Hidroksiapatit Yapı, Sentez, Kristaller ve Kullanım Alanları

hidroksiapatit Kimyasal formülü Ca olan bir kalsiyum fosfat mineralidir.₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Diğer minerallerle ve organik maddelerle birlikte ezilmiş ve sıkıştırılmış halde kalır, fosforik kaya olarak bilinen ham maddeyi oluşturur. Hidroksi terimi, OH anyonunu belirtir.^-.

Bu anyon yerine florür olsaydı, mineral floroapatit (Ca₁₀(PO₄)₆(F)₂; ve diğer anyonlarla (Cl^-, br^-, CO₃^2-, vb.) Aynı şekilde, hidroksiapatit, ağırlıklı olarak kristal formda bulunan kemiklerin ve diş minesinin ana inorganik bileşenidir..

O zaman, canlıların kemik dokularında hayati bir unsurdur. Diğer kalsiyum fosfatlara karşı yüksek stabilitesi, kemiklere karakteristik sertliklerini vererek fizyolojik koşullara dayanmasını sağlar. Hidroksiapatit yalnız değildir: kollajen ve bağ dokularındaki fibröz protein eşliğinde işlevini yerine getirir.

Hidroksiapatit (veya hidroksiapatit) Ca iyonları içerir²⁺, ancak yapısında başka katyonlar da içerebilir (Mg²⁺, na⁺kemiklerin diğer biyokimyasal işlemlerine müdahale eden safsızlıklar (yeniden modelleme gibi).

indeks

• 1 yapı
• 2 Özet
• 3 Hidroksiapatit kristalleri
• 4 Kullanım
  • 4.1 Tıbbi ve diş kullanımı
  • 4.2 Hidroksiapatitin diğer kullanımları
• 5 Fiziksel ve kimyasal özellikler
• 6 Kaynakça

yapı

Üstteki görüntü kalsiyum hidroksiapatitin yapısını gösterir. Tüm küreler altıgen bir "çekmecenin" yarısının hacmini kaplar, burada diğer yarısı ilk ile aynıdır.

Bu yapıda yeşil küreler katyonlara Ca karşılık gelir.²⁺, kırmızı küreler oksijen atomlarına, turuncu küreler fosfor atomlarına ve beyaz küreler OH'nin hidrojen atomuna^-.

Bu görüntüdeki fosfat iyonları, tetrahedral geometri sergilememe kusuruna sahiptir; bunun yerine kare temelli piramitler gibi görünüyorlar.

OH^- Ca'dan uzak olduğu izlenimini veriyor.²⁺. Bununla birlikte, kristalimsi ünite birincinin çatısında kendini tekrarlayabilir, böylece her iki iyon arasındaki yakınlığı gösterir. Ayrıca, bu iyonlar başkaları tarafından değiştirilebilir (Na⁺ ve F^-, örneğin).

sentez

Hidroksilapatit, kalsiyum hidroksitin fosforik asit ile reaksiyonu ile sentezlenebilir:

10 Ca (OH)₂ + 6 H₃PO₄ => Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ + 18 H₂Ey

Hidroksiapatit (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂) iki formül Ca ile ifade edilir₅(PO₄)₃OH. 

Benzer şekilde, hidroksiapatit, aşağıdaki reaksiyonla sentezlenebilir:

10 Ca (NO)₃)_2.4H₂O + 6 NH₄'H₂PO₄ => Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂  +  20 NH₄HAYIR₃  + 52 H₂Ey

Yağış hızının kontrol edilmesi bu reaksiyonun hidroksiapatit nanopartikülleri üretmesini sağlar.

Hidroksiapatit kristalleri

İyonlar sıkıştırılır ve sert ve dirençli bir biyokristal oluşturmak için büyür. Bu, kemik mineralleşmesinin biyomateryali olarak kullanılır..

Bununla birlikte, büyümesi için bir kalıp görevi gören organik bir destek olan kollajene ihtiyacı vardır. Bu kristaller ve bunların karmaşık oluşum süreçleri kemiğe (veya dişe) bağlı olacaktır..

Bu kristaller organik maddeyle emprenye edilir ve elektron mikroskobu tekniklerinin uygulanması, dişlerde prizma adı verilen çubuk formları ile agrega olarak detaylandırılır..

uygulamaları

Tıbbi ve diş kullanımı

Boyut, kristalografi ve sert insan dokusuyla bileşimi benzerliği nedeniyle, nanohidroksiapatit protezlerde kullanım için çekicidir. Ayrıca, nanohidroksiapatit, toksik veya enflamatuar olmasının yanı sıra biyo-uyumlu, biyoaktif ve doğaldır.

