子間に融着防止剤が介在しているために、焼結工程における高温 条件に曝された場合であっても一次粒子同士の融着を防止することができるというも のである。
[0106] 当該焼結工程における焼結温度は、セラミック粒子の硬度が所望の硬度となるよう に適宜設定すればよぐ例えば、 100°C〜1800°Cの範囲内がより好ましぐ 150°C 〜1500°Cがさらに好ましぐ 200°C〜1200°Cが最も好ましい。なお焼結時間につい ては所望するセラミック粒子の硬度等を基準に適宜設定すればよい。後述する実施 例にぉ 、ては、 800°Cで 1時間焼結を行なって!/、る。
[0107] なお、当該焼結工程に用いる装置等は特に限定されるものではなぐ製造規模、製 造条件等に応じて市販の焼成炉を適宜選択の上、採用すればよい。
[0108] (除去工程)
当該除去工程は、焼結工程によって得られたセラミック粒子群の粒子間に混在する 融着防止剤を取り除く工程である。
[0109] 除去の手段および手法については、上記混合工程において採用した融着防止剤 に応じて適宜採用すればよい。例えば、溶媒溶解性を有する融着防止剤を用いた場 合は、セラミック粒子を溶解しな 、溶媒 (非溶解性)でかつ融着防止剤を溶解する (溶 解性)溶媒を用いることによって、融着防止剤のみを溶解して除去することができる。 用いる溶媒としては、上記要件を満たす溶媒であれば特に限定されるものではなぐ 水系溶媒であっても、有機溶媒であってもよい。例えば、水系溶媒としては、水、エタ ノール、メタノール等が挙げられ、有機溶媒としては、アセトン、トルエン等が挙げられ る。
[0110] また上記水系溶媒は、融着防止剤の水への溶解性を上げるために、シユウ酸塩、 エチレンジァミン、ビビリジン、エチレンジァミン四酢酸塩などのキレートイ匕合物が含 んでいても良い。さらに上記水系溶媒は、融着防止剤の水への溶解性を上げるため に、塩ィ匕ナトリウム、硝酸アンモ-ゥム、炭酸カリウムなどの電解質イオンを含んでい ても良い。 [0111] ただし、当該除去工程において有機溶媒の使用に対応する設備が不要となること、 有機溶媒廃液処理が不要となること、製造作業の安全性が高いこと、環境に対するリ スクが低 、こと等の理由から、使用する溶媒は水系溶媒が好ま 、。
[0112] なお、ハイドロキシアパタイト(HAp)焼結体粒子の場合は、 pH4. 0以下の条件に おいてハイドロキシアパタイト(HAp)焼結体粒子が溶解するため、 pH4. 0〜pH12 . 0で除去工程を行なうことが好ましい。
[0113] ところで、溶媒を用いて融着防止剤を除去する場合は、焼結工程によって得られた 融着防止剤を含むセラミック粒子群を溶媒に懸濁させた後、ろ過または遠心分離に よってセラミック粒子のみを回収すればょ 、。本発明に力かるセラミック粒子群の製造 方法において上記操作は、 1回に限られるものではなく 2回以上行なってもよい。上 記操作を複数回行なうことで、セラミック粒子間の融着防止剤の除去率がさらに向上 するものといえる。ただし、製造工程が複雑になること、製造コストが高くなること、セラ ミック粒子の回収率が低下すること等の理由により、必要以上に上記操作を行なうこ とは好ましくない。よって上記操作の回数は、目標とする融着防止剤の除去率を基準 に適宜決定すればよい。
[0114] なお本工程には、さらに粒子径を均一にするために分級する工程が含まれていて ちょい。
[0115] 上記溶媒を用いて融着防止剤を除去する方法の他、融着防止剤に磁性体を用い ることによって、マグネットを用いて融着防止剤を除去することができる。より具体的に は、焼結工程によって得られた融着防止剤を含むセラミック粒子 (粗セラミック粒子) 群を適当な溶媒 (水等)に懸濁して分散させた後、当該懸濁液に磁力をかけ、融着 防止剤のみをマグネットに吸着させ、吸着しな力つたセラミック粒子のみを回収する。 また特に溶媒に懸濁することなぐ粗セラミック粒子をすりつぶして粉体にした後、マ グネットによって融着防止剤を分離する方法を行なってもよい。ただし、懸濁液にした 方がセラミック粒子と融着防止剤が剥離しやすぐ融着防止剤の除去率は高いといえ る。なお、この手法を適用することができるセラミック粒子は、非磁性体または、弱磁 性体であることが好ましい。
[0116] 〔本発明にかかるセラミック粒子群〕 上記、本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法によって製造されたセラミック粒 子群 (以下、本発明にかかるセラミック粒子群という。)は、融着防止剤の作用によつ て一次粒子同士の融着が防止されているために、その過半数が一次粒子の状態を キープしている。よって、当該セラミック粒子群を溶媒中に懸濁した際には、該セラミ ック粒子群の過半数が単結晶からなる一次粒子、もしくは前記単結晶からなる一次 粒子がイオン的相互作用にて集合化した粒子塊 (単結晶一次粒子)で分散すること ができる。
[0117] 既述の通り、セラミック粒子群を医療用高分子基材に吸着させる場合は、分散性が 高いことが重要である。またクロマトグラフィー用充填剤として利用する場合は、表面 積が高いことが重要である。本発明にかかるセラミック粒子群は、その過半数が単結 晶からなる一次粒子、もしくは前記単結晶からなる一次粒子がイオン的相互作用に て集合化した粒子塊 (単結晶一次粒子)であり、溶媒中で分散性が良ぐ二次粒子を 形成していないためにその表面積も高い。したがって、本発明に力かるセラミック粒 子群は、特に上記用途に好適に利用が可能であるといえる。
[0118] ここでセラミック粒子が一次粒子で存在している力否かを評価する方法としては、例 えば、電子顕微鏡観察によって粒子径を測定した結果と、動的光散乱法により溶媒 に懸濁した状態で粒子径を測定した場合の結果とを対比することにより、両者の結果 がほぼ一致すれば、そのセラミック粒子群のほとんどが一次粒子の状態であると判断 することができ、また電子顕微鏡観察による粒子径の測定結果より、動的光散乱法に よる粒子径測定の結果が大きくなれば、一次粒子同士の融着が起こり二次粒子を形 成して!/、るものと判断することができる。
