Hydroxylapatit

Hydroxylapatit, často nazývaný hydroxyapatit (zkratka HA resp. HAp), je minerál a jeden z nejvýznamnějších biokeramických materiálů. Jde o přirozenou formu vápníku a fosforu resp. apatitu se vzorcem Ca5(OH)(PO4)3 resp. Ca10(OH)2(PO4)6 pro naznačení, že krystalová jednotka obsahuje dvě molekuly. Čistý hydroxylapatitový prášek je bílý. V přírodě se vyskytující apatity však mají též hnědý, žlutý či zelený nádech. Hydroxylapatit je hlavní anorganickou složkou kostí a zubů.[1]

Hydroxylapatit

Hydroxyapatit

Obecné
Kategorie Minerál
Chemický vzorec Ca5(OH)(PO4)3
Identifikace
Barva bezbarvý, bílý, šedý, žlutý, zelenavý, hnědý
Soustava hexagonální
Tvrdost 5 (referenční minerál)
Lesk matný


Vryp bílý
Hustota 3,08 g ⋅ cm−3
Rozpustnost rozpustný v HCl
Ostatní Bodová grupa 6/m

Medicínské užití

Tato látka využívaná v lékařství je horkým favoritem při přípravě materiálu vhodného pro ortopedické implantáty. HA má bioaktivní, biokompatibilní a non biodegradabilní vlastnosti. Možné jsou kostní a kloubní náhrady či zubní aplikace, používá se také jako katalyzátor v organických syntézách nebo při čištění vody (odstraňování těžkých kovů).

Hydroxylapatit kombinovaný s polymerními materiály (např. kolagen) prokazuje na makroskopické i na mikroskopické úrovni strukturu podobnou kostem. V pokročilých technologických postupech se v současností ve světě připravují a testují nanočástečky hydroxylapatitu kombinované technikou stereolitografie s několika vrstvami polymerových materiálů.[2]

Příprava

Základní reakce je:

10 CaSO4·0,5H2O + 6 (NH4)2HPO4 → Ca10(OH)2(PO4)6 + 6(NH4)2SO4 + 4 H2SO4 + 3 H2O

Obvykle je hydroxylapatit připravován „mokrou cestou“, často pomocí sol-gel nebo hydrotermální metody. Jejich nevýhody jsou však: nutná kontrola velkého množství parametrů, dlouhá doba reakce a různý tvar částic.

Jedna z možných dalších cest je příprava hydroxylapatitu mikrovlnnou-hydrotermální syntézou, kterou lze schematicky shrnout následovně:

  1. Směs výchozích látek - CaSO4·0,5H2O, roztok (NH4)2HPO4 + přídavek NH4OH
  2. Syntéza v mikrovlnné troubě
  3. Filtrace a promytí prášku
  4. Sušení (2h/80 °C).

Paleontologie

Hydroxilapatit je také významnou součástí zkamenělin pravěkých obratlovců. Jeho podrobný výzkum (na bázi rozboru izotopů uhlíku) může odhalit jinak nezjistitelné informace, jako je pravděpodobná potrava daného tvora.[3]

Odkazy

Reference
  1. Tetsuro Kono, Toshiro Sakae, Hiroshi Nakada, Takashi Kaneda and Hiroyuki Okada (2022). Confusion between Carbonate Apatite and Biological Apatite (Carbonated Hydroxyapatite) in Bone and Teeth. Minerals. 12 (2): 170. doi: https://doi.org/10.3390/min12020170
  2. SADAT-SHOJAI, Mehdi. Hydroxyapatite: Inorganic Nanoparticles of Bone (Properties, Applications, and Preparation Methodologies). [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. ISBN 9786001020926. DOI 10.13140/rg.2.1.4691.2249. DOI: 10.13140/RG.2.1.4691.2249.
  3. Zhao, Y.; et al. (2021). Stable carbon isotope composition of bone hydroxylapatite: significance in paleodietary analysis. Palaeoworld. doi: https://doi.org/10.1016/j.palwor.2021.02.004

Literatura
  • Wopenka, B. and Pasteris, J. D. (2005). A mineralogical perspective on the apatite in bone. Materials Science and Engineering: C. 25 (2): 131.

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.