สูตรไฮดรอกซีแอปาไทต์คุณสมบัติและการใช้



hydroxylapatite, หรือที่เรียกว่าไฮดรอกซีอะพาไทต์หรือแคลเซียมไฮดรอกซีแอปาไทต์เป็นแร่ฟอสเฟตแคลเซียมไฮดรอกไซด์ฟอสเฟตซึ่งมีสูตรคือ [Ca5 (PO4)3OH] ซึ่งก่อตัวเป็นมวลแก้วและเป็นแก้วมักเป็นสีเขียว.

มันไม่ค่อยบริสุทธิ์ในธรรมชาติ แต่มักจะผสมกับฟลูออราปาไทต์ซึ่งฟลูออรีนแทนที่กลุ่มไฮดรอกซิล (OH) ในโมเลกุล ส่วนผสมนี้เรียกว่า solid solution series เป็นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอย่างต่อเนื่องระหว่างสารบริสุทธิ์สองชนิด (สารานุกรมบริแทนนิกา, 1998).

ดัชนี

  • 1 ต้นกำเนิดของไฮดรอกซีแอปาไทต์
  • 2 การสังเคราะห์ทางเคมี
  • 3 คุณสมบัติ
  • 4 ใช้
    • 4.1 1- ยา
    • 4.2 2- ทันตกรรมและการดูแลช่องปาก
    • 4.3 3- โบราณคดี
    • 4.4 4- การใช้งานอื่น ๆ
  • 5 อ้างอิง

ต้นกำเนิดของไฮดรอกซีแอปาไทต์

แร่นี้ถูกเรียกว่า hydro-apatite ในปี 1856 โดย Augustin Alexis Damour จากภาษากรีกἀπατάω (apatao) เนื่องจากมักจะสับสนกับแร่ธาตุอื่น ๆ (เช่น Beryl, Milarite) รวมทั้งคำนำหน้า "hydro-" เพื่อแสดงว่ามันร่ำรวย ในน้ำ (เช่นไฮดรอกซิล).

Waldemar Schaller เปลี่ยนชื่อเป็น hydroxyl apatite เล็กน้อยในปี 1912 และต่อมาคำว่า hydroxyllapatite ได้รับการแนะนำโดย Burri, Jakob, Parker และ Hugo Strunz ในปี 1935.

ชื่ออื่น ๆ ที่ใช้กับแร่นี้ ได้แก่ : piroclasita, ornitita, monita ฯลฯ "คาร์บอเนต - อะพาไทต์" จำนวนมากเป็นไฮดรอกซีแอปาไทต์รวมถึงดาฮิไลต์โคโลเฟน ฯลฯ (mindat.org และสถาบันแร่แห่งฮัดสันปี 2560).

มากถึง 50% โดยปริมาตรและ 70% โดยน้ำหนักของกระดูกมนุษย์เป็นรูปแบบไฮดรอกซีแอปาไทต์ (เรียกอีกอย่างว่าแร่กระดูก) การขาดไฮดรอกซีแอปาไทต์ในแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นแร่ธาตุหลักที่เคลือบฟันและเนื้อฟัน.

ผลึกไฮดรอกซีแอปาไทต์ยังพบได้ในแคลเซียมเล็ก ๆ (ภายในต่อมไพเนียลและโครงสร้างอื่น ๆ ) ที่รู้จักกันในชื่อ corona arenacea หรือ "cerebral sand" (Miami Center for Cosmetic and Implant Dental, S.F. ).

การสังเคราะห์ทางเคมี

สามารถสังเคราะห์ไฮดรอกซีอะพาไทต์ได้หลายวิธีเช่นการสะสมทางเคมีแบบเปียกการสะสมทางชีวภาพเส้นทางโซล - เจล (การตกตะกอนทางเคมีโดยกระบวนการแบบเปียก) หรืออิเล็กโทรด.

มันถูกเสนอ (Bouyer, Gitzhofer, & Boulos, 2000) ว่า hydroxyapatite nanocrystal สามารถเตรียมได้โดยปฏิกิริยาการตกตะกอนทางเคมีแบบเปียกตามสมการปฏิกิริยาต่อไปนี้:

10Ca (OH)2 + 6H3PO4 →แคลิฟอร์เนีย10(PO4)6(OH)2 + 18h2O

มีงานวิจัยหลายชิ้นที่แสดงให้เห็นว่าการสังเคราะห์ไฮดรอกซีแอปาไทต์ผ่านเคมีแบบเปียกสามารถปรับปรุงได้ด้วยอัลตร้าซาวด์พลังงาน การสังเคราะห์ด้วยความช่วยเหลือล้ำเสียง (sono-synthesis) ของไฮดรอกซีอะพาไทต์เป็นเทคนิคที่ประสบความสำเร็จในการผลิตไฮดรอกซีอะพาไทต์ที่มีโครงสร้างนาโนด้วยมาตรฐานคุณภาพสูง.

เส้นทางอัลตราโซนิกช่วยให้การผลิตไฮดรอกซีอะพาไทต์นาโนผลึกเช่นเดียวกับอนุภาคที่ปรับเปลี่ยนเช่นนาโนคอมโพสิตและเรซินคอมโพสิต.

