Hydroxylapatitt Formel, Egenskaper og Anvendelser



den hydroxylapatite, også kjent som hydroksyapatitt eller kalsiumhydroksylapatitt, er et mineralfosfat, kalsiumhydroksidfosfat, hvis formel er [Ca5 (PO4)3OH], som danner glassaktige og glassagtige masse, ofte grønne.

Det er sjelden rent i naturen, men blandes ofte med fluorapatitt, hvor fluor erstatter hydroksylgruppen (OH) i molekylet. Denne blandingen, kalt den faste løsningsserien, er en kontinuerlig kjemisk variasjon mellom de to rene substansene. (Encyclopædia Britannica, 1998).

index

  • 1 Opprinnelser av hydroksylapatitt
  • 2 Kjemisk syntese
  • 3 Egenskaper
  • 4 bruksområder
    • 4.1 1- Medisin
    • 4.2 2- Tannpleie og munnpleie
    • 4.3 3- Arkeologi
    • 4.4 4- Andre bruksområder
  • 5 referanser

Opprinnelser av hydroksylapatitt

Dette mineralet ble kåret hydro-apatitt i 1856 av Augustin Alexis Damour, den ἀπατάω Gresk (apatao) fordi det er ofte forveksles med andre mineraler (f.eks Beryl, Milarita), pluss forstavelsen "hydro" å betegne som var rik i vann (som hydroksyl).

Waldemar Schaller endret navnet til hydroksylapatitt i 1912, og senere ble ordet hydroxyllapatitt introdusert av Burri, Jakob, Parker og Hugo Strunz i 1935.

Andre navn brukt på dette mineralet inkluderer: piroclasita, ornitita, monita, etc. Mange "karbonatapatitt" er hydroksylapatitt, inkludert noe dahilitt, kolofan, etc. (mindat.org og Hudson Institute of Mineralogy, 2017).

Opptil 50 volum% og 70 vekt% av humant ben er en modifisert form for hydroksylapatitt (kjent som benmineral). Hydroxylapatitt mangelfull i kalsiumkarbonat er det viktigste mineralet som dental emalje og dentin er sammensatt av.

Hydroksylapatitt krystaller er også funnet i små forkalkninger (innen pinealkjertelen og andre strukturer), kjent som crown sandholdig eller "brain sand" (Miami senter for kosmetisk og Implant Dentistry, S.F.).

Kjemisk syntese

Hydroksyapatitt kan syntetiseres ved hjelp av flere metoder som våt kjemisk innskudd, biomimetisk avsetting, sol-gel-rute (kjemisk utfelling ved våt prosess) eller elektrodeposisjon.

Det har blitt foreslått (Bouyer, Gitzhofer, & Boulos, 2000) at hydroksyapatitt nanokrystalsuspensjonen kan fremstilles ved en fuktig kjemisk utfellingsreaksjon etter følgende reaksjonsligning:

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

Flere studier har vist at syntese av hydroksyapatitt via våtkjemi kan forbedres ved hjelp av ultralyd. Ultrasonisk assistert syntese (sonosyntese) av hydroksyapatitt er en vellykket teknikk for å produsere nanostrukturert hydroksyapatitt med høye kvalitetsstandarder.

Ultralydruten tillater å produsere nanokrystallinsk hydroksyapatitt samt modifiserte partikler, for eksempel nanosfærer og komposittharpikser.

egenskaper

Hydroxylapatitt er et mineral av gruppen av apatitter med underglass, harpiksholdig, voksagtig, fett eller jordaktig glans, vanligvis hvit, gulgrå eller grønn. Formelen av sin enhetscelle er Ca5(PO4)3(OH), hvis molekylvekt er 502,31 g / mol og har en tetthet mellom 3,14 og 3,21 g / ml.

Den har en sekskantet krystallinsk struktur, som er en dipyramidalklassekrystall. Dens hardhet er 5 og den lever som tabulære krystaller og som stalagmitter, knuter og i krystallinske til massive rygger (Apatite- (CaOH) Mineral Data, S.F.).

søknader

1- Medisin

Hydroxylapatitt er funnet i menneskekroppen i tennene og benene. Derfor blir det ofte brukt som et fyllstoff for å erstatte den amputerte bein eller som et belegg for å fremme beinvekst i proteseimplantater.

Mange moderne implantater, for eksempel hofteutskiftninger og beinledningsimplantater, er belagt med hydroksylapatitt. Det har blitt foreslått at dette kan fremme osseointegrasjon (L. Sedel, 1997).

Titanium og rustfritt stålimplantater er ofte dekket med hydroksyapatittbelegg for å lure kroppen og redusere implantatets avvisningsrate.

Hydroksyapatitt kan også brukes i tilfeller der det er hulrom eller benfeil. Denne prosessen utføres gjennom pulver, blokker eller perler av materialet som er plassert i de berørte områdene av bein.