[0119] なおセラミック粒子群を分散させる溶媒としては、セラミック粒子を溶解しないもので あれば特に限定されるものではない。例えば、水や、メタノール、エタノールなどのァ ルコール類、アセトン、メチルェチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロへキサノン などのケトン類、 Ν,Ν—ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシドな どのスルホキシド類、トルエン、キシレン、へキサン、ドデカン、シクロへキサンなどの 炭化水素類、クロ口ベンゼン、クロ口ホルムなどのハロゲン化炭化水素類、ジェチル エーテル、ジォキサンなどのエーテル類など挙げられ、これら溶媒は、使用目的に応 じて 1種もしくは 2種を選択して使用すればよい。
[0120] 動的光散乱法力 求めた粒子径分布図をもとに、電子顕微鏡力 求めた一次粒子 の粒子径とほぼ一致する粒子径である粒子の割合を求めることで、単結晶からなる 一次粒子、もしくは前記単結晶からなる一次粒子がイオン的相互作用にて集合化し た粒子塊 (単結晶一次粒子)の割合が算出可能である。
[0121] なおセラミックの原料、融着防止剤の種類、焼結の条件等によって異なる場合があ る力 上記本発明にかかるセラミック粒子群の製造方法によれば、少なくとも 50%以 上が単結晶一次粒子として存在し、より好適な場合には 60%以上が単結晶一次粒 子として存在し、最も好適な条件下においては 70%以上が単結晶一次粒子として存 在させることができる。
[0122] またセラミック粒子を医療用高分子基材に吸着させる場合や、クロマトグラフィー用 充填剤、医療用材料等に用いる場合においては、その粒子が微細(ナノメートルサイ ズ)であることが好ま 、。かかる微細な (ナノメートルサイズの)セラミック粒子群を製 造するためには、上記本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法の一次粒子生成 工程において、微細(ナノメートルサイズ)の一次粒子を作製しておけばよい。既述の ごとく本発明に力かる製造方法の一次粒子生成工程において、 ΙΟηπ!〜 500nm、よ り好ましくは 20nm〜450nm、最も好ましくは 25nm〜400nmの範囲内の粒子径を 有する一次粒子を作製しておくことで、 10nm〜700nm、より好ましくは 20nm〜60 Onm、最も好ましくは 25nm〜500nmの範囲内の粒子径を有するセラミック粒子群 を製造することができる。後述する実施例において本発明者らは、本発明にかかるセ ラミック粒子群の製造方法を用いて、粒子径が 30nm〜100nmのハイドロキシァパタ イト (HAp)焼結体粒子群を製造して!/ヽる。
[0123] またセラミック粒子群は、その粒子径が均一である (粒度分布が狭 、)ことが好まし V、。かかる粒子径が均一な (粒度分布が狭 、)セラミック粒子群を製造するためには、 上記本発明に力かるセラミック粒子群の製造方法の一次粒子生成工程にぉ 、て、粒 子径が均一な (粒度分布が狭 、)一次粒子群を作製しておけばよ!、。既述のごとく本 発明に力かる製造方法の一次粒子生成工程にぉ 、て、一次粒子からなる一次粒子 群の粒子径の変動係数力 20%以下、より好ましくは 18%以下、最も好ましくは 15 %以下の一次粒子群を作製しておくことで、粒子径の変動係数が 20%以下、より好 ましくは 18%以下、最も好ましくは 15%以下のセラミック粒子群を製造することができ る。後述する実施例において本発明者らは、本発明にかかるセラミック粒子群の製造 方法を用いて、粒子径の変動係数が 12%以下のハイドロキシアパタイト (HAp)焼結 体粒子群を製造して 、る。かかる粒子径が均一な (粒度分布が狭 、)セラミック粒子 群は、例えば医療用高分子基材に吸着させる場合や、クロマトグラフィー用充填剤、 医療用材料等に好適に利用可能である。
[0124] 背景技術の項で述べたとおり、これまで微細(ナノメートルサイズ)かつ、粒子径の 均一な (粒度分布が狭い)のセラミック粒子群の実現は、物理的に困難であった。本 発明によれば、力かる微細(ナノメートルサイズ)かつ、粒子径の均一な (粒度分布が 狭い)のセラミック粒子群を、高度な分級操作を行なうことなく実現できるものである。 よって、セラミックの用途をこれまで以上に拡大することができる。
[0125] 〔本発明にかかるセラミック粒子群の利用〕
本発明にかかるセラミック粒子群、特にハイドロキシアパタイト (HAp)を始めとするリ ン酸カルシウム (CaP)焼結体粒子群は、生体活性が非常に高いため、医療分野に おいて、例えば、骨充填剤、歯科用充填剤、薬物徐放剤等の歯科用材料または医 療用材料として広く用いることができる。また、特にハイドロキシアパタイト (HAp)等の リン酸カルシウム (CaP)は、生体活性が高いので、医療用材料として好適に用いるこ とができる。また、リン酸カルシウム (CaP)焼結体粒子群は、菌体、酵母等の固定ィ匕 担体、カラムクロマトグラフィー用充填剤、消臭剤等の吸着剤等に好適に用いること ができる。さらに、本発明に力かるリン酸カルシウム (CaP)集合体の粒子群は、ナノメ 一トルサイズのドラッグデリバリーシステム (ナノ DDS)〖こもその利用が期待される。
[0126] 例えば、本発明に力かるリン酸カルシウム (CaP)焼結体粒子群を、カラムクロマトグ ラフィー用充填剤として使用する場合には、粒子径が均一であること (粒度分布が狭 いこと)により、分解能がより一層高い解析を行なうことができる。また、例えば、本発 明に力かるリン酸カルシウム (CaP)焼結体粒子群を、薬物徐放剤等の医療用材料と して使用する場合には、粒子群の粒度分布が狭いので、薬物の単位時間当たりの徐 放量をより一層制御することができる。 さら〖こ、本発明にかかるリン酸カルシウム (CaP)焼結体粒子群は、保湿性及び皮脂 吸着性に優れるため化粧品添加剤として用いることができる。また、他の物質、資材 と良好に混合でき、生体適合性および環境親和性に優れるためアスベスト (石綿)に 代わる建材、例えば壁材、屋根材、外装材、内装材に利用できる。建材以外では産 業用材、例えばジョイントショート、シール材、耐熱材、ブレーキ (摩耗材)、潤滑材の 繊維素材、接着材、ペイントの補填材などに用いることができる。
[0127] 以下添付した図面に沿って実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳 しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなぐ細部に ついては様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した 実施形態に限定されるものではなぐ請求項に示した範囲で種々の変更が可能であ り、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態について も本発明の技術的範囲に含まれる。
実施例
[0128] 本発明の実施例として、ハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群を製造した例 について示す力 本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[0129] 〔実施例 1〕
(一次粒子生成工程)
連続オイル相としてドデカン〔CH (CH ) CH〕、非イオン性界面活性剤として曇
3 2 10 3
点 31°Cのペンタエチレングリコールドデシルエーテル〔CH (CH ) CH 0 (CH C
3 2 10 2 2
H O) CH CH OH〕を用いた。室温において、上記非イオン性界面活性剤 0. 5gを
2 4 2 2
含有している連続オイル相 40mlを調製した。次に、上記で調製した連続オイル相に 2. 5molZl水酸ィ匕カルシウム〔Ca (OH)〕分散水溶液 10mlを添加し、油中水滴型
2
溶液 (WZO溶液)を調製した。上記 WZO溶液を撹拌しながら、そこに 1. 5mol/iy ン酸ニ水素カリウム〔(KH PO;)〕溶液を 10ml添加した。そして、 24時間、室温で撹
2 4
拌しながら反応させた。
[0130] 次に、得られた反応物を遠心分離により分離洗浄することにより、ハイドロキシアバ タイト (HAp)—次粒子群を取得した。当該ハイドロキシアパタイト (HAp)—次粒子群 における一次粒子の粒子径は 30nm〜100nmであり、当該一次粒子群の粒子径の 変動係数が 11%以下であった。
[0131] (混合工程)
融着防止剤として CaCOを用いた。 CaCOを 0. lg含む CaCO飽和水溶液にハ
3 3 3
イドロキシアパタイト (HAp)—次粒子群 0. 5gを分散させ、 80°Cにて乾燥させ混合粒 子を取得した。
[0132] (焼結工程)
上記混合粒子をルツボに入れ、焼結温度 800°Cにて 1時間焼結を行なった。
[0133] (除去工程)
得られた焼結体を蒸留水に懸濁し、遠心分離を行なうことによって、融着防止剤を 除去し、ノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群を回収した。得られたハイドロキ シアパタイト (HAp)焼結体粒子は、 Bタイプ炭酸アパタイトであり、高い生体活性を 有することが確認された。また、元素分析により CaZP比は 1. 58であり、本ハイド口 キシアパタイトアパタイト(HAp)焼結体粒子は、カルシウム欠損アパタイトであった。
[0134] 〔比較例 1〕
実施例 1の「一次粒子生成工程」によって取得したノヽイドロキシアパタイト (HAp)— 次粒子 0. 5gをルツボに入れ、焼結温度 800°Cにて 1時間焼結を行なってハイドロキ シアパタイト (HAp)焼結体粒子群を取得した。すなわち、本比較例は、融着防止剤 CaCOを使用せずにハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群を製造した例であ
3
る。
[0135] 〔実施例 1と比較例 1の対比〕
図 1に実施例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の走査型電 子顕微鏡 (SEM)像を示し、図 2に比較例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp) 焼結体粒子群の SEM像を示した。 SEM観察の結果から両ノヽイドロキシアパタイト( HAp)焼結体粒子群の粒子径は、約 30nm〜約 lOOnmであることが分かった。なお 走査型電子顕微鏡は、日本電子株式会社製、モデル名: JSM— 6301Fを用い、倍 率 9万倍で観察を行なった。
[0136] 実施例 1で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群をエタノールに分 散させた後、動的光散乱法により粒度分布 (粒子径分布)を測定した結果を図 3 (a) に示し、比較例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の結果を図 3 (b)に示す。なお、動的光散乱の測定は、大塚電子株式会社製のダイナミック光散 乱光度計 DLS— 6000を用い、室温、 lOppmの粒子濃度、散乱角 90° にて測定を 行なった。
[0137] 図 3 (a)の結果によれば、実施例 1で得られたハイドロキシアパタイト(HAp)焼結体 粒子群の粒子径は約 70nm〜約 120nmの間に分布し、 SEM観察から求めた粒子 径とほぼ一致した。よって、実施例 1で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体 粒子群は、単結晶一次粒子の状態でエタノールに分散にして 、ることが確認できた。 このときの単結晶一次粒子の割合は、 96%とそのほとんどが単結晶一次粒子として 存在していた。さらにこのときの粒子径の変動係数は、 12%と狭ぐ粒子径が均一な (粒度分布が狭 、)ノ、イドロキシアパタイト (HAp)粒子群であると 、うことが分力つた。
[0138] 一方、図 3 (b)の結果によれば、比較例 1で得られたノヽイドロキシアパタイト(HAp) 焼結体粒子群の粒子径は、約 600nm〜約 3000nmであること力 S分力り、 SEM観察 の結果と相違するものであった。またこのときの粒子径の変動係数は 57%であり、実 施例 1のそれに比較してバラツキの大きいものであった。このことは、比較例 1で得ら れたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群は、一次粒子同士が不定形に融着 した二次粒子を形成して 、ることを示して 、る。
[0139] 図 4に実施例 1および比較例 1で得られたノヽイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒 子の X線回折の結果を示した。また図 5に両ノヽイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒 子の FT— IRの結果をした。なお図 4及び図 5においては、実施例 1で得られたノヽイド ロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子の結果を実線で示し、比較例 1で得られたハイド ロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子の結果を破線で示した。図 4および 5の結果から 、実施例 1得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子および比較例 1で得ら れたノヽイドロキシアパタイト(HAp)焼結体粒子は、共にリン酸カルシウム(ハイドロキ シアパタイト (HAp) )であることが確認できた。
[0140] 以上の結果より、実施例 1で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群 は、溶媒中に懸濁した際に、そのほとんど(96%)が単結晶一次粒子として分散する ことができるものであり、またその粒子径は約 70nm〜約 120nmとナノメートルサイズ であり、比較例 1に比してその粒子径が均一な (粒度分布が狭 、;)ものであると!/、うこ とが分力つた。
[0141] 〔実施例 2〕
(一次粒子生成工程)
連続オイル相としてドデカン〔CH (CH ) CH〕、非イオン性界面活性剤として曇
3 2 10 3
点 31°Cのペンタエチレングリコールドデシルエーテル〔CH (CH ) CH 0 (CH C
3 2 10 2 2
H O) CH CH OH〕を用いた。室温において、上記非イオン性界面活性剤 0. 5gを
2 4 2 2
含有している連続オイル相 40mlを調製した。次に、上記で調製した連続オイル相に 2. 5molZl水酸ィ匕カルシウム〔Ca (OH) 〕分散水溶液 10mlを添加し、油中水滴型
2
溶液 (WZO溶液)を調製した。上記 WZO溶液を攪拌しながら、そこに 1. 5mol/iy ン酸ニ水素カリウム〔(KH PO;)〕溶液を 10ml添加した。そして、 24時間、室温で撹
2 4
拌しながら反応させた。
[0142] 次に、得られた反応物を遠心分離により分離洗浄することにより、ハイドロキシアバ タイト (HAp)—次粒子群を取得した。得られたノヽイドロキシアパタイト (HAp)—次粒 子群をエタノールに分散させた後、動的光散乱法により粒度分布 (粒子径分布)を測 定した結果を図 6に示す。なお、動的光散乱の測定は、大塚電子株式会社製のダイ ナミック光散乱光度計 DLS— 6000を用い、室温、 lOppmの粒子濃度、散乱角 90 ° にて測定を行なった。図 6の結果によれば、得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp) 一次粒子群の 95%が粒子径 50ηπ!〜 lOOnmの間に分布し、その変動係数は 15% であった。
[0143] (混合工程)
1. Ogのポリアクリル酸 (ALDRICH社製、重量平均分子量 15, OOOgZmol)を含 む pH12. 0の水溶液 100mlに、 1. 0gのハイドロキシアパタイト(HAp)—次粒子群 を分散させることで、同粒子表面にポリアクリル酸を吸着させた。なお、上記 1. 0gの ポリアクリル酸 (ALDRICH社製、重量平均分子量 15, OOOgZmol)を含む pH 12. 0の水溶液は、以下のようにして調製した。まず 1. 0gのポリアクリル酸 (ALDRICH 社製、重量平均分子量 15, OOOgZmol)を純水 100mlに溶解させた。次にアンモ- ァ水溶液(25%水溶液)を室温にて撹拌しながら添加することでポリアクリル酸水溶 液の pHを 12. 0に調整した。この水溶液の pHは株式会社 堀場製作所製 pHメータ D - 24SEを用いて測定した。
[0144] 次に、上記で調製した分散液に、 0. 12molZlの硝酸カルシウム〔Ca (NO )〕水
3 2 溶液 100mlを添加することで、同一次粒子表面にポリアクリル酸カルシウムを析出さ せた。力かるポリアクリル酸カルシウムは、融着防止剤である。その結果として生じた 沈殿物を回収し、減圧下 (約 0. lPa) 80°Cにて乾燥させることで、混合粒子を取得し た。
