Hydroxiapatit

Vi förklarar vad som är hydroxylapatit, dess struktur, hur den syntetiseras, dess användningar och fysiska och kemiska egenskaper

Hydroxiapatit. Källa: Rob Lavinsky, irocks.com-cc-by-sa-3.0, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Vad är hydroxyapatit?

De Hydroxiapatit Det är ett kalciumfosfatmineral, vars kemiska formel är CA₁₀(PO₄)₆(ÅH)₂. Tillsammans med andra mineraler och organiskt och komprimerat organiskt material bildar det råmaterialet som kallas fosforrock. Termen hydroxi hänvisar till anjon OH^-.

Om i stället för den anjonen var fluor, skulle mineralet kallas fluoroapatita (CA₁₀(PO₄)₆(F)₂; Och så med andra anjoner (CL^-, Bras^-, Co₃^2-, etc.). På samma sätt är hydroxyapatit den huvudsakliga oorganiska komponenten i ben och tandemalj, främst närvarande i en kristallin.

Så det är ett viktigt inslag i benvävnaderna i levande varelser. Hans stora stabilitet mot andra kalciumfosfater gör att han kan stödja fysiologiska förhållanden, vilket ger benen deras karakteristiska hårdhet. Hydroxiapatit är inte ensam: den uppfyller sin funktion åtföljd av kollagen, fibröst protein av konjunktiva vävnader.

Hydroxyapatit (eller hydroxylapatit) innehåller ca -joner²⁺, Men andra katjoner kan också hysa i sin struktur (MG²⁺, Na⁺), föroreningar som är involverade i andra biokemiska processer i benen (som deras ombyggnad).

Hydroxyapatitstruktur

Den överlägsna bilden illustrerar strukturen för kalciumhydroxyapatit. Alla sfärer upptar volymen på hälften av en hexagonal "låda", där den andra hälften är identisk med den första.

I denna struktur motsvarar de gröna sfärerna CA -katjoner²⁺, Medan de röda sfärerna till syreatomer, orange till fosforatomer och de vita till OH -väteatomen^-.

Fosfater i denna bild har defekten att inte visa en tetraedral geometri; Istället verkar de som fyrkantiga baspyramider.

Kan tjäna dig: glasartillstånd

ÅH^- ger intrycket att det ligger långt från CA²⁺. Den kristallina enheten kan emellertid upprepa sig på taket på det första och därmed visa den nära närheten mellan båda jonerna. Dessa joner kan också ersättas av andra (NA⁺ och f^-, Till exempel).

Hydroxylapatite syntes

Hydroxylapatit kan syntetiseras genom reaktion av kalciumhydroxid med fosforsyra:

10 CA (OH)₂ + 6 h₃Po₄ => Ca₁₀(PO₄)₆(ÅH)₂ + 18 h₂ANTINGEN

Hydroxiapatita (CA₁₀(PO₄)₆(ÅH)₂) uttrycks av två Formel CA -enheter₅(PO₄)₃Åh. 

På samma sätt kan hydroxyapatit syntetiseras genom följande reaktion:

10 CA (nej₃)_2.4 timmar₂O + 6 NH₄H₂Po₄ => Ca₁₀(PO₄)₆(ÅH)₂  +  20 NH₄NEJ₃  + 52 h₂ANTINGEN

Kontrollera nederbördshastigheten gör att denna reaktion kan generera hydroxyapatit -nanopartiklar.

Hydroxyapatitkristaller

Jonerna är komprimerade och växer för att bilda en styv och resistent biokritisk. Detta används som ett biomaterial av benmineralisering.

Men det behöver kollagen, organiskt stöd som fungerar som en form av dess tillväxt. Dessa kristaller och deras komplicerade bildningsprocesser beror på ben (eller tand).

Dessa kristaller växer impregnerade med organiskt material, och applicering av elektroniska mikroskopitekniker beskriver dem i tänderna som aggregat med stavformer som kallas prismor.

Hydroxylapatite -användningar

Medicinsk och tandvård

På grund av dess likhet i storlek, kristallografi och sammansättning med den hårda mänskliga vävnaden, är nanohydroxyapatit attraktiv att använda i proteser. Nanohydroxyapatit är också biokompatibel, bioaktiv och naturlig, förutom att inte vara giftig eller inflammatorisk.

