Hydroxylapatit

Hydroxylapatit
Hydroxyapatit
Hydroxyapatit
Obecné
KategorieMinerál
Chemický vzorecCa5(OH)(PO4)3
Identifikace
Barvabezbarvý, bílý, šedý, žlutý, zelenavý, hnědý
Soustavahexagonální
Tvrdost5 (referenční minerál)
Leskmatný
Vrypbílý
Hustota3,08 g ⋅ cm−3
Rozpustnostrozpustný v HCl
OstatníBodová grupa 6/m

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]

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. Syntéza v mikrovlnné troubě
  2. Filtrace a promytí prášku
  3. Sušení (2h/80 °C).

Paleontologie

Hydroxylapatit 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

Média použitá na této stránce