Hydroxiapatitt

Vi forklarer hva som er hydroksylapatitt, dens struktur, hvordan den syntetiseres, dens bruksområder og fysiske og kjemiske egenskaper

Hydroxiapatitt. Kilde: Rob Lavinsky, Irocks.COM-CC-BY-SA-3.0, CC By-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Hva er hydroksyapatitt?

De Hydroxiapatitt Det er et kalsiumfosfatmineral, hvis kjemiske formel er CA₁₀(Po₄)₆(ÅH)₂. Sammen med andre mineraler og organisk og komprimert organisk materiale, danner det råstoffet kjent som fosforberg. Begrepet hydroxi refererer til anion oh^-.

Hvis i stedet for den anionen var fluor, ville mineralet bli kalt fluoroapatita (CA₁₀(Po₄)₆(F)₂; Og så med andre anioner (CL^-, Br^-, Co₃^2-, etc.). På samme måte er hydroksyapatitt den viktigste uorganiske komponenten i bein og tannemalje, hovedsakelig til stede i en krystallinsk.

Så det er et viktig element i beinvevene til levende vesener. Hans store stabilitet mot andre kalsiumfosfater lar ham støtte fysiologiske forhold, og gir beinene deres karakteristiske hardhet. Hydroxiapatitt er ikke alene: den oppfyller sin funksjon ledsaget av kollagen, fibrøst protein av konjunktivt vev.

Hydroksyapatitt (eller hydroksylapatitt) inneholder Ca -ioner²⁺, Men andre kationer kan også huse i sin struktur (mg²⁺, Na⁺), urenheter involvert i andre biokjemiske prosesser av beinene (for eksempel ombygging).

Hydroksyapatittstruktur

Det overordnede bildet illustrerer strukturen til kalsiumhydroksyapatitt. Alle sfærer opptar volumet av halvparten av en sekskantet "skuff", der den andre halvparten er identisk med den første.

I denne strukturen tilsvarer de grønne kulene CA -kationer²⁺, Mens de røde kulene til oksygenatomer, oransje til fosforatomer og det hvite til OH -hydrogenatom^-.

Fosfater -ioner i dette bildet har mangelen på å ikke vise en tetrahedral geometri; I stedet virker de som firkantede basepyramider.

Kan tjene deg: glassaktig tilstand

ÅH^- gir inntrykk av at det ligger langt fra CA²⁺. Imidlertid kan den krystallinske enheten gjenta seg på taket av den første, og dermed vise den nære nærheten mellom begge ionene. Disse ionene kan også erstattes av andre (NA⁺ og f^-, For eksempel).

Hydroksylapatittsyntese

Hydroksylapatitt kan syntetiseres ved reaksjon av kalsiumhydroksyd med fosforsyre:

10 CA (OH)₂ + 6 timer₃Po₄ => Ca₁₀(Po₄)₆(ÅH)₂ + 18 H₂ENTEN

Hydroxiapatita (Ca₁₀(Po₄)₆(ÅH)₂) uttrykkes med to formel CA -enheter₅(Po₄)₃Åh. 

På samme måte kan hydroksyapatitt syntetiseres gjennom følgende reaksjon:

10 CA (nei₃)_2.4H₂O + 6 NH₄H₂Po₄ => Ca₁₀(Po₄)₆(ÅH)₂  +  20 nh₄NEI₃  + 52 H₂ENTEN

Kontroller nedbørhastigheten gjør at denne reaksjonen genererer hydroksyapatitt nanopartikler.

Hydroksyapatittkrystaller

Ionene er komprimert og vokser til å danne en stiv og resistent biokritisk. Dette brukes som et biomateriale av beinmineralisering.

Imidlertid trenger den kollagen, organisk støtte som fungerer som en form for veksten. Disse krystaller og deres kompliserte formasjonsprosesser vil avhenge av bein (eller tann).

Disse krystallene blir impregnert med organisk materiale, og anvendelse av elektroniske mikroskopiteknikker detaljer dem i tennene som aggregater med stavformer kalt prismer.

Hydroksylapatittbruk

Medisinsk og tannlege

På grunn av sin likhet i størrelse, krystallografi og sammensetning med det harde humane vevet, er nanohydroxyapatitt attraktivt å bruke i proteser. Også nanohydroxyapatitt er biokompatibel, bioaktiv og naturlig, i tillegg til at han ikke er giftig eller inflammatorisk.

