هیدروکسی آپاتیت (Hydroxyapatite) را می‌توان به عنوان یکی از مهم‌ترین بیوسرامیک‌های زیست فعال دانست. زیست فعال بودن یک ماده به این معنا است که آن ماده توانایی اتصال به بافت زنده بدون ایجاد لایه کلاژنی را دارد. این ماده معدنی به دلیل داشتن خواص منحصر به فرد و شباهت ساختاری زیادی که به بافت سخت استخوان دارد، در پزشکی و دندانپزشکی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. کاربردهای این ماده تنها به پزشکی محدود نمی‌شود و از آن به عنوان جاذب در حذف فلزات سنگین، مواد رادیو اکتیو و آلاینده‌های آلی از قبیل فنول از آب و پساب‌های صنعتی استفاده می‌شود. در این مقاله تصمیم داریم شما را با هیدروکسی آپاتیت، ساختار آن و انواع کاربردهای آن آشنا کنیم. با ما در سایت پیشگامان شیمی همراه باشید.
هیدروکسی آپاتیت چیست؟
هیدروکسی آپاتیت (Hydroxyapatite) که آن را به اختصار HA نیز می‌نامند، یک ماده‌ی معدنی است که به طور طبیعی در استخوان، دندان و مرجان‌های دریایی یافت می‌شود. این ماده از جمله بیوسرامیک‌هایی است که زیست فعال دارند، زیست فعال بودن یک ماده، توانایی اتصال به بافت زنده بدون ایجاد لایه‌ی کلاژنی را برای آن ایجاد می‌کند و علاوه بر آن می‌تواند با بافت‌های سخت پیوند شیمیایی مستقیمی ایجاد کند. فرمول شیمیایی این ماده Ca5(PO4)3(OH) است. این ماده وزن مولکولی 502/31 دارد که 38/89 درصد آن را کلسیم و 18/5 درصد آن از فسفر تشکیل می‌شود. پودر خالص این ماده سفید رنگ است؛ اما آپاتیت‌های طبیعی می‌توانند به رنگ قهوه‌ای، زرد یا سبز باشند.
ساختار هیدروکسی آپاتیت
ساختار آپاتیت برای انواع گروه‌های اتمی میزبان خوبی است. در صورتیکه گروه‌های جدید در ساختار آپاتیت جانشین شوند، موجب تغییر در خواصی مانند پارامترهای شبکه، قابلیت انحلال، مورفولوژی و خواص مکانیکی خواهد شد؛ البته لازم به ذکر است که تفاوت چندانی در تقارن هگزاگونال ایجاد نمی‌شود. در صورت جانشینی یون‌های کلرید در این ساختار باعث کاهش تقارن هگزاگونال می‌شود و ساختار را به سمت مونوکلینیک سوق می‌دهد. در ساختار هیدروکسی آپاتیت یون OH می‌تواند توسط فلوراید، کلرید یا کربنات جایگزین شود و فلوراپاتیت یا کلرپاتیت تولید کند و همچنین در آرایش هگزاگونال متبلور شود.
تولید هیدروکسی آپاتیت
هیدورکسی آپاتیت را می‌توان از روش‌های مختلفی نظیر رسوب شیمیایی خیس، رسوب شیمیایی خنثی یا رسوب الکترولیتی تولید کرد. سوسپانسیون نانو بلور هیدروکسی آپاتیت را می‌توان با یک واکنش شیمیایی خیس تهیه کرد. این واکنش به صورت زیر است:
Ca(OH)2 + 6 H3PO4 → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18 H2O
سنتز هیدروکسی آپاتیت
برای سنتز HA روش‌های مختلفی وجود دارد. این روش‌ها را می‌توان به دو دسته‌ی مرطوب و جامد تقسیم بندی کرد. با استفاده از این روش‌های سنتزی می‌توان محصولات مختلف با مورفولوژی، سطح تبلور و استوکیومتری متفاوت به دست آورد. انواع روش‌های سنتز هیدروکسی آپاتیت به شرح زیر است:
- روش هیدروترمال (گرمایی)
- روش ترسیب شیمیایی
- روش مکانوشیمیایی
- روش امولسیون چند گانه
- روش پیرولیز
- روش خشک کن انجمادی
- روش الکترودپوزیشن
- روش سل – ژل
روش سنتز هم رسوبی شیمیایی
روش سنتز هم رسوبی شیمیایی یکی از روش‌های سنتز نانو هیدروکسی آپاتیت است. از پیش ماده‌های مختلفی به منظور سنتز این ماده استفاده می‌شود. یکی از مناسب‌ترین روش‌های سنتز این ماده استفاده از پیش ماده‌های کلسیم کلراید (CaCl2)، پتاسیم دی هیدروژن فسفات (K2HPO4) و پتاسیم هیدروکسید (KOH) است. معادله‌ی شیمیایی این فرآیند به شرح زیر است:
10CaCl2 + 6K2HPO4 + 8KOH+ (8KOH) = Ca10(PO4)6OH2 + 20KCl + (8KOH) + 6H2O
کاربردهای هیدروکسی آپاتیت
همانطور که پیشتر اشاره شد از آنجا که این ماده از نظر ساختار شباهت زیادی به ساختار شیمیایی استخوان دارد، دانشمندان توانسته‌اند از آن در پزشکی، دندانپزشکی و … استفاده‌های زیادی کنند که نتایج استفاده از این ماده بسیار رضایت بخش بوده است. در ادامه به برخی از کاربردهای هیدروکسی آپاتیت اشاره خواهیم کرد.
