JP4175699B2

JP4175699B2 - Method for producing hydroxyapatite and aqueous solution of biological compound

Info

Publication number: JP4175699B2
Application number: JP19291498A
Authority: JP
Inventors: 拓山崎; 佳子山崎; 敦山崎; 豊山崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2018-07-08
Also published as: JPH1179721A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイドロキシアパタイトと生体化合物溶解水溶液とを製造する方法に関し、石炭乾留や石油精製等と類似した工程で、生体を電気化学的に溶解、再結晶化し、資源化するものである。特に、ミネラル、アミノ酸、コラーゲン、タンパク質、糖類及び脂質からなる群から選ばれた一つ以上を含みかつ、ハイドロキシアパタイトを含む生体より、生体化合物溶解水溶液とハイドロキシアパタイトを同時に製造する方法に関し、全く化学薬品を用いないで生体を水溶液中で電極反応を利用して溶解、再結晶化させて微量のミネラル、アミノ酸、コラーゲン、タンパク質及び糖類からなる群から選ばれた一つ以上を含む生体化合物溶解水溶液と、微量のミネラル、アミノ酸、コラーゲン及びタンパク質からなる群から選ばれた一つ以上を含むハイドロキシアパタイトとを大量に安全かつ安価に製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体を資源化する場合、必要とする生体化合物に着目して、個別な方法で溶解、抽出、焼成等がされてきた。従来から、ペプチドやハイドロキシアパタイトは生体組織に取り込まれ易く、それらの成長に不可欠の材料であるため培養液や人工骨等として、天然素材または合成された材料が用いられてきた。
【０００３】
ペプチドは、天然原料（例えばタンパク質）を化学薬品（例えばＨＣｌ）で分解したり、天然原料や合成原料を酵素を用いたバイオテクノロジーで合成されている。化学薬品を用いて、タンパク質を分解した場合には短時間に大量のペプチドが得られたが、分解反応の制御ができないため目的とするペプチドの収率が小さかった。一方、バイオテクノロジーで合成した場合には酵素反応の緻密な管理が必要となり、安価に大量にペプチドを得ることが困難であった。
【０００４】
本発明では、生体の種類と組成、支持電解質の種類、組成、濃度、電解温度と、陽極電流密度、陽極の材質・電位等の電解条件等でアノード反応を制御することにより目的とするペプチドを高い収率で得て、凝結不活性な細菌培養に用いられる細菌の栄養物質を安価に大量に得ることができた。更に、これを抽出法、電気泳動法により分離精製して、バイオテクノロジーの原料として使用することができた。
【０００５】
また、ハイドロキシアパタイトは、生体親和材料として注目されている。その製法は湿式化学的合成法が主で、これについては各種の提案がなされている。例えば、特開平４−２０９７１号では、不活性ガス中、攪拌下で水酸化カルシウムスラリーにリン酸水溶液を滴下してハイドロキシアパタイトを合成するに際し、トリス緩衝液、グッドの緩衝液などの生化学緩衝液を用いて理論組成比のＣａ／Ｐ＝１．６７のハイドロキシアパタイトを生成することが提案されている。
【０００６】
しかしながら、こうした化学合成のハイドロキシアパタイトには、生体に本来含まれている微量のミネラルが含まれておらず、生体への迅速かつ有効な利用が期待できないといった欠点があった。従って、これを義歯などの骨欠陥部補填などの医療用に使用すると、十分な生体との適合性が得られないといった問題があった。更にｐＨ制御のため、大量生産が困難で高価でもあった。
【０００７】
最近では、上記のような化学合成手段に代えて豚や牛の骨から、天然ハイドロキシアパタイトを製造する技術が開発されている。これは、牛や豚の骨を炉内で高温焼成しながら流動化して賦活させ、ガス状の水を吹き付けて骨に付着しているタンパク質や脂肪を除去する方法である。しかしながら、この方法は、骨を高温焼成するために、主成分であるハイドロキシアパタイトの結晶形態が変化して、人体への吸収性が低下するといった問題があった。
【０００８】
これを改良するものとして、特開平２−１８８４１５号が提案されている。この方法は、畜産物より得られる骨炭又は焼成骨粉を無機酸で溶解し、これを精密ろ過し、このろ液にアルカリを加えてハイドロキシアパタイトを析出させるものである。
【０００９】
しかしながら、この技術によって得られたハイドロキシアパタイトは、焼成骨粉を酸で溶解してこれにアルカリを加えて析出させたものであるから、得られたハイドロキシアパタイトはミネラルは含むもののタンパク質、アミノ酸、ペプチド等の有機化合物を含まず、人体との相溶性、吸収性が欠けるといった問題があった。
【００１０】
