Hüdroksüülapatiidi valem, omadused ja kasutusalad



The hüdroksüülapatiit, tuntud ka kui hüdroksüapatiit või kaltsiumhüdroksüülapatiit, on mineraalfosfaat, kaltsiumhüdroksiidi fosfaat, mille valem on [Ca5 (PO4)3OH], mis moodustab klaasjas ja klaasjas massid, sageli rohelised.

See on looduses harva puhas, kuid sageli segatakse see fluorapatiidiga, milles fluor asendab molekulis hüdroksüülrühma (OH). See segu, mida nimetatakse tahke lahuse seeriaks, on kahe puhta aine pidev keemiline varieeruvus. (Encyclopædia Britannica, 1998).

Indeks

  • 1 Hüdroksüülapatiidi päritolu
  • 2 Keemiline süntees
  • 3 Atribuudid
  • 4 Kasutamine
    • 4.1 - Meditsiin
    • 4.2 2 Hambaravi ja suuhooldus
    • 4.3 3 - Arheoloogia
    • 4.4 4- Muud kasutusalad
  • 5 Viited

Hüdroksüülapatiidi päritolu

Augustin Alexis Damour nimetas seda mineraalainet 1856. aastal kreeka atπατάω (apatao) alt, kuna seda segati sageli teiste mineraalidega (nt Beryl, Milarite) ja eesliide "hydro-", mis tähistab, et see oli rikas vees (hüdroksüülina).

Waldemar Schaller muutis 1912. aastal veidi hüdroksüül-apatiidiks ja seejärel 1935. aastal tutvustas Burri, Jakob, Parker ja Hugo Strunz sõna hydroksüüllapatiit..

Teised mineraalide nimed hõlmavad: piroclasita, ornitita, monita jne. Paljud "karbonaat-apatiidid" on hüdroksüülapatiit, kaasa arvatud mõned dahiliit, kolofaan jne (mindat.org ja Hudsoni mineraaliinstituut, 2017).

Kuni 50 mahuprotsenti ja 70 massiprotsenti inimese luust on hüdroksüülapatiidi modifitseeritud vorm (tuntud kui luu mineraal). Hüdroksüülapatiit, mis on kaltsiumkarbonaadis puudulik, on peamine mineraal, millest koosneb hambaemail ja dentiin.

Hüdroksüülapatiidi kristalle leidub ka väikestes kaltsifikatsioonides (käpasurma ja teiste struktuuride sees), mis on tuntud kui korona arenacea või "aju liiv" (Miami Center for Cosmetic and Implant Dentistry, S.F..

Keemiline süntees

Hüdroksüapatiiti võib sünteesida mitmete meetoditega, nagu märg keemiline sadestamine, biomimeetiline sadestamine, sool-geel (keemiline sadestamine märgprotsessis) või elektrodepositsioon.

On välja pakutud (Bouyer, Gitzhofer, & Boulos, 2000), et hüdroksüapatiidi nanokristall-suspensiooni saab valmistada niiske keemilise sadestamise reaktsiooniga, järgides järgmist reaktsiooni võrrandit:

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

Mitmed uuringud on näidanud, et hüdroksüapatiidi sünteesi niiske keemia abil saab parandada ultraheli abil. Hüdroksüapatiidi ultraheli abiga süntees (sono-süntees) on edukas meetod kõrge kvaliteedistandardiga nanostruktureeritud hüdroksüapatiidi tootmiseks.

Ultraheli marsruut võimaldab toota nii nano-kristallilist hüdroksüapatiiti kui ka modifitseeritud osakesi, näiteks nanosfääre ja komposiitvaiku..

Omadused

Hüdroksüülapatiit on apatiitide rühma mineraal, millel on sub-klaaskeha, vaigu, vahajas, rasvane või mullane läige, tavaliselt valge, kollane-hall või roheline. Selle ühiku raku valem on Ca5(PO4)3(OH), mille molekulmass on 502,31 g / mol ja mille tihedus on 3,14 kuni 3,21 g / ml.

Sellel on kuusnurkne kristallstruktuur, mis on dipüramidaalse klassi kristall. Selle kõvadus on 5 ja see elab tabelikristallidena ning stalagmiitidena, sõlmedena ja kristallilistes massiivsetes servades (Apatite- (CaOH) Mineral Data, S.F.).

Kasutamine

1 - Meditsiin

Hüdroksüülapatiit on inimese kehas hammaste ja luude sees. Seetõttu kasutatakse seda tavaliselt täiteainena amputeeritud luu asendamiseks või kattekihina, mis soodustab luu kasvu proteeside implantaatides..

Paljud kaasaegsed implantaadid, näiteks puusaliigese asendused ja luujuhtimise implantaadid, on kaetud hüdroksüülapatiidiga. On oletatud, et see võib soodustada osseointegratsiooni (L. Sedel, 1997).

Titaani ja roostevabast terasest implantaadid on sageli kaetud hüdroksüapatiidiga, et keha trikkida ja vähendada implantaadi tagasilükkamise määra.

Hüdroksüapatiiti võib kasutada ka juhul, kui on tühi või luu defekte. See protsess viiakse läbi materjali pulbrite, plokkide või helmeste kaudu, mis on paigutatud kahjustatud luude piirkondadesse.

