- リン酸カルシウムの構造
- アモルファスリン酸カルシウム
- 家族の残り
- 物理的及び化学的性質
- お名前
- 分子量
- 身体的特徴
- 味
- 融点
- 溶解度
- 密度
- 屈折率
- 形成の標準エンタルピー
- 保存温度
- pH
- トレーニング
- 硝酸カルシウムとリン酸水素アンモニウム
- 水酸化カルシウムとリン酸
- 用途
- 骨組織内
- バイオセラミックセメント
- 医師
- その他
- 参考文献
リン酸カルシウムは、その化学式のCa無機塩および第三級である3（PO 4）2。この式は、この塩の組成が、カルシウムとリン酸塩でそれぞれ3：2であることを示しています。これは、Ca 2+カチオンとPO 4 3-アニオンが示されている下の画像で直接見ることができます。 3つのCa 2+ごとに2つのPO 4 3-が相互作用します。
一方、リン酸カルシウムは、Ca / P比、水和度、pHによって変化する一連の塩を指します。実際に、存在し、合成できるリン酸カルシウムには多くの種類があります。しかし、文字の命名法に従って、リン酸カルシウムはすでに言及されたものである三カルシウムのみを指します。
リン酸三カルシウムの割合とイオン。出典：Wikimedia CommonsのRicHard-59
Ca 3（PO 4）2を含むすべてのリン酸カルシウムは、わずかに灰色がかった色調の白い固体です。それらは、粒状、微細、結晶性であり得、そして約ミクロンの粒子サイズを有し得る。そして、これらのリン酸塩のナノ粒子でさえ調製されており、それを用いて骨のための生体適合性材料が設計されています。
この生体適合性は、これらの塩が歯に、そして要するに哺乳動物の骨組織に見られるという事実によるものです。たとえば、ヒドロキシアパタイトは結晶質のリン酸カルシウムで、同じ塩のアモルファス相と相互作用します。
これは、非晶質および結晶質のリン酸カルシウムが存在することを意味します。そのため、リン酸カルシウムをベースにした材料を合成する場合、多様性と複数のオプションは驚くに値しません。研究者が骨の修復に焦点を合わせるために世界中で毎日より興味を持っているその特性の材料。
リン酸カルシウムの構造
鉱物ウィットロック石中のリン酸カルシウム。出典：ウィキメディア・コモンズのスモークフット
上の画像は、奇妙な鉱物ウィットロック石中の三塩基カリコリン酸塩の構造を示しています。これには、不純物としてマグネシウムと鉄が含まれています。
一見複雑に見えるかもしれませんが、モデルがリン酸塩の酸素原子とカルシウムの金属中心間の共有結合相互作用を仮定していることを明確にする必要があります。
表現としては有効ですが、相互作用は静電的です。つまり、Ca 2+カチオンはPO 4 3-（Ca 2+ -O-PO 3 3-）アニオンに引き付けられます。これを念頭に置いて、画像でカルシウム（緑の球）が負に帯電した酸素原子（赤の球）に囲まれている理由が理解されます。
イオンが非常に多いため、対称的な配置やパターンが見えません。 Ca 3（PO 4）2は、低温（T <1000°C）で、菱面体晶系の結晶系に対応する単位胞を採用します。この多形は、β-CAの名前で知られている3（PO 4）2（英語での頭字語のため、β-TCP）。
高温で、一方、多形体α-カルシウムに変換3（PO 4）2（α-TCP）、その単位セル相当単斜結晶系です。より高い温度で、多形α'-のCa 3（PO 4）2、六方晶系の結晶構造を有し、また形成することができます。
アモルファスリン酸カルシウム
リン酸カルシウムについては結晶構造が言及されていますが、これは塩から予想されます。しかし、それは無秩序で非対称な構造を示すことができ、その定義の厳密な意味での結晶よりも「リン酸カルシウムガラス」のタイプにリンクしています。
これが発生すると、リン酸カルシウムはアモルファス構造（ACP、アモルファスリン酸カルシウム）を持つと言われます。何人かの著者は、このタイプの構造が骨組織におけるCa 3（PO 4）2の生物学的特性の原因であり、その修復と生体模倣が可能であると指摘している。