例えば、これらのハイドロキシアパタイトを歯磨き粉として用いた場合などは研磨性が大きく、歯肉後退やエナメル質摩耗が顕著に認められるため、歯磨き粉の研磨剤として少量しか添加することができなかった。更に、ミネラルがまったく無いため、唾液中の歯を形成する酵素がハイドロキシアパタイトを吸収し、エナメル質欠損部を回復する効果は極めて小さいといった問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、常温下で、電解槽の中に生体を入れて電極間に電流を流してミネラル、アミノ酸、コラーゲン、タンパク質及び糖類からなる群から選ばれた一つ以上を含む凝結性のない生体化合物溶解水溶液と、生体で生成される天然のハイドロキシアパタイトに極めて類似したミネラル、アミノ酸、コラーゲン及びタンパク質からなる群から選ばれた一つ以上を含む再結晶ハイドロキシアパタイトを同時に安価かつ安全に大量生産しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電解槽に所定の大きさに整えられた動物の骨及び／又は歯を少なくとも含み、これに更に肉、皮、卵、脂質、血液及び臓器の中の一種又は２種以上を含む混合物を含む生体を入れて、陽極近傍のアノード水溶液中で生体を溶解し、溶解された成分の一部を陰極近傍のカソード水溶液中で結晶化し、その後この電解液をろ過しそのろ液を生体化合物溶解水溶液とし、残渣をハイドロキシアパタイトとすることを特徴とするハイドロキシアパタイトと生体化合物溶解水溶液の製造方法である。
本発明において、ハイドロキシアパタイトが、ミネラル、アミノ酸、コラーゲン及びタンパク質からなる群から選ばれた一つ以上を含み、かつ生体化合物溶解水溶液がミネラル、アミノ酸、コラーゲン、タンパク質及び糖類からなる群から選ばれた一つ以上を含むことが好ましい。
また、本発明において、電解槽の液面がカソード水溶液で覆われていることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の態様】
図１は、この発明のペプチドとハイドロキシアパタイトの製造方法で用いられる装置の側面を示した説明図である。
図１で、１は電解槽でこの中に電解液２がある。支持電解質として生理的食塩水、海水、食塩、食酢等の食用有機酸を用いるのが好ましい。電解槽１の中の電解液２には、カソード電極３が接続されている。
【００１４】
また、電解槽１の中央部には、アノード容器４がその蓋５をつけて備え付けられ、この中にアノード電極６が付設されている。このアノード電極６は、電解槽１の外部まで突き出している電極支持体７の下部に固着されている。なお、カソード、アノードともに電極の材質はグラファイトである。ハイドロキシアパタイトの用途により陽極に、ＴｉやＰｔ、ＤＳＡ（Dimensionally Stable Anode）を使用する。
【００１５】
電極支持体７は、表面にポリエチレン等の絶縁皮膜を施したグラファイトやＴｉである。アノード容器４は、その側面や底面に小孔８、９を設けておく。また、アノード容器４の中には原料の生体（混合物）１０を多数個充填しておく。ここに用いる原料は畜産廃棄物である豚、牛などの骨、歯、皮、肉などを０．３ｇから３０ｇ程度に小さく破砕したものや、市販骨粉を篩別し水洗して用いる。
【００１６】
アノード容器４は、電解槽１の電解液２（カソード溶液）の中に沈めて保持される。アノード容器４の上部から電極支持体７が突出するが、アノード容器４の蓋５の電極支持体貫通部にはパッキン１１を嵌挿して、電解中に陽極より発生したガスがこの貫通部を通って集中的に大気に出ないようにする。
【００１７】
この状態にして通常電極間に直流１０Ｖを印荷し、１０Ａの電流を通電して１６０時間保持する。すると、アノード容器４の中の生体１０は分解され、カソード３で電解液は褐色を帯びて、この電解液の中に微細な粒子が多数浮遊し、やがて放置するとこれらが底部に沈殿した状態となる。この状態になったら通電を止め、ポンプなどで電解槽１から電解液２を抜き取る。
【００１８】
抜き取ったこの電解液２を静置し直ちに沈降する未反応生体、電解槽液面に浮遊する少量の脂質を取り除く。その後微細な粒子を含んだ電解液２をろ過して、ペプチドを主成分とする生体化合物溶解水溶液とハイドロキシアパタイト粒子を分離する。このようにしてろ液から生体化合物溶解水溶液が得られる。生体化合物溶解水溶液を培養液に使用するときには、支持電解質を除く必要がある。生理的食塩水を電解液として電解すれば、その電解液はそのまま細菌の栄養物質を含む細菌培養液として使用が可能である。
【００１９】
一方、ろ過された微細な粒子にも水を加え攪拌、静置し上澄み液を取り除く。この操作を繰り返すことによって、微細な粒子の表面に付着したアミノ酸、コラーゲン、タンパク質、脂質及び糖類からなる群から選ばれた一つ以上および支持電解質が取り除かれる。次に、この液をろ布でろ過しペースト状の残渣を回収する。これを１週間以上自然乾燥して、塊状のハイドロキシアパタイトを得る。高濃度の生体化合物溶解水溶液を得るためには、ペプチドを含むろ液を繰り返し、電解に用いることにより容易に可能である。
【００２０】
【実施例】
