ヒドロキシアパタイトの構造、合成、結晶および用途



の ハイドロキシアパタイト リン酸カルシウム系ミネラルで、化学式はCa10年（PO4）6（OH）2. 他の鉱物や有機物と一緒に粉砕され、圧縮されたままで、それはリン鉱石として知られる原材料を形成します。ヒドロキシという用語は、ＯＨアニオンを指す。-.

その陰イオンの代わりにそれがフッ化物であれば、ミネラルはフルオロアパタイト（Ca10年（PO4）6（F）2;他の陰イオンと一緒に-, Br-, CO32-, など）。同様に、ヒドロキシアパタイトは骨および歯科用エナメル質の主要な無機成分であり、主に結晶形で存在する。.

それから、それは生きている人間の骨組織の重要な要素です。他のリン酸カルシウムに対するその優れた安定性は、それが生理学的条件に耐えることを可能にし、骨にそれら特有の硬さを与えます。ヒドロキシアパタイトは単独ではない：それはコラーゲン、結合組織の繊維状タンパク質を伴うその機能を果たす.

ハイドロキシアパタイト（またはハイドロキシアパタイト）はCaイオンを含む2+, しかし、それはその構造中に他の陽イオンも含むことができます（Mg2+, な+）、骨の他の生化学過程に干渉する不純物（改造など）.

索引

  • 1つの構造
  • 2まとめ
  • 3ヒドロキシアパタイト結晶
  • 4つの用途
    • 4.1医療および歯科用
    • 4.2ヒドロキシアパタイトの他の用途
  • 5物理的および化学的性質
  • 6参考文献

構造

上の画像は、カルシウムヒドロキシアパタイトの構造を示しています。すべての球体は六角形の「引き出し」の半分の体積を占めます。残りの半分は最初のものと同じです。.

この構造では、緑色の球体は陽イオンCaに対応します。2+, 赤い球は酸素原子、オレンジ色の球はリン原子、白い球はOHの水素原子に-.

この画像中のリン酸イオンは四面体形状を示さないという欠点を有する。代わりに、それらは正方形ベースのピラミッドのように見えます.

OH- Caから遠く離れているという印象を与える2+. しかしながら、結晶性単位は最初のものの屋根の上でそれ自身を繰り返すことができ、従って両方のイオンの間に極めて接近していることを示している。また、これらのイオンは他のものと置き換えることができます（Na+ とF-, 例えば）.

合成

ヒドロキシアパタイトは、水酸化カルシウムとリン酸との反応によって合成することができる。

10 Ca（OH）2 + 6 H3PO4 => Ca10年（PO4）6（OH）2 + 18 H2○

ヒドロキシアパタイト（Ca10年（PO4）6（OH）2）は式Ｃａの２つの単位で表される。5（PO4）3OH. 

同様に、ヒドロキシアパタイトは以下の反応によって合成することができる。

10 Ca（NO3）2.4時間2O + 6 NH4H2PO4 => Ca10年（PO4）6（OH）2  +  20 NH4いいえ3  + 52 H2○

沈殿速度を制御することは、この反応がヒドロキシアパタイトナノ粒子を生成することを可能にする。.

ヒドロキシアパタイト結晶

イオンは圧縮されて成長し、硬質で耐性のある生体結晶を形成します。これは骨石灰化の生体材料として使用されています.

しかし、それはコラーゲン、その成長のためのカビとして機能する有機支持体を必要とします。これらの結晶とそれらの複雑な形成過程は骨（または歯）に依存します。.

これらの結晶は有機物を含浸した状態で成長し、電子顕微鏡技術の応用により、プリズムと呼ばれるロッドの形をした集合体として歯の中にそれらが詳細に描かれました。.

用途

医療および歯科用

サイズ、結晶学および硬質ヒト組織との組成におけるその類似性のために、ナノヒドロキシアパタイトはプロテーゼにおける使用にとって魅力的である。また、ナノヒドロキシアパタイトは、毒性または炎症性ではないことに加えて、生体適合性、生物活性および天然である.

したがって、ナノヒドロキシアパタイトセラミックスには、次のようなさまざまな用途があります。

- 骨組織手術では、整形外科、外傷、顎顔面および歯科の手術で窩洞を埋めるために使用されます。.

- 整形外科用および歯科用インプラントのコーティングとして使用されます。それは歯の白化の後で使用される減感剤です。それはまた、練り歯磨きおよび虫歯の早期治療における再石灰化剤としても使用される。.

- 拒絶率を減らすために、ステンレス鋼とチタンのインプラントはしばしばヒドロキシアパタイトでコーティングされています.

- それは同種および異種の骨移植片に代わるものです。ハイドロキシアパタイトの存在下では、非存在下よりも治癒時間が短くなります。.

- 合成ナノヒドロキシアパタイトは、象牙質およびステロイドアパタイトに天然に存在するヒドロキシアパタイトを模倣しているので、その使用は、エナメル質の修復および練り歯磨きへの組み込み、ならびに洗口剤において有利である。

ヒドロキシアパタイトの他の用途

- ヒドロキシアパタイトは、一酸化炭素（ＣＯ）の吸収および分解におけるこれらの効率を高めるために自動車のエアフィルターに使用されている。これは環境汚染を減らす.

- アルギン酸塩 - ヒドロキシアパタイト錯体が合成されており、イオン交換メカニズムによってフッ素を吸収することが可能であることが現地試験によって示されている。.

- ヒドロキシアパタイトはタンパク質のクロマトグラフィー媒体として使用されます。これは正電荷を表す（Ca++）と負（PO）4-3）、それは荷電タンパク質と相互作用し、イオン交換によるそれらの分離を可能にすることができる.

- ヒドロキシアパタイトもまた核酸の電気泳動のための支持体として使用されてきた。 DNAをRNAから分離するとともに、2本鎖DNAの1本鎖からのDNAを分離する.

物理的および化学的性質

ヒドロキシアパタイトは灰色がかった黄色、緑色の色調を帯びることができる白色の固体です。それは結晶性固体であるので、それは強い静電相互作用を示す高い融点を有する。ヒドロキシアパタイトの場合、これは1100ºCです。.

それは密度が3.05 - 3.15 g / cmの、水よりも密度が高い3. さらに、それは実質的に水に溶けない（０．３ｍｇ ／ ｍＬ）、これはリン酸イオンによるものである。.

しかしながら、酸性媒体中では（ＨＣｌ中のように）それは可溶性である。この溶解度は、ＣａＣｌ ２の形成によるものである。2, 水によく溶ける塩。また、リン酸塩はプロトン化されています（HPO）42- とH2PO4-）そして水とよりよく相互作用する.

ヒドロキシアパタイトの酸への溶解度は、う蝕の病態生理学において重要である。口腔内のバクテリアは乳酸を分泌します。これはブドウ糖の発酵の産物で、歯の表面のpHを5以下に下げます。その結果、ハイドロキシアパタイトは溶解し始めます。.

フッ化物（F-）OHイオンを置き換えることができます- 結晶構造にあります。これが起こるとき、それは酸に対する歯科用エナメル質のヒドロキシアパタイトに対する耐性に寄与する.

おそらく、この抵抗はCaFの不溶性によるものかもしれません2 結晶を「放棄」することを拒む.

参考文献

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