Hydroxylapatit Formel, Eigenschaften und Verwendungen



Die Hydroxylapatit, auch bekannt als Hydroxyapatit oder Calciumhydroxylapatit, ist ein Mineralphosphat, Calciumhydroxidphosphat, dessen Formel [Ca5 (PO4)3OH], die Kristalle und glasige Massen bildet, oft grün.

Es ist selten rein in der Natur, aber es wird oft mit Fluorapatit gemischt, in dem Fluor die Hydroxylgruppe (OH) im Molekül ersetzt. Diese Mischung, die als feste Lösungsreihe bezeichnet wird, ist eine kontinuierliche chemische Variation zwischen den zwei reinen Substanzen. (Encyclopædia Britannica, 1998).

Abbildung 1: Aussehen des Hydroxylapatits

Index

  • 1 Ursprung des Hydroxylapatits
  • 2 Chemische Synthese
  • 3 Eigenschaften
  • 4 Verwendet
    • 4.1 1- Medizin
    • 4.2 2- Zahn- und Mundpflege
    • 4.3 3- Archäologie
    • 4.4 4- Andere Verwendungen
  • 5 Referenzen

Ursprung von Hydroxylapatit

Dieses Mineral wurde 1856 von Augustin Alexis Damour, die ἀπατάω Griechisch (apatao) hydro-Apatit genannt, weil es oft verwechselt mit anderen Mineralien (zB Beryl, Milarita) ist, und die Vorsilbe „hydro“ zu bezeichnen, das war reich in Wasser (als Hydroxyl).

Waldemar Schaller leicht verändert den Namen Hydroxylapatit 1912 und dann das Wort Hydroxylapatit Burri, Jakob, Parker und Hugo Strunz wurde 1935 eingeführt.

Andere Namen für dieses Mineral sind: Piroclasita, Ornitita, Monita usw. Mucha "Carbonat-Apatit" ist Hydroxylapatit, einschließlich einiger dahilita, Kolophonium usw. (mindat.org und dem Hudson Institute of Mineralogy, 2017).

Bis zu 50 Vol .-% und 70 Gew .-% menschlicher Knochen ist eine modifizierte Form von Hydroxylapatit (bekannt als Knochenmineral). Hydroxylapatit mit einem Mangel an Calciumcarbonat ist das Hauptmineral, aus dem Zahnschmelz und Dentin bestehen.

Hydroxylapatit-Kristalle sind auch in kleinen Verkalkungen (innerhalb der Zirbeldrüse und anderen Strukturen), bekannt als crown arenaceous oder "brain Sand" (Miami Center for Cosmetic and Implant Dentistry, S. F.) gefunden.

Chemische Synthese

Hydroxyapatit kann durch verschiedene Methoden wie nasschemische Abscheidung, biomimetische Abscheidung, Sol-Gel-Route (chemische Fällung durch Nassprozess) oder Elektroabscheidung synthetisiert werden.

Es wurde vorgeschlagen (Bouyer, Gitzhofer & Boulos, 2000) Suspension von Hydroxyapatit-Nanokristalle kann durch Umsetzung der nasschemischen Fällung folgenden Reaktionsgleichung hergestellt werden:

10Ca (OH)2 + 6H3PO4 → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18 Stunden2O

Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Synthese von Hydroxylapatit über Nasschemie durch Power-Ultraschall verbessert werden kann. Die ultraschallunterstützte Synthese (Sonosynthese) von Hydroxylapatit ist eine erfolgreiche Technik zur Herstellung von nanostrukturiertem Hydroxylapatit mit hohen Qualitätsstandards.

Der Ultraschallweg ermöglicht die Herstellung von nanokristallinem Hydroxylapatit sowie von modifizierten Partikeln, beispielsweise Nanosphären und Kompositharzen.

Eigenschaften

Hydroxylapatit ist ein Mineral aus der Gruppe der Apatite mit sub-glasartigem, harzigem, wachsartigem, fettigem oder erdigem Glanz, gewöhnlich weiß, gelb-grau oder grün. Die Formel seiner Elementarzelle ist Ca5(PO4)3(OH), dessen Molekulargewicht 502,31 g / mol beträgt und eine Dichte zwischen 3,14 und 3,21 g / ml aufweist.

Es hat eine hexagonale Kristallstruktur und ist ein bipyramidaler Klassenkristall. Seine Härte ist 5 und verweilt als Tafelkristalle wie Stalagmiten, Knoten und Kanten kristalline Masse (Apatite- (CaOH) Mineral Daten, S. F.).

Verwendet

1- Medizin

Hydroxylapatit ist im menschlichen Körper in den Zähnen und Knochen gefunden. Daher wird es üblicherweise als ein Füllstoff verwendet, um den amputierten Knochen zu ersetzen, oder als eine Beschichtung, um das Knochenwachstum in prothetischen Implantaten zu fördern.

Viele moderne Implantate, beispielsweise Hüftprothesen und Knochenleitungsimplantate, sind mit Hydroxylapatit beschichtet. Es wurde vorgeschlagen, dass dies die Osseointegration fördern könnte (L. Sedel, 1997).

Implantate aus Titan und Edelstahl sind oft mit Hydroxylapatit-Beschichtungen überzogen, um den Körper zu manipulieren und die Abstoßungsrate des Implantats zu reduzieren.

Hydroxyapatit kann auch in Fällen mit Hohlräumen oder Knochendefekten verwendet werden. Dieser Prozess wird durch Pulver, Blöcke oder Materialperlen durchgeführt, die in den betroffenen Knochenbereichen platziert werden.

