Hidroksilapatitna formula, lastnosti in uporaba



The hidroksilapatit, znan tudi kot hidroksiapatit ali kalcijev hidroksilapatit, je mineralni fosfat, kalcijev hidroksid fosfat, katerega formula je [Ca]5 (PO4)3OH], ki tvori steklaste in steklaste mase, pogosto zelene.

Redko je v naravi čista, vendar se pogosto meša s fluorapatitom, v katerem fluor v molekuli nadomešča hidroksilno skupino (OH). Ta zmes, imenovana serija trdnih raztopin, je neprekinjeno kemično odstopanje med dvema čistama snovima. (Encyclopædia Britannica, 1998).

Indeks

  • 1 Izvor hidroksilapatita
  • 2 Kemijska sinteza
  • 3 Lastnosti
  • 4 Uporabe
    • 4.1 1- Zdravilo
    • 4.2 2- Zobozdravstvo in ustna nega
    • 4.3 3 - Arheologija
    • 4.4 4 - Druge uporabe
  • 5 Reference

Izvor hidroksilapatita

Ta mineral so leta 1856 poimenovali hidroapatiti Augustin Alexis Damour iz grškega ἀπατάω (apatao), saj so ga pogosto zamenjali z drugimi minerali (npr. Beryl, Milarite) in predpono "hydro-", ki označuje, da je bil bogat v vodi (kot hidroksil).

Waldemar Schaller je leta 1912 rahlo spremenil ime v hidroksil apatit, nato pa sta ga leta 1935 uvedla beseda hidroksillapatit, ki so jo uvedli Burri, Jakob, Parker in Hugo Strunz.

Druga imena, ki se uporabljajo za ta mineral, so: piroclasita, ornitita, monita itd. Veliko "karbonat-apatit" je hidroksilapatit, vključno z nekaterimi dahiliti, kolofani itd. (Mindat.org in Hudsonov inštitut za mineralogijo, 2017).

Do 50 vol.% In 70 mas.% Človeških kosti je modificirana oblika hidroksilapatita (znana kot mineralna kost). Hidroksilapatit s pomanjkanjem kalcijevega karbonata je glavni mineral, iz katerega so sestavljeni zobni emajl in dentin.

Kristali hidrokilapatita najdemo tudi v majhnih kalcifikacijah (znotraj epifize in drugih struktur), znanih kot corona arenacea ali "cerebralni pesek" (Miami center za kozmetične in implantološke zobozdravnike, S.F.).

Kemijska sinteza

Hidroksiapatit se lahko sintetizira z več metodami, kot so mokra kemična usedlina, biomimetična usedlina, sol-gel pot (kemično obarjanje z mokrim postopkom) ali elektrodepozicija.

Predlagano je bilo (Bouyer, Gitzhofer, & Boulos, 2000), da se lahko hidroksiapatitna nanokristalna suspenzija pripravi z mokro kemijsko reakcijo, ki sledi naslednji reakcijski enačbi:

10Ca (OH)2 + 6H3PO4 → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18H2O

Več študij je pokazalo, da se sinteza hidroksiapatita preko mokre kemije lahko izboljša z ultrazvokom moči. Ultrazvočna sinteza (sonosinteza) hidroksiapatita je uspešna tehnika za proizvodnjo nanostrukturiranega hidroksiapatita z visokimi standardi kakovosti..

Ultrazvočna pot omogoča izdelavo nano-kristaliničnega hidroksiapatita kot tudi modificiranih delcev, na primer nanosfere in kompozitne smole..

Lastnosti

Hidroksilapatit je mineral iz skupine apatitov s sub-steklastim, smolnatim, voskastim, maščobnim ali zemeljskim sijajem, pogosto bela, rumeno-siva ali zelena. Formula enote celice je Ca5(PO4)3(OH), katerega molekulska masa je 502,31 g / mol in ima gostoto med 3,14 in 3,21 g / ml.

Ima šesterokotno kristalno strukturo, ki je kristal dipiramidnega razreda. Njegova trdota je 5 in naseljuje kot tabularne kristale in kot stalagmite, nodule in kristalne do masivne grebene (Apatit- (CaOH) Mineral Data, S.F.).

Uporabe

1 - Medicina

Hidroksilapatit najdemo v človeškem telesu v zobih in kosteh. Zato se običajno uporablja kot polnilo za nadomestitev amputirane kosti ali kot premaz za spodbujanje rasti kosti v protetičnih vsadkih..

Številni sodobni vsadki, npr. Zamenjava kolka in vsadki za kostno prevodnost, so prevlečeni s hidroksilapatitom. Predlagano je bilo, da bi to lahko spodbudilo osteointegracijo (L. Sedel, 1997)..

Implantati iz titana in nerjavečega jekla so pogosto prekriti s hidroksiapatitnimi prevlekami, da preganjajo telo in zmanjšajo hitrost zavrnitve vsadka..

Hidroksiapatit se lahko uporablja tudi v primerih, kjer obstajajo praznine ali poškodbe kosti. Ta postopek se izvaja preko praškov, blokov ali kroglic materiala, ki se nahaja v prizadetih predelih kosti.

