Hydroxylapatite Công thức, tính chất và công dụng



các hydroxylapatit, còn được gọi là hydroxyapatite hoặc canxi hydroxylapatite, là một khoáng chất phốt phát, canxi hydroxit phốt phát, có công thức là [Ca5 (PO4)3OH], tạo thành các khối thủy tinh và thủy tinh, thường có màu xanh lá cây.

Nó hiếm khi tinh khiết trong tự nhiên, nhưng thường được trộn với fluorapatite, trong đó flo thay thế nhóm hydroxyl (OH) trong phân tử. Hỗn hợp này, được gọi là loạt dung dịch rắn, là một biến thể hóa học liên tục giữa hai chất tinh khiết. (Encyclopædia Britannica, 1998).

Chỉ số

  • 1 Nguồn gốc của hydroxylapatite
  • 2 Tổng hợp hóa học
  • 3 thuộc tính
  • 4 công dụng
    • 4.1 1- Y học
    • 4.2 2- Nha khoa và chăm sóc răng miệng
    • 4.3 3- Khảo cổ học
    • 4.4 4- Công dụng khác
  • 5 tài liệu tham khảo

Nguồn gốc của hydroxylapatite

Khoáng vật này được gọi là hydro-apatite vào năm 1856 bởi Augustin Alexis Damour, từ tiếng Hy Lạp ἀπατάω (apatao), vì nó thường bị nhầm lẫn với các khoáng chất khác (ví dụ Beryl, Milarite), cộng với tiền tố "hydro-" để biểu thị rằng nó rất giàu trong nước (dưới dạng hydroxyl).

Waldemar Schaller đã thay đổi một chút tên thành hydroxyl apatite vào năm 1912 và sau đó từ hydroxyllapatite được giới thiệu bởi Burri, Jakob, Parker và Hugo Strunz vào năm 1935.

Các tên khác áp dụng cho khoáng sản này bao gồm: piroclasita, ornitita, monita, v.v. Nhiều "carbonate-apatite" là hydroxylapatite, bao gồm một số dahilite, colophane, v.v. (mindat.org và Viện khai thác khoáng sản Hudson, 2017).

Lên đến 50% theo thể tích và 70% trọng lượng của xương người là một dạng hydroxylapatite biến đổi (được gọi là khoáng chất xương). Thiếu hydroxylapatite trong canxi cacbonat là khoáng chất chính từ đó tạo ra men răng và ngà răng.

Các tinh thể hydroxylapatite cũng được tìm thấy trong các vôi hóa nhỏ (bên trong tuyến tùng và các cấu trúc khác) được gọi là corona arenacea hoặc "cát não" (Trung tâm nha khoa thẩm mỹ và cấy ghép Miami, S.F.).

Tổng hợp hóa học

Hydroxyapatite có thể được tổng hợp thông qua một số phương pháp như lắng đọng hóa học ướt, lắng đọng sinh học, đường sol-gel (kết tủa hóa học theo quy trình ướt) hoặc điện di.

Người ta đã đề xuất (Bouyer, Gitzhofer, & Boulos, 2000) rằng huyền phù nano hydroxyapatite có thể được điều chế bằng phản ứng kết tủa hóa học ướt theo phương trình phản ứng sau:

10Ca (OH)2 + 6 giờ3PO4 → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18 giờ2Ôi

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự tổng hợp hydroxyapatite thông qua hóa học ướt có thể được cải thiện bằng siêu âm điện. Sự tổng hợp có hỗ trợ siêu âm (tổng hợp sono) của hydroxyapatite là một kỹ thuật thành công để sản xuất hydroxyapatite cấu trúc nano với tiêu chuẩn chất lượng cao.

Con đường siêu âm cho phép tạo ra hydroxyapatite tinh thể nano cũng như các hạt biến đổi, ví dụ như các ống nano và nhựa composite.