核磁気共鳴（NMR）によってその構造を解明することにより、OHの存在-およびHPO 4つの2-イオンが発見されたACPに。これらのイオンは、リン酸塩の1つの加水分解によって形成されます。
PO 4 3- + H 2 O <=> HPO 4 2- + OH -
その結果、ACPの真の構造はより複雑になり、そのイオンの組成は次の式で表されます：Ca 9（PO 4）6-x（HPO 4）x（OH）x。x = 1の場合、式はCa 9（PO 4）5（HPO 4）（OH）になるため、「x」は水和の程度を示します。
ACPのさまざまな構造は、Ca / Pモル比に依存します。つまり、カルシウムとリン酸塩の相対的な量であり、結果として生じるすべての組成が変化します。
家族の残り
リン酸カルシウムは、実際には無機化合物のファミリーであり、有機マトリックスと相互作用することができます。
他のリン酸塩は、カルシウムを伴う陰イオン（PO変更することにより、「単純」に得られる4 3-、HPO 4 2-、H 2 PO 4 -、OH - 、並びに固体の不純物のタイプ）。したがって、それぞれ独自の構造と特性を持つ最大11個以上のリン酸カルシウムは、自然にまたは人工的に生成できます。
いくつかのリン酸塩とそれぞれの化学構造と式を以下に示します。
-リン酸水素カルシウム二水和物、CaHPO 4 ∙2H 2 O：単斜晶系。
-リン酸二水素カルシウム一水和物、Ca（H 2 PO 4）2 ∙H 2 O：三斜晶系。
-無水二酸リン酸塩、Ca（H 2 PO 4）2：三斜晶系。
-リン酸水素カルシウム（OCP）、Ca 8 H 2（PO 4）6：三斜晶系。それはヒドロキシアパタイトの合成の前駆体です。
-ヒドロキシアパタイト、Ca 5（PO 4）3 OH：六角形。
物理的及び化学的性質
お名前
-リン酸カルシウム
-リン酸三カルシウム
-二リン酸チカルシウム
分子量
310.74 g / mol。
身体的特徴
無臭の白い固体です。
味
味がない。
融点
1670°K（1391°C）。
溶解度
-水に実質的に不溶。
-エタノールに不溶。
・希塩酸、硝酸に溶解します。
密度
3.14 g / cm 3。
屈折率
1,629
形成の標準エンタルピー
4126 kcal / mol。
保存温度
2-8°C.
pH
50 g / Lのリン酸カルシウムの水性懸濁液中の6-8。
トレーニング
硝酸カルシウムとリン酸水素アンモニウム
リン酸カルシウムを生成または形成できる方法は数多くあります。それらの1つは、Ca（NO 3）2 ∙4H 2 Oと（NH 4）2 HPO 4の2つの塩の混合物で構成され、それぞれ無水アルコールと水にそれぞれ溶解されています。一方の塩はカルシウムを提供し、他方はリン酸塩を提供します。
この混合物からACPが沈殿し、800°Cのオーブンで2時間加熱されます。この手順の結果として、β-のCa 3（PO 4）2が得られます。温度、攪拌、および接触時間を注意深く制御することにより、ナノ結晶の形成が起こります。
α-のCa形成する3（PO 4）2多形体を1000年の上にリン酸を加熱する必要がある℃で この加熱は、室温で使用できるようにこの多形を十分に安定化する他の金属イオンの存在下で行われます。つまり、安定したメタ状態のままです。
水酸化カルシウムとリン酸
リン酸カルシウムは、水酸化カルシウムとリン酸の溶液を混合して、酸塩基中和を生成することによっても形成できます。母液での半日の熟成、およびそれらの適切な濾過、洗浄、乾燥およびふるいの後、粒状の無定形リン酸塩粉末、ACPが得られる。
このACPは高温の生成物を反応させ、次の化学方程式に従って変換します。
2Ca 9（HPO 4）（PO 4）5（OH）=> 2Ca 9（P 2 O 7）0.5（PO 4）5（OH）+ H 2 O（T = 446.60°C）