สรรพคุณ

ไฮดรอกซีแอปาไทต์เป็นแร่ธาตุของกลุ่มอะพาไทต์ที่มีความเป็นกรด - ด่างย่อยเรซิ่นขี้ผึ้งข้าวเหนียวไขมันหรือดินซึ่งโดยทั่วไปจะมีสีขาวเหลืองเทาหรือเขียว สูตรของเซลล์หน่วยคือ Ca5(PO4)3(OH) ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุล 502.31 g / mol และมีความหนาแน่นระหว่าง 3.14 ถึง 3.21 g / ml.

มันมีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมเป็นผลึกระดับ dipyramidal ความแข็งของมันอยู่ที่ 5 และมันอาศัยอยู่เป็นผลึกแบบตารางและเป็นหินงอกหินก้อนและในผลึกถึงสันขนาดใหญ่ (Apatite- (CaOH) Mineral Data, S.F. ).

การใช้งาน

1- ยา

ไฮดรอกซิลาพาไทต์พบได้ในร่างกายมนุษย์ในฟันและกระดูก ดังนั้นจึงมักใช้เป็นสารตัวเติมเพื่อทดแทนกระดูกที่ถูกตัดหรือเป็นสารเคลือบเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตของกระดูกในการปลูกถ่ายอวัยวะเทียม.

การปลูกถ่ายที่ทันสมัยจำนวนมากเช่นการเปลี่ยนสะโพกและการปลูกถ่ายการนำกระดูกเคลือบด้วยไฮดรอกซีแอปาไทต์ มีคนแนะนำว่าสิ่งนี้อาจส่งเสริม osseointegration (L. Sedel, 1997).

ไททาเนียมและสแตนเลสสตีลมักจะถูกเคลือบด้วยไฮดรอกซีอะพาไทต์เคลือบเพื่อหลอกลวงร่างกายและลดอัตราการปฏิเสธการปลูกถ่าย.

ไฮดรอกซีแอปาไทต์ยังสามารถใช้ในกรณีที่มีช่องว่างหรือข้อบกพร่องของกระดูก กระบวนการนี้ดำเนินการผ่านผงบล็อกหรือลูกปัดของวัสดุที่วางไว้ในบริเวณที่ได้รับผลกระทบของกระดูก.

เนื่องจากฤทธิ์ทางชีวภาพของมันจะช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของกระดูกและฟื้นฟูข้อบกพร่อง กระบวนการนี้สามารถเป็นทางเลือกทดแทนการปลูกถ่ายกระดูก allogeneic และ xenogeneic โดยทั่วไปแล้วจะส่งผลให้ระยะเวลาการรักษาสั้นลงกว่าที่สังเกตหากไม่ได้ใช้ไฮดรอกซีอะพาไทต์.

การประยุกต์ใช้ไฮดรอกซีแอปาไทต์ที่ได้รับการดัดแปลงเป็นการเปิดโอกาสในการเตรียมสารกระดูกเทียมสำหรับการปลูกถ่ายและยาที่หลากหลายเพื่อรักษาเนื้อเยื่ออ่อนและแผลเยื่อเมือกต่าง ๆ ของแต่ละบุคคล.

ไฮดรอกซีแอปาไทต์เป็นสารที่มีประสิทธิภาพมากสำหรับการเสริมเนื้อเยื่ออ่อน ๆ บนใบหน้าและเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยที่สูงและเป็นที่ยอมรับ.

Hydroxylapatite รวมความยืดหยุ่นและความหนืดสูงเข้ากับความสามารถในการกระตุ้นการสร้างคอลลาเจนในระยะยาวซึ่งทำให้มันเป็นตัวแทนที่เหมาะสำหรับการเข้าหาใบหน้าทั่วโลก (Jani Van Loghem, 2015).

Hydroxylapatite มีประโยชน์อีกอย่างหนึ่งสำหรับผู้ติดเชื้อเอชไอวีที่ต้องทนทุกข์ทรมานจาก lipoatrophy ใบหน้าหรือที่รู้จักกันในชื่อ emaciation ใบหน้าซึ่งเป็นผลข้างเคียงของยาต้านไวรัส (American Society of Plastic ศัลยแพทย์, S.F. ).

2- ทันตกรรมและการดูแลช่องปาก

องค์ประกอบของอีนาเมลคือ 97% โดยน้ำหนักของนาโนไฮดรอกซีอะพาไทต์และ 3% โดยน้ำหนักของสารอินทรีย์และน้ำ ในเนื้อฟันนาโน - ไฮดรอกซีแอปาไทต์คิดเป็น 70% โดยน้ำหนัก.

เมื่อนาโน - ไฮดรอกซีอะพาไทต์เป็นองค์ประกอบหลักของเคลือบฟันมันจะให้สีขาวสดใสและกำจัดการสะท้อนแสงของแสงโดยการปิดรูขุมขนเล็ก ๆ ของพื้นผิวเคลือบฟัน.