[0145] (焼結工程)
上記混合粒子をルツボに入れ、焼結温度 800°Cにて 1時間焼結を行なった。この 際、ポリアクリル酸カルシウムは熱分解し、酸ィ匕カルシウム〔CaO〕となった。焼結工程 終了後の酸ィ匕カルシウム〔CaO〕の残存率は 25%以上であった。
[0146] (除去工程)
融着防止剤の水への溶解性を上げるために、 50mmolZl硝酸アンモ-ゥム〔NH
4
NO〕水溶液を調製した。次に、上記で調製した水溶液 500mlに、上記工程にて得
3
られた焼結体を懸濁し、遠心分離により分離洗浄し、さらに蒸留水に懸濁し、同様に 遠心分離により分離洗浄を行なうことによって、融着防止剤および硝酸アンモニゥム を除去し、ハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群を回収した。
[0147] 〔実施例 2と比較例 1の対比〕
実施例 2で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群をエタノールに分 散させた後、動的光散乱法により粒度分布 (粒子径分布)を測定した結果を図 7に示 した。
[0148] 図 7の結果によれば、実施例 2で得られたノヽイドロキシアパタイト(HAp)焼結体粒 子群 90%の粒子径は 60nm〜100nmの間に分布し、実施例 2で得られたハイドロキ シアパタイト (HAp)—次粒子群の粒子径分布と一致した。さらにこのときの粒子径の 変動係数は 11%と狭ぐ粒子径が均一な (粒子径分布が狭い)ハイド口キシァパタイ ト (HAp)焼結体粒子群であることが分力つた。
[0149] 一方、図 3 (b)の結果によれば、比較例 1で得られたノヽイドロキシアパタイト(HAp) 焼結体粒子群の粒子径は約 600nm〜約 3000nmであり、一次粒子同士が不定形 に融着した二次粒子を形成したことが分力つた。またこのときの粒子径の変動係数は
57%であり、実施例 2のそれに比較してバラツキの大きいものであった。
[0150] 図 8に実施例 2および比較例 1で得られたノヽイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒 子群の X線回折の結果を示した。また、図 9に両ノヽイドロキシアパタイト (HAp)焼結 体粒子群の FT— IRの結果を示した。なお図 8および図 9においては、実施例 2で得 られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子の結果を図中、上 (破線)に示し、比 較例 1で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子の結果を図中、下(実線 )に示した。図 8および 9の結果から、実施例 2得られたハイドロキシアパタイト (HAp) 焼結体粒子および比較例 1で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子は、 共にリン酸カルシウム (ノヽイドロキシアパタイト (HAp) )であることが確認できた。
[0151] 以上の結果から、実施例 2で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群 は溶媒中に懸濁した際に、そのほとんど(90%)が単結晶一次粒子として分散するこ とができるものであり、またその粒子径は約 60nm〜100nmとナノメートルサイズであ り、実施例 1に比してさらにその粒子径が均一な (粒度分布が狭い)ものであることが 分かった。
[0152] 〔実施例 3〕
(一次粒子生成工程)
連続オイル相としてドデカン〔CH (CH ) CH〕、非イオン性界面活性剤として曇
3 2 10 3
点 31°Cのペンタエチレングリコールドデシルエーテル〔CH (CH ) CH 0 (CH C
3 2 10 2 2
H O) CH CH OH〕を用いた。室温において、上記非イオン性界面活性剤 0. 5gを
2 4 2 2
含有している連続オイル相 40mlを調製した。次に、 95°Cにおいて上記で調製した 連続オイル相に 2. 5molZl水酸ィ匕カルシウム〔Ca(OH)〕分散水溶液 10mlを添カロ
2
し、油中水滴型溶液 (wZo溶液)を調製した。上記 wZo溶液を撹拌しながら、そこ に 1. 5molZlリン酸二水素カリウム〔ΚΗ ΡΟ〕水溶液を 10ml添カ卩した。そして、 24
2 4
時間、 95°Cで撹拌しながら反応させた。
[0153] 次に、得られた反応物を遠心分離により分離洗浄することにより、ハイドロキシアバ タイト (HAp)—次粒子群を取得した。得られたノヽイドロキシアパタイト (HAp)—次粒 子群をエタノールに分散させた後、動的光散乱法により粒度分布 (粒子径分布)を測 定した結果を図 10に示す。なお、動的光散乱の測定は、大塚電子株式会社製のダ イナミック光散乱光度計 DLS— 6000を用い、室温、 lOppmの粒子濃度、散乱角 90 ° にて測定を行った。図 10の結果によれば、得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp) 一次粒子群の 89%が粒子径 150ηπ!〜 230nmの間に分布し、その変動係数は 14 %であった。
[0154] (混合工程)
0. 5gのポリアクリル酸 (ALDRICH社製、重量平均分子量 15, OOOgZmol)を含 む pH7. 0の水溶液 100mlに、 0. 5gのハイドロキシアパタイト(HAp)—次粒子群を 分散させることで、同粒子表面にポリアクリル酸を吸着させた。次に、上記で調製した 分散液に、水酸ィ匕カルシウム〔Ca (OH)〕飽和水溶液 500mlを添加することで、同
2
粒子表面にポリアクリル酸カルシウムを析出させた。力かるポリアクリル酸カルシウム は、融着防止剤である。結果として生じる沈殿物を回収し、減圧下 80°Cにて乾燥さ せることで、混合粒子を取得した。
[0155] (焼結工程)
上記混合粒子をルツボに入れ、焼結温度 800°Cにて 1時間焼結を行なった。この 際、ポリアクリル酸カルシウムは熱分解し、酸ィ匕カルシウム〔CaO〕となった。焼結工程 終了後の酸ィ匕カルシウム〔CaO〕の残存率は 50%以上であった。
[0156] (除去工程)
融着防止剤の水への溶解性を上げるために、 50mmolZl硝酸アンモ-ゥム〔NH
4
NO〕水溶液を調製した。次に、上記で調製した水溶液 500mlに得られた焼結体を
3
懸濁し、遠心分離により分離洗浄し、さらに蒸留水に懸濁し、同様に遠心分離により 分離洗浄を行なうことによって、融着防止剤および硝酸アンモ-ゥムを除去し、ハイド ロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群を回収した。
[0157] 〔比較例 2〕
実施例 3の「一次粒子生成工程」によって取得したノヽイドロキシアパタイト (HAp)— 次粒子群 0. 5gをルツボに入れ、焼結温度 800°Cにて一時間焼結を行ってハイド口 キシアパタイト (HAp)焼結体粒子群を取得した。すなわち、本比較例は、実施例 3に おける製造方法において融着防止剤であるポリアクリル酸カルシウムを使用せずに ノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群を製造した例である。
[0158] 〔実施例 3と比較例 2の対比〕
実施例 3で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群をエタノールに分 散させた後、動的光散乱法により粒度分布 (粒子径分布)を測定した結果を図 12に 示し、比較例 2で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の結果を図 1 1に示す。
[0159] 図 12の結果によれば、実施例 3で得られたノヽイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒 子群 92%の粒子径は 150nm〜300nmの間に分布し、実施例 3で得られたハイド口 キシアパタイト (HAp)—次粒子群の粒子径分布とほぼ一致した。さらに、このときの 粒子径の変動係数は 17%と狭ぐ粒子径が均一な (粒子径分布が狭い)ハイドロキシ アパタイト (HAp)焼結体粒子群であることが分力つた。また、実施例 3で得られたハ イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の走査型電子顕微鏡写真を図 13に示す 。一次粒子生成工程において 95°Cで反応を行なうことにより、ロッド状のハイドロキシ アパタイト (HAp)—次粒子群が作製されて!ヽた。
[0160] 一方、図 11の結果によれば、比較例 2で得られたノヽイドロキシアパタイト (HAp)焼 結体粒子群の粒子径は約 600ηπ!〜 4000nmであり、一次粒子同士が不定形に融 着した二次粒子を形成したことが分力つた。またこのときの粒子径の変動係数は 53 %であり、実施例 3のそれに比較してバラツキの大きいものであった。
[0161] 以上の結果から、実施例 3で得られたロッド状ハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体 粒子群は溶媒中に懸濁した際に、そのほとんど(90%)が単結晶一次粒子として分 散することができるものであり、またその粒子径は約 150nm〜300nmであり、さらに その粒子径が均一な (粒度分布が狭い)ものであることが分力つた。
[0162] 〔実施例 4〕
(一次粒子生成工程)
25%アンモニア水溶液を用いて pHを 12に調整した 42mmolZl硝酸カルシウム〔 Ca(NO )〕水溶液 800mlをフラスコ中に添カ卩し、窒素雰囲気下において 80°Cまで
3 2
昇温した。そこに、 25%vZvアンモニア水溶液を用いて pHを 12に調整した 100mm olZlリン酸水素二アンモ-ゥム〔 114) HPO〕水溶液 200mlを 20時間かけて添 加した。
[0163] 次に、得られた反応物を遠心分離により分離洗浄することにより、ハイドロキシアバ タイト (HAp)—次粒子群を取得した。得られたノヽイドロキシアパタイト (HAp)—次粒 子群をエタノールに分散させた後、動的光散乱法により粒度分布 (粒子径分布)を測 定した結果を図 14に示す。なお、動的光散乱の測定は、大塚電子株式会社製のダ イナミック光散乱光度計 DLS— 6000を用い、室温、 lOppmの粒子濃度、散乱角 90 ° にて測定を行なった。図 14の結果によれば、得られたハイドロキシアパタイト (HA P)—次粒子群は粒子径 350ηπ!〜 600nmの間に分布し、その変動係数は 17%で めつに。
[0164] (混合工程)
融着防止剤として、ポリアクリル酸カルシウムを用いた。まず、 0. 5gのポリアクリル酸 (ALDRICH社製、重量平均分子量 15, OOOgZmol)を含む pH7. 0の水溶液 100 mlに、 0. 5gのハイドロキシアパタイト(HAp)—次粒子群を分散させることで、同粒子 表面にポリアクリル酸を吸着させた。次に、上記で調製した分散液に、水酸化カルシ ゥム〔Ca (OH)〕飽和水溶液 500mlを添加することで、同粒子表面にポリアクリル酸
2
カルシウムを析出させた。結果として生じる沈殿物を回収し、減圧下 80°Cにて乾燥さ せることで、混合粒子を取得した。
[0165] (焼結工程)
上記混合粒子をルツボに入れ、焼結温度 800°Cにて一時間焼結を行なった。この 際、ポリアクリル酸カルシウムは熱分解し、酸ィ匕カルシウム〔CaO〕となった。焼結工程 終了後の酸ィ匕カルシウム〔CaO〕の残存率は 25%以上であった。