図１に示す電解装置と同じ装置を用いて、生体を原料として、生体化合物溶解水溶液とハイドロキシアパタイトの製造を行った。図１で、１はポリプロピレンの電解槽で容積が２５ｌのものである。また、アノード容器もポリプロピレン製で容積が９ｌのものを用いた。
【００２１】
原料の生体は、市販の骨粉を１ｍｍ〜１０ｍｍに篩別したものや、豚の骨をほぼ５〜５０mm（角）に粉砕したものを１０ｋｇと、牛のスジ肉１ｋｇを用いた。電解液には２〜２０％の食塩水溶液を用いた。１６０ｈｒ通電終了ごとに電解液をろ過し、支持電解質と水を補充しながらろ液を再使用し、６４０ｈｒ通電毎に交換し、適宜な量の生体原料をアノード容器内に補充しながら、ＤＣ約１０Ｖを印荷し１０Ａを６ケ月間（４，１６０ｈｒ）断続的に通電した。歯や骨以外のハイドロキシアパタイトを含まない種々の生体は、カソード水溶液に直接投入した。電解が終了した時点、又は１６０ｈｒ通電毎にポンプで電解液を抜き取って別の容器に移した。
【００２２】
この液の上部に浮遊する細かいスジ肉や脂質、さらに沈降している未反応骨を取り除いてから、ろ過してペプチドを主成分とする生体化合物水溶液とハイドロキシアパタイトの浮遊沈澱微細粒子を得た。このろ液は、その後前述の条件で支持電解質、電解液として５回繰り返して使用したところ、最終的に約３０重量％ペプチド水溶液２０ｌが得られた。これ以上電解液を繰り返して高濃度のペプチド水溶液を電解液として使用すると、ハイドロキシアパタイトの収率が低下することが判明した。
【００２３】
電解液にマグネシウム、カリウムのミネラルを多く含んだ生体をアノード容器内に添加するとハイドロキシアパタイトのミネラル含有率は増大した。貝殻をアノード容器内に加えたり、電解中にカーボンパイプで空気やＣＯ₂ を吹き込んで電解液を攪拌するとアミノ酸、コラーゲン及びタンパク質からなる群から選ばれた一つ以上を含む炭酸アパタイトが得られた。筋肉、肝臓、鶏卵、豚足、挽肉、血液、海草を直接カソード溶液に加えると、電解液表面に微細な泡の層が形成され、陽極ガスとカソード溶液の接触が十分に行われた。
【００２４】
電解液中の微細な粒子、浮遊沈澱は、前述のとおりろ過され、その残渣に２０ｌの水を加え攪拌後静置２時間以上して上澄み液を除去した。この操作を１０回繰り返した。その後、ろ布でろ過し残渣を１週間以上自然乾燥して塊、粉末状のハイドロキシアパタイトを得た。このハイドロキシアパタイト１２９ｇを、１００℃、３００℃、７００℃で１ｈｒ熱処理すると、それぞれ１２０ｇ、９９ｇ，９１ｇに減量した。熱処理したこのハイドロキシアパタイトを再び大気中に５ｈｒ放置すると、吸湿して約４ｇ増加した。
【００２５】
加熱減量率は、製造条件により異なり自然乾燥後の１００℃、３００℃、７００℃熱処理後の減量率は、それぞれ次のような範囲にあった。
自然乾燥〜１００℃ 減量率：４〜８％
１００〜３００℃ 減量率：１１〜２０％
３００℃ 〜７００℃ 減量率：４〜９％
ハイドロキシアパタイトの収量は０．５〜１．５（ｋｇ／１６０ｈｒ）であった。これをＸ−線回折したところ第１表のとおりであった。また、これらを図２に示した。これより報告されている豚骨のピーク強度と合成されたハイドロキシアパタイトのピーク強度は良い一致を示した。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば凝結不活性なペプチドを主成分とする生体化合物水溶液とミネラル、アミノ酸、コラーゲン及びタンパク質からなる群から選ばれた一つ以上が含まれる動物の骨や歯のような天然のハイドロキシアパタイトに類似した再結晶ハイドロキシアパタイトが同時に少量の電気量で、極めて容易にかつ化学薬品や金属をまったく用いること無く安全に得られるようになった。
【００２８】
また、ペプチドを主成分とする生体化合物溶解水溶液は従来Ｔｒｙｐｔｏｎｅなどを用いてきた細菌培養液の代替えができ、凝結性の問題が解決され安価に大量培養が可能となった。さらに、これらのペプチド水溶液は経皮吸収されて、アレルゲンとして作用し吸収部分の皮膚に水泡を生じることがあるが、食べ物や飲酒・喫煙などの嗜好の変化をもたらすことができた。
【００２９】
また、従来の天然ハイドロキシアパタイトの製造のように原料を焼成していないので、得られたハイドロキシアパタイトは水分を含み、さらにミネラル、アミノ酸、コラーゲン及びタンパク質からなる群から選ばれた一つ以上が含まれていて、人体との相溶性、吸収性に優れたものとなっている。
【００３０】
このため、例えば添加物の全く無いこのハイドロキシアパタイト粉やペーストをそのまま歯磨き粉や洗顔剤（パック）などに用いることが可能となる。一切の添加物を加えること無くそのまま歯磨きに使用した場合、このハイドロキシアパタイトを濡らした歯ブラシに付けてブラッシングすることにより、歯のエナメル質やセメント質表面部分に付着しているタバコの脂や歯垢などが簡単に取り除かれる。
【００３１】
さらに、歯の付け根や裏側、歯間の歯石なども徐々に剥離する。虫歯などで生じた歯の孔底部に、このハイドロキシアパタイトを唾液で練ったペーストを詰めると、孔底部がコーテイングされて冷水などの刺激に対して緩和される。
【００３２】
