Formula idrossiapatite, proprietà e usi



il idrossiapatite, noto anche come idrossiapatite o idrossiapatite di calcio, è un fosfato minerale, idrossido di calcio fosfato, la cui formula è [Ca5 (PO4)3OH], che forma cristalli e masse vetrose, spesso verdi.

È raramente di natura pura, ma è spesso miscelato con fluoroapatite, in cui il fluoro sostituisce il gruppo idrossile (OH) nella molecola. Questa miscela, chiamata serie di soluzioni solide, è una variazione chimica continua tra le due sostanze pure. (Encyclopædia Britannica, 1998).

Figura 1: aspetto dell'idrossiapatite

indice

  • 1 Origini dell'idrossiapatite
  • 2 Sintesi chimica
  • 3 proprietà
  • 4 usi
    • 4.1 1- Medicina
    • 4.2 2- Odontoiatria e igiene orale
    • 4.3 3- Archeologia
    • 4.4 4- Altri usi
  • 5 riferimenti

Origini dell'idrossiapatite

Questo minerale è stato chiamato idro-apatite nel 1856 da Augustin Alexis Damour, il ἀπατάω greca (apatao), perché è spesso confusa con altri minerali (ad esempio Beryl, Milarita), più il prefisso "idro" per indicare che è stato ricco in acqua (come idrossile).

Waldemar Schaller leggermente modificato il nome in idrossiapatite nel 1912 e poi la parola idrossiapatite Burri, Jakob, Parker e Hugo Strunz è stato introdotto nel 1935.

Altri nomi applicati a questo minerale includono: piroclasita, ornitita, monita, ecc. Mucha "carbonato-apatite" è idrossiapatite, tra cui alcuni dahilita, colofonia, ecc (mindat.org e l'Hudson Institute di Mineralogia, 2017).

Fino al 50% in volume e il 70% in peso di ossa umane è una forma modificata di idrossiapatite (nota come minerale osseo). L'idrossiapatite carente di carbonato di calcio è il principale minerale da cui sono composti lo smalto dentale e la dentina.

cristalli di idrossiapatite si trovano anche in piccole calcificazioni (nella ghiandola pineale e altre strutture), noto come arenacei corona o "cervello sabbia" (Miami Centro di odontoiatria estetica e Implant, S.F.).

Sintesi chimica

L'idrossiapatite può essere sintetizzata attraverso diversi metodi come il deposito chimico umido, la deposizione biomimetica, la via sol-gel (precipitazione chimica mediante processo a umido) o l'elettrodeposizione.

È stato proposto (Bouyer, Gitzhofer, e Boulos, 2000) sospensione di nanocristalli di idrossiapatite può essere preparato per reazione di precipitazione chimica umida seguente equazione di reazione:

10Ca (OH)2 + 6H3PO4 → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18 ore2O

Diversi studi hanno dimostrato che la sintesi di idrossiapatite tramite chimica umida può essere migliorata mediante ultrasuoni di potenza. La sintesi assistita ultrasonica (sono-sintesi) di idrossiapatite è una tecnica di successo per produrre idrossiapatite nanostrutturata con elevati standard di qualità.

La via ultrasonica consente di produrre idrossiapatite nano-cristallina e particelle modificate, ad esempio nanosfere e resine composite.

proprietà

L'idrossiapatite è un minerale del gruppo di apatiti con lustro sub-vitreo, resinoso, ceroso, grasso o terroso comunemente bianco, giallo grigio o verde. La formula della sua cella unitaria è Ca5(PO4)3(OH), il cui peso molecolare è 502,31 g / mol e ha una densità tra 3,14 e 3,21 g / ml.

Ha una struttura cristallina esagonale, essendo un cristallo di classe bipiramidale. La sua durezza è 5 e si sofferma cristalli tabulari come stalagmiti, noduli e creste di massa cristallina (Apatite- (CaOH) Mineral dati, S.F.).

applicazioni

1- Medicina

L'idrossiapatite si trova all'interno del corpo umano nei denti e nelle ossa. Pertanto, è comunemente usato come riempitivo per sostituire l'osso amputato o come rivestimento per promuovere la crescita ossea negli impianti protesici.

Molti impianti moderni, ad esempio protesi d'anca e impianti di conduzione ossea, sono rivestiti con idrossiapatite. È stato suggerito che ciò possa promuovere l'osteointegrazione (L. Sedel, 1997).

Gli impianti in titanio e acciaio inossidabile sono spesso ricoperti con rivestimenti di idrossiapatite per ingannare il corpo e ridurre il tasso di rigetto dell'impianto.

