ヒドロキシアパタイトは、その化学式のCaであるリン酸カルシウムミネラル、である10(PO 4)6(OH)2。他のミネラルと一緒に、粉砕され圧縮された有機物の残骸として、リン酸塩岩として知られる原料を形成します。用語ヒドロキシOHをいう-アニオン。
代わりに、このアニオンが、フッ化物であった場合、鉱物は、フルオロアパタイト(CAと呼ばれるであろう10(PO 4)6(F)2、など他のアニオン(Clでオン- 、のBr -、CO 3 2-、等)。 、ヒドロキシアパタイトは骨とエナメル質の主要な無機成分であり、主に結晶の形で存在します。
だから、それは生物の骨組織の重要な要素です。他のリン酸カルシウムに対する優れた安定性により、生理的条件に耐えることができ、骨に特徴的な硬度を与えます。ヒドロキシアパタイトだけではありません:結合組織の繊維状タンパク質であるコラーゲンを伴ってその機能を果たします。
ヒドロキシアパタイト(またはヒドロキシアパタイト)にはCa 2+イオンが含まれていますが、その構造内の他のカチオン(Mg 2+、Na +)、骨の他の生化学的プロセス(それらのリモデリングなど)に介入する不純物も収容できます。
構造
上の画像は、カルシウムヒドロキシアパタイトの構造を示しています。すべての球が六角形の「引き出し」の半分の体積を占め、残りの半分は最初の球と同じです。
この構造では、緑の球は、Caに対応2+カチオン赤ながら、球が対応OHの水素原子に酸素原子、リン原子にオレンジ球、及び白色球- 。
この画像のリン酸イオンには、四面体形状を示さないという欠点があります。代わりに、正方形の底面を持つピラミッドのように見えます。
OH - Ca 2+から遠く離れた場所にあるような印象を与えます。ただし、結晶ユニットは最初の屋根で繰り返すことができるため、両方のイオンが近接していることがわかります。し(Na同様に、これらのイオンは、他のものに置き換えることができる+およびF -など)。
合成
ヒドロキシアパタイトは、水酸化カルシウムとリン酸を反応させることによって合成できます。
10 Ca(OH)2 + 6 H 3 PO 4 => Ca 10(PO 4)6(OH)2 + 18 H 2 O
ヒドロキシアパタイト(Ca 10(PO 4)6(OH)2)は、式Ca 5(PO 4)3 OHの2つの単位で表されます。
同様に、ヒドロキシアパタイトは次の反応で合成できます。
10 Ca(NO 3)2. 4H 2 O + 6 NH 4 H 2 PO 4 => Ca 10(PO 4)6(OH)2 + 20 NH 4 NO 3 + 52 H 2 O
沈殿速度を制御すると、この反応でヒドロキシアパタイトナノ粒子を生成できます。
ヒドロキシアパタイト結晶
イオンは圧縮されて成長し、強くて硬い生体結晶を形成します。これは骨の石灰化のための生体材料として使用されます。
ただし、成長のカビとして機能する有機的なサポートであるコラーゲンが必要です。これらの結晶とその複雑な形成プロセスは、骨(または歯)に依存します。
これらの結晶は有機物を含んだ状態で成長し、電子顕微鏡技術の適用により、プリズムと呼ばれる棒状の集合体として歯にそれらの結晶が詳述されます。
用途
医療および歯科用
硬い人間の組織とサイズ、結晶学、組成が類似しているため、ナノヒドロキシアパタイトは補綴物での使用に魅力的です。また、ナノヒドロキシアパタイトは、非毒性または炎症性であることに加えて、生体適合性、生物活性、および天然です。
その結果、ナノヒドロキシアパタイトセラミックには、次のようなさまざまな用途があります。
-骨組織手術では、整形外科、外傷、顎顔面および歯科手術の虫歯を埋めるために使用されます。
-整形外科および歯科インプラントのコーティングとして使用されます。歯のホワイトニング後に使用される減感剤です。また、練り歯磨きや虫歯の初期治療における再石灰化剤としても使用されています。
-ステンレス鋼とチタンのインプラントは、拒絶反応の速度を下げるためにヒドロキシアパタイトでコーティングされることがよくあります。
-同種および異種の骨移植片の代替品です。ヒドロキシアパタイトの存在下では、存在しない場合よりも治癒時間が短くなります。
-合成ナノヒドロキシアパタイトは象牙質とエナメル質アパタイトに自然に存在するヒドロキシアパタイトを模倣しており、エナメル質の修復と練り歯磨きへの組み込み、およびうがい薬での使用に有利です。
ヒドロキシアパタイトの他の用途
-ハイドロキシアパタイトは、自動車のエアフィルターに使用され、一酸化炭素(CO)の吸収と分解の効率を高めます。これは環境汚染を減らします。
-アルギン酸塩とヒドロキシアパタイトの複合体が合成されました。フィールドテストでは、イオン交換メカニズムを通じてフッ化物を吸収できることが示されています。
-ヒドロキシアパタイトは、タンパク質のクロマトグラフィー媒体として使用されます。正の電荷(Ca ++)と負の電荷(PO 4 -3)を持っているため、帯電したタンパク質と相互作用し、イオン交換によってそれらを分離することができます。
-ヒドロキシアパタイトは、核酸電気泳動のサポートとしても使用されています。RNAからDNAを分離したり、2本鎖DNAから1本鎖DNAを分離することが可能です。
物理的及び化学的性質
ヒドロキシアパタイトは、灰色がかった黄色、緑がかった色調を帯びた白い固体です。結晶性固体であるため、融点が高く、強い静電相互作用を示します。ヒドロキシアパタイトの場合、これは1100ºCです。
水よりも密度が高く、密度は3.05〜3.15 g / cm 3です。さらに、リン酸イオンが原因で、水に実質的に不溶(0.3 mg / mL)です。
ただし、酸性媒体(HClなど)では溶解します。この溶解度は、水への溶解度が高い塩であるCaCl 2の形成によるものです。(HPO同様に、リン酸塩はプロトン化される4 2-及びH 2 PO 4 - )と水とのより良い程度に相互作用します。
酸へのヒドロキシアパタイトの溶解度は、虫歯の病態生理において重要です。口腔内の細菌は、グルコース発酵の産物である乳酸を分泌します。これにより、歯の表面のpHが5未満に下がり、ヒドロキシアパタイトが溶解し始めます。
フッ素(Fは、-)OH置き換えることができる-イオンが結晶構造中。これが起こると、それは酸に対する歯科エナメル質のヒドロキシアパタイトへの耐性を提供します。
おそらく、この抵抗は、結晶を「残す」ことを拒否する、形成されたCaF 2の不溶性が原因である可能性があります。
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