Formula hidroxilapatită, proprietăți și utilizări



hidroxilapatit, cunoscută și sub numele de hidroxiapatită sau hidroxilapatită de calciu, este un fosfat mineral, fosfat de hidroxid de calciu, a cărui formulă este [Ca5 (PO4)3OH], care formează cristale și mase sticloase, adesea verzi.

Rareori este pură în natură, dar este adesea amestecată cu fluorapatită, în care fluorul înlocuiește grupa hidroxil (OH) din moleculă. Acest amestec, numit seria de soluții solide, este o variație chimică continuă între cele două substanțe pure. (Encyclopædia Britannica, 1998).

Figura 1: apariția hidroxilapatitei

index

  • 1 Origini ale hidroxilapatitei
  • 2 Sinteza chimică
  • 3 Proprietăți
  • 4 Utilizări
    • 4.1 - Medicină
    • 4.2 - Stomatologie și îngrijire orală
    • 4.3 3- Arheologie
    • 4.4 - Alte utilizări
  • 5 Referințe

Originea hidroxilapatitei

Acest mineral a fost numit hidro-apatită în 1856 de Augustin Alexis Damour, The ἀπατάω greacă (apatao), deoarece este adesea confundat cu alte minerale (de exemplu, Beryl, Milarita), plus prefixul „hidro“ pentru a indica faptul că a fost bogat în apă (ca hidroxil).

Waldemar Schaller a schimbat ușor numele la hidroxilapatită în 1912 și apoi cuvântul hidroxilapatită Burri, Jakob, Parker si Hugo Strunz a fost introdus în 1935.

Alte nume aplicate acestui mineral includ: piroclasita, ornitita, monita, etc. Mulți "carbonați-apatiți" sunt hidroxilapatiți, inclusiv unele dahilite, colofane, etc. (mindat.org și Institutul Hudson de Mineralogie, 2017).

Până la 50% în volum și 70% din greutatea osului uman este o formă modificată de hidroxilapatită (cunoscută sub numele de minerale osoase). Hidroxilapatita cu deficit de carbonat de calciu este principalul mineral din care sunt compuse smaltul dentar și dentina.

Cristale hydroxylapatite sunt, de asemenea, găsite în calcifieri mici (în glanda pineală și alte structuri), cunoscut sub numele sterp coroană sau „nisip creier“ (Miami Centrul pentru cosmetice si Implant Dentistry, S.F.).

Sinteza chimică

Hidroxiapatita poate fi sintetizată prin mai multe metode, cum ar fi depozitarea chimică umedă, depunerea biomimetică, calea sol-gel (precipitarea chimică prin procedee umede) sau electrodepunerea.

S-a propus (Bouyer, Gitzhofer, & Boulos, 2000) suspendarea nanocristale de hidroxiapatita poate fi preparat prin reacția precipitare chimică umedă următoarea ecuație de reacție:

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

Mai multe studii au arătat că sinteza hidroxiapatitei prin chimie umedă poate fi îmbunătățită prin ultrasunete. Sinteza asistată cu ultrasunete (sono-sinteza) de hidroxiapatită este o tehnică de succes pentru a produce hidroxiapatita nanostructurată cu standarde de înaltă calitate.

Traseul cu ultrasunete permite producerea hidroxiapatitei nano-cristaline, precum și a particulelor modificate, de exemplu nanosfere și rășini compozite.

proprietăţi

Hidroxilapatita este un mineral al grupului de apatite cu luciu subtricos, rasinos, ceros, gras sau pământ, de obicei alb, galben sau verde. Formula celulei sale unice este Ca5(PO4)3(OH), a cărui masă moleculară este 502,31 g / mol și are o densitate între 3,14 și 3,21 g / ml.

Are o structură cristalină hexagonală, fiind un cristal clasic biparamidic. duritatea sa este de 5 și sălășluiește cristale tabulare ca stalagmite, noduli si creste mase cristaline (Apatite- (CaOH) Date Mineral, S.F.).

aplicații

Medicină

Hidroxilapatita se gaseste in interiorul corpului uman in dinti si oase. Prin urmare, este utilizat în mod obișnuit ca material de umplutură pentru a înlocui osul amputat sau ca o acoperire pentru a promova creșterea osoasă în implanturile protetice.

Multe implanturi moderne, de exemplu, înlocuitori de șold și implanturi de conducere osoasă, sunt acoperite cu hidroxilapatită. Sa sugerat că acest lucru poate promova osteointegrarea (L. Sedel, 1997).

Titanele și implanturile din oțel inoxidabil sunt adesea acoperite cu acoperiri cu hidroxiapatită pentru a păcăli organismul și a reduce rata de respingere a implantului.

Hidroxiapatita poate fi de asemenea folosită în cazurile în care există goluri sau defecte osoase. Acest proces se realizează prin pulberi, blocuri sau bile de material care se află în zonele afectate de os.