L'idrossiapatite può anche essere usata nei casi in cui vi siano vuoti o difetti ossei. Questo processo viene eseguito attraverso polveri, blocchi o perline di materiale che viene posizionato nelle aree interessate dell'osso.

Grazie alla sua bioattività, stimola la crescita delle ossa e ripristina il difetto. Questo processo può essere un'alternativa agli innesti ossei allogenici e xenogenici. In genere, i tempi di guarigione sono inferiori a quelli osservati se non si utilizzava idrossiapatite.

L'applicazione dell'idrossiapatite modificata apre le opportunità per la preparazione di sostanze ossee artificiali per impianti e una grande varietà di farmaci per curare le diverse lesioni dei tessuti molli e delle mucose dell'individuo.

L'idrossiapatite è un agente molto efficace per molte aree di aumento morbido del tessuto facciale ed è associato ad un profilo di sicurezza elevato e ben stabilito.

L'idrossiapatite combina elevata elasticità e viscosità con la capacità di indurre una formazione a lungo termine del collagene che la rende un agente ideale per un approccio facciale globale (Jani Van Loghem, 2015).

Idrossiapatite ha un altro uso speciale per le persone sieropositive che soffrono di lipoatrofia facciale, noto anche come deperimento del viso, che è un effetto collaterale di farmaci antiretrovirali (American Society of Plastic Surgeons, S.F.).

2- Odontoiatria e igiene orale

La composizione dello smalto è il 97% in peso di nano-idrossiapatite e il 3% in peso di materiale organico e acqua. Nella dentina, la nano-idrossiapatite rappresenta il 70% in peso.

Come nano-idrossiapatite è il componente principale di smalto, che conferisce un aspetto luminoso ed elimina la riflessione diffusa della luce chiudendo le piccole pori della superficie dello smalto.

La nano-idrossiapatite sintetica imita le dimensioni della dentina naturale idrossiapatite o dell'apatite dello smalto.

I risultati sperimentali dimostrano i vantaggi di nano-idrossiapatite riparazione smalto, che ha portato alla loro incorporazione in dentifrici e colluttori soluzioni per favorire il ripristino delle superfici di smalto o dentina demineralizzata depositare nanoparticelle di idrossiapatite a difetti (FLUIDINOVA, SF).

3- Archeologia

Nell'archeologia, l'idrossiapatite di resti umani e animali può essere analizzata per ricostruire vecchie diete, migrazioni e paleoclimatici. Le frazioni minerali di ossa e denti agiscono come un serbatoio di oligoelementi, tra cui carbonio, ossigeno e stronzio.

L'analisi degli isotopi stabili di idrossilapatite umana e della fauna può essere usato per indicare se una dieta era prevalentemente terrestre o marina (carbonio, stronzio), origine geografica e abitudini migratorie di un animale o un essere umano (ossigeno, stronzio) e ricostruire temperature passate e cambiamenti climatici (ossigeno).

L'alterazione post-deposizionale dell'osso può contribuire alla degradazione del collagene osseo, la proteina necessaria per l'analisi degli isotopi stabili.

4- Altri usi

Si è constatato che filtri aria composti contenenti nanostrutture idrossiapatite erano efficienti nell'assorbimento e decomposizione di CO, che potrebbe portare al suo uso nella riduzione degli inquinanti di scarico di automobili.

Nel 2014, un composto di alginato / nano-idrossiapatite è stato sintetizzato e testato sul campo come adsorbente per fluoruro. Questo biocomposito ha rimosso il fluoruro attraverso un meccanismo di scambio ionico ed è biocompatibile e biodegradabile.

Recentemente, applicazioni in catalisi e la separazione delle proteine ​​sono stati sviluppati e testati con successo utilizzando fosfato di calcio nanostrutturato, suggerendo che molti usi innovativi per questi materiali vengono.

riferimenti

  1. American Society of Plastic Surgeons. (S.F.). Filler dermici: idrossiapatite di calcio. Recupero dalla plastica: plasticsurgery.org.
  2. Minerali di Apatite- (CaOH). (S.F.). Recuperato da webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F., & Boulos, M. I. (2000). Studio morfologico della sospensione di nanocristalli di idrossiapatite. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 11 (8), 523-531.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 settembre). Idrossiapatite. Estratto da Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). usi e applicazioni delle proprietà idrossiapatite. Recupero da fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Idrossiapatite di calcio J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1) :, 38-49.
  7. Sedel, C. R. (1997). Bioceramics, Volume 10. Paris: Elsevier science.
  8. Miami Center for Cosmetic and Implant Dentistry. (S.F.). Il minerale osseo e dei denti: idrossiapatite. Recuperato da miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org e l'Hudson Institute of Mineralogy. (2017, 20 aprile). Idrossiapatite. Estratto da mindat.org.