Følgelig har nanohydroxyapatitt keramikk en rekke applikasjoner, som inkluderer:

• I bein Tejido -kirurgi brukes det i fylling av hulrom i ortopediske, traumatologiske, maxillofacial og tannlegekirurgi.
• Det brukes som et ortopedisk og tannimplantater belegg. Det er et desensibiliserende middel som brukes til tannbleking. Han brukes også som et remineraliseringsmiddel i tannpastaer og tidlig kariesbehandling.
• Rustfritt stål og titanimplantater er ofte dekket med hydroksyapatitt for å redusere avvisningshastigheten.
• Det er et alternativ til alogene og xenogene transplantater av bein. Healing Time er kortere i nærvær av hydroksyapatitt enn i dets fravær.
• Nanhidroxyapatite syntetisk mimetiza til hydroksyapatitt til stede naturlig i dentin og apatitt enmaltisk, så bruken av den i reparasjonen av emalje og inkorporering i tannpasta er fordelaktig, så vel som i munnskyllinger.

Kan tjene deg: litiumfluor: struktur, egenskaper, innhenting, bruk

Andre bruksområder av hydroksyapatitt

• Hydroksyapatitt brukes i luftfiltrene til motorvogner for å øke effektiviteten i absorpsjonen og nedbrytningen av karbonmonoksid (CO). Dette reduserer miljøforurensning.
• Et alginat-hydroksyapatittkompleks har blitt syntetisert at feltprøver har indikert at det er i stand til å absorbere fluor gjennom ionebyttermekanismen.
• Hydroksiapatitt brukes som kromatografisk medium for proteiner.  Dette har positive kostnader (CA⁺⁺) og negativt (PO₄^-3), slik at det kan samhandle med elektrisk ladede proteiner og tillate dets separasjon ved ionebytte.
• Hydroksyapatitt har også blitt brukt som støtte for elektrofotiske nukleinsyrer. Det er mulig å skille DNA fra RNA, så vel som DNA fra en enkel streng av de to strengene DNA.

Fysiske og kjemiske egenskaper

Hydroksyapatitt er et hvitt fast stoff som kan skaffe seg grå, gule og grønnaktige toner. Som et krystallinsk faststoff, presenterer det høye fusjonspunkter, noe som indikerer de sterke elektrostatiske interaksjonene; For hydroksyapatitt er dette 1100 ºC.

Det er tettere enn vann, med en tetthet på 3,05 - 3,15 g/cm³. I tillegg er det praktisk talt uoppløselig i vann (0,3 mg/ml), noe som skyldes fosfater ioner.

Imidlertid er det i sure medier (som i HCl) løselig. Denne løseligheten skyldes dannelsen av CACL₂, Svært oppløselig vannsalt. På samme måte er fosfater proton (HPO₄^2- og h₂Po₄^-) og samhandle i bedre grad med vann.

Løseligheten av sur hydroksyapatitt er viktig i patofysiologien til karies. Bakterier i munnhulen utskiller melkesyre, produkt av glukosefermentering, noe som reduserer pH på tannoverflaten til mindre enn 5, så hydroksyapatitten begynner å oppløses.

Kan tjene deg: sublimering: konsept, prosess og eksempler

Fluor (f^-) Du kan erstatte OH -ioner^- I den krystallinske strukturen. Når dette skjer, gir det motstand mot hydroksyapatitten til tannemaljen foran syrer.

Muligens kan denne motstanden skyldes caf -uløseligheten av CAF₂ dannet, og nekter å "forlate" glasset.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utg., p. 349, 627). Mc Graw Hill.
2. Fluidinova. (2017). Hydroksylapatitt. Hentet fra Fluidinova.com
3. Gaiabulbanix. (5. november 2015). Hydroksyapatitt. [Figur]. Gjenopprettet fra Commons.Wikimedia.org
4. Martin.Neitsov. (25. november 2015). Hüdroksüapatiidi Kristallid. [Figur]. Gjenopprettet fra Commons.Wikimedia.org
5. Wikipedia. (2018). Hydroksylapatitt. Innhentet fra.Wikipedia.org
6. Fiona Petchey. Bein. C14dating kom seg.com