Buna göre, nanohidroksiapatit seramikler, aşağıdakileri içeren çeşitli uygulamalara sahiptir:

- Kemik dokusu cerrahisinde ortopedik, travmatolojik, çene ve diş ameliyatlarında boşlukları doldurmak için kullanılır..

- Ortopedik ve dental implantlar için kaplama olarak kullanılır. Diş beyazlatma işleminden sonra kullanılan duyarsızlaştırıcı bir maddedir. Ayrıca diş macunlarında ve çürüğün erken tedavisinde remineralize edici bir madde olarak kullanılır..

- Paslanmaz çelik ve titanyum implantlar, reddetme oranlarını azaltmak için genellikle hidroksiapatit ile kaplanır.

- Allojenik ve ksenojenik kemik greftlerine bir alternatiftir. İyileşme süresi, hidroksiapatit varlığında, yokluğundan daha kısadır..

- Sentetik nanohidroksiapatit, dentin ve steroid apatitte doğal olarak bulunan hidroksiapatiti taklit eder, bu nedenle kullanımı, emayenin onarımında ve diş macunlarının yanı sıra ağız durulamalarında birleştirilmesinde avantajlıdır.

Hidroksiapatitin diğer kullanım alanları

- Hidroksiapatit, motorlu taşıtların hava filtrelerinde, bunların karbon monoksitin (CO) emiliminde ve ayrışmasındaki verimliliğini artırmak için kullanılır. Bu çevre kirliliğini azaltır.

- Bir aljinat-hidroksiapatit kompleksi, saha testlerinin iyon değiştirme mekanizması yoluyla floru emebildiğini gösterdiği sentezlenmiştir..

- Hidroksiapatit, proteinler için kromatografik bir ortam olarak kullanılır. Bu olumlu suçlamalar sunar (Ca⁺⁺) ve negatif (PO₄^-3bu nedenle, elektrik yüklü proteinlerle etkileşime girebilir ve iyon değişimi ile ayrılmalarına izin verebilir.

- Hidroksiapatit, nükleik asitlerin elektroforezi için bir destek olarak da kullanılmıştır. İki iplikli DNA'nın tek bir iplikçikinden DNA'nın yanı sıra RNA'dan ayrı DNA.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Hidroksiapatit, grimsi, sarı ve yeşil tonları alabilen beyaz bir katıdır. Kristalimsi bir katı olduğundan, güçlü elektrostatik etkileşimlerin göstergesi olan yüksek erime noktalarına sahiptir; hidroksiapatit için bu 1100ºC'dir..

3.05 - 3.15 g / cm yoğunluğunda sudan daha yoğundur.³. Ek olarak, fosfat iyonlarından dolayı suda (0.3 mg / mL) çözünmez..

Bununla birlikte, asidik ortamlarda (HCl'de olduğu gibi) çözünür. Bu çözünürlük CaCl oluşumundan kaynaklanmaktadır₂, Suda yüksek oranda çözünür tuz. Ayrıca, fosfatlar protonlanır (HPO)₄^2- ve H₂PO₄^-) ve su ile daha iyi etkileşimde bulunun.

Hidroksiapatitin asitlerde çözünürlüğü, çürüğün patofizyolojisinde önemlidir. Ağız boşluğundaki bakteriler, glukoz fermantasyonunun ürünü olan laktik asit salgılarlar, bu da diş yüzeyinin pH'ını 5'in altına düşürür, böylece hidroksiapatit çözünmeye başlar..

Florür (F^-) OH iyonlarının yerini alabilir^- Kristal yapıda. Bu olduğunda, diş minesinin hidroksiapatitinin asitlere karşı direncini arttırır..

Muhtemelen, bu direnç CaF'ın çözünmezliği nedeniyle olabilir₂ kristali "terk etmeyi" reddeden.

referanslar

1. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik Kimya (Dördüncü baskı, Sayfa 349, 627). Mc Graw Hill.
2. Fluidinova. (2017). Hidroxylapatite. 19 Nisan 2018'de alındı, nereden: fluidinova.com
3. Victoria M., García Garduño, Reyes J. (2006). Hidroksiapatit, mineralleşmiş dokularda önemi ve biyomedikal uygulaması. TIP Kimya-Biyoloji Bilimleri İhtisas Dergisi, 9 (2): 90-95
4. Gaiabulbanix. (05 Kasım 2015). Hidroksiapatit. [Şekil]. 19 Nisan 2018'de, commons.wikimedia.org adresinden alındı.
5. Martin.Neitsov. (25 Kasım 2015). Hüdroksüapatiidi kristallid. [Şekil]. 19 Nisan 2018'de, commons.wikimedia.org adresinden alındı.
6. Vikipedi. (2018). Hidroksıapatit. 19 Nisan 2018'de, en.wikipedia.org adresinden alındı.
7. Fiona Petchey. kemik. 19 Nisan 2018’de alınan: c14dating.com