Thuộc tính

Hydroxylapatite là một khoáng chất thuộc nhóm apatit có ánh thủy tinh thể, nhựa, sáp, béo hoặc đất, thường có màu trắng, vàng xám hoặc xanh lục. Công thức của ô đơn vị của nó là Ca5(PO4)3(OH), có trọng lượng phân tử là 502,31 g / mol và có mật độ từ 3,14 đến 3,21 g / ml.

Nó có cấu trúc tinh thể hình lục giác, là một tinh thể lớp lưỡng cực. Độ cứng của nó là 5 và nó sinh sống dưới dạng tinh thể dạng bảng và dưới dạng măng đá, nốt sần và ở dạng tinh thể đến các rặng núi lớn (Apatite- (CaOH) Dữ liệu khoáng sản, S.F.).

Công dụng

1- Y học

Hydroxylapatite được tìm thấy bên trong cơ thể người trong răng và xương. Do đó, nó thường được sử dụng làm chất độn để thay thế xương bị cắt cụt hoặc làm lớp phủ để thúc đẩy sự phát triển của xương trong cấy ghép chân giả.

Nhiều cấy ghép hiện đại, ví dụ thay thế khớp háng và cấy ghép dẫn truyền xương, được phủ bằng hydroxylapatite. Nó đã được đề xuất rằng điều này có thể thúc đẩy osseointegration (L. Sedel, 1997).

Cấy ghép titan và thép không gỉ thường được phủ lớp phủ hydroxyapatite để đánh lừa cơ thể và giảm tỷ lệ từ chối cấy ghép.

Hydroxyapatite cũng có thể được sử dụng trong trường hợp có lỗ rỗng hoặc khuyết tật xương. Quá trình này được thực hiện thông qua bột, khối hoặc hạt của vật liệu được đặt trong các khu vực bị ảnh hưởng của xương.

Do hoạt động sinh học của nó, nó kích thích sự phát triển của xương và phục hồi các khiếm khuyết. Quá trình này có thể là một thay thế cho ghép xương allogeneic và xenogeneic. Thông thường kết quả trong thời gian chữa bệnh ngắn hơn so với những gì quan sát thấy nếu hydroxyapatite không được sử dụng.

Việc áp dụng hydroxylapatite biến đổi mở ra cơ hội cho việc điều chế các chất xương nhân tạo để cấy ghép và nhiều loại thuốc để chữa các tổn thương mô mềm và niêm mạc khác nhau của từng cá nhân.

Hydroxylapatite là một tác nhân rất hiệu quả cho nhiều lĩnh vực tăng cường mô mềm trên khuôn mặt và có liên quan đến một hồ sơ an toàn cao và được thiết lập tốt.

Hydroxylapatite kết hợp độ đàn hồi và độ nhớt cao với khả năng tạo ra sự hình thành collagen lâu dài, làm cho nó trở thành một tác nhân lý tưởng cho cách tiếp cận khuôn mặt toàn cầu (Jani Van Loghem, 2015).

Hydroxylapatite có một công dụng đặc biệt khác đối với những người dương tính với HIV bị rối loạn mỡ mặt, còn được gọi là hốc mặt, là tác dụng phụ của thuốc kháng retrovirus (Hiệp hội bác sĩ phẫu thuật thẩm mỹ Hoa Kỳ, S.F.).

2- Nha khoa và chăm sóc răng miệng

Thành phần men là 97% trọng lượng của nano-hydroxyapatite và 3% trọng lượng của vật liệu hữu cơ và nước. Ở ngà răng, nano-hydroxyapatite chiếm 70% trọng lượng.

Vì nano-hydroxyapatite là thành phần chính của men răng, nó mang lại vẻ ngoài trắng sáng và loại bỏ sự phản xạ khuếch tán của ánh sáng bằng cách đóng các lỗ nhỏ trên bề mặt men.

