Hidroksiapatit (HAp) je kalcijev fosfat, ki je po morfologiji in sestavi podoben človeškim trdim tkivom.1. Še posebej ima šestkotno strukturo2, 3in stehiometrično razmerje Ca/P 1,67, kar je enako kostnemu apatitu2, 4, 5.
Pomembna značilnost hidroksiapatita je njegova stabilnost v primerjavi z drugimi kalcijevimi fosfati. Termodinamično je hidroksiapatit najbolj stabilna spojina kalcijevega fosfata v fizioloških pogojih, kot so temperatura, pH in sestava telesnih tekočin.2.
Z razvojem nanotehnologije je opaziti velik vpliv na znanost o materialih. Proizvodnja nanomaterialov je pridobila veliko pozornosti na področju adsorpcije, katalize in optičnih aplikacij, zlasti kadar gre za biomateriale.6.
Nano-hidroksiapatit (nano-HAp) pritegne zanimanje kot biomaterial za uporabo v protetičnih aplikacijah zaradi podobnosti velikosti, kristalografije in kemične sestave s človeškim trdim tkivom. Kostna in zobna sklenina sta v veliki meri sestavljena iz oblike tega minerala.
Zaradi svojih izjemnih lastnosti6:
·Biokompatibilnost
· Bioaktivnost
· Osteoprevodnost
· Netoksičnost in nevnetna narava
Nano-hidroksiapatitna biokeramika ima različne aplikacije, ki vključujejo6:
· Inženiring kostnega tkiva
·Kostna polnila za ortopedijo, travmatologijo, hrbtenično, maksilofacialno in zobozdravstveno kirurgijo.
·Prevleka za ortopedske in zobne vsadke
·Obnova parodontalnih okvar
·Povečanje zobnega grebena
·Endodontsko zdravljenje, kot je pokrivanje pulpe
· Popravilo mehanskih furkacijskih perforacij in nastanek apikalne pregrade
· Polnila za ojačitev obnovitvenega steklenoionomernega cementa (GIC) in obnovitvene kompozitne smole
·Desenzibilizirajoče sredstvo po beljenju zob
·Remineralizirajoče sredstvo v zobnih pastah
·Zgodnje zdravljenje karioznih lezij
· Dostava zdravil in genov
Pregled literature kaže, da je tveganje, povezano z izpostavljenostjo nanodelcem kalcijevega fosfata v odmerkih, ki se običajno uporabljajo v biomedicini, izdelkih za zdravstveno nego in kozmetiki, zelo nizko in ga najverjetneje sploh ni. Poleg tega tudi navaja, da se lahko pod vsemi razumnimi pogoji nanodelci kalcijevega fosfata štejejo za varne za ljudi.7.
|
Ime IUPAC |
Pentakalcijev hidroksid trifosfat |
|
številka CAS |
12167-74-7 |
|
številka EC |
235-330-6 |
|
Sopomenke |
Hidroksiapatit (CAS št.1306-06-5), hidroksilapatit, kalcijev hidroksiapatit |
|
Kemijska formula |
pribl10(PO4)6(OH)2 |
|
Molekularna teža |
1004,6 g/mol |
------ Medicinska uporaba ------
Vsadki iz titana in nerjavečega jekla so pogosto prekriti s hidroksiapatitnimi prevlekami, da pretentajo telo in zmanjšajo stopnjo zavrnitve vsadkov. Hidroksiapatit se lahko uporablja tudi v primerih, ko so kostne praznine ali okvare. Ta postopek se izvaja s praški, bloki ali kroglicami materiala, ki se namestijo na prizadeta področja kosti.
Zaradi svoje bioaktivnosti spodbuja rast kosti in obnavlja okvaro. Ta postopek je lahko alternativa alogenim in ksenogenim kostnim presadkom. Običajno povzroči krajše čase celjenja od tistih, ki so jih opazili, če hidroksiapatita ne uporabimo.
------ Uporaba za ustno nego ------
Sestava emajla je 97 mas. % nano-hidroksiapatita in 3 mas. % organskega materiala in vode. V dentinu predstavlja nanohidroksiapatit 70 mas. %8.
Ker je nano-hidroksiapatit glavna sestavina sklenine, daje videz svetlo bele barve in odpravlja razpršeno odbojnost svetlobe z zapiranjem majhnih por na površini sklenine.
Sintetični nano-hidroksiapatit posnema velikost naravnega dentinalnega hidroksiapatita ali apatita sklenine. Eksperimentalni rezultati kažejo prednosti nano-hidroksiapatita pri popravljanju sklenine9-10, kar je privedlo do njegove vključitve v zobne paste in raztopine za izpiranje ust za spodbujanje obnove demineralizirane površine sklenine ali dentina z odlaganjem nanodelcev hidroksiapatita v defekte11.
------ Druga območja ------
Ugotovljeno je bilo, da so eksperimentalni nanostrukturirani kompozitni zračni filtri, ki vsebujejo hidroksiapatit, učinkoviti pri absorpciji in razgradnji CO, kar bi sčasoma lahko vodilo k njihovi uporabi pri zmanjševanju onesnaževal izpušnih plinov v avtomobilih12.
Leta 2014 je bil sintetiziran in na terenu testiran kompozit alginat/nano-hidroksiapatit kot adsorbent za fluorid. Ta biokompozit odstrani fluor z mehanizmom ionske izmenjave in je tako biokompatibilen kot biološko razgradljiv13.
V zadnjem času aplikacije v katalizi14-16in ločevanje beljakovin17so bili razviti in uspešno preizkušeni z uporabo nanostrukturiranih kalcijevih fosfatov, kar nakazuje, da veliko inovativnih aplikacij za te materiale šele prihaja.
Hidroksiapatit (slika z elektronskim mikroskopom)
1. Nano merilo (tip igle)
2. Mikronska lestvica (sferična)
3. Mikronski nivo (tip igle)
3. Mikronski nivo (kratka palica)