特に、このハイドロキシアパタイト粉末を濡らした軟質な獣毛の歯ブラシにつけて朝晩３分間ブラッシングすると、歯槽膿漏部が治癒され数日から１週間で歯肉の盛り上がりが認められる。ブラッシングし、口をすすいだ後この粉末を適量口に含ませると、この効果はより顕著に認められる。
【００３３】
洗顔剤（パック）として用いた場合、顔面や手足などの体表面の脂質を極めて良く吸収し、皮膚の血行を旺盛にし、さらに手などの皮膚で顔面や体表面を摩擦することにより、角質層が容易に除去され皮膚に張りが生じてきてシワがなくなって肌がスベスベするという点で大変に好ましいものとなる。特に化学薬品などの化粧品を落すことは、少量で１回の洗顔も完璧にできる。
【００３４】
頭皮に塗布すると、毛髪の脂質が吸収され微細なハイドロキシアパタイトの結晶が毛髪表面に付着するので、櫛が通らなくなる程であるが、毛髪の無い頭皮部分や毛髪の少ない頭皮に塗布すると、頭皮の脂質は取り除かれ血行が良くなってくる。継続すると毛髪の少ない部分の抜け毛が防止できるだけでなく、新たな毛髪の成長が期待できる。
【００３５】
止血された切創部や火傷部に、このハイドロキシアパタイトのペーストを塗布すると切創部に密着し、患部を乾燥させて感染を防止しながら回復を助長することが期待できる。種々の皮膚炎にも効果的で、塗布、ハイドロキシアパタイトを入れた風呂の入浴で、かゆみ等は完全になくなり患部は乾燥され、雑菌の抑制作用があるため、治癒期間が短縮される。
【００３６】
一方、食品に添加する場合、例えばパンを作る際小麦粉にハイドロキシアパタイトを添加したとき、従来のハイドロキシアパタイトが均質に分散されないのに対して、極めて良好に分散されるため、添加率を大きくすることが可能であり、食べ易くなるという優れた特徴をもっている。直接摂取すると骨密度の増大が期待できる。生体内で、このハイドロキシアパタイト成形体は良好な生体活性を示す。
【００３７】
松柏等の盆栽用肥料として、粒状又は塊状のハイドロキシアパタイトを用土に加えると、この表面で微生物が生長し、徐々にハイドロキシアパタイトを溶解するため、遅効性肥料として骨粉に比べて少量で済み、管理がし易い特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明で用いる一実施例の装置の側面を示した説明図。
【図２】この発明で得られたハイドロキシアパタイトのＸ線チャート
【符号の説明】
１……電解槽、２……電解液、３……カソード電極、４……アノード電極、５……アノード容器蓋、６……アノード電極、７……電極支持体、８，９……小孔、１０……原料の生体、１１……パッキン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing hydroxyapatite and a biological compound-dissolved aqueous solution, and uses a process similar to coal dry distillation, petroleum refining, etc. to dissolve, recrystallize, and recycle a living body electrochemically. In particular, the present invention relates to a method for simultaneously producing a biological compound-dissolved aqueous solution and hydroxyapatite from a living body containing one or more selected from the group consisting of minerals, amino acids, collagen, proteins, sugars and lipids and containing hydroxyapatite. A biological compound-dissolved aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of trace amounts of minerals, amino acids, collagen, proteins and saccharides by dissolving and recrystallizing a living body in an aqueous solution using an electrode reaction without using a chemical. And a method for producing a large amount of hydroxyapatite containing one or more selected from the group consisting of a trace amount of mineral, amino acid, collagen and protein in a safe and inexpensive manner.