[0166] (除去工程)
融着防止剤の水への溶解性を上げるために、 50mmolZl硝酸アンモ-ゥム〔NH
4
NO〕水溶液を調製した。次に、上記で調製した水溶液 500mlに得られた焼結体を
3
懸濁し、遠心分離により分離洗浄し、さらに蒸留水に懸濁し、同様に遠心分離により 分離洗浄を行なうことによって、融着防止剤および硝酸アンモ-ゥムを除去し、ハイド ロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群を回収した。また元素分析の結果、得られた ハイドロキシアパタイト(HAp)焼結体粒子の Ca/Pは 1. 72であり、当該ハイドロキシ アパタイト (HAp)焼結体粒子はカルシウムリッチアパタイトであった。
[0167] 〔比較例 3〕
実施例 4の「一次粒子生成工程」によって取得したノヽイドロキシアパタイト (HAp)— 次粒子群 0. 5gをルツボに入れ、焼結温度 800°Cにて一時間焼結を行なってハイド ロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群を取得した。すなわち、本比較例は、融着防 止剤ポリアクリル酸カルシウムを使用せずにハイドロキシアパタイト(HAp)焼結体粒 子群を製造した例である。なお元素分析の結果、得られたハイドロキシアパタイト (H Ap)焼結体粒子の CaZPは 1. 67であり、当該ハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体 粒子は化学量論組成アパタイトであった。
[0168] 〔実施例 4と比較例 3の対比〕
実施例 4で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群をエタノールに分 散させた後、動的光散乱法により粒度分布 (粒子径分布)を測定した結果を図 15に 示し、比較例 3で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の結果を図 1 6に示す。
[0169] 図 15の結果によれば、実施例 4で得られたノヽイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒 子群の粒子径は 350nm〜600nmの間に分布し、実施例 4で得られたハイドロキシ アパタイト (HAp)—次粒子群の粒子径分布と一致した。さらにこのときの粒子径の変 動係数は 15%と狭ぐ粒子径が均一な (粒子径分布が狭い)ハイド口キシァパタイト( HAp)焼結体粒子群であることが分力つた。また、実施例 4で得られたハイド口キシァ ノタイト (HAp)焼結体粒子群の走査型電子顕微鏡写真を図 17に示す。一次粒子 生成工程において 80°Cで反応を行なうことにより、ロッド状 (棒状)のハイドロキシァパ タイト (HAp)—次粒子群が作製されて!、た。
[0170] 一方、図 16の結果によれば、比較例 3で得られたノヽイドロキシアパタイト (HAp)焼 結体粒子群の粒子径は約 250ηπ!〜 4000nmであり、一次粒子同士が不定形に融 着した二次粒子を形成したことが分力つた。またこのときの粒子径の変動係数は 65 %であり、実施例 4のそれに比較してバラツキの大きいものであった。また、比較例 3 で得られたハイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の走査型電子顕微鏡写真を 図 18に示す。同図カゝらも、比較例 3で得られたハイドロキシアパタイト(HAp)焼結体 粒子群は、一次粒子同士が不定形に融着した二次粒子を形成しているということが 分かる。
[0171] 次に、実施例 4および比較例 3で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒 子群の比表面積を、高速比表面積 ·細孔径分布測定装置 NOVA— 1200 (ユアサァ ィォ-タス (株)製)を用いて窒素ガス吸着法により測定した。かかる窒素ガス吸着法 とは、粒子表面に吸着占有面積の判った不活性気体を液体窒素温度で吸着させ、 その量から試料の比表面積を求める方法である(「Brunauer, S., Emmett, P.H. and T eller, E. Adsorption of gases in multimolecular layers. J. Am. し hem. Soc, 60, 309—3 19 (1938)」参照)。簡単には、試料を真空下で 10分間脱気後、圧力トランスデュサに よってサンプルが無い状態での平衡圧力とサンプル導入後の吸着平衡圧力との比 力も BET多点法によって比表面積を求めた。
[0172] 実施例 4で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)—次粒子群および焼結体粒子群 、並びに比較例 3で得られたノヽイドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の比表面 積を図 19に示す。なお、同図中「**」を付したデータ間には危険率 1%未満において 有意差が有ることを示しており、「ns」を付したデータ間には有意差が無いことを示し ている。
[0173] 比較例 3で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群は融着が発生して いたため、その比表面積は焼結前の一次粒子群の比表面積に比べて有意に低下し て 、た。比較例 3で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp)焼結体粒子群の比表面積 は、約 15m2Zgであった。一方、実施例 4で得られたノ、イドロキシアパタイト (HAp) 焼結体粒子群の比表面積は、焼結前の一次粒子群の比表面積と一致しており、また 約 20m2Zgと高 、ものであった。