هیدروکسی آپاتیت در پزشکی
از آنجا که HA ماده‌ای زیست فعال است و شباهت ساختاری زیادی به بافت سخت استخوان دارد، مورد توجه جامعه پزشکی قرار گرفته است. این ماده به عدم تحلیل رفتن، قابلیت تحریک رشد استخوان، ایجاد پیوند مستقیم با استخوان و چسبندگی مطلوب با بافت استخوان کمک می‌کند. از این ماده در جراحی‌های ارتوپدی به شکل توده‌ای یا پوشش در سطح ماده‌ی کاشتنی، جراحی ستون فقرات و حامل دارو یا پروتئین با قابلیت آزادسازی کنترل شده استفاده می‌شود.
هیدروکسی آپاتیت در دندانپزشکی
یکی دیگر از کاربردهای این بیوسرامیک زیست فعال، استفاده از آن در دندانپزشکی است. از آنجا که ماده معدنی اصلی مینا و عاج دندان، هیدروکسی آپاتیت است، بسیاری از ایمپلنت‌هایی که در دندانپزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند از این ماده ساخته شده‌اند. علاوه بر این از این ماده برای بهبود ضایعات اولیه در مینای دندان نیز استفاده می‌شود.
هیدروکسی آپاتیت در مهندسی بافت
از هیدروکسی آپاتیت در مهندسی بافت استفاده‌های زیادی می‌شود. این ماده جهت خلق مجدد استخوان و درمان عفونت مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این بیوسرامیک به عنوان واسط استخوانی و پر کننده‌ی استخوان به شکل تکه‌ای و ذره‌ای با ساختار متراکم و متخلخل استفاده می‌شود. همانطور که گفتیم این ماده ساختاری شبیه به ساختار استخوانی دارد و همین مسئله سبب شده است تا HA به عنوان یک ماده‌ی مفید در مهندسی بافت مورد استقبال قرار بگیرد و نتایج موفقیت آمیزی داشته باشد. علاوه بر موارد قبل این ماده برای ترمیم عیوب، ضایعات استخوان، تقویت استخوان و پوشش بری زیر لایه فلزی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
هیدروکسی آپاتیت در باستان شناسی
باستان شناسان می‌توانند با تجزیه و تحلیل هیدروکسی آپاتیت موجود در بقایای انسان‌ها و حیوانات اطلاعات مختلفی کسب کنند. این اطلاعات می‌تواند شامل رژیم‌های غذایی، مهاجرت، آب و هوای آن دوران و … باشد. شکستگی‌های معدنی استخوان‌ها در واقع نقش عناصر ذخیر کننده‌ی آثار نظیر کربن، اکسیژن و استرانسیوم را دارد.
خرید هیدروکسی آپاتیت
شرکت پیشگامان شیمی به واسطه‌ی سال‌ها تجربه در زمینه‌ی خرید و فروش مواد شیمیایی، توانسته در زمینه‌ی فروش هیدروکسی آپاتیت نیز موفق عمل کند. برای خرید HA می‌توانید با واحد فروش این شرکت تماس بگیرید.
جهت خرید هیدروکسی آپاتیت با همکاران ما در واحد فروش در ارتباط باشید.
شماره های تماس : ۰۹۱۲۹۰۰۸۸۶۲ – ۰۲۱۵۴۰۳۲۳۱۷
جمع‌بندی
هیدروکسی آپاتیت یکی از بیوسرامیک‌های زیست فعال است که آن را با نام HA می‌شناسند. این ماده‌ی معدنی به طور طبیعی در استخوان‌ها، دندان‌ها و مرجان‌های دریایی یافت می‌شود. فرمول شیمیایی این ماده Ca5(PO4)3(OH) است. HA دارای ماده وزن مولکولی 502/31 است که 38/89 درصد آن را کلسیم و 18/5 درصد آن از فسفر تشکیل می‌دهد. از آنجا که این ماده ساختاری شبیه به ساختار استخوان دارد از آن به صورت گسترده در پزشکی، دندانپزشکی و مهندسی بافت استفاده می‌شود؛ علاوه بر این HA در حذف فلزت سنگین، مواد رادیو اکتیو و آلاینده‌های آلی از قبیل فنول از آب و پساب‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. باستان‌شناسان نیز از HA موجود در بقایای انسان‌ها و حیوانات می‌توانند برای تجزیه و تحلیل رژیم غذایی آن‌ها، آب و هوای آن دوران و … استفاده کنند.