[0002]
[Prior art]
When a living body is made into a resource, it has been dissolved, extracted, calcined, etc. by individual methods, paying attention to a necessary biological compound. Conventionally, peptides and hydroxyapatite are easily taken into living tissues and are indispensable materials for their growth. Therefore, natural materials or synthesized materials have been used as culture solutions and artificial bones.
[0003]
Peptides are synthesized by biotechnology using natural materials (for example, proteins) with chemicals (for example, HCl) or natural materials or synthetic materials using enzymes. When the protein was decomposed using chemicals, a large amount of peptide was obtained in a short time, but the yield of the target peptide was small because the decomposition reaction could not be controlled. On the other hand, when synthesized by biotechnology, precise management of the enzyme reaction is required, and it is difficult to obtain a large amount of peptides at low cost.
[0004]
In the present invention, the target peptide can be obtained by controlling the anodic reaction by the electrolysis conditions such as the type and composition of the living body, the type, composition, concentration, electrolysis temperature, anodic current density, anode material and potential of the supporting electrolyte. It was possible to obtain a large amount of bacterial nutrients that were obtained in a high yield and used for culturing inactive bacteria. Furthermore, it could be separated and purified by extraction and electrophoresis, and used as a raw material for biotechnology.
[0005]
Hydroxyapatite has attracted attention as a biocompatible material. The production method is mainly a wet chemical synthesis method, and various proposals have been made for this. For example, in JP-A-4-20971, when synthesizing hydroxyapatite by dropping a phosphoric acid aqueous solution into a calcium hydroxide slurry under stirring in an inert gas, a biochemical buffer such as Tris buffer or Good's buffer is used. It has been proposed to produce hydroxyapatite having a theoretical composition ratio of Ca / P = 1.67 using the liquid.
[0006]
However, such chemically synthesized hydroxyapatite does not contain a trace amount of minerals originally contained in the living body, and has a drawback that it cannot be expected to be used quickly and effectively. Accordingly, when this is used for medical purposes such as bone defect filling such as a denture, there is a problem that sufficient compatibility with a living body cannot be obtained. Furthermore, because of pH control, mass production is difficult and expensive.
[0007]
Recently, a technique for producing natural hydroxyapatite from pig and cow bones has been developed in place of the above chemical synthesis means. This is a method in which bones of cattle and pigs are fluidized and activated while firing in a furnace at high temperature, and gaseous water is sprayed to remove proteins and fats adhering to the bones. However, this method has a problem that since the bone is fired at a high temperature, the crystalline form of hydroxyapatite, which is the main component, changes, and the absorbability to the human body is reduced.
[0008]
As an improvement, JP-A-2-188415 has been proposed. In this method, bone charcoal or calcined bone powder obtained from livestock products is dissolved with an inorganic acid, this is finely filtered, and alkali is added to the filtrate to precipitate hydroxyapatite.
[0009]
However, since the hydroxyapatite obtained by this technique is obtained by dissolving calcined bone meal with acid and adding alkali to this, the resulting hydroxyapatite contains proteins, amino acids, peptides, etc., although it contains minerals. The organic compound is not included, and there is a problem that the compatibility with the human body and the absorbability are lacking.
[0010]
For example, when these hydroxyapatites are used as a toothpaste, the abrasiveness is large, and gingival recession and enamel wear are remarkably recognized. Therefore, only a small amount of a toothpaste abrasive can be added. Furthermore, since there is no mineral at all, there is a problem that the enzyme that forms the teeth in saliva absorbs hydroxyapatite and the effect of recovering the enamel defect is very small.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a living body having no coagulation property containing at least one selected from the group consisting of minerals, amino acids, collagens, proteins and saccharides by putting a living body in an electrolytic cell at room temperature and passing an electric current between the electrodes. At the same time, inexpensively and safely mass-produce a compound-dissolved aqueous solution and recrystallized hydroxyapatite containing one or more selected from the group consisting of minerals, amino acids, collagen, and proteins that are very similar to natural hydroxyapatite produced in vivo It is what.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes at least animal bones and / or teeth arranged in a predetermined size in an electrolytic cell, and further includes one or more of meat, skin, egg, lipid, blood and organ. Put the living body containing the mixture, dissolve the living body in the aqueous anode solution near the anode, crystallize some of the dissolved components in the aqueous cathode solution near the cathode, then filter the electrolyte and remove the filtrate from the living body. A method for producing hydroxyapatite and a biological compound-dissolved aqueous solution, wherein the compound-dissolved aqueous solution is used, and the residue is hydroxyapatite.
In the present invention, hydroxyapatite contains one or more selected from the group consisting of minerals, amino acids, collagen and proteins , and the biological compound-dissolved aqueous solution is selected from the group consisting of minerals, amino acids, collagen, proteins and saccharides. It is preferred to include one or more .
In the present invention, the liquid level of the electrolytic cell is preferably covered with a cathode aqueous solution.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory view showing a side surface of an apparatus used in the method for producing a peptide and hydroxyapatite of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electrolytic cell, in which an electrolytic solution 2 is present. It is preferable to use an edible organic acid such as physiological saline, seawater, salt, and vinegar as the supporting electrolyte. A cathode electrode 3 is connected to the electrolytic solution 2 in the electrolytic cell 1.
[0014]
An anode container 4 is provided at the center of the electrolytic cell 1 with its lid 5 attached, and an anode electrode 6 is provided therein. This anode electrode 6 is fixed to the lower part of the electrode support 7 protruding to the outside of the electrolytic cell 1. The material of the electrodes for both the cathode and the anode is graphite. Depending on the use of hydroxyapatite, Ti, Pt, or DSA (Dimensionally Stable Anode) is used for the anode.
[0015]
The electrode support 7 is made of graphite or Ti having a surface coated with an insulating film such as polyethylene. The anode container 4 is provided with small holes 8 and 9 on the side and bottom thereof. The anode container 4 is filled with a large number of raw materials (mixtures) 10. The raw materials used here are those obtained by pulverizing bones, teeth, skin, meat, etc., which are livestock waste, such as pigs and cows, from 0.3 g to 30 g, and commercially available bone meal after sieving.
[0016]
The anode container 4 is held by being immersed in the electrolytic solution 2 (cathode solution) of the electrolytic cell 1. The electrode support 7 protrudes from the upper part of the anode container 4, and a packing 11 is inserted into the electrode support penetration part of the lid 5 of the anode container 4, and the gas generated from the anode during electrolysis passes through this penetration part. And avoid getting out of the air intensively.
[0017]
In this state, a direct current of 10 V is applied between the electrodes, and a current of 10 A is applied and held for 160 hours. Then, the living body 10 in the anode container 4 is decomposed, the electrolyte solution becomes brownish at the cathode 3, and a lot of fine particles float in the electrolyte solution. Become. When this state is reached, the power supply is stopped, and the electrolytic solution 2 is extracted from the electrolytic cell 1 with a pump or the like.
[0018]
The extracted electrolyte solution 2 is allowed to stand, and an unreacted living body that immediately settles, and a small amount of lipid floating on the electrolytic cell liquid surface are removed. Thereafter, the electrolyte solution 2 containing fine particles is filtered to separate a biological compound-dissolved aqueous solution mainly composed of peptides and hydroxyapatite particles. In this way, a biological compound-dissolved aqueous solution is obtained from the filtrate. When using a biological compound-dissolved aqueous solution as a culture solution, it is necessary to remove the supporting electrolyte. If physiological saline is electrolyzed as an electrolytic solution, the electrolytic solution can be used as it is as a bacterial culture solution containing bacterial nutrients.
