Τύπος υδροξυαπατίτη, ιδιότητες και χρήσεις



Το υδροξυαπατίτη, επίσης γνωστή ως υδροξυαπατίτης ή υδροξυλαπατίτης ασβεστίου, είναι ένα φωσφορικό ανόργανο, φωσφορικό υδροξείδιο του ασβεστίου, του οποίου ο τύπος είναι [Ca5 (PO4)3ΟΗ], που σχηματίζει υαλώδεις και υαλώδεις μάζες, συχνά πράσινες.

Είναι σπάνια καθαρή στη φύση, αλλά συχνά αναμιγνύεται με φθοροαπατίτη, όπου το φθόριο αντικαθιστά την υδροξυλομάδα (ΟΗ) στο μόριο. Αυτό το μίγμα, που ονομάζεται σειρά στερεών διαλυμάτων, είναι μια συνεχής χημική διακύμανση μεταξύ των δύο καθαρών ουσιών. (Encyclopædia Britannica, 1998).

Ευρετήριο

  • 1 Προέλευση του υδροξυλαπατίτη
  • 2 Χημική σύνθεση
  • 3 Ιδιότητες
  • 4 Χρήσεις
    • 4.1 1- Ιατρική
    • 4.2 2- Οδοντιατρική και στοματική φροντίδα
    • 4.3 3- Αρχαιολογία
    • 4.4 4 - Άλλες χρήσεις
  • 5 Αναφορές

Προέλευση του υδροξυλαπατίτη

Το ορυκτό ονομάστηκε υδρο-απατίτη το 1856 από τον Augustin Αλέξης Damour, η ἀπατάω ελληνικά (apatao), επειδή είναι συχνά συγχέεται με άλλα μέταλλα (π.χ. Beryl, Milarita), συν το πρόθεμα «υδροηλεκτρική» για να υποδηλώσει ότι ήταν πλούσια σε νερό (ως υδροξύλιο).

Ο Waldemar Schaller άλλαξε ελαφρώς το όνομα σε υδροξυλαπατίτη το 1912 και στη συνέχεια η λέξη υδροξυλαπατίτη εισήχθη από τους Burri, Jakob, Parker και Hugo Strunz το 1935.

Άλλα ονόματα που χρησιμοποιούνται σε αυτό το ορυκτό περιλαμβάνουν: piroclasita, ornitita, monita, κλπ. Πολλοί "ανθρακικοί-απατίτες" είναι υδροξυλαπατίτες, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων δαχιλίτη, κολοφάνης κλπ. (Mindat.org και το Ινστιτούτο Ορυκτολογίας του Hudson, 2017).

Μέχρι 50% κατ 'όγκο και 70% κατά βάρος ανθρώπινου οστού είναι μια τροποποιημένη μορφή υδροξυλαπατίτη (γνωστή ως ορυκτό οστού). Το υδροξυαπατίτη με έλλειψη ανθρακικού ασβεστίου είναι το κύριο ορυκτό από το οποίο αποτελείται το οδοντικό σμάλτο και η οδοντίνη.

Οι υδροξυλαπατίτη κρύσταλλοι βρίσκονται επίσης σε μικρές αποτιτανώσεις (εντός του αδένα της επίφυσης και άλλες δομές), γνωστό ως κορώνα arenaceous ή «άμμου εγκεφάλου» (Μαϊάμι Κέντρο για καλλυντικά και Εμφυτευμάτων Οδοντιατρική, S.F.).

Χημική σύνθεση

Ο υδροξυαπατίτης μπορεί να συντεθεί με διάφορες μεθόδους όπως η υγρή χημική εναπόθεση, η βιομιμητική εναπόθεση, η οδός sol-gel (χημική καταβύθιση με υγρή διαδικασία) ή η ηλεκτροαπόθεση.

Έχει προταθεί (Bouyer, Gitzhofer, & Boulos, 2000) εναιώρημα του υδροξυαπατίτη νανοκρυστάλλων μπορεί να παρασκευαστεί με αντίδραση της υγρής χημικής καταβύθισης ακόλουθη εξίσωση αντίδρασης:

10Ca (ΟΗ)2 + 6Η3PO4 → Ca10(PO4)6(ΟΗ)2 + 18Η2Ο

Αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι η σύνθεση του υδροξυαπατίτη μέσω υγρής χημείας μπορεί να βελτιωθεί με υπερηχογράφημα ισχύος. Η υποβοηθούμενη από υπερήχους σύνθεση (sono-synthesis) του υδροξυαπατίτη είναι μια επιτυχημένη τεχνική για την παραγωγή νανοδομημένου υδροξυαπατίτη με υψηλά ποιοτικά πρότυπα.

Η οδός υπερήχων επιτρέπει την παραγωγή νανοκρυσταλλικού υδροξυαπατίτη καθώς και τροποποιημένων σωματιδίων, για παράδειγμα νανοσφαίρες και σύνθετες ρητίνες.