Datorită bioactivității sale, stimulează creșterea osoasă și restabilește defectul. Acest proces poate fi o alternativă la grefele osoase alogene și xenogene. În mod obișnuit, rezultă o perioadă de vindecare mai scurtă decât cea observată dacă hidroxiapatita nu a fost utilizată.

Aplicarea hidroxilapatite modificate deschide oportunități pentru prepararea implanturilor osoase artificiale și substanțe pentru o varietate de medicamente pentru a trata leziunile diferite țesuturi moi și mucoase ale individului.

Hidroxilapatita este un agent foarte eficient pentru multe zone de mărire a țesutului facial moale și este asociat cu un profil de siguranță ridicat și bine stabilit.

Hidroxilapatita combină elasticitatea și vâscozitatea cu capacitatea de a induce formarea colagenului pe termen lung, ceea ce îl face un agent ideal pentru o abordare facială globală (Jani Van Loghem, 2015).

Hidroxilapatită are o altă utilizare specială pentru persoanele HIV pozitive care suferă de lipoatrofie faciale, de asemenea, cunoscut sub numele de emaciere facială, care este un efect secundar al medicamentelor antiretrovirale (Societatea Americana a Chirurgilor Plastici, S.F.).

2 - Stomatologie și îngrijire orală

Compoziția de email este de 97% în greutate nano-hidroxiapatită și 3% în greutate material organic și apă. În dentină, nano-hidroxiapatita reprezintă 70% din greutate.

Deoarece nano-hidroxiapatita este componenta principală a smalțului, îi conferă un aspect de luminos și elimină reflectivitatea difuză a luminii prin închiderea porii mici ale suprafeței smalțului.

Nano-hidroxiapatita sintetică imită mărimea hidroxiapatitei dentine naturale sau a apatitei de email.

Rezultatele experimentale demonstrează avantajele smalț repararea nano-hidroxiapatită, care a condus la încorporarea lor în toothpastes și soluții de apă de gură pentru a promova refacerea suprafețelor emailate sau dentina demineralizata depunerea nanoparticule de hidroxiapatită in defecte (FLUIDINOVA, SF).

3 - Arheologie

În arheologie, hidroxilapatita de reziduuri umane și animale poate fi analizată pentru a reconstrui vechile diete, migrații și paleoclimatice. Fracțiile minerale ale osului și dinților acționează ca un rezervor de oligoelemente, incluzând carbon, oxigen și stronțiu.

Analiza izotopilor stabili ai hidroxilapatite umane și faunistică poate fi folosit pentru a indica dacă o dietă a fost predominant terestră sau marină (carbon, stronțiu), originea geografică și obiceiurile de migrație ale unui animal sau a unei ființe umane (oxigen, stronțiu) și reconstruiesc temperaturile din trecut și schimbările climatice (oxigen).

Alternarea post-depozitivă a osului poate contribui la degradarea colagenului osoase, proteina necesară pentru analiza izotopilor stabili.

4- Alte utilizări

Sa constatat că filtrele de aer compuși nanostructurale care conțin hidroxiapatită au fost eficiente în absorbția și descompunerea CO, care ar putea duce la utilizarea acestuia în reducerea poluanților de eșapament de automobile.

În 2014, a fost sintetizat și testat în câmp un compus alginat / nano-hidroxiapatit ca un adsorbant pentru fluorură. Acest biocompozit a eliminat fluorura printr-un mecanism de schimb ionic și este biocompatibil și biodegradabil.

Recent, aplicații în cataliză și separarea proteinelor au fost dezvoltate și testate cu succes folosind nanostructurat fosfat de calciu, ceea ce sugerează că multe utilizări inovatoare pentru aceste materiale vin.

referințe

  1. Societatea Americana de Chirurgie Plastica. (S.F.). Suprafețe dermice: hidroxilapatită de calciu. Recuperat din plastica chirurgie: plasticsurgery.org.
  2. Apata- (CaOH) Date minerale. (S.F.). Recuperat din webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F. și Boulos, M. I. (2000). Studiu morfologic al suspensiei de nanocristal de hidroxiapatită. Jurnalul Științei Materialelor: Materiale în Medicină. 11 (8), 523-531.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 septembrie). Hidroxilapatită. Adus de la Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). proprietăți de hidroxiapatită și aplicații. Se recuperează din fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M.Y. (2015). Hidroxilapatita de calciu. J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1) :, 38-49.
  7. Sedel, C. R. (1997). Bioceramica, volumul 10. Paris: știința Elsevier.
  8. Centrul Miami pentru stomatologie cosmetică și implant. (S.F.). Minerale osoase și dinte: hidroxilapatită. Recuperat de la miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org și Institutul Hudson de Mineralogie. (2017, 20 aprilie). Hidroxilapatită. Adus de la mindat.org.