- מִבְנֶה
- סִינתֶזָה
- גבישי הידרוקסיאפטיט
- יישומים
- שימוש רפואי ושיניים
- שימושים אחרים בהידרוקסיאפטיט
- תכונות פיזיקליות וכימיות
- הפניות
Hydroxyapatite הוא מינרל סידן פוספט, אשר נוסחה כימית היא Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 . יחד עם מינרלים אחרים ושרידים מחומר אורגני כתוש ודחוס, הוא מהווה את חומר הגלם המכונה סלע פוספט. המונח הידרוקסי מתייחס ל- OH - אניון .
אם במקום האניון הזה זה היה פלואוריד, המינרל ייקרא פלואוראופטיט (Ca 10 (PO 4 ) 6 (F) 2 ; וכך גם עם אניונים אחרים (Cl - , Br - , CO 3 2 - וכו '). , הידרוקסיאפטיט הוא המרכיב האורגני העיקרי בעצמות ובאמייל שיניים, הנמצא בעיקר בצורת גבישים.
אז זהו גורם חיוני ברקמות העצם של יצורים חיים. יציבותו הרבה כנגד פוספטים אחרים של סידן מאפשרת לו לעמוד במצבים פיזיולוגיים, ומעניקה לעצמות את הקשיות האופיינית להם. ההידרוקסיאפטיט אינו לבד: הוא ממלא את תפקידו המלווה בקולגן, חלבון סיבי ברקמות חיבור.
ההידרוקסיאפיטיט (או ההידרוקסילפטפיט) מכיל יוני Ca 2+ , אך הוא יכול גם לאכלס קטיונים אחרים (Mg 2+ , Na + ) במבנהו , זיהומים שמתערבים בתהליכים ביוכימיים אחרים בעצמות (כמו שיפוץ שלהם).
מִבְנֶה
התמונה העליונה ממחישה את מבנה הסידן הידרוקסיאפטיט. כל התחומים תופסים נפח של מחצית אחת של "מגירה" משושה, כאשר החצי השני זהה לזה הראשון.
במבנה זה, הספירות הירוקות מתאימות לקטעי Ca 2+ , ואילו הספירות האדומות תואמות את אטומי החמצן, הספירות הכתומות לאטומי הזרחן, והספירות הלבנות לאטום המימן של OH - .
יוני הפוספטים בתמונה זו הם בעלי הפגם של אי הצגה של גיאומטריה טטרדראלית; במקום זאת הם נראים כמו פירמידות עם בסיסים מרובעים.
OH - מעניק רושם שהוא ממוקם רחוק מ- Ca 2+ . עם זאת, היחידה הגבישית יכולה לחזור על עצמה על גג הראשון, וכך להראות את הקרבה בין שני היונים. באופן דומה ניתן להחליף יונים אלה באחרים (Na + ו- F - למשל).
סִינתֶזָה
ניתן לסנתז את הידרוקסיפטפט על ידי תגובת סידן הידרוקסיד עם חומצה זרחתית:
10 Ca (OH) 2 + 6 H 3 PO 4 => Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 + 18 H 2 O
הידרוקסיאפטיט (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) בא לידי ביטוי על ידי שתי יחידות עם הנוסחה Ca 5 (PO 4 ) 3 OH.
כמו כן, ניתן לסנתז את הידרוקסיאפיטיט דרך התגובה הבאה:
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
בקרת קצב המשקעים מאפשרת לתגובה זו ליצור חלקיקים חלקיקים הידרוקסיאפיטיטים.
גבישי הידרוקסיאפטיט
היונים דוחסים וצומחים ליצירת גביש ביו חזק ונוקשה. זה משמש כחומר ביולוגי למינרליזציה של עצמות.
עם זאת, הוא זקוק לקולגן, תמיכה אורגנית המשמשת כעובש לצמיחתו. גבישים אלה ותהליכי היווצרותם המסובכים יהיו תלויים בעצם (או בשן).
גבישים אלה צומחים ספוגים בחומר אורגני, ושימוש בטכניקות מיקרוסקופיית אלקטרונים מפרט אותם על השיניים כאגרגטים בצורת מוט הנקראים פריזמות.
יישומים
שימוש רפואי ושיניים
בשל הדמיון שלו בגודל, קריסטלוגרפיה והרכב לרקמות אנושיות קשות, ננו-הידרוקסיאפטיט אטרקטיבי לשימוש בתותבות. כמו כן, ננו-הידרוקסיאפטיט ביולוגי תואם, ביו-אקטיבי וטבעי, בנוסף שהוא אינו רעיל או דלקתי.
כתוצאה מכך, לקרמיקה ננוהידרוקסיאפיט יש מגוון של יישומים, כולל:
- בניתוח רקמות עצם, הוא משמש למילוי חללים בניתוחים אורטופדיים, טראומה, פה ולסת ושיניים.