Zaradi svoje bioaktivnosti spodbuja rast kosti in obnavlja napako. Ta postopek je lahko alternativa alogenskim in ksenogenskim kostnim presadkom. Običajno povzroči krajše čase zdravljenja od tistih, ki so jih opazili, če hidroksiapatit ni bil uporabljen.

Uporaba modificiranega hidroksilapatita odpira možnosti za pripravo umetnih kostnih snovi za vsadke in široko paleto zdravil za zdravljenje različnih mehkih tkiv in lezij sluznice posameznika..

Hidroksilapatit je zelo učinkovito sredstvo za množično povečanje mehkih tkiv obraza in je povezan z visokim in dobro uveljavljenim varnostnim profilom..

Hidroksilapatit združuje visoko elastičnost in viskoznost s sposobnostjo, da povzroči dolgotrajno tvorbo kolagena, zaradi česar je idealno sredstvo za globalni obrazni pristop (Jani Van Loghem, 2015).

Hidroksilapatit ima še eno posebno uporabo za HIV-pozitivne ljudi, ki trpijo za obrazno lipoatrofijo, znano tudi kot izčrpavanje obraza, ki je neželeni učinek protiretrovirusnih zdravil (American Society of Plastic Surgeons, S.F.).

2. Zobozdravstvo in ustna nega

Zmes emajla je 97 mas.% Nano-hidroksiapatita in 3 mas.% Organskega materiala in vode. V dentinu nanohidroksiapatit predstavlja 70 mas.%.

Ker je nanohidroksiapatit glavna sestavina sklenine, daje svetlo belo podobo in odpravlja difuzno odbojnost svetlobe tako, da zapira majhne pore emajlirane površine..

Sintetični nanohidroksiapatit posnema velikost naravnega dentin hidroksiapatita ali emajlnega apatita.

Eksperimentalni rezultati kažejo prednosti nanohidroksiapatita pri popravilu sklenine, ki je privedel do vključitve v zobne paste in raztopine za ustno vodo za spodbujanje obnove sklenine ali demineraliziranih površin z deponiranjem nanodelcev hidroksiapatita v napake (FLUIDINOVA, SF).

3 - Arheologija

V arheologiji je mogoče analizirati hidroksilapatit človeških in živalskih ostankov, da bi rekonstruirali stare prehrane, migracije in paleoklimatizem. Mineralne frakcije kosti in zob delujejo kot rezervoar elementov v sledovih, vključno z ogljikom, kisikom in stroncijem.

Analiza stabilnih izotopov človeškega in živalskega hidroksilapatita se lahko uporabi za določitev, ali je bila prehrana pretežno kopenska ali morska (ogljik, stroncij), geografsko poreklo in migracijske navade živali ali človeka (kisika, stroncija) in rekonstruirati pretekle temperature in podnebne spremembe (kisik).

Postdeponentna sprememba kosti lahko prispeva k razgradnji kostnega kolagena, proteina, potrebnega za analizo stabilnih izotopov..

4. Druge uporabe

Ugotovljeno je bilo, da so bili zračni filtri, sestavljeni iz nanostruktur, ki vsebujejo hidroksiapatit, učinkoviti pri absorpciji in razgradnji CO, kar bi lahko sčasoma pripeljalo do njegove uporabe pri zmanjševanju onesnaževal avtomobilskih izpušnih plinov..

Leta 2014 je bila sintetizirana alginatna / nano-hidroksiapatitna spojina in testirana na terenu kot adsorbent za fluorid. Ta biokompozit je odstranil fluorid z mehanizmom ionske izmenjave in je biokompatibilen in biorazgradljiv.

V zadnjem času so bile razvite in uspešno uporabljene aplikacije v katalizi in ločevanju beljakovin z uporabo nanostrukturiranih kalcijevih fosfatov, kar nakazuje, da veliko inovativnih aplikacij za te materiale še ni prišlo..

Reference

  1. Ameriško združenje plastičnih kirurgov. (S.F.). Dermalna polnila: kalcijev hidroksilapatit. Izterjal iz plastike: plasticsurgery.org.
  2. Podatki o mineralih iz apatita (CaOH). (S.F.). Izterjal od webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F., in Boulos, M. I. (2000). Morfološka študija nanokristalne suspenzije hidroksiapatita. Journal of Science Science: Materiali v medicini. 11 (8), 523-531. 
  4. Enciklopedija Britannica. (1998, 20. september). Hidroksilapatit. Vzpostavljeno iz Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). uporabe in uporabe lastnosti hidroksiapatita. Izterjano iz fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Kalcijev hidroksilapatit. J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1):, 38-49. 
  7. Sedel, C.R. (1997). Biokeramika, zvezek 10. Pariz: Elsevier science.
  8. Miami center za kozmetiko in implantološko zobozdravstvo. (S.F.). Miner kosti in zob: hidroksilapatit. Izterjal iz miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org in Ministrski inštitut Hudson. (2017, 20. april). Hidroksilapatit. Vzpostavljeno iz mindat.org.