Hydroxylapatit Formel, Egenskaber og Anvendelser



den hydroxylapatit, også kendt som hydroxyapatit eller calciumhydroxylapatit, er et mineralphosphat, calciumhydroxidphosphat, hvis formel er [Ca5 (PO4)3OH], som danner glasagtige og glasagtige masser, ofte grønne.

Det er sjældent rent i naturen, men blandes ofte med fluorapatit, hvor fluor erstatter hydroxylgruppen (OH) i molekylet. Denne blanding, kaldet den faste opløsningsserie, er en kontinuerlig kemisk variation mellem de to rene stoffer. (Encyclopædia Britannica, 1998).

indeks

  • 1 Oprindelse af hydroxylapatit
  • 2 Kemisk syntese
  • 3 Egenskaber
  • 4 anvendelser
    • 4.1 1- Medicin
    • 4.2 2- Tandpleje og mundtlig pleje
    • 4.3 3- Arkeologi
    • 4.4 4- Andre anvendelser
  • 5 referencer

Oprindelse af hydroxylapatit

Dette mineral blev opkaldt hydro-apatit i 1856 af Augustin Alexis Damour, den ἀπατάω græsk (apatao), fordi det er ofte forveksles med andre mineraler (f.eks Beryl, Milarita), plus præfikset "hydro" til at betegne det var rig i vand (som hydroxyl).

Waldemar Schaller ændrede sig lidt til hydroxylapatit i 1912, og efterfølgende blev ordet hydroxyllapatit introduceret af Burri, Jakob, Parker og Hugo Strunz i 1935.

Andre navne anvendt til dette mineral omfatter: piroclasita, ornitita, monita osv. Mange "carbonat-apatit" er hydroxylapatit, herunder nogle dahilit, colophane osv. (Mindat.org og Hudson Institute of Mineralogy, 2017).

Op til 50 volumenprocent og 70 vægtprocent humant knogle er en modificeret form for hydroxylapatit (kendt som knoglemineral). Hydroxylapatit mangelfuld i calciumcarbonat er det vigtigste mineral, som dental emalje og dentin er sammensat af.

Hydroxylapatit krystaller findes også i små forkalkninger (inden pinealkirtlen og andre strukturer), kaldet krone arenaceous eller "hjerne sand" (Miami Center for Kosmetiske og Implant Dentistry, S.F.).

Kemisk syntese

Hydroxyapatit kan syntetiseres ved adskillige metoder, såsom våd kemisk deponering, biomimetisk aflejring, sol-gel-rute (kemisk udfældning ved våd proces) eller elektrodeposition.

Det er blevet foreslået (Bouyer, Gitzhofer & Boulos, 2000) at hydroxyapatit nanokrystal-suspensionen kan fremstilles ved en våd kemisk udfældningsreaktion efter den følgende reaktionsligning:

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

Flere undersøgelser har vist, at syntesen af ​​hydroxyapatit via vådkemi kan forbedres ved hjælp af ultralyd. Den ultralydassisterede syntese (sonosyntese) af hydroxyapatit er en succesfuld teknik til fremstilling af nanostruktureret hydroxyapatit med høje kvalitetsstandarder.

Ultralydruten tillader fremstilling af nanokrystallinsk hydroxyapatit såvel som modificerede partikler, for eksempel nanosfærer og kompositharpikser.

egenskaber

Hydroxylapatit er et mineral af gruppen af ​​apatitter med underglasagtige, harpiksholdige, voksagtige, fede eller jordiske glansarter, almindeligvis hvide, gulgrå eller grønne. Formlen for dens enhedscelle er Ca5(PO4)3(OH), hvis molekylvægt er 502,31 g / mol og har en densitet mellem 3,14 og 3,21 g / ml.

Den har en sekskantet krystallinsk struktur, der er en dipyramidal klasse krystal. Dens hårdhed er 5, og den beboer som tabulære krystaller og som stalagmitter, knuder og i krystallinske til massive højder (Apatite- (CaOH) Mineral Data, S.F.).

applikationer

1- medicin

Hydroxylapatit findes i menneskekroppen i tænderne og knoglerne. Derfor anvendes det almindeligvis som et fyldstof til at erstatte den amputerede knogle eller som en belægning for at fremme knoglevæksten i proteseimplantater.

Mange moderne implantater, for eksempel hofteudskiftninger og bindeledningsimplantater, er overtrukket med hydroxylapatit. Det er blevet foreslået, at dette kan fremme osseointegration (L. Sedel, 1997).

Titanium og rustfrit stålimplantater er ofte dækket med hydroxyapatitbelægninger for at lure kroppen og reducere implantatafvisningsraten.

Hydroxyapatit kan også anvendes i tilfælde, hvor der er hulrum eller knoglerfekt. Denne proces udføres gennem pulvere, blokke eller perler af materialet, som er anbragt i de berørte områder af knogle.