- הוא משמש כציפוי להשתלות אורטופדיות ושיניים. זהו חומר הרגישות רגישות המשמש לאחר הלבנת שיניים. הוא משמש גם כחומר מזכרת במשחות שיניים וטיפול מוקדם בחללים.
- שתלי נירוסטה וטיטניום מצופים לרוב בהידרוקסיאפטיט כדי להפחית את קצב הדחייה שלהם.
זוהי אלטרנטיבה להשתלות עצם אלוגניות ושנוגניות. זמן הריפוי קצר יותר בנוכחות הידרוקסיאפטיט בהיעדרו.
- ננוהידרוקסיאפטיט סינטטי מחקה את ההידרוקסיאפיטיט המצוי באופן טבעי בדנטין ואפטיט אמייל, מה שהופך אותו ליתרון לשימוש בתיקון אמייל ושילוב במשחות שיניים, כמו גם בשטיפות פה.
שימושים אחרים בהידרוקסיאפטיט
- Hydroxyapatite משמש במסנני אוויר לרכב כדי להגביר את יעילותם בספיגת ופירוק חד תחמוצת הפחמן (CO). זה מקטין את זיהום הסביבה.
- סינתזה קומפלקס אלגינט-הידרוקסיאפיטיט כי בדיקות שדה הראו שהוא מסוגל לספוג פלואוריד דרך מנגנון חילופי היונים.
- הידרוקסיאפטיט משמש כמדיום כרומטוגרפי לחלבונים. יש לו מטענים חיוביים (Ca ++ ) ומטענים שליליים (PO 4 -3 ), כך שהוא יכול לקיים אינטראקציה עם חלבונים טעונים חשמליים ולאפשר הפרדתם על ידי חילופי יונים.
- Hydroxyapatite שימש גם כתמיכה באלקטרופורזה של חומצת גרעין. אפשר להפריד בין DNA ל- RNA, כמו גם DNA חד-גדילי עם DNA דו-גדילי.
תכונות פיזיקליות וכימיות
הידרוקסיאפטיט הוא מוצק לבן שיכול ללבוש גוונים אפרפרים, צהובים וירקרקים. מכיוון שמדובר במוצק גבישי, יש לו נקודות התכה גבוהות, המעידים על אינטראקציות אלקטרוסטטיות חזקות; עבור הידרוקסיאפטיט, זה 1100 מעלות צלזיוס.
הוא צפוף יותר מאשר מים, עם צפיפות של 3.05 - 3.15 גרם / ס"מ 3 . בנוסף, זה כמעט בלתי מסיס במים (0.3 מ"ג / מ"ל), הנובע מיוני פוספט.
עם זאת, בתקשורת חומצית (כמו ב- HCl) הוא מסיס. מסיסות זו נובעת מהיווצרות CaCl 2 , מלח מסיס ביותר במים. באופן דומה, זרחן מוגדר באמצעות פוספטים (HPO 4 2 ו- H 2 PO 4 - ) ומתקשרים במידה טובה יותר עם מים.
המסיסות של הידרוקסיאפטיט בחומצות חשובה בפתופיזיולוגיה של עששת. חיידקים בחלל הפה מפרישים חומצה לקטית, תוצר של תסיסה גלוקוזית, שמורידה את רמת החומציות של פני השן לפחות מ -5, כך שההידרוקסיאפטיט מתחיל להתמוסס.
פלואור (F - ) יכול להחליף OH - יונים במבנה הגביש. כאשר זה קורה, הוא מספק עמידות להידרוקסיאפטיט של אמייל השיניים כנגד חומצות.
יתכן שהתנגדות זו נובעת מחוסר המסיסות של ה- CaF 2 שנוצר, מסרב "לעזוב" את הגביש.
הפניות
- שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (מהדורה רביעית, עמ '349, 627). מק גריי היל.
- פלוידינובה. (2017). הידרוקסיפטפטיט. הוחזר ב -19 באפריל 2018 מ: fluidinova.com
- ויקטוריה מ ', גרסיה גרדו, ריי ג'יי (2006). הידרוקסיאפטיט, חשיבותו ברקמות מינרליות ויישום ביו-רפואי. TIP כתב עת מתמחה במדעים כימיים-ביולוגיים, 9 (2): 90-95
- Gaiabulbanix. (5 בנובמבר 2015). הידרוקסיאפטיט. . הוחזר ב -19 באפריל 2018 מ: commons.wikimedia.org
- מרטין נייצוב. (2015, 25 בנובמבר). Hudroksüapatiidi kristallid. . הוחזר ב -19 באפריל 2018 מ: commons.wikimedia.org
- ויקיפדיה. (2018). הידרוקסיפטפטיט. הוחזר ב -19 באפריל 2018 מ: en.wikipedia.org
- פיונה פטשי. עֶצֶם. הוחזר ב -19 באפריל 2018 מ: c14dating.com