Гидроксиапатит (ГАп) — фосфат кальция, по морфологии и составу схожий с твердыми тканями человека.1. В частности, он имеет гексагональную структуру.2, 3и стехиометрическое соотношение Ca/P 1,67, что идентично костному апатиту2, 4, 5.
Важной характеристикой гидроксиапатита является его стабильность по сравнению с другими фосфатами кальция. Термодинамически гидроксиапатит является наиболее стабильным соединением фосфата кальция в физиологических условиях, таких как температура, pH и состав жидкостей организма.2.
С развитием нанотехнологий было отмечено значительное влияние на материаловедение. Производство наноматериалов привлекло значительное внимание для адсорбции, катализа и оптических применений, особенно когда речь идет о биоматериалах.6.
Наногидроксиапатит (нано-ГАп) привлекает интерес как биоматериал для использования в протезировании из-за его сходства по размеру, кристаллографии и химическому составу с человеческими твердыми тканями. Кости и зубная эмаль в значительной степени состоят из формы этого минерала.
Благодаря своим выдающимся свойствам6:
·Биосовместимость
·Биоактивность
· Остеокондуктивность
·Нетоксичность и невоспалительный характер
Биокерамика на основе наногидроксиапатита имеет множество применений, в том числе:6:
·Инженерия костной ткани
·Заполнители костных пустот для ортопедической, травматологической, хирургической хирургии позвоночника, челюстно-лицевой и стоматологической хирургии.
·Покрытие ортопедических и дентальных имплантатов
·Восстановление дефектов пародонта
·Увеличение беззубого гребня
· Эндодонтическое лечение, такое как покрытие пульпы
·Устранение механических перфораций фуркации и образования апикального барьера
·Наполнители для армирования реставрационного стеклоиономерного цемента (СИЦ) и реставрационной композитной смолы
·Десенсибилизирующее средство после отбеливания зубов
·Реминерализующий агент в зубных пастах
·Лечение ранних кариозных поражений
· Доставка лекарств и генов
Обзор литературы показывает, что риск, связанный с воздействием наночастиц фосфата кальция в дозах, которые обычно применяются в биомедицине, продуктах здравоохранения и косметике, очень низок и, скорее всего, отсутствует вообще. Более того, в нем также говорится, что при всех разумных условиях наночастицы фосфата кальция можно считать безопасными для человека7.
|
Название ИЮПАК |
Пентакальций гидроксид трифосфат |
|
Количество CAS |
12167-74-7 |
|
Номер ЕС |
235-330-6 |
|
Синонимы |
Гидроксиапатит (CAS n.1306-06-5), Гидроксилапатит, Гидроксиапатит кальция |
|
Химическая формула |
Ca10(ПО)4)6(ОЙ)2 |
|
Молекулярная масса |
1004,6 г/моль |
------ Медицинское использование ------
Имплантаты из титана и нержавеющей стали часто покрываются гидроксиапатитовым покрытием, чтобы обмануть организм и снизить скорость отторжения имплантата. Гидроксиапатит также может использоваться в случаях, когда имеются пустоты или дефекты кости. Этот процесс осуществляется посредством порошков, блоков или шариков материала, помещаемых в пораженные участки кости.
Благодаря своей биоактивности он стимулирует рост кости и восстанавливает дефект. Этот процесс может быть альтернативой аллогенным и ксеногенным костным трансплантатам. Обычно он приводит к более коротким срокам заживления, чем те, которые наблюдались без использования гидроксиапатита.
------ Использование для ухода за полостью рта ------
Состав эмали: 97% масс. наногидроксиапатита и 3% масс. органического материала и воды. В дентине наногидроксиапатит составляет 70% масс.8.
Поскольку наногидроксиапатит является основным компонентом эмали, он придает зубам ярко-белый вид и устраняет диффузное отражение света, закрывая мелкие поры на поверхности эмали.
Синтетический нано-гидроксиапатит имитирует размер натурального дентинного гидроксиапатита или эмалевого апатита. Экспериментальные результаты демонстрируют преимущества нано-гидроксиапатита в восстановлении эмали9-10, что привело к его включению в зубные пасты и ополаскиватели для полости рта с целью содействия восстановлению деминерализованных поверхностей эмали или дентина путем осаждения наночастиц гидроксиапатита в дефектах11.
------ Другие области ------
Было обнаружено, что экспериментальные наноструктурированные композитные воздушные фильтры, содержащие гидроксиапатит, эффективны в поглощении и разложении CO, что в конечном итоге может привести к их использованию для снижения выбросов загрязняющих веществ в выхлопных газах автомобилей.12.
В 2014 году был синтезирован и испытан в полевых условиях композит альгината/наногидроксиапатита в качестве адсорбента фторида. Этот биокомпозит удалял фторид посредством ионообменного механизма и является одновременно биосовместимым и биоразлагаемым13.
В последнее время применение в катализе14-16и разделение белков17были разработаны и успешно испытаны с использованием наноструктурированных фосфатов кальция, что говорит о том, что многие инновационные применения этих материалов еще впереди.
Гидроксиапатит (изображение с электронного микроскопа)
1. Наномасштаб (игольчатый тип)
2. Микронный масштаб (сферический)
3. Микронный уровень (игольчатый тип)
3. Микронный уровень (короткий стержневой тип)
