Hydroxylapatitový vzorec, vlastnosti a použití



hydroxylapatit, také známý jako hydroxyapatit nebo hydroxylapatit vápenatý, je minerální fosfát, fosforečnan vápenatý, jehož vzorec je [Ca5 (PO4)3OH], který tvoří sklovité a sklovité hmoty, často zelené.

To je zřídka čisté v přírodě, ale je často míchán s fluorapatite, ve kterém fluor nahradí hydroxylovou skupinu (OH) v molekule. Tato směs, označovaná jako série pevných roztoků, je kontinuální chemickou variací mezi dvěma čistými látkami. (Encyclopædia Britannica, 1998).

Index

  • 1 Původy hydroxylapatitu
  • 2 Chemická syntéza
  • 3 Vlastnosti
  • 4 Použití
    • 4.1
    • 4.2 2- Stomatologie a orální péče
    • 4.3 3 - Archeologie
    • 4.4 4- Ostatní použití
  • 5 Odkazy

Původy hydroxylapatitu

Tento minerál byl pojmenován hydro-apatit v roce 1856 Augustin Alexis Damour, The Greek ἀπατάω (apatao), protože to je často zaměňován s dalšími minerály (např Beryl, Milarita), a předpona „hydro“ k označení, že byl bohatý ve vodě (jako hydroxyl).

Waldemar Schaller v roce 1912 mírně změnil název na hydroxylový apatit a následně v roce 1935 zavedl Burri, Jakob, Parker a Hugo Strunz slovo hydroxylupatit..

Jiné názvy aplikované na tento minerál zahrnují: piroclasita, ornitita, monita, atd. Mnoho “karbonát-apatit” je hydroxylapatite, včetně nějakého dahilite, colophane, etc. (mindat.org a Hudson institut mineralogie, 2017) \ t.

Až 50% objemových a 70% hmotnostních lidské kosti je modifikovaná forma hydroxylapatitu (známá jako kostní minerál). Hydroxylapatit s nedostatkem uhličitanu vápenatého je hlavním minerálem, ze kterého se skládá zubní sklovina a dentin.

Hydroxylapatitu krystaly se nacházejí také v malých kalcifikace (v epifýze a dalších struktur), známý jako koruna arenaceous nebo „mozek písku“ (Miami Centrum pro kosmetické a implantát stomatologie, S.F.).

Chemická syntéza

Hydroxyapatit lze syntetizovat několika způsoby, jako je mokré chemické usazování, biomimetická depozice, cesta sol-gel (chemické srážení mokrým procesem) nebo elektrolytické nanášení..

Bylo navrženo (Bouyer, Gitzhofer, & Boulos, 2000), že suspenze hydroxyapatitových nanokrystalů může být připravena mokrou chemickou srážkovou reakcí podle následující reakční rovnice:

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

Několik studií prokázalo, že syntézu hydroxyapatitu prostřednictvím mokré chemie lze zlepšit výkonovým ultrazvukem. Ultrazvuková asistovaná syntéza (sono-syntéza) hydroxyapatitu je úspěšná technika pro výrobu nanostrukturovaného hydroxyapatitu s vysokými standardy kvality.

Ultrazvuková cesta umožňuje vyrábět nanokrystalický hydroxyapatit a modifikované částice, například nanosféry a kompozitní pryskyřice..

Vlastnosti

Hydroxylapatit je minerál ze skupiny apatitů se sub-skelnými, pryskyřičnými, voskovými, mastnými nebo zemitými lesky, obvykle bílými, žlutošedými nebo zelenými. Vzorec jeho jednotkové buňky je Ca5(PO4)3(OH), jehož molekulová hmotnost je 502,31 g / mol a má hustotu mezi 3,14 a 3,21 g / ml.

Má hexagonální krystalickou strukturu, která je krystalem dipyramidové třídy. Jeho tvrdost je 5 a obývá se jako tabulkové krystaly a jako stalagmity, uzliny a krystalické až masivní hřebeny (Apatite- (CaOH) Mineral Data, S.F.).

Použití

1. Lékařství

Hydroxylapatit se nachází uvnitř lidského těla v zubech a kostech. Proto se běžně používá jako plnivo pro náhradu amputované kosti nebo jako povlak na podporu růstu kostí v protetických implantátech..

Mnoho moderních implantátů, například náhrad kyčelního kloubu a implantátů kostí, jsou potaženy hydroxylapatitem. Bylo navrženo, že to může podpořit osseointegraci (L. Sedel, 1997)..

Implantáty z titanu a nerezové oceli jsou často pokryty hydroxyapatitovými povlaky, aby se tělo roztáhlo a snížila se míra odmítnutí implantátu.

Hydroxyapatit lze také použít v případech, kdy se vyskytují dutiny nebo kostní defekty. Tento proces se provádí pomocí prášků, bloků nebo kuliček materiálu, který je umístěn v postižených oblastech kosti.

