Hidroxiapatita

Explicamos o que é hidroxilapatita, sua estrutura, como ela é sintetizada, seus usos e propriedades físicas e químicas

Hidroxiapatita. Fonte: Rob Lavinsky, Irocks.COM-CC-BY-SA-3.0, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

O que é hidroxiapatita?

O Hidroxiapatita É um mineral de fosfato de cálcio, cuja fórmula química é CA₁₀(Po₄)₆(OH)₂. Juntamente com outros minerais e matéria orgânica orgânica e compacta, forma a matéria -prima conhecida como rocha fosfórica. O termo hidroxi refere -se a ânion oh^-.

Se, em vez desse ânion, fosse fluoreto, o mineral seria chamado de fluoroapatita (CA₁₀(Po₄)₆(F)₂; E assim com outros ânions (CL^-, Br^-, Co₃^2-, etc.). Da mesma forma, a hidroxiapatita é o principal componente inorgânico dos ossos e esmalte dental, predominantemente presente em um cristalino.

Então, é um elemento vital nos tecidos ósseos dos seres vivos. Sua grande estabilidade contra outros fosfatos de cálcio permite que ele apoie condições fisiológicas, dando aos ossos sua dureza característica. A hidroxiapatita não está sozinha: cumpre sua função acompanhada de colágeno, proteína fibrosa de tecidos conjuntivos.

A hidroxiapatita (ou hidroxilapatita) contém íons CA²⁺, Mas outros cátions também podem abrigar sua estrutura (mg²⁺, N / D⁺), impurezas envolvidas em outros processos bioquímicos dos ossos (como sua remodelação).

Estrutura de hidroxiapatita

A imagem superior ilustra a estrutura da hidroxiapatita de cálcio. Todas as esferas ocupam o volume de metade de uma "gaveta" hexagonal, onde a outra metade é idêntica à primeira.

Nesta estrutura, as esferas verdes correspondem aos cátions²⁺, Enquanto as esferas vermelhas de átomos de oxigênio, laranja a átomos de fósforo e o branco para o átomo de hidrogênio OH^-.

Os íons fosfatos nesta imagem têm o defeito de não exibir uma geometria tetraédrica; Em vez disso, eles parecem pirâmides de base quadrada.

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OH^- dá a impressão de que está localizado longe da CA²⁺. No entanto, a unidade cristalina pode se repetir no teto do primeiro, mostrando assim a proximidade entre os dois íons. Além disso, esses íons podem ser substituídos por outros (na⁺ e f^-, por exemplo).

Síntese de hidroxilapatita

A hidroxilapatita pode ser sintetizada pela reação do hidróxido de cálcio com ácido fosfórico:

10 CA (OH)₂ + 6 h₃Po₄ => Ca₁₀(Po₄)₆(OH)₂ + 18 h₂QUALQUER

Hydroxiapatita (CA₁₀(Po₄)₆(OH)₂) é expresso por duas unidades de fórmula CA₅(Po₄)₃Oh. 

Da mesma forma, a hidroxiapatita pode ser sintetizada através da seguinte reação:

10 CA (não₃)_2.4h₂O + 6 NH₄H₂Po₄ => Ca₁₀(Po₄)₆(OH)₂  +  20 NH₄NÃO₃  + 52 h₂QUALQUER

Controle a velocidade de precipitação permite que essa reação gere nanopartículas de hidroxiapatita.

Cristais de hidroxiapatita

Os íons são compactados e crescem para formar um bio -crítico rígido e resistente. Isso é usado como biomaterial da mineralização óssea.

No entanto, precisa de colágeno, apoio orgânico que serve como um molde de seu crescimento. Esses cristais e seus processos de formação complicados dependerão do osso (ou dente).

Esses cristais ficam impregnados com matéria orgânica, e a aplicação de técnicas de microscopia eletrônica os detalha nos dentes como agregados com formas de haste chamadas prismas.

Usos de hidroxilapatita

Uso médico e odontológico

Devido à sua semelhança em tamanho, cristalografia e composição com o tecido humano duro, nano -hidroxiapatita é atraente de usar em próteses. Além disso, a nano -hidroxiapatita é biocompatível, bioativa e natural, além de não ser tóxica ou inflamatória.

Consequentemente, a cerâmica de nano -hidroxiapatita tem uma variedade de aplicações, que incluem:

• Na cirurgia de osso tejido, é usado no preenchimento de cavidades em cirurgias ortopédicas, traumatológicas, maxilofaciais e dentárias.
• É usado como um revestimento de implantes ortopédicos e dentários. É um agente dessensibilizante usado para clareamento dental. Ele também é usado como agente remineralizante em pastas dentárias e tratamento de cárie precoce.
• Os implantes de aço inoxidável e titânio são frequentemente cobertos com hidroxiapatita para reduzir sua velocidade de rejeição.
• É uma alternativa aos enxertos alogênicos e xenogênicos. O tempo de cura é mais curto na presença de hidroxiapatita do que na sua ausência.
• Mimetiza sintética de nano -hidroxiapatita para hidroxiapatita apresenta naturalmente na dentina e na apatita enmaltic, portanto, seu uso no reparo do esmalte e a incorporação em pastas dentárias é vantajoso, bem como na boca enxaguar.

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Outros usos de hidroxiapatita

• A hidroxiapatita é usada nos filtros de ar de veículos a motor para aumentar sua eficiência na absorção e decomposição do monóxido de carbono (CO). Isso reduz a poluição ambiental.
• Um complexo de alginato-hidroxiapatita foi sintetizado que os testes de campo indicaram que é capaz de absorver fluoreto através do mecanismo de troca iônica.
• A hidroxiaPathite é usada como um meio cromatográfico para proteínas.  Isso tem cobranças positivas (CA⁺⁺) e negativo (PO₄^-3), para que ele possa interagir com proteínas com carga eletricamente e permitir sua separação por troca iônica.
• A hidroxiapatita também foi usada como suporte para ácidos nucleicos eletrofóticos. É possível separar o DNA do RNA, bem como o DNA de um fio simples dos dois fios DNA.

Propriedades físicas e químicas

A hidroxiapatita é um sólido branco que pode adquirir tons cinza, amarelo e esverdeado. Como é um sólido cristalino, apresenta altos pontos de fusão, indicativos das fortes interações eletrostáticas; Para hidroxiapatita, isso é 1100 ºC.

É mais denso que água, com uma densidade de 3,05 - 3,15 g/cm³. Além disso, é praticamente insolúvel em água (0,3 mg/ml), o que é devido a íons fosfatos.

No entanto, em meio ácido (como em HCl), é solúvel. Esta solubilidade se deve à formação de CACL₂, Sal de água altamente solúvel. Da mesma forma, os fosfatos são próton (HPO₄^2- e h₂Po₄^-) e interagir em um grau melhor com a água.

A solubilidade da hidroxiapatita ácida é importante na fisiopatologia da cárie. Bactérias na cavidade oral secretam ácido lático, produto da fermentação da glicose, que diminui o pH da superfície dentária para menos de 5, de modo que a hidroxiapatita começa a se dissolver.

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O fluoreto (f^-) Você pode substituir os íons oh^- Na estrutura cristalina. Quando isso acontece, fornece resistência à hidroxiapatita do esmalte dental na frente dos ácidos.

Possivelmente, essa resistência pode ser devida à insolubilidade do CAF₂ formado, recusando -se a "deixar" o vidro.

Referências

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