[0019]
On the other hand, water is added to the filtered fine particles, and the mixture is stirred and allowed to stand to remove the supernatant. By repeating this operation, one or more selected from the group consisting of amino acids, collagen, proteins, lipids and saccharides attached to the surface of the fine particles and the supporting electrolyte are removed. Next, this liquid is filtered with a filter cloth to collect a paste-like residue. This is naturally dried for one week or more to obtain a lump of hydroxyapatite. In order to obtain a biological compound-dissolved aqueous solution having a high concentration, it is possible to easily use a filtrate containing a peptide repeatedly for electrolysis.
[0020]
【Example】
Using the same apparatus as the electrolysis apparatus shown in FIG. 1, a biological compound-dissolved aqueous solution and hydroxyapatite were produced using a living body as a raw material. In FIG. 1, 1 is a polypropylene electrolytic cell having a volume of 25 l. The anode container was also made of polypropylene and had a volume of 9 l.
[0021]
As the raw material, 10 kg of commercially available bone meal obtained by sieving to 1 mm to 10 mm or pulverized pork bone to about 5 to 50 mm (corner) and 1 kg of beef striped meat were used. A 2-20% saline solution was used as the electrolyte. The electrolyte is filtered every 160 hours energized, and the filtrate is reused while replenishing the supporting electrolyte and water. The electrolyte is exchanged every 640 hours energized, and an appropriate amount of biological material is replenished in the anode container, and about DC 10V was applied and 10A was energized intermittently for 6 months (4,160 hours). Various living bodies that do not contain hydroxyapatite other than teeth and bones were directly put into the cathode aqueous solution. When the electrolysis was completed, or every 160 hours energized, the electrolyte was extracted with a pump and transferred to another container.
[0022]
Fine streaks and lipids floating above the liquid were removed, and unsettled unreacted bone was removed, followed by filtration to obtain aqueous precipitates of biological compounds mainly composed of peptides and hydroxyapatite. The filtrate was then repeatedly used 5 times as a supporting electrolyte and an electrolyte under the above-mentioned conditions. As a result, 20 l of an aqueous peptide solution of about 30% by weight was finally obtained. It was found that the yield of hydroxyapatite decreases when the electrolytic solution is repeated more than this and a high concentration aqueous peptide solution is used as the electrolytic solution.
[0023]
When a living body containing a large amount of magnesium and potassium in the electrolyte was added to the anode container, the mineral content of hydroxyapatite increased. Carbonate apatite containing one or more selected from the group consisting of amino acids, collagen and proteins was obtained by adding shells into the anode container or stirring the electrolyte by blowing air or CO ₂ through a carbon pipe during electrolysis. . When muscle, liver, chicken egg, pork leg, minced meat, blood and seaweed were added directly to the catholyte solution, a fine foam layer was formed on the surface of the electrolyte, and the anode gas and the catholyte contacted well.
[0024]
Fine particles and suspended precipitates in the electrolytic solution were filtered as described above, 20 l of water was added to the residue, and the mixture was stirred and allowed to stand for 2 hours or more to remove the supernatant. This operation was repeated 10 times. Then, it filtered with the filter cloth and the residue was air-dried for 1 week or more, and the lump and the powdery hydroxyapatite were obtained. When 129 g of this hydroxyapatite was heat treated at 100 ° C., 300 ° C., and 700 ° C. for 1 hr, the weight was reduced to 120 g, 99 g, and 91 g, respectively. When this heat-treated hydroxyapatite was again left in the atmosphere for 5 hours, it absorbed moisture and increased by about 4 g.
[0025]
The weight loss rate by heating varied depending on the production conditions, and the weight loss rates after heat treatment at 100 ° C., 300 ° C. and 700 ° C. after natural drying were in the following ranges, respectively.
Natural drying -100 ° C Weight loss rate: 4-8%
100-300 ° C Weight loss rate: 11-20%
300 ° C to 700 ° C Weight loss rate: 4 to 9%
The yield of hydroxyapatite was 0.5 to 1.5 (kg / 160 hr). When this was X-ray diffracted, it was as shown in Table 1. These are shown in FIG. The peak intensity of porcine bone reported here and the peak intensity of synthesized hydroxyapatite were in good agreement.
[0026]
[Table 1]

[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an aqueous solution of a biological compound mainly composed of a coagulation-inactive peptide and one or more selected from the group consisting of minerals, amino acids, collagens and proteins are used. Such recrystallized hydroxyapatite, which is similar to natural hydroxyapatite, can be obtained easily and safely with a small amount of electricity without using any chemicals or metals.
[0028]
In addition, a biological compound-dissolved aqueous solution containing a peptide as a main component can replace a bacterial culture solution that has conventionally used Tryptone or the like, which solves the coagulation problem and enables mass cultivation at low cost. Furthermore, these peptide aqueous solutions are absorbed through the skin and may act as allergens and cause blisters on the skin of the absorbed part, but can bring about changes in preferences such as food, drinking and smoking.
