Hydroxylapatietformule, eigenschappen en toepassingen



de hydroxylapatiet, ook bekend als hydroxyapatiet of calciumhydroxylapatiet, is een mineraal fosfaat, calciumhydroxidefosfaat, waarvan de formule [Ca5 (PO4)3OH], die glasachtige en glasachtige massa's vormen, vaak groen.

Het is zelden puur van aard, maar wordt vaak gemengd met fluorapatiet, waarbij fluor de hydroxylgroep (OH) in het molecuul vervangt. Dit mengsel, de vaste oplossingsreeks, is een continue chemische variatie tussen de twee zuivere stoffen. (Encyclopædia Britannica, 1998).

index

  • 1 Oorsprong van hydroxylapatiet
  • 2 Chemische synthese
  • 3 Eigenschappen
  • 4 Gebruik
    • 4.1 1- Geneeskunde
    • 4.2 2- Tandheelkunde en mondzorg
    • 4.3 3- Archeologie
    • 4.4 4- Andere toepassingen
  • 5 Referenties

Oorsprong van hydroxylapatiet

Dit mineraal werd genoemd hydro-apatiet in 1856 door Augustin Alexis Damour, de ἀπατάω Grieks (apatao), omdat het wordt vaak verward met andere mineralen (bijv Beryl, Milarita), plus het voorvoegsel "hydro" om aan te geven dat rijk was in water (als hydroxyl).

Waldemar Schaller veranderde de naam enigszins in hydroxylapatiet in 1912 en vervolgens werd het woord hydroxyllapatiet in 1935 geïntroduceerd door Burri, Jakob, Parker en Hugo Strunz..

Andere namen die op dit mineraal worden toegepast, zijn: piroclasita, ornitita, monita, enz. Veel "carbonaat-apatiet" is hydroxylapatiet, inclusief wat dahiliet, colofaan, enz. (Mindat.org en het Hudson Institute of Mineralogy, 2017).

Tot 50% op volumebasis en 70% op gewichtsbasis van humaan bot is een gemodificeerde vorm van hydroxylapatiet (bekend als botmineraal). Hydroxylapatiet met een tekort aan calciumcarbonaat is het belangrijkste mineraal waaruit tandglazuur en dentine zijn samengesteld.

Hydroxylapatiet kristallen worden ook gevonden in kleine calcificaties (binnen de pijnappelklier en andere structuren) genoemd crown kruimelig of "brain zand" (Miami Centrum voor cosmetische en Implant Dentistry, S.F.).

Chemische synthese

Hydroxyapatite kan worden gesynthetiseerd via verschillende methoden zoals natte chemische depositie, biomimetische depositie, sol-gel route (chemische neerslag door nat proces) of elektrodepositie.

Er is voorgesteld (Bouyer, Gitzhofer, & Boulos, 2000) dat de hydroxyapatiet nanokristalsuspensie kan worden bereid door een natte chemische precipitatiereactie volgend op de volgende reactievergelijking:

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

Verschillende studies hebben aangetoond dat de synthese van hydroxyapatiet via natte chemie kan worden verbeterd door middel van echografie. De ultrasone geassisteerde synthese (sonosynthese) van hydroxyapatiet is een succesvolle techniek om nanogestructureerd hydroxyapatiet te produceren met hoge kwaliteitsnormen.

De ultrasone route maakt het mogelijk om zowel nano-kristallijn hydroxyapatiet als gemodificeerde deeltjes te produceren, bijvoorbeeld nanosferen en composietharsen.

eigenschappen

Hydroxylapatite is een mineraal van de groep van apatieten met sub-glasachtige, harsachtige, wasachtige, vette of aardachtige glans, gewoonlijk wit, geelgrijs of groen. De formule van de eenheidscel is Ca5(PO4)3(OH), waarvan het molecuulgewicht 502,31 g / mol is en een dichtheid tussen 3,14 en 3,21 g / ml heeft.

Het heeft een hexagonale kristallijne structuur, zijnde een dipyramidaal klassenkristal. De hardheid ervan is 5 en het leeft in tabulaire kristallen en als stalagmieten, knobbeltjes en in kristallijne tot massieve richels (Apatite- (CaOH) Mineral Data, S.F.).

toepassingen

1- Geneesmiddel

Hydroxylapatite wordt gevonden in het menselijk lichaam in de tanden en botten. Daarom wordt het vaak gebruikt als een vulmiddel om het geamputeerde bot te vervangen of als een coating om botgroei in prothetische implantaten te bevorderen.

Veel moderne implantaten, bijvoorbeeld heupprothesen en implantaten voor beengeleiding, zijn bedekt met hydroxylapatiet. Er is gesuggereerd dat dit osseointegratie kan bevorderen (L. Sedel, 1997).

Titanium- en roestvrijstalen implantaten zijn vaak bedekt met hydroxyapatietcoatings om het lichaam te verjagen en de afstootsnelheid van het implantaat te verminderen.

Hydroxyapatite kan ook worden gebruikt in gevallen waar er holtes of botdefecten zijn. Dit proces wordt uitgevoerd door poeders, blokken of kralen van het materiaal dat in de aangetaste gebieden van het bot wordt geplaatst.