[0174] 以上の結果から、実施例 4で得られたロッド状 (棒状)ハイドロキシアパタイト (HAp) 焼結体粒子群は、溶媒中に懸濁した際にそのほとんどが単結晶一次粒子として分散 することができるものであること、その粒子径は約 350nm〜600nmであること、その 粒子径が均一な (粒度分布が狭い)ものであること、および、高い比表面積を持つも のであることが分かった。
産業上の利用の可能性 本発明にかかるセラミック粒子群は、例えば、医療用材料や、クロマトグラフィー用 充填剤、酵母ゃ菌体等の固定化担体、消臭剤等の吸着剤等に好適に使用すること ができる。従って本発明は、上記医療材料を取り扱う医療産業、クロマトグラフィーを 行なう分析科学産業、食品産業、製薬業等の広範な分野において利用可能である。 さらに、化粧品添加剤、アスベストに代わる建材、工業用材に利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 粒子状のセラミック粒子力 なるセラミック粒子群であって、
前記セラミック粒子の粒子径が 10nm〜700nmの範囲内で、かつ当該セラミック粒 子群の粒子径の変動係数が、 20%以下であることを特徴とするセラミック粒子群。
[2] 粒子状のセラミック粒子力 なるセラミック粒子群であって、
単結晶からなる一次粒子、もしくは前記単結晶からなる一次粒子がイオン的相互作 用にて集合化した粒子塊を単結晶一次粒子とすると、
前記セラミック粒子群に含まれる単結晶一次粒子の割合が過半数を占めることを特 徴とするセラミック粒子群。
[3] 上記セラミック粒子群に含まれる単結晶一次粒子の割合が、 70%以上であることを 特徴とする請求項 2に記載のセラミック粒子群。
[4] 上記セラミック粒子の粒子径が、 10nm〜700nmの範囲内であることを特徴とする 請求項 2または 3に記載のセラミック粒子群。
[5] 上記セラミック粒子群の粒子径の変動係数が、 20%以下である、請求項 2ないし 4 の!、ずれか 1項に記載のセラミック粒子群。
[6] 上記セラミック粒子が、リン酸カルシウム焼結体粒子であることを特徴とする請求項
1な!、し 5の 、ずれ力 1項に記載のセラミック粒子群。
[7] 上記セラミック粒子が、ハイドロキシアパタイト焼結体粒子であることを特徴とする請 求項 1な!、し 6の 、ずれ力 1項に記載のセラミック粒子群。
[8] セラミック粒子群の製造方法にぉ 、て、
焼結前のセラミック原料力 なる一次粒子の粒子間に融着防止剤が介在するように 混合する混合工程と、
前記混合工程によって得られる混合粒子を焼結する焼結工程を含むことを特徴と するセラミック粒子群の製造方法。
[9] 上記混合工程が、側鎖にカルボキシル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホス ホン酸基またはァミノ基の 、ずれかを有する高分子化合物を含む溶液と、上記一次 粒子とを混合し、
金属塩をさらに添加する工程であることを特徴とする請求項 8に記載のセラミック粒 子群の製造方法。
[10] 上記高分子化合物が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリグルタミン酸、エチレン スルホン酸、ポリメタクリル酸アルキルスルホン酸エステル、ポリアクリロイルアミノメチ ルホスホン酸、ポリペプチド力 なる群力 選択される少なくとも 1つ以上の物質であ ることを特徴とする請求項 9に記載のセラミック粒子群の製造方法。
[11] 上記融着防止剤が、上記焼結工程の焼結温度において、不揮発性であることを特 徴とする請求項 8ないし 10のいずれか 1項に記載のセラミック粒子群の製造方法。
[12] さらに、上記焼結工程の後に、上記融着防止剤を除去する除去工程を含むことを 特徴とする請求項 8な 、し 11の 、ずれか 1項に記載のセラミック粒子群の製造方法。
[13] 上記除去工程が、上記融着防止剤を溶媒に溶解する工程を含むことを特徴とする 請求項 12に記載のセラミック粒子群の製造方法。
[14] 上記除去工程に用いる溶媒が、上記融着防止剤溶解性で、かつセラミック粒子非 溶解性の溶媒であることを特徴とする請求項 13に記載のセラミック粒子群の製造方 法。
[15] 上記融着防止剤が、水系溶媒に溶解する物質であることを特徴とする請求項 13に 記載のセラミック粒子群の製造方法。
[16] 上記融着防止剤が、炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項 15に記載のセラ ミック粒子群の製造方法。
[17] 上記混合工程の前に、一次粒子を生成する一次粒子生成工程を含むことを特徴と する請求項 8ないし 16のいずれか 1項に記載のセラミック粒子群の製造方法。
[18] 上記一次粒子生成工程によって生成される一次粒子の粒子径が、 ΙΟηπ!〜 500η mの範囲内であることを特徴とする請求項 17に記載のセラミック粒子群の製造方法。
[19] 上記一次粒子生成工程によって生成される一次粒子からなる一次粒子群の粒子 径の変動係数が、 20%以下であることを特徴とする請求項 17または 18に記載のセ ラミック粒子群の製造方法。
[20] 請求項 1な!、し 7の 、ずれか 1項に記載のセラミック粒子群を用いてなることを特徴 とするクロマトグラフィー用充填剤。
[21] 請求項 1ないし 7のいずれか 1項に記載のセラミック粒子群を用いてなることを特徴 とする歯科用材料または医療用材料。
請求項 1ないし 7のいずれか 1項に記載のセラミック粒子群を用いてなることを特徴 とする化粧品添加剤、建材、または工業用材。
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