Tänu oma bioaktiivsusele stimuleerib see luu kasvu ja taastab defekti. See protsess võib olla alternatiiviks allogeensetele ja ksenogeensetele luu siirikutele. Tulemuseks on tavaliselt lühemad paranemisajad kui need, mida täheldati hüdroksüapatiidi kasutamisel.

Modifitseeritud hüdroksüülapatiidi kasutamine avab võimalused kunstlike luuainete valmistamiseks implantaatidele ja mitmesugustele ravimitele, et ravida erinevaid pehmete kudede ja limaskesta kahjustusi..

Hüdroksüülapatiit on väga efektiivne toimeaine paljude näo pehmete kudede augmentatsiooni piirkondade jaoks ja on seotud kõrge ja hästi tõestatud ohutusprofiiliga.

Hüdroksüülapatiit ühendab kõrge elastsuse ja viskoossusega võime tekitada pikaajalist kollageeni moodustumist, mis muudab selle ideaalseks vahendiks globaalse näo lähenemise jaoks (Jani Van Loghem, 2015).

Hüdroksüülapatiidil on veel üks erikasutus HIV-positiivsetele inimestele, kes kannatavad näo lipoatrofia all, mida tuntakse ka näotõrjeks, mis on retroviirusevastaste ravimite kõrvaltoime (American Plastic Surgeons Society, S.F.)..

2 - hambaravi ja suuhooldus

Emali koostis on 97 massiprotsenti nano-hüdroksüapatiiti ja 3 massiprotsenti orgaanilist materjali ja vett. Dentiinis on nano-hüdroksüapatiit 70 massiprotsenti.

Kuna nano-hüdroksüapatiit on emaili põhikomponent, annab see helge valge välimuse ja väldib valguse hajutatavat peegeldumist, sulgedes emaili pinna väikesed poorid..

Sünteetiline nano-hüdroksüapatiit jäljendab loodusliku dentiini hüdroksüapatiidi või emailiga apatiidi suurust.

Katsetulemused demonstreerivad nano-hüdroksüapatiidi eeliseid emaili parandamisel, mis on viinud selle lisamiseni hambapastadesse ja suuvee lahendustesse, et soodustada emailitud või demineraliseeritud dentiinipindade taastamist hüdroksüapatiidi nanoosakeste ladestamise teel. defektid (FLUIDINOVA, SF).

3. Arheoloogia

Arheoloogias saab analüüsida inimeste ja loomade jääkide hüdroksüülapatiiti, et rekonstrueerida vanad dieedid, ränded ja paleoklimaatika. Luu ja hammaste mineraalfraktsioonid toimivad mikroelementide, sealhulgas süsiniku, hapniku ja strontsiumi reservuaarina.

Inimese ja fauna hüdroksüülapatiidi stabiilsete isotoopide analüüsi saab kasutada selleks, et näidata, kas toit oli valdavalt maismaal või merel (süsinik, strontsium), looma või inimese (hapniku, strontsiumi) geograafiline päritolu ja rändetavad. taastada varasemad temperatuurid ja kliimamuutused (hapnik).

Luude depositsiooniline muutus võib aidata kaasa luu kollageeni lagunemisele, mis on stabiilne isotoopide analüüsimiseks vajalik valk.

4- Muud kasutusalad

Leiti, et hüdroksüapatiiti sisaldavatest nanostruktuuridest koosnevad õhufiltrid olid CO absorbeerimisel ja lagunemisel tõhusad, mis võib lõpuks viia selle kasutamist auto heitgaaside vähendamiseks..

2014. aastal sünteesiti alginaat / nano-hüdroksüapatiidi ühend ja testiti selles valdkonnas fluoriidi adsorbendina. See biokomposiit eemaldas fluoriidi ioonivahetusmehhanismi kaudu ja on bioloogiliselt kokkusobiv ja biolagunev.

Hiljuti töötati välja ja analüüsiti edukalt katalüüsi ja valkude eraldamisel nanostruktureeritud kaltsiumfosfaate, mis viitab sellele, et nende materjalide jaoks on veel palju uuenduslikke rakendusi..

Viited

  1. Ameerika plastist kirurgide selts. (S.F.). Nahakaudsed täiteained: kaltsiumhüdroksüülapatiit. Taaskasutatud plastkirurgiast: plasticsurgery.org.
  2. Apatiidi- (CaOH) mineraalandmed. (S.F.). Veebiserverist taastunud: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F. ja Boulos, M. I. (2000). Hüdroksüapatiidi nanokristall-suspensiooni morfoloogiline uuring. Ajakirjandus materjaliteadusest: meditsiinilised materjalid. 11 (8), 523-531. 
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 20. september). Hüdroksüülapatiit. Välja otsitud andmebaasist Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). hüdroksüapatiidi omaduste kasutamine ja rakendused. Taastunud fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Kaltsiumhüdroksüülapatiit. J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1) :, 38-49. 
  7. Sedel, C. R. (1997). Biokeraamika, 10. köide. Pariis: Elsevieri teadus.
  8. Miami kosmeetikatoodete ja implantaatide hambaravi keskus. (S.F.). Luu ja hammaste mineraal: hüdroksüülapatiit. Taastatud miamicosmeticdentalcare'ist: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org ja Hudsoni mineraaliinstituut. (2017, 20. aprill). Hüdroksüülapatiit. Välja otsitud aadressilt mindat.org.