På grunn av sin bioaktivitet stimulerer den benvekst og gjenoppretter defekten. Denne prosessen kan være et alternativ til allogene og xenogene bentransplantater. Vanligvis resulterer i kortere helbredende tider enn de observert hvis hydroksyapatitt ikke ble brukt.

Anvendelsen av modifisert hydroksylapatitt åpner mulighetene for fremstilling av kunstige beinstoffer for implantater og et bredt spekter av legemidler for å kurere forskjellige myke vev og mukosale skader av den enkelte.

Hydroxylapatitt er et meget effektivt middel for mange områder med forsterkning av ansiktsmjukvev og er forbundet med en høy og veletablert sikkerhetsprofil.

Hydroxylapatitt kombinerer høy elastisitet og viskositet med evne til å indusere langsiktig kollagenformasjon som gjør den til en ideell agent for en global ansiktsmetode (Jani Van Loghem, 2015).

Hydroksylapatitt har en annen spesiell anvendelse for HIV-positive mennesker som lider av ansikts lipoatropi, også kjent som avmagring i ansiktet, som er en bivirkning av antiretrovirale medikamenter (American Society of Plastic Surgeons, S.F.).

2- Tannlegen og munnpleie

Emaljesammensetningen er 97 vekt% nano-hydroksyapatitt og 3 vekt% organisk materiale og vann. I dentin representerer nano-hydroksyapatitten 70 vekt%.

Siden nano-hydroxyapatitten er hovedkomponenten i emaljen, gir den et klart hvitt utseende og eliminerer diffus refleksjon av lyset ved å lukke de små porene på emaljeoverflaten.

Syntetisk nano-hydroksyapatitt etterligner størrelsen på naturlig dentinhydroksyapatitt eller emaljeapatitt.

De eksperimentelle resultater viser fordelene med nano-hydroksyapatitt reparasjon emalje, noe som har ført til deres inkorporering i tannpastaer og munnskylleløsninger for å fremme gjenopprettelse av emaljerte overflater eller demineralisert dentin avsetning av hydroksyapatitt-nanopartikler defekter (FLUIDINOVA, SF).

3- arkeologi

I arkeologi kan hydroksylapatitten av menneskelige og animalske rester analyseres for å rekonstruere gamle dietter, migrasjoner og palaeoklimatika. Mineralfraksjonene av bein og tenner fungerer som et reservoar av sporstoffer, inkludert karbon, oksygen og strontium.

Analysen av stabile isotoper av human og faunal hydroksylapatitt kan brukes til å indikere hvorvidt en diett var overveiende terrestriske eller marin (karbon, strontium), geografiske opprinnelse og trekkvaner hos et dyr eller et menneske (oksygen, strontium) og rekonstruere tidligere temperaturer og klimaendringer (oksygen).

Den post-deposisjonelle endringen av beinet kan bidra til nedbrytning av benkollagen, proteinet som er nødvendig for analyse av stabile isotoper.

4- Andre bruksområder

Det ble funnet at luftfiltre sammensatt av nanostrukturer inneholdende hydroksyapatitt var effektive i absorpsjon og dekomponering av CO, noe som til slutt kunne føre til bruken av dette ved reduksjon av bilutslippsforurensninger..

I 2014 ble en alginat / nano-hydroksyapatittforbindelse syntetisert og testet i feltet som et adsorbent for fluorid. Dette biokomposittet fjernet fluorid gjennom en ionbyttermekanisme og er biokompatibel og biologisk nedbrytbar.

Nylig ble applikasjoner i katalyse og proteinseparasjon utviklet og vellykket testet ved hjelp av nanostrukturerte kalsiumfosfater, noe som tyder på at mange innovative applikasjoner for disse materialene ennå ikke kommer.

referanser

  1. American Society of Plastikkirurger. (S.F.). Hudfyllstoffer: Kalsiumhydroksylapatitt. Gjenopprettet fra plastikkirurgi: plasticsurgery.org.
  2. Apatitt- (CaOH) Mineral Data. (S.F.). Gjenopprettet fra webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F., & Boulos, M. I. (2000). Morfologisk studie av hydroksyapatitt nanokrystallsuspensjon. Journal of Materials Science: Materialer i medisin. 11 (8), 523-531. 
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 20. september). Hydroxylapatite. Hentet fra Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). bruk av hydroksyapatittegenskaper og applikasjoner. Gjenopprettet fra fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Kalsiumhydroksylapatitt. J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1) :, 38-49. 
  7. Sedel, C.R. (1997). Bioceramics, Volume 10. Paris: Elsevier vitenskap.
  8. Miami senter for kosmetisk og implantat dentistry. (S.F.). Bone and Tand Mineral: Hydroxylapatite. Gjenopprettet fra miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org og Hudson Institute of Mineralogy. (2017, 20. april). Hydroxylapatite. Hentet fra mindat.org.