هیدروکسی اپاتیت

هیدروکسی آپاتیت. هیدروکسیل آپاتیت که به صورت هیدروکسی آپاتیت ( HA ) نیز نامیده می شود، یک فرم معدنی طبیعی آپاتیت کلسیم با فرمول Ca5 ( PO4 ) 3 ( OH ) است، اما معمولاً Ca10 ( PO4 ) 6 ( OH ) 2 نوشته می شود تا مشخص گردد که سلول واحد کریستال شامل دو نهاد است. هیدروکسی آلپاتیت، هیدروکسیل انتهایی از گروه ترکیبات آپاتیت است. یون OH می تواند توسط فلوراید، کلرید یا کربنات جایگزین شود و فلوراپاتیت یا کلرپاتیت تولید کند و همچنین در آرایش هگزاگونال متبلور می شود. پودر هیدروکسی آپاتیت خالص سفید است. اما آپاتیت های طبیعی نیز می توانند رنگ قهوه ای، زرد یا سبز داشته باشند. تا ۵۰٪ حجم و ۷۰٪ وزن استخوان انسان، یک فرم اصلاح شده از هیدروکسی آپاتیت است که به عنوان مادهٔ معدنی استخوان معروف است. هیدروکسی آپاتیت با مقادیر کم کربنات کلسیم، ماده معدنی اصلی مینا و عاج دندان است.
هیدروکسی آپاتیت را می توان از طریق روش های مختلفی از قبیل رسوب شیمیایی خیس، رسوب شیمیایی خنثی یا رسوب الکترولیتی تولید کرد. Yagai و Aoki پیشنهاد کرده اند که سوسپانسیون نانوبلور هیدروکسی آپاتیت را می توان با یک واکنش شیمیایی خیس تحت معادله زیر تهیه کرد:10 Ca ( OH ) 2 + 6 H3PO4 → Ca10 ( PO4 ) 6 ( OH ) 2 + 18 H2O مطالعات متعدد نشان داده است که سنتز هیدروکسی آپاتیت را می توان از طریق واکنش شیمیایی مرطوب با استفاده از اصوات با فرکانس و قدرت بالا بهبود داد. سنتز این ماده به کمک امواج اولتراسونیک یک روش موفقیت آمیز برای تولید هیدروکسی آپاتیت نانوساختار با استانداردهای سطح بالا است. روش فراصوت امکان تولید هیدروکسی آپاتیت نانو کریستالی و همچنین ذرات اصلاح شده نظیر نانوسفرها با هستهٔ پوشش دار و کامپوزیت ها را فراهم می کند. تحولات اخیر موجب ساختن میکروسفرهای سرامیکی ساخته شده از هیدروکسی آپاتیت با قطر ۱٫۵ میکرومتر شده است. میکروسفرها می توانند در زمینه های مختلف از جمله فیلتر، واسطه های سنگ زنی و بتن سبک وزن استفاده شوند.
هیدروکسی آپاتیت از مهم ترین زیست سرامیک های مورد استفاده در پزشکی و دندان پزشکی است که به دلیل خواص زیستی منحصر به فرد و شباهت ساختاری زیاد به بافت سخت استخوان، در سال های اخیر مورد توجه واقع شده است. به دلیل تشابه ترکیب شیمیایی هیدروکسی آپاتیت با استخوان علاوه بر جنبه های زیست فعالی و تأثیرات درمانی هیدروکسی آپاتیت می توان به عدم تحلیل رفتن، قابلیت تحریک رشد استخوان ( به خصوص داخل تخلخل میان ذرات، حفرات موجود در ماده کاشتنی یا داربست ) ، ایجاد پیوند مستقیم با استخوان و چسبندگی مطلوب با بافت استخوان اشاره کرد. سطح هیدروکسی آپاتیت با انواع مختلفی از سلول ها همچون سلول های بیگانه خوار درشت، استخوان سازها، استخوان خوارها و لیگامنت های پریودنتال سازگاری زیستی مناسبی دارد. هیدروکسی آپاتیت اجازه رشد سلول های استخوانی نظیر استخوان سازها و استخوان خوارها را می دهد و به دلیل شباهت شیمی سطح هیدروکسی آپاتیت و استخوان، سلول ها تمایزی بین این دو قائل نمی شوند. از جمله کاربردهای مهم این بیوسرامیک می توان به استفاده در جراحی ارتوپدی به شکل توده ای یا پوشش در سطح ماده کاشتنی، جراحی ستون فقرات و حامل دارو یا پروتئین با قابلیت آزادسازی کنترل شده اشاره کرد. هیدروکسی آپاتیت می تواند در دندان ها و استخوان ها ی بدن انسان یافت شود؛ بنابراین، معمولاً به عنوان یک پرکننده برای جایگزینی استخوان جدا شده یا به عنوان یک پوشش برای تقویت رشد استخوان در پروتزها استفاده می شود. اگر چه بسیاری از مراحل دیگر با آرایش شبیه یا حتی یکسان وجود دارد، بدن به آن ها بسیار متفاوت پاسخ می دهد.