[0029]
Moreover, since the raw material is not baked as in the production of conventional natural hydroxyapatite, the obtained hydroxyapatite contains water, and further contains one or more selected from the group consisting of minerals, amino acids, collagen and proteins. It is excellent in compatibility with the human body and absorbability.
[0030]
For this reason, for example, this hydroxyapatite powder or paste having no additive can be used as it is for toothpaste, facial cleanser (pack) and the like. If you use it as it is without adding any additives, you can brush this hydroxyapatite on a wet toothbrush and brush it on the tooth enamel or cementitious surface. Etc. are easily removed.
[0031]
Furthermore, the root of the teeth, the back side, and the tartar between the teeth are gradually peeled off. When a paste prepared by kneading hydroxyapatite with saliva is filled in the hole bottom of a tooth generated by caries or the like, the hole bottom is coated and relaxed against irritation such as cold water.
[0032]
In particular, when brushing is applied for 3 minutes in the morning and evening on a soft animal hair toothbrush wetted with this hydroxyapatite powder, the alveolar pus leaking part is healed and gingival swell is observed within a few days to a week. This effect is more noticeable when brushing and rinsing the mouth and adding the appropriate amount of this powder to the mouth.
[0033]
When used as a facial cleanser (pack), it absorbs lipids on the body surface such as the face and limbs very well, vigorously stimulates blood circulation in the skin, and rubs the face and body surface with the skin such as the hands, thereby Is very preferable in that it is easily removed and the skin becomes tense, wrinkles are eliminated and the skin is smooth. In particular, dropping cosmetics such as chemicals can make a single facial cleansing with a small amount.
[0034]
When applied to the scalp, the hair's lipids are absorbed and fine hydroxyapatite crystals adhere to the hair surface, so that the comb does not pass, but when applied to the scalp without hair or with little hair, Lipid is removed and blood circulation improves. If it continues, not only hair loss of a part with few hairs can be prevented but growth of new hair can be expected.
[0035]
When this hydroxyapatite paste is applied to a cut wound or burned part that has been hemostatic, it can be expected to adhere to the cut part and dry the affected part to promote infection while preventing infection. It is also effective against various dermatitis, and itching is eliminated completely by applying and bathing in a bath containing hydroxyapatite, and the affected area is dried and has an action of suppressing various bacteria, thereby shortening the healing period.
[0036]
On the other hand, when adding to food, for example when adding hydroxyapatite to wheat flour when making bread, the conventional hydroxyapatite is not uniformly dispersed, but it is dispersed very well, so increase the addition rate It has an excellent feature that it is possible and easy to eat. Increased bone density can be expected when taken directly. In vivo, this hydroxyapatite molded product exhibits good bioactivity.
[0037]
When granular or massive hydroxyapatite is added to the soil as a bonsai fertilizer, such as matsutake mushrooms, microorganisms grow on this surface and gradually dissolve hydroxyapatite. There is a feature that it is easy to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a side of an apparatus according to an embodiment used in the present invention.
FIG. 2 X-ray chart of hydroxyapatite obtained in the present invention
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrolytic cell, 2 ... Electrolyte, 3 ... Cathode electrode, 4 ... Anode electrode, 5 ... Anode container lid, 6 ... Anode electrode, 7 ... Electrode support, 8, 9 ... Small Hole, 10 ... Raw material of raw material, 11 ... Packing.

Claims

A living body comprising at least an animal bone and / or tooth sized to a predetermined size in an electrolytic cell, and further containing one or more of meat, skin, egg, lipid, blood and organ. And dissolve the living body in the aqueous anode solution near the anode, crystallize some of the dissolved components in the aqueous cathode solution near the cathode, then filter the electrolyte and use the filtrate as the biological compound-dissolved aqueous solution. A method for producing hydroxyapatite and a biological compound-dissolved aqueous solution, wherein the residue is hydroxyapatite.

Hydroxyapatite contains one or more selected from the group consisting of mineral, amino acid, collagen and protein , and the biological compound-dissolved aqueous solution contains one or more selected from the group consisting of mineral, amino acid, collagen, protein and saccharide The method for producing hydroxyapatite and a biological compound-dissolved aqueous solution according to claim 1 , comprising:

3. The method for producing hydroxyapatite and a biological compound-dissolved aqueous solution according to claim 1, wherein the electrolytic cell is covered with a cathode aqueous solution.