Hidroksiapatit bir kalsiyum fosfat bileşiğidir, formülü Ca10 (P04) 6 (OH) 2'dir. Fosforik kaya denilen hammaddenin bir parçasıdır.

Hidroksi terimi, anyon OH‑ anlamına gelir. Bu anyon yerine florür ile değiştirilirse, mineral Fluoroapatite Ca10 (PO4) 6 (F) 2 olarak adlandırılır. Hidroksiapatit, kemiklerin ve diş minesinin ana inorganik bileşenidir.

Giriş

Hidroksiapatit, ağırlıklı olarak nano hidroksiapatit tozu ve mikron hidroksiapatit tozu olmak üzere iki şekilde bulunur. İki toz arasındaki fark büyüklüğüdür. Hidroksiapatit nanopartiküllerinin boyutu 200 nm'nin altında iken mikron Hidroksiapatit, 45 - 90 mikron aralığında bulunur. Hidroksiapatit nanoparçacıklarının yüzey alanı yaklaşık 9.4 m^2 / g iken, Hidroksiapatit mikron tozu 120 m^2 / g'lık bir yüzey alanına sahiptir.

Hidroksiapatitin Tarihçesi ve Önemi

Hydroxyapatite kullanımı, 1950'den sonra başladı; çok fazla araştırma yapıldıktan sonra, diş ameliyatlarında kullanılabileceği tespit edildi. Daha sonra kullanımı artarak devam etti. Canlıların kemik dokularında önemli bir unsurdur. Diğer kalsiyum fosfat ürünlere karşı stabilitesi yüksektir ve kemiklere karakteristik sertliklerini vererek fizyolojik koşullara dayanmasını sağlar. Hidroksiapatit, bağ dokusunun lifli proteini olan kollajen yardımıyla çalışmasını yerine getirir. Hidroksiapatit, Ca2 + iyonundan oluşur, fakat Na +, Mg2 +, vb. gibi yapısındaki diğer katyonlardan da oluşabilir.

Hidroksiapatit Yapısı

Aşağıdaki resim hidroksiapatitin yapısını göstermektedir. Tüm küreler, diğer yarının birincisiyle aynı olduğu altıgen bir "kutunun" yarısının hacmini kaplar.

Bu yapıda, yeşil küreler Ca2 + katyonlarını temsil ederken, kırmızı küreler oksijen atomlarını, turuncu küreler fosfor atomlarını ve beyaz küreler OH-yi temsil eder.
Bu yapıdaki fosfat iyonları, dört yüzlü bir geometri sergileyemedikleri için kare tabanlı piramitlere benzerler.
OH- , Ca2 + 'dan uzakta konumlanmış şekilde görünür. Bununla birlikte, kristalimsi ünite birincinin çatısında kendisini tekrarlayabilir, böylece her iki iyon arasındaki yakın ilişkiyi sağlar. Ayrıca, bu iyonlar Na + ve F- gibi başka iyonlarla kullanılabilir.

Hidroksiapatit Sentezi

Hidroksiapatit, kalsiyum hidroksitin fosforik asitle reaksiyonu sonucu elde edilebilir:

10Ca(OH)2 + 6H3PO4 => Ca10(PO4)6(OH)2 + 18H2O

Benzer şekilde, hidroksiapatit, aşağıdaki reaksiyonla üretilebilir:

10Ca(NO3)2. 4H2O + 6NH4H2PO4 => Ca10(PO4)6(OH)2 + 20NH4NO3 + 52H2O

Hidroksiapatit nanoparçacıkları, çökelme hızını kontrol ederek üretilebilir.

Hidroksiapatit Kristalleri

İyonlar, dirençli ve sert bir biyo kristal oluşturmak üzere ezilerek ve büyütülür. Büyütülen bu iyonlar, kemik mineralizasyonu için bir biyomateryal olarak kullanılır. Bununla birlikte, gelişimi için kalıp görevi gören organik bir destek olan kollajene ihtiyacı vardır. Bu kristaller ve bunların kompleks oluşum süreci kemiğe bağlıdır.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikler

1. Hidroksiapatit, grimsi, yeşil ve sarı bir görünüm alabilen beyaz tozdur. Kristalimsi bir katı olduğundan, güçlü elektrostatik etkileşimleri gösteren büyük bir erime noktasına (1100 ° C) sahiptir.