Aufgrund seiner Bioaktivität stimuliert es das Knochenwachstum und stellt den Defekt wieder her. Dieser Prozess kann eine Alternative zu allogenen und xenogenen Knochentransplantaten sein. Typischerweise führt dies zu kürzeren Einheilzeiten als bei Verwendung von Hydroxylapatit.

Die Anwendung von modifiziertem Hydroxylapatit eröffnet die Möglichkeiten für die Herstellung künstlicher Knochensubstanzen für Implantate und eine große Vielzahl von Arzneimitteln, um verschiedene Läsionen von Weich- und Schleimhautgewebe des Individuums zu heilen.

Hydroxylapatit ist ein sehr wirksames Mittel für viele Bereiche der Weichgewebe-Augmentation und ist mit einem hohen und gut etablierten Sicherheitsprofil verbunden.

Hydroxylapatit kombiniert eine hohe Elastizität und Viskosität mit der Fähigkeit, eine langfristige Kollagenbildung zu induzieren, was es zu einem idealen Mittel für einen globalen Gesichtsansatz macht (Jani Van Loghem, 2015).

Hydroxylapatit hat eine weitere besondere Verwendung für HIV-positive Menschen von Gesichts-lipoatrophy leiden, auch als Gesicht Verschwendung bekannt, die eine Nebenwirkung der antiretroviralen Medikamente (American Society of Plastic Surgeons, S. F.) ist.

2- Zahnmedizin und Mundpflege

Die Emailzusammensetzung besteht zu 97 Gew .-% aus Nano-Hydroxylapatit und zu 3 Gew .-% aus organischem Material und Wasser. In Dentin macht der Nano-Hydroxylapatit 70 Gew .-% aus.

Da die Nano-Hydroxylapatit die Hauptkomponente des Zahnschmelzes ist, gibt es einen Auftritt von hellen und beseitigt die diffuse Reflexion von Licht durch die kleinen Poren der Schmelzoberfläche schließen.

Der synthetische Nano-Hydroxyapatit ahmt die Größe des natürlichen Dentin-Hydroxylapatits oder des Schmelzapatits nach.

Die experimentellen Ergebnisse zeigen die Vorteile von Nano Hydroxyapatit Reparatur Emaille, die zu ihrer Einarbeitung in Zahnpasten und Mundwasser-Lösungen geführt hat, die Wiederherstellung von Emailleoberflächen oder demineralisiertes Dentin Ablagern Hydroxylapatit-Nanopartikel in zur Förderung Defekte (FLUIDINOVA, SF).

3- Archäologie

In der Archäologie kann der Hydroxylapatit von menschlichen und tierischen Überresten analysiert werden, um alte Diäten, Migrationen und Paläoklimatiken zu rekonstruieren. Die mineralischen Anteile von Knochen und Zähnen fungieren als Reservoir für Spurenelemente, darunter Kohlenstoff, Sauerstoff und Strontium.

Die Analyse der stabilen Isotope von menschlichen und faunal Hydroxylapatit verwendet werden kann, um anzuzeigen, ob eine Diät war überwiegend terrestrischen oder marinen (Kohlenstoff, Strontium), der geografischen Herkunft und Migrationsverhalten eines Tieres oder eines Menschen (Sauerstoff, Strontium) und Rekonstruktion vergangener Temperaturen und klimatischer Veränderungen (Sauerstoff).

Die post-depositionale Veränderung von Knochen kann zum Abbau von Knochenkollagen beitragen, dem Protein, das für die Analyse von stabilen Isotopen notwendig ist.

4- Andere Anwendungen

Es wurde festgestellt, dass Luftfilter enthaltende Hydroxyapatit-Nanostruktur-Verbindungen in der Absorption und Zersetzung von CO effizient waren, die schließlich zu ihrer Verwendung bei der Verringerung der Autoabgasschadstoffe führen könnten.

Im Jahr 2014 wurde eine Alginat / Nano-Hydroxylapatit-Verbindung synthetisiert und auf dem Gebiet als Adsorptionsmittel für Fluorid getestet. Dieser Biokomposit entfernt Fluorid durch einen Ionenaustauschmechanismus und ist biokompatibel und biologisch abbaubar.

Vor kurzem Anwendungen in der Katalyse und Trennung von Proteinen entwickelt und erfolgreich getestet Calciumphosphat nanostrukturiertem mit, was darauf hindeutet, dass viele innovative Anwendungen für diese Materialien kommen.

Referenzen

  1. Amerikanische Gesellschaft für Plastische Chirurgen. (S.F.) Hautfüller: Calciumhydroxylapatit. Aus der Plastischen Chirurgie gewonnen: plasticsurgery.org.
  2. Apatit- (CaOH) Mineralstoffdaten. (S.F.) Wiederhergestellt von webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F. & Boulos, M. I. (2000). Morphologische Untersuchung der Hydroxyapatit-Nanokristall-Suspension. Journal of Materials Science: Materialien in der Medizin. 11 (8), 523-531.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 20. September). Hydroxylapatit. Von Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.) Hydroxyapatit Eigenschaften verwendet und Anwendungen. Wiederhergestellt von fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Calciumhydroxylapatit. J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1): 38-49.
  7. Sedel, C. R. (1997). Bioceramics, Band 10. Paris: Elsevier Wissenschaft.
  8. Miami Center für kosmetische und Implantat-Zahnmedizin. (S.F.) Das Knochen- und Zahnmineral: Hydroxylapatit. Wiederhergestellt von miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org und das Hudson Institute of Mineralogy. (2017, 20. April). Hydroxylapatit. Von mindat.org abgerufen.