Door zijn bioactiviteit stimuleert het de botgroei en herstelt het het defect. Dit proces kan een alternatief zijn voor allogene en xenogene bottransplantaten. Normaal gesproken resulteert dit in kortere genezingstijden dan die worden waargenomen als hydroxyapatiet niet werd gebruikt.

De toepassing van gemodificeerd hydroxylapatiet opent de kansen voor de bereiding van kunstmatige botstoffen voor implantaten en een breed scala aan geneesmiddelen om verschillende weke delen en mucosale laesies van het individu te genezen.

Hydroxylapatite is een zeer effectief middel voor vele gebieden van vergroting van het zachte weke huidweefsel en wordt geassocieerd met een hoog en bekend veiligheidsprofiel.

Hydroxylapatite combineert hoge elasticiteit en viscositeit met het vermogen om langdurige collageenvorming te induceren, wat het een ideale agent maakt voor een globale gezichtsaanpak (Jani Van Loghem, 2015).

Hydroxylapatiet heeft nog een bijzonder gebruik voor HIV-positieve mensen die lijden aan lipoatrofie in het gezicht, ook wel bekend als het gezicht verspillen, dat is een neveneffect van antiretrovirale geneesmiddelen (American Society of Plastic Surgeons, S.F.).

2- Tandheelkunde en mondverzorging

De emaille samenstelling is 97 gew.% Nano-hydroxyapatiet en 3 gew.% Organisch materiaal en water. In dentine vertegenwoordigt het nano-hydroxyapatiet 70 gewichtsprocent.

Omdat het nano-hydroxyapatiet de hoofdcomponent van het glazuur is, geeft het een helderwit uiterlijk en elimineert het de diffuse reflectiviteit van het licht door de kleine poriën van het glazuuroppervlak te sluiten.

Synthetisch nano-hydroxyapatiet bootst de afmeting na van natuurlijke dentinehydroxyapatiet of glazuurapatiet.

De experimentele resultaten tonen het voordeel van nano-hydroxyapatiet reparatie glazuur, dat heeft geleid tot hun opname in tandpasta en mondwater oplossingen voor het herstel van emailoppervlakken of gedemineraliseerd dentine afzetten hydroxyapatiet nanodeeltjes bevorderen defecten (FLUIDINOVA, SF).

3- Archeologie

In de archeologie kan het hydroxylapatiet van menselijke en dierlijke resten worden geanalyseerd om oude diëten, migraties en paleoklimatica te reconstrueren. De minerale fracties van bot en tanden fungeren als een reservoir van sporenelementen, waaronder koolstof, zuurstof en strontium.

Analyse van stabiele isotopen van menselijke en fauna hydroxylapatiet kan worden aangegeven of een dieet was hoofdzakelijk land of op zee (koolstof, strontium), herkomst en migrerende gewoonten van een dier of een mens (zuurstof, strontium) en reconstructie van temperaturen in het verleden en klimatologische veranderingen (zuurstof).

De post-depositionele wijziging van het bot kan bijdragen aan de afbraak van botcollageen, het eiwit dat nodig is voor de analyse van stabiele isotopen.

4- Andere toepassingen

Het bleek dat luchtfilters bestaande uit nanostructuren die hydroxyapatiet bevatten, efficiënt waren in de absorptie en afbraak van CO, wat uiteindelijk zou kunnen leiden tot het gebruik ervan bij de reductie van uitlaatgifstoffen van auto's..

In 2014 werd een alginaat / nano-hydroxyapatietverbinding gesynthetiseerd en in het veld getest als een adsorbens voor fluoride. Dit biocomposiet verwijdert fluoride door een ionenuitwisselingsmechanisme en is biologisch verenigbaar en biologisch afbreekbaar.

Onlangs werden toepassingen in katalyse en eiwitscheiding ontwikkeld en met succes getest met behulp van nanogestructureerde calciumfosfaten, wat suggereert dat veel innovatieve toepassingen voor deze materialen nog moeten komen.

referenties

  1. American Society of Plastic Surgeons. (S.F.). Dermale vullers: calciumhydroxylapatiet. Hersteld van plastische chirurgie: plasticsurgery.org.
  2. Apatite- (CaOH) minerale gegevens. (S.F.). Hersteld van webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F., & Boulos, M.I. (2000). Morfologische studie van hydroxyapatiet nanokristalsuspensie. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 11 (8), 523-531. 
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 september). Hydroxylapatiet. Teruggeplaatst van Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). hydroxyapatiet eigenschappen toepassingen en toepassingen. Hersteld van fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Calciumhydroxylapatiet. J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1) :, 38-49. 
  7. Sedel, C.R. (1997). Bioceramics, Volume 10. Paris: Elsevier science.
  8. Miami Center for Cosmetic and Implant Dentistry. (S.F.). The Bone and Tooth Mineral: Hydroxylapatite. Hersteld van miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org en het Hudson Institute of Mineralogy. (2017, 20 april). Hydroxylapatiet. Opgehaald van mindat.org.