นาโนสังเคราะห์ไฮดรอกซีอะพาไทต์เลียนแบบขนาดของเนื้อฟันธรรมชาติไฮดรอกซีอะพาไทต์หรืออะพาไทต์เคลือบฟัน.

ผลการทดลองแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบของนาโน - ไฮดรอกซีอะพาไทต์ในการซ่อมแซมเคลือบฟันซึ่งนำไปสู่การรวมตัวกันเป็นยาสีฟันและน้ำยาบ้วนปากเพื่อส่งเสริมการฟื้นฟูพื้นผิวเคลือบฟันหรือเนื้อฟันที่ปราศจากแร่ธาตุโดยการเก็บไฮดรอกซีอะพาไทต์ ข้อบกพร่อง (FLUIDINOVA, SF).

3- โบราณคดี

ในโบราณคดีนั้นไฮดรอกซีแอปาไทต์ของซากศพมนุษย์และสัตว์สามารถวิเคราะห์เพื่อสร้างอาหารเก่าการอพยพและพาลาเซซิลลาติน เศษส่วนแร่ของกระดูกและฟันทำหน้าที่เป็นแหล่งสะสมของธาตุต่างๆรวมถึงคาร์บอนออกซิเจนและสตรอนเทียม.

การวิเคราะห์ไอโซโทปที่เสถียรของมนุษย์และไฮดรอกซีแอปาไทต์ faunal สามารถนำมาใช้เพื่อระบุว่าอาหารนั้นเป็นอาหารบนบกหรือในทะเล (คาร์บอนธาตุโลหะชนิดหนึ่ง) แหล่งกำเนิดทางภูมิศาสตร์และนิสัยการอพยพของสัตว์หรือมนุษย์ (ออกซิเจน, ธาตุโลหะชนิดหนึ่ง) และ สร้างอุณหภูมิที่ผ่านมาและการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ (ออกซิเจน).

การเปลี่ยนแปลงภายหลังการฝากของกระดูกสามารถนำไปสู่การสลายตัวของคอลลาเจนกระดูกโปรตีนที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์ไอโซโทปที่มีเสถียรภาพ.

4- การใช้งานอื่น ๆ

พบว่าไส้กรองอากาศประกอบด้วยโครงสร้างนาโนที่ประกอบด้วยไฮดรอกซีอะพาไทต์มีประสิทธิภาพในการดูดซับและการสลายตัวของ CO ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การใช้งานในการลดมลพิษไอเสียรถยนต์.

ในปี 2014 สารประกอบอัลจิเนต / นาโนไฮดรอกซีอะพาไทต์ถูกสังเคราะห์และทดสอบในสนามเป็นตัวดูดซับฟลูออไรด์ ไบโอคอมโพสิตนี้กำจัดฟลูออไรด์ผ่านกลไกการแลกเปลี่ยนไอออนและสามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพและย่อยสลายได้ทางชีวภาพ.

เมื่อเร็ว ๆ นี้การประยุกต์ใช้ในการเร่งปฏิกิริยาและการแยกโปรตีนได้รับการพัฒนาและทดสอบสำเร็จโดยใช้แคลเซียมฟอสเฟตโครงสร้างนาโนแสดงให้เห็นว่าการใช้งานที่เป็นนวัตกรรมมากมายสำหรับวัสดุเหล่านี้ยังมาไม่ถึง.

การอ้างอิง

  1. สมาคมศัลยแพทย์พลาสติกแห่งอเมริกา ( S.F. ) Dermal Fillers: แคลเซียมไฮดรอกซีแอปาไทต์ ฟื้นตัวจากการทำศัลยกรรมพลาสติก: Plasticsurgery.org.
  2. ข้อมูลแร่อะพาไทต์ (CaOH) ( S.F. ) กู้คืนจาก webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E. , Gitzhofer, F. , & Boulos, M. I. (2000) การศึกษาทางสัณฐานวิทยาของสารแขวนลอยนาโนไฮดรอกซีอะพาไทต์ วารสารวิทยาศาสตร์วัสดุ: วัสดุในการแพทย์ 11 (8), 523-531. 
  4. สารานุกรมบริแทนนิกา (1998, 20 กันยายน) hydroxylapatite สืบค้นจากEncyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. ( S.F. ) การใช้และการประยุกต์ใช้คุณสมบัติของไฮดรอกซีแอปาไทต์ กู้คืนจาก fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015) แคลเซียมไฮดรอกซีแอปาไทต์ J Clin Aesthet Dermatol 8 (1) :, 38-49. 
  7. Sedel, C. R. (1997) Bioceramics เล่มที่ 10 ปารีส: วิทยาศาสตร์ Elsevier.
  8. ไมอามีศูนย์ทันตกรรมความงามและทันตกรรมรากเทียม ( S.F. ) แร่กระดูกและฟัน: ไฮดรอกซีแอปาไทต์. กู้คืนจาก miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org และสถาบันแร่แห่งฮัดสัน (2017, 20 เมษายน) hydroxylapatite สืบค้นจาก mindat.org.