Tổng hợp nano-hydroxyapatite bắt chước kích thước của ngà răng tự nhiên hydroxyapatite hoặc apatit men.

Các kết quả thí nghiệm đã chứng minh những ưu điểm của nano-hydroxyapatite trong việc sửa chữa men răng, điều này đã dẫn đến sự kết hợp của nó với kem đánh răng và dung dịch nước súc miệng để thúc đẩy phục hồi bề mặt men răng hoặc khử khoáng bằng cách lắng đọng các hạt nano hydroxyapatite trong khuyết tật (FLUIDINOVA, SF).

3- Khảo cổ học

Trong khảo cổ học, hydroxylapatite của người và động vật vẫn có thể được phân tích để tái cấu trúc chế độ ăn uống cũ, di cư và palaeoclimatics. Các thành phần khoáng chất của xương và răng đóng vai trò là nơi chứa các nguyên tố vi lượng, bao gồm carbon, oxy và strontium.

Việc phân tích các đồng vị ổn định của hydroxylapatite ở người và động vật có thể được sử dụng để chỉ ra chế độ ăn chủ yếu là trên cạn hay dưới biển (carbon, strontium), nguồn gốc địa lý và thói quen di cư của động vật hay con người (oxy, strontium) và tái tạo nhiệt độ trong quá khứ và thay đổi khí hậu (oxy).

Sự thay đổi sau lắng đọng của xương có thể góp phần vào sự thoái hóa của collagen xương, protein cần thiết cho việc phân tích các đồng vị ổn định.

4- Công dụng khác

Người ta nhận thấy rằng các bộ lọc không khí bao gồm các cấu trúc nano có chứa hydroxyapatite có hiệu quả trong việc hấp thụ và phân hủy CO, cuối cùng có thể dẫn đến việc sử dụng nó trong việc giảm các chất ô nhiễm khí thải ô tô..

Vào năm 2014, một hợp chất alginate / nano-hydroxyapatite đã được tổng hợp và thử nghiệm trên thực địa dưới dạng chất hấp phụ cho florua. Biocompozit này đã loại bỏ florua thông qua cơ chế trao đổi ion và tương thích sinh học và phân hủy sinh học.

Gần đây, các ứng dụng xúc tác và tách protein đã được phát triển và thử nghiệm thành công bằng cách sử dụng canxi photphat cấu trúc nano, cho thấy nhiều ứng dụng sáng tạo cho các vật liệu này vẫn chưa xuất hiện.

Tài liệu tham khảo

  1. Hiệp hội bác sĩ phẫu thuật thẩm mỹ Hoa Kỳ. (S.F.). Chất độn da: Canxi Hydroxylapatite. Phục hồi từ ngành nhựa: plasticurgery.org.
  2. Apatit- (CaOH) Dữ liệu khoáng sản. (S.F.). Phục hồi từ webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F., & Boulos, M. I. (2000). Nghiên cứu hình thái của huyền phù nano hydroxyapatite. Tạp chí Khoa học Vật liệu: Vật liệu trong Y học. 11 (8), 523-531. 
  4. Bách khoa toàn thư Britannica. (1998, ngày 20 tháng 9). Hydroxylapatit. Lấy từ Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). tính chất hydroxyapatite sử dụng và ứng dụng. Được phục hồi từ liquidinova.pt: liquidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Canxi Hydroxylapatit. J Clin Aermet Dermatol. 8 (1):, 38-49. 
  7. Trầm tích, C. R. (1997). Bioceramic, Tập 10. Paris: Elsevier khoa học.
  8. Trung tâm nha khoa thẩm mỹ và cấy ghép Miami. (S.F.). Khoáng chất xương và răng: Hydroxylapatite. Phục hồi từ miamicosaturesdentalcare: miamicosaturesdentalcare.com.
  9. org và Viện khoáng vật học Hudson. (2017, ngày 20 tháng 4). Hydroxylapatit. Lấy từ mindat.org.