Ιδιότητες

Ο υδροξυαπατίτης είναι ένα ανόργανο άλας της ομάδας των απατιτών με υπο-υαλοειδή, ρητινώδη, κηρώδη, λιπαρά ή γήινα λάμψη, συνήθως λευκό, κίτρινο-γκρι ή πράσινο. Ο τύπος του κυττάρου μονάδας είναι Ca5(PO4)3(ΟΗ), του οποίου το μοριακό βάρος είναι 502,31 g / mol και έχει πυκνότητα μεταξύ 3,14 και 3,21 g / ml.

Έχει εξαγωνική κρυσταλλική δομή, που είναι κρύσταλλο διπυραμιδικής κατηγορίας. Η σκληρότητα της είναι 5 και κατοικεί ως πίνακες κρυστάλλων και ως σταλαγμίτες, οζίδια και σε κρυσταλλικές έως μαζικές κορυφογραμμές (Apatite- (CaOH) Mineral Data, S.F.).

Χρησιμοποιεί

1- Ιατρική

Ο υδροξυλαπατίτης βρίσκεται μέσα στο ανθρώπινο σώμα στα δόντια και στα οστά. Ως εκ τούτου, είναι συνήθως χρησιμοποιείται ως πληρωτικό για την αντικατάσταση ακρωτηριασμένο οστών ή ως επικάλυψη για την προώθηση της ανάπτυξης των οστών σε προσθετικά εμφυτεύματα.

Πολλά σύγχρονα εμφυτεύματα, για παράδειγμα αντικαταστάσεις ισχίου και εμφυτεύματα οστικής αγωγής, επικαλύπτονται με υδροξυλαπατίτη. Έχει προταθεί ότι αυτό μπορεί να προάγει την οστεοενσωμάτωση (L. Sedel, 1997).

Τα εμφυτεύματα τιτανίου και ανοξείδωτου χάλυβα καλύπτονται συχνά με επικαλύψεις υδροξυαπατίτη για να ξεγελάσουν το σώμα και να μειώσουν το ποσοστό απόρριψης εμφυτεύματος.

Ο υδροξυαπατίτης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις που υπάρχουν κενά ή ελαττώματα οστού. Η διαδικασία αυτή διεξάγεται μέσω σκονών, τεμαχίων ή σφαιριδίων του υλικού που τοποθετείται στις πληγείσες περιοχές του οστού.

Λόγω της βιοδραστικότητας, διεγείρει την ανάπτυξη των οστών και αποκαθιστά το ελάττωμα. Αυτή η διαδικασία μπορεί να είναι μια εναλλακτική λύση σε αλλογενή και ξενογενή μοσχεύματα οστού. Τυπικά έχει ως αποτέλεσμα βραχύτερους χρόνους επούλωσης από εκείνους που παρατηρήθηκαν εάν δεν χρησιμοποιήθηκε υδροξυαπατίτης.

Η εφαρμογή του τροποποιημένου υδροξυλαπατίτη ανοίγει τις ευκαιρίες για την παρασκευή τεχνητών οστικών ουσιών για εμφυτεύματα και μια μεγάλη ποικιλία φαρμάκων για να θεραπεύσει διαφορετικές βλάβες μαλακού ιστού και βλεννογόνου του ατόμου.

Ο υδροξυλαπατίτης είναι ένας πολύ αποτελεσματικός παράγοντας για πολλές περιοχές αύξησης του μαλακού ιστού του προσώπου και συνδέεται με ένα υψηλό και καθιερωμένο προφίλ ασφαλείας.

Ο υδροξυλαπατίτης συνδυάζει υψηλή ελαστικότητα και ιξώδες με την ικανότητα να προκαλέσει μακροχρόνιο σχηματισμό κολλαγόνου που τον καθιστά ιδανικό παράγοντα για μια παγκόσμια θεματική προσέγγιση (Jani Van Loghem, 2015).

Υδροξυαπατίτη έχει άλλη ειδική χρήση για τους ανθρώπους του ιού HIV που πάσχουν από λιποατροφία του προσώπου, γνωστή και ως σπατάλη του προσώπου, η οποία είναι μια παρενέργεια των αντιρετροϊκών φαρμάκων (Αμερικανική Εταιρεία Πλαστικής Χειρουργικής, S.F.).

2- Οδοντιατρική και στοματική φροντίδα

Η σύνθεση σμάλτου είναι 97% κατά βάρος νανο-υδροξυαπατίτη και 3% κατά βάρος οργανικό υλικό και νερό. Στην οδοντίνη, ο νανο-υδροξυαπατίτης αντιπροσωπεύει 70% κατά βάρος.

Καθώς ο νανο-υδροξυαπατίτης είναι το κύριο συστατικό του σμάλτου, δίνει μια έντονη λευκή εμφάνιση και εξαλείφει τη διάχυτη ανακλαστικότητα του φωτός κλείνοντας τους μικρούς πόρους της επιφάνειας του σμάλτου.

Ο συνθετικός νανο-υδροξυαπατίτης μιμείται το μέγεθος του φυσικού οδοντικού υδροξυαπατίτη ή του απάτη σμάλτου.

Τα πειραματικά αποτελέσματα αποδεικνύουν τα πλεονεκτήματα των νανο-υδροξυαπατίτη σμάλτο επισκευής, η οποία έχει οδηγήσει σε ενσωμάτωση τους σε οδοντόκρεμες και στοματικά διαλύματα για την προώθηση της αποκατάστασης των επιφανειών σμάλτου ή απιονισμένο οδοντίνης εναπόθεση υδροξυαπατίτη νανοσωματίδια σε ελαττώματα (FLUIDINOVA, SF).

3- Αρχαιολογία

Στην αρχαιολογία, ο υδροξυλαπατίτης ανθρώπινων και ζωικών υπολειμμάτων μπορεί να αναλυθεί για να αναδημιουργήσει παλιές δίαιτες, μεταναστεύσεις και παλαιοκλιματικά. Τα ορυκτά κλάσματα των οστών και των δοντιών λειτουργούν ως δεξαμενή ιχνοστοιχείων, συμπεριλαμβανομένου του άνθρακα, του οξυγόνου και του στροντίου.

Η ανάλυση των σταθερών ισοτόπων των ανθρώπινων και πανίδας υδροξυλαπατίτη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να υποδείξει κατά πόσον μια δίαιτα ήταν κυρίως επίγεια ή θαλάσσια (άνθρακας, στρόντιο), της γεωγραφικής προέλευσης και μεταναστευτικές συνήθειες ενός ζώου ή ενός ανθρώπου (οξυγόνο, στρόντιο) και να ανακατασκευάσει τις θερμοκρασίες του παρελθόντος και τις κλιματικές μεταβολές.

Η μεταθετική μεταβολή του οστού μπορεί να συμβάλει στην αποικοδόμηση του κολλαγόνου των οστών, της πρωτεΐνης που είναι απαραίτητη για την ανάλυση σταθερών ισοτόπων.

4- Άλλες χρήσεις

Διαπιστώθηκε ότι τα φίλτρα αέρα που αποτελούνται από νανοδομές που περιέχουν υδροξυαπατίτη ήταν αποτελεσματικά στην απορρόφηση και την αποσύνθεση του CO, πράγμα που θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει στη χρήση του στην μείωση των ρύπων των καυσαερίων αυτοκινήτων..

Το 2014, συντέθηκε μια ένωση αλγινικού / νανο-υδροξυαπατίτη και δοκιμάστηκε στο πεδίο ως προσροφητικό για το φθόριο. Αυτός ο βιοσυμβατός απομακρύνει το φθορίδιο μέσω ενός μηχανισμού ανταλλαγής ιόντων και είναι βιοσυμβατός και βιοαποικοδομήσιμος.

Πρόσφατα, οι εφαρμογές στην κατάλυση και τον διαχωρισμό των πρωτεϊνών αναπτύχθηκαν και δοκιμάστηκαν με επιτυχία χρησιμοποιώντας νανοδομημένα φωσφορικά ασβεστίου, υποδεικνύοντας ότι πολλές καινοτόμες εφαρμογές για αυτά τα υλικά πρόκειται να έρθουν ακόμα.

Αναφορές

  1. Αμερικανική Εταιρεία Πλαστικών Χειρουργών. (S.F.). Δερματικά πληρωτικά: Υδροξυλαπατίτης ασβεστίου. Ανάκτηση από την πλαστική χειρουργική: plasticsurgery.org.
  2. Στοιχεία ορυκτών Apatite- (CaOH). (S.F.). Ανάκτηση από webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, Ε., Gitzhofer, F., & Boulos, Μ. Ι. (2000). Μορφολογική μελέτη του νανοκρυσταλλικού εναιωρήματος υδροξυαπατίτη. Εφημερίδα της Επιστήμης των Υλικών: Υλικά στην Ιατρική. 11 (8), 523-531. 
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 Σεπτεμβρίου). Υδροξυαπατίτη. Ανακτήθηκε από το Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). ιδιότητες υδροξυαπατίτη και εφαρμογές. Ανακτήθηκε από fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, Μ. Υ. (2015). Υδροξυλαπατίτης ασβεστίου. J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1) :, 38-49. 
  7. Sedel, C. R. (1997). Bioceramics, τόμος 10. Παρίσι: Επιστήμη Elsevier.
  8. Το Κέντρο Μαϊάμι για την Οδοντιατρική Καλλυντικών και Εμφυτευμάτων. (S.F.). Ο οστικός και οδοντικός ορυκτός: Υδροξυλαπατίτης. Ανάκτηση από τη μυαλοσυναισθηματική φροντίδα: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org και το Ινστιτούτο Ορυκτολογίας του Hudson. (2017, 20 Απριλίου). Υδροξυαπατίτη. Ανακτήθηκε από το mindat.org.