Följaktligen har nanohydroxyapatitkeramik en mängd olika tillämpningar, som inkluderar:

• I Bone Tejido -kirurgi används den vid fyllning av hålrum i ortopediska, traumatologiska, maxillofaciala och tandvårdsoperationer.
• Det används som en ortopedisk och tandimplantatbeläggning. Det är en desensibiliserande agent som används vid tandblekning. Han används också som en remineraliserande agent i tandpastor och tidig kariesbehandling.
• Rostfritt stål och titanimplantat är ofta täckta med hydroxyapatit för att minska deras avstötningshastighet.
• Det är ett alternativ till alogena och xenogena transplantat av ben. Läkningstiden är kortare i närvaro av hydroxyapatit än i dess frånvaro.
• Nanohidroxyapatit syntetiskt mimetiza till hydroxyapatit närvarande naturligt i dentin och apatit enmaltisk, så dess användning vid reparation av emalj och införlivande i tandpastor är fördelaktigt, liksom i munnen sköljningar.

Kan tjäna dig: litiumfluorid: struktur, egenskaper, erhållning, användning

Andra användningar av hydroxyapatit

• Hydroxyapatit används i luftfiltren på motorfordon för att öka deras effektivitet i absorption och nedbrytning av kolmonoxid (CO). Detta minskar miljöföroreningar.
• Ett alginat-hydroxyapatitkomplex har syntetiserats att fälttest har visat att det kan absorbera fluor genom jonbytarmekanismen.
• Hydroxiapathite används som ett kromatografiskt medium för proteiner.  Detta har positiva avgifter (CA⁺⁺) och negativ (PO₄^-3), så det kan interagera med elektriskt laddade proteiner och tillåta dess separering med jonbyte.
• Hydroxyapatit har också använts som stöd för elektrofotiska nukleinsyror. Det är möjligt att separera DNA från RNA, liksom DNA för en enkel tråd av de två strängarna DNA.

Fysiska och kemiska egenskaper

Hydroxyapatite är ett vitt fast ämne som kan förvärva grå, gula och grönaktiga toner. Som är ett kristallint fast ämne, presenterar det höga fusionspunkter, vilket indikerar de starka elektrostatiska interaktionerna; För hydroxyapatit är detta 1100 ºC.

Det är tätare än vatten, med en densitet av 3,05 - 3,15 g/cm³. Dessutom är det praktiskt olösligt i vatten (0,3 mg/ml), vilket beror på fosfaterjoner.

Men i sura media (som i HCl) är det lösligt. Denna löslighet beror på bildandet av CaCl₂, Mycket lösligt vattensalt. På samma sätt är fosfater proton (HPO₄^2- och h₂Po₄^-) och interagera i bättre grad med vatten.

Lösligheten av sur hydroxyapatit är viktig i karies patofysiologi. Bakterier i munhålan utsöndrar mjölksyra, produkt av glukosfermentering, vilket minskar pH för tandytan till mindre än 5, så hydroxyapatiten börjar upplösas.

Kan tjäna dig: sublimering: koncept, process och exempel

Fluoriden (f^-) Du kan ersätta OH -joner^- I den kristallina strukturen. När detta händer ger det resistens mot hydroxyapatiten i tandläkaren framför syrorna.

Eventuellt kan detta motstånd bero på CAF: s olöslighet₂ bildas, vägrar att "lämna" glaset.

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). OORGANISK KEMI. (Fjärde ED., p. 349, 627). MC Graw Hill.
2. Fluidinova. (2017). Hydroxylapatit. Hämtad från Fluidinova.com
3. Gaiabulbanix. (5 november 2015). Hydroxyapatit. [Figur]. Återhämtat sig från Commons.Wikimedia.org
4. Martin.Neitsov. (25 november 2015). Hüdroksüapatiidi Kristallid. [Figur]. Återhämtat sig från Commons.Wikimedia.org
5. Wikipedia. (2018). Hydroxylapatit. Hämtas från.Wikipedia.org
6. Fiona petchey. Ben. C14dating återhämtat sig.com