2. Florin (F-), kristal yapısındaki OH iyonları ile kullanılabilir. Bu durumda, diş minesinin hidroksiapatiti asitlere karşı direnç kazandırır. Muhtemelen, bu direnç, kristali "bırakmayı" reddeden, oluşturulmuş CaF2'nin çözünmezliğinden kaynaklanabilir.

3.Bununla birlikte, asidik ortamlarda (HCl'de olduğu gibi) çözünür.Bu çözünürlük, suda oldukça çözünür bir tuz olan CaCl2'nin oluşturulmasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca, fosfatlar protonlanır (HPO42- ve H2PO4-) ve daha fazla su ile etkileşime girer.

4.Su ile karşılaştırıldığında yoğunluğu 3,05 - 3,15 g / cm^3'tür. Ayrıca, fosfat iyonları bulunduğu için s pratikte suda (0,3 mg / mL) çözünmez.

5. Hidroksiapatitin asitlerde çözünürlüğü, kemik çürüğün patofizyolojisinde önemlidir.Ağız boşluğundaki bakteriler, glukoz fermantasyonunun bir ürünü olan laktik asit salgılarlar, bu da diş yüzeyinin pH'ını 5'in altına düşürür ve böylece hidroksiapatit çözünmeye başlar.

Nano malzemelerin dental uygulama alanları hakkında bilgi almak için blog yazımızı ziyaret edin.

Nano ve Mikron Hidroksiapatit Uygulamaları

Nano Hidroksiapatit Uygulamaları

Hidroksiapatit nanoparçacıkları, aşağıda verilen çeşitli uygulamalara sahiptir:

1. Kemik dokusu cerrahisinde, travmatolojik, çene-yüz, ortopedik ve diş ameliyatlarında boşlukların doldurulmasında kullanılır.

2. Hidroksiapatit nanotoz kullanımı, diş minesinin onarımında ve diş macununa dahil edilmesinde ve ayrıca ağız durulamalarında yararlıdır.

3. Ortopedik ve dental implantlar için bir kaplama olarak kullanılır. Diş beyazlatma işleminden sonra kullanılan hassasiyeti azaltıcı bir maddedir. Ayrıca diş macununda ve çürüğün erken teşhisinde bir remineralize edici madde olarak kullanılır.

4. Büyüklüğü, kristalografisi ve sert insan dokusuyla bileşim benzerliği nedeniyle, protezlerde kullanım için değerlidir.Ayrıca, nano-hidroksiapatit, biyoaktif, biyo-uyumlu ve doğaldır, ayrıca toksik veya iltihaplı değildir.

5. Titanyum ve Paslanmaz çelik implantlar, çürüme oranlarını azaltmak için sıklıkla hidroksiapatit nanopartikülleri ile kaplanır.

6. Ksenojenik ve allojenik kemik aşısının yerine geçer. İyileşme süresi, hidroksiapatit nanopowder varlığında daha hızlıdır.

Mikron Hidroksiapatit Tozu Uygulamaları

İyon değiştirme mekanizması aracılığıyla floru absorbe edebilen bir aljinat-hidroksiapatit kompleksi üretildi.

Hidroksiapatit mikron tozu ayrıca, nükleik asitlerin elektroforezi için bir şart olarak kullanılmıştır. RNA'yı DNA'dan ve ayrıca DNA'yı tek zincirli ve iki zincirli DNA’dan ayırır.

Mikron Hydroxyapatite, motorlu taşıtların hava filtrelerinde, karbon monoksitin (CO) emme ve ayrıştırma işlemlerinde filtrelerin etkinliğini artırmak için kullanılır. Böylece çevre kirliliğini azaltmak hedeflenir.

Mikron Hidroksiapatit, proteinler için kromatografik bir ortam olarak kullanılır.Bu, pozitif yükler (Ca +) ve negatif yükler (PO4-3) ortaya çıkarır, böylece elektrik yüklü proteinlerle etkileşime girebilir ve iyon değiştirme işlemi ile ayrılmaya izin verebilir.

Sonuç

Nano ve mikron hidroksiapatit günlük, endüstriyel ve bilimsel uygulamalar ve kullanımlar için güçlü bir bileşiktir. Genellikle dental uygulamalarda kullanımı gözlemlenmektedir.

Daha fazlası için blog yazılarımızı ziyaret edin. 

Kaynaklar

https://nanografi.com/blog/latest-trends-in-dental-applications-of-nanomaterials/

https://nanografi.com/blog/hydroxyapatite-powder/

https://nanografi.com/blog/hydroxyapatite-nano-and-micron-powder/