Díky své biologické aktivitě stimuluje růst kostí a obnovuje defekt. Tento způsob může být alternativou k alogenním a xenogenním kostním štěpům. Obvykle to má za následek kratší dobu hojení než ty, které nebyly pozorovány při použití hydroxyapatitu.

Aplikace modifikovaného hydroxylapatitu otevírá možnosti pro přípravu umělých kostních látek pro implantáty a širokou paletu léků pro léčbu různých měkkých tkání a slizničních lézí jedince..

Hydroxylapatit je velmi účinným činidlem pro mnoho oblastí augmentace měkkých tkání obličeje a je spojen s vysokým a dobře zavedeným bezpečnostním profilem..

Hydroxylapatit kombinuje vysokou elasticitu a viskozitu se schopností vyvolat dlouhodobou tvorbu kolagenu, což z něj činí ideální prostředek pro globální přístup k obličeji (Jani Van Loghem, 2015).

Hydroxylapatitu má další zvláštní využití pro HIV-pozitivní osoby trpící obličeje lipodystrofií, také známý jako obličeje chřadnutí, což je vedlejší účinek antiretrovirálních léků (American Society of Plastic Surgeons, S.F.).

2 - Stomatologie a ústní hygiena

Složení smaltu je 97% hmotn. Nano-hydroxyapatitu a 3% hmotn. Organického materiálu a vody. V dentinu představuje nano-hydroxyapatit 70% hmotnostních.

Vzhledem k tomu, že nano-hydroxyapatit je hlavní složkou skloviny, poskytuje jasný bílý vzhled a eliminuje difuzní odrazivost světla uzavřením malých pórů povrchu skloviny..

Syntetický nano-hydroxyapatit napodobuje velikost přírodního dentinu hydroxyapatitu nebo skloviny apatitu.

Experimentální výsledky ukazují výhody nano-hydroxyapatit opravy skloviny, což vedlo k jejich začlenění do zubní pasty a ústní vody řešení na podporu obnovy smaltovaných povrchů nebo demineralizované dentinu usazuje hydroxyapatitu nanočástice v vady (FLUIDINOVA, SF).

3 - Archeologie

V archeologii lze analyzovat hydroxylapatit lidských a zvířecích pozůstatků, aby se rekonstruovala stará strava, migrace a paleoklimatika. Minerální frakce kostí a zubů působí jako rezervoár stopových prvků, včetně uhlíku, kyslíku a stroncia.

Analýza stabilních izotopů humánní a faunal hydroxylapatitu může být použit pro indikaci, zda dieta byla převážně pozemní nebo mořské (uhlík, stroncium), zeměpisného původu a migrační návyky zvířete nebo člověka (kyslík, stroncia) a rekonstruovat minulé teploty a změny klimatu (kyslík).

Post-depoziční změna kosti může přispět k degradaci kostního kolagenu, což je protein nezbytný pro analýzu stabilních izotopů..

4- Ostatní použití

Bylo zjištěno, že vzduchové filtry složené z nanostruktur obsahujících hydroxyapatit byly účinné při absorpci a rozkladu CO, což by mohlo nakonec vést k jeho použití při snižování emisí znečišťujících látek z automobilů..

V roce 2014 byla syntetizována alginátová / nano-hydroxyapatitová sloučenina a testována na poli jako adsorbent pro fluorid. Tento biokompozit odstranil fluorid prostřednictvím mechanismu iontové výměny a je biologicky kompatibilní a biologicky rozložitelný.

V nedávné době byly vyvinuty a úspěšně testovány aplikace v katalýze a separaci proteinů za použití nanostrukturovaných fosforečnanů vápenatých..

Odkazy

  1. Americká společnost plastických chirurgů. (S.F.). Dermální výplně: Hydroxylapatit vápenatý. Vyrobeno z plastů: plasticurgery.org.
  2. Apatit- (CaOH) minerální data. (S.F.). Obnoveno z webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F., & Boulos, M. I. (2000). Morfologické studium suspenze hydroxyapatitových nanokrystalů. Věda materiálů: Materiály v medicíně. 11 (8), 523-531. 
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 20. září). Hydroxylapatit. Zdroj: Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). použití a použití hydroxyapatitových vlastností. Získáno z fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Hydroxylapatit vápenatý. J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1) :, 38-49. 
  7. Sedel, C. R. (1997). Bioceramics, Volume 10. Paris: Elsevierova věda.
  8. Miami centrum pro kosmetiku a zubní lékařství. (S.F.). Kostní a zubní minerál: Hydroxylapatit. Obnoveno z miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org a Mineralogický institut v Hudsonu. (2017, 20. dubna). Hydroxylapatit. Zdroj: mindat.org.