På grund af dets bioaktivitet stimulerer den knoglevæksten og genopretter defekten. Denne proces kan være et alternativ til allogene og xenogene knogletransplantater. Typisk resulterer i kortere helbredende gange end de observerede, hvis hydroxyapatit ikke blev anvendt.

Anvendelsen af ​​modificeret hydroxylapatit åbner mulighederne for fremstilling af kunstige knoglematerialer til implantater og en lang række lægemidler til at helbrede forskellige bløddels- og mucosale læsioner hos den enkelte.

Hydroxylapatit er et meget effektivt middel til mange områder af forøgelse af blødvæv i ansigtet og er forbundet med en høj og veletableret sikkerhedsprofil.

Hydroxylapatit kombinerer høj elasticitet og viskositet med evnen til at inducere langsigtet kollagendannelse, hvilket gør det til et ideelt middel til en global ansigtsbehandling (Jani Van Loghem, 2015).

Hydroxylapatit har en anden særlig brug for hiv-positive mennesker, der lider af ansigtet lipoatrofi, også kendt som ansigts spilde, hvilket er en bivirkning af antiretroviral medicin (American Society of Plastic Surgeons, S. F.).

2- Tandpleje og mundtlig pleje

Emaljesammensætningen er 97 vægt% nanohydroxyapatit og 3 vægt% organisk materiale og vand. I dentin repræsenterer nanohydroxyapatitten 70 vægtprocent.

Da nanohydroxyapatitten er den vigtigste komponent i emaljen, giver den et klart hvidt udseende og eliminerer lysets diffuse reflektivitet ved at lukke emalens overflade.

Syntetisk nano-hydroxyapatit efterligner størrelsen af ​​naturlig dentinhydroxyapatit eller emaljeapatit.

De eksperimentelle resultater viser fordelene ved nano-hydroxyapatit reparation emalje, hvilket har ført til deres inkorporering i tandpastaer og mundskyl løsninger til at fremme genoprettelsen af ​​emaljeoverflader eller demineraliseret dentin aflejring hydroxyapatit nanopartikler i defekter (FLUIDINOVA, SF).

3- arkeologi

I arkeologi kan hydroxylapatitten af ​​menneskelige og animalske rester analyseres for at rekonstruere gamle diæt, migreringer og palaeoklimatiske stoffer. Mineralfraktionerne fra knogler og tænder virker som et reservoir af sporstoffer, herunder kulstof, ilt og strontium.

kan anvendes analysen af ​​stabile isotoper af human og dyrelivet hydroxylapatit at angive, om en diæt var overvejende jord- eller marine (carbon, strontium), geografiske oprindelse og migrerende vaner et dyr eller et menneske (oxygen, strontium) og rekonstruere tidligere temperaturer og klimaændringer (ilt).

Den post-depositionelle ændring af knoglen kan bidrage til nedbrydning af knoglekollagen, proteinet, der er nødvendigt til analyse af stabile isotoper.

4- Andre anvendelser

Det blev konstateret, at luftfiltre sammensat af nanostrukturer indeholdende hydroxyapatit var effektive i absorptionen og dekomponering af CO, hvilket i sidste ende kunne føre til dets anvendelse i reduktionen af ​​automobiludstødningsforurenende stoffer..

I 2014 blev en alginat / nano-hydroxyapatitforbindelse syntetiseret og testet i feltet som et adsorbent til fluorid. Denne biokomposit fjernede fluorid gennem en ionbytningsmekanisme og er biokompatibel og biologisk nedbrydelig.

For nylig blev applikationer i katalyse og proteinseparation udviklet og testet med nanostrukturerede calciumphosphater, hvilket tyder på, at mange innovative applikationer til disse materialer endnu ikke kommer.

referencer

  1. American Society of Plastikkirurger. (S.F.). Hudfiltre: Calciumhydroxylapatit. Genoprettet fra plastikkirurgi: plasticsurgery.org.
  2. Apatit- (CaOH) Mineral Data. (S.F.). Gendannet fra webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F., & Boulos, M. I. (2000). Morfologisk undersøgelse af hydroxyapatit nanokrystal suspension. Journal of Materials Science: Materialer i medicin. 11 (8), 523-531. 
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, september 20). Hydroxylapatit. Hentet fra Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). hydroxyapatite egenskaber anvendelser og applikationer. Gendannet fra fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Calciumhydroxylapatit. J Clin Estesthet Dermatol. 8 (1) :, 38-49. 
  7. Sedel, C.R. (1997). Bioceramics, Volume 10. Paris: Elsevier videnskab.
  8. Miami Center for Kosmetisk og Implantat Tandlægning. (S.F.). Ben- og tandmineral: Hydroxylapatit. Genoprettet fra miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org og Hudson Institute of Mineralogy. (2017, april 20). Hydroxylapatit. Hentet fra mindat.org.