2Ca 9（P 2 O 7）0.5（PO 4）5（OH）=> 3Ca 3（PO 4）2 + 0.5H 2 O（at T = 748.56°C）
このように、β-のCa 3（PO 4）2、その最も一般的で安定した多形体が得られます。
用途
骨組織内
Ca 3（PO 4）2は骨灰の主要な無機成分です。それは骨置換移植の構成要素であり、これは骨に存在するミネラルとの化学的類似性によって説明されます。
リン酸カルシウム生体材料は、骨欠損を矯正するため、および金属チタン製補綴物のコーティングに使用されます。リン酸カルシウムが堆積し、環境からそれらを隔離し、チタンの腐食プロセスを遅くします。
Ca 3（PO 4）2を含むリン酸カルシウムは、セラミック材料の製造に使用されます。これらの材料は生体適合性があり、現在、歯周病、歯内感染症、およびその他の状態に起因する歯槽骨の喪失を回復するために使用されています。
ただし、これらは慢性細菌感染症のない領域で、根尖周囲の骨修復を促進するためにのみ使用する必要があります。
リン酸カルシウムは、自家骨移植片を使用できない場合に骨欠損を修復するために使用できます。これは、単独で、またはポリグリコール酸などの生分解性および再吸収性ポリマーと組み合わせて使用できます。
バイオセラミックセメント
リン酸カルシウムセメント（CPC）は、骨組織の修復に使用されるもう1つのバイオセラミックです。異なる種類のリン酸カルシウムの粉末を水と混ぜてペースト状にしたものです。ペーストは、骨の欠損または空洞に注入または適合させることができます。
セメントは成形され、徐々に吸収され、新しく形成された骨に置き換えられます。
医師
-Ca 3（PO 4）2は塩基性塩であるため、制酸剤として使用され、過剰な胃酸を中和してpHを上げます。練り歯磨きでは、歯と骨の止血の再石灰化プロセスを促進するためにカルシウムとリン酸塩の供給源を提供します。
-それはまた栄養補給剤として使用されますが、カルシウムを供給する最も安い方法はその炭酸塩とクエン酸塩を使用することです。
-リン酸カルシウムは、テタニー、潜在性低カルシウム血症、維持療法の治療に使用できます。また、妊娠中や授乳中のカルシウム補給にも役立ちます。
-放射性同位元素ラジオ（Ra-226）およびストロンチウム（Sr-90）による汚染の治療に使用されます。リン酸カルシウムは、消化管内の放射性同位元素の吸収をブロックし、それによってそれらによって引き起こされる損傷を制限します。
その他
-リン酸カルシウムは鳥の餌として使用されます。さらに、歯磨き粉で歯石を制御するために使用されます。
-ケーキング防止剤として使用されます。たとえば、食塩の圧縮を防止します。
-小麦粉の漂白剤として機能します。一方、ラードでは、不要な着色を防ぎ、揚げ具合を良くします。
参考文献
- Tung MS（1998）リン酸カルシウム：構造、組成、溶解度、および安定性。で：Amjad Z.（eds）生物学的および産業システムにおけるリン酸カルシウム。スプリンガー、ボストン、MA。
- Langlang Liu、Yanzeng Wu、Chao Xu、Suchun Yu、Xiaopei Wu、Honglian Dai。（2018）。「合成、ナノ-β-リン酸三カルシウムのキャラクタリゼーションおよび肝細胞癌細胞の阻害」、ジャーナルオブナノマテリアルズ、vol。2018、記事ID 7083416、7ページ、2018。
- くし、キリストとレイ、クリスチャン。（2010）。アモルファスリン酸カルシウム：合成、特性、生体材料での使用。Acta Biomaterialia、vol。6（n°9）。pp。3362-3378。ISSN 1742-7061
- ウィキペディア。（2019）。リン酸三カルシウム。から回復：en.wikipedia.org
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