수산화 인회석은 그의 화학식 칼슘 인 칼슘 포스페이트 미네랄이며, 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 . 다른 광물 및 분쇄되고 압축 된 유기물의 잔해와 함께 인산염 바위로 알려진 원료를 형성합니다. 용어 히드는 OH 지칭 - 음이온 .
대신 음이온이 불화라면, 미네랄이 불화 (Ca를 호출 할 것이다 10 (PO 4 ) 6 (F) 2 ] 등의 다른 음이온 (CL과의 - , 브롬 - , CO 3 2- 등). 하이드 록시 아파타이트는 뼈와 치아 법랑질의 주요 무기 성분으로 주로 결정 형태로 존재합니다.
따라서 그것은 살아있는 존재의 뼈 조직에서 중요한 요소입니다. 다른 인산 칼슘에 대한 뛰어난 안정성으로 생리적 조건을 견딜 수있어 뼈에 특징적인 경도를 부여합니다. Hydroxyapatite는 혼자가 아닙니다. 결합 조직의 섬유질 단백질 인 콜라겐과 함께 그 기능을 수행합니다.
Hydroxyapatite (또는 hydroxylapatite)에는 Ca 2+ 이온이 포함되어 있지만 구조에 다른 양이온 (Mg 2+ , Na + ), 뼈의 다른 생화학 적 과정 (예 : 재 형성)에 개입하는 불순물도 포함 할 수 있습니다.
구조
상단 이미지는 칼슘 hydroxyapatite의 구조를 보여줍니다. 모든 구는 육각형 "서랍"의 절반 부피를 차지하며 나머지 절반은 첫 번째와 동일합니다.
이러한 구조에서, 녹색 구체 칼슘 대응 2+ 양이온 적색 동안 분야가 대응 OH의 수소 원자가 산소 원자, 인의 원자 오렌지 분야 및 흰색 분야 - .
이 이미지의 인산염 이온은 사면체 기하학을 나타내지 않는 결함이 있습니다. 대신 그들은 사각형 밑면을 가진 피라미드처럼 보입니다.
OH - Ca 2+ 에서 멀리 떨어져 있다는 인상을줍니다 . 그러나 결정 단위는 첫 번째 지붕에서 반복 될 수 있으므로 두 이온 사이의 근접성을 보여줍니다. 마찬가지로, 이러한 다른 이온 (NA로 대체 될 수 + 및 F - 예를 들어,).
합성
Hydroxylapatite는 수산화칼슘을 인산과 반응시켜 합성 할 수 있습니다.
10 Ca (OH) 2 + 6 H 3 PO 4 => Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 + 18 H 2 O
수산화 인회석 (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 )은 화학식 Ca 5 (PO 4 ) 3 OH 의 두 단위로 표현됩니다 .
마찬가지로 hydroxyapatite는 다음 반응을 통해 합성 할 수 있습니다.
10 Ca (NO 3 ) 2. 4H 2 O + 6 NH 4 H 2 PO 4 => Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 + 20 NH 4 NO 3 + 52 H 2 O
침전 속도를 조절하면이 반응이 수산화 인회석 나노 입자를 생성 할 수 있습니다.
수산화 인회석 결정
이온은 압축되고 성장하여 강하고 단단한 생체 결정을 형성합니다. 이것은 뼈의 광물 화를위한 생체 재료로 사용됩니다.
그러나 성장을위한 곰팡이 역할을하는 유기적지지 체인 콜라겐이 필요합니다. 이러한 결정과 복잡한 형성 과정은 뼈 (또는 치아)에 따라 달라집니다.
이 결정은 유기물로 함침되어 자라며, 전자 현미경 기술을 적용하면 치아에 프리즘이라고 불리는 막대 모양의 응집체로 자세히 설명됩니다.
응용
의료 및 치과 용
크기, 결정학 및 구성이 단단한 인간 조직과 유사하기 때문에 나노 하이드 록시 아파타이트는 보철에 사용하기에 매력적입니다. 또한, 나노 하이드 록시 아파타이트는 비 독성 또는 염증성 일뿐만 아니라 생체 적합성, 생체 활성 및 자연적입니다.
결과적으로 나노 하이드 록시 아파타이트 세라믹은 다음과 같은 다양한 용도로 사용됩니다.
-뼈 조직 수술에서 정형 외과, 외상, 악안면 및 치과 수술에서 충치를 채우는 데 사용됩니다.
-정형 외과 및 치과 용 임플란트 용 코팅제로 사용됩니다. 치아 미백 후 사용하는 탈감작 제입니다. 또한 치약의 재광 화제로 사용되며 충치의 조기 치료에도 사용됩니다.
-스테인리스 강 및 티타늄 임플란트는 거부율을 줄이기 위해 수산화 인회석으로 코팅되는 경우가 많습니다.
-동종 및 이종 골 이식의 대안입니다. 치유 시간은 수산화 인회석이 없을 때보 다 더 짧습니다.
-합성 나노 하이드 록시 아파타이트는 상아질과 에나멜 아파타이트에 자연적으로 존재하는 하이드 록시 아파타이트를 모방하여 에나멜 수리 및 치약과의 통합 및 구강 세정제에 유용합니다.
hydroxyapatite의 다른 용도
-Hydroxyapatite는 일산화탄소 (CO)의 흡수 및 분해 효율을 높이기 위해 자동차 공기 필터에 사용됩니다. 이것은 환경 오염을 줄입니다.
-알지네이트-하이드 록시 아파타이트 복합체가 합성되어 현장 테스트 결과 이온 교환 메커니즘을 통해 불소를 흡수 할 수 있음이 밝혀졌습니다.
-Hydroxyapatite는 단백질의 크로마토 그래피 매체로 사용됩니다. 양전하 (Ca ++ )와 음전하 (PO 4 -3 )를 가지므로 전하를 띤 단백질과 상호 작용할 수 있고 이온 교환에 의해 분리 할 수 있습니다.
-Hydroxyapatite는 핵산 전기 영동을위한 지지체로도 사용되었습니다. RNA에서 DNA를 분리하고 2 가닥 DNA에서 단일 가닥 DNA를 분리하는 것이 가능합니다.
물리 화학적 특성
Hydroxyapatite는 회색, 노란색 및 녹색 톤을 취할 수있는 흰색 고체입니다. 결정질 고체이기 때문에 융점이 높아 강한 정전기 상호 작용을 나타냅니다. hydroxyapatite의 경우 1100ºC입니다.
3.05-3.15 g / cm 3 의 밀도로 물보다 밀도가 높습니다 . 또한 인산염 이온으로 인해 물 (0.3mg / mL)에 거의 녹지 않습니다.
그러나 산성 매질 (HCl에서와 같이)에서는 용해됩니다. 이 용해도는 물에 잘 녹는 염인 CaCl 2 의 형성 때문 입니다. 마찬가지로, 인산염은 (HPO 양성자되는 4 2 및 H 2 PO 4 - 와 인터랙트 물 나은 정도).
산에서 hydroxyapatite의 용해도는 우식의 병태 생리학에서 중요합니다. 구강 내 박테리아는 포도당 발효 산물 인 젖산을 분비하여 치아 표면의 pH를 5 미만으로 낮추어 수산화 인회석이 용해되기 시작합니다.
불소 (F는 - ) OH 바꿀 수 - 이온 결정 구조. 이런 일이 발생하면 치아 법랑질의 hydroxyapatite에 대한 저항력을 제공합니다.
아마도,이 저항은 CaF2 형의 용해성에 기인 할 수있다 (2) "저장"결정 거부 형성.
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