Formula, Sifat dan Penggunaan Hydroxylapatite



itu hidroksilapatit, juga dikenal sebagai hidroksiapatit atau kalsium hidroksilapatit, adalah mineral fosfat, kalsium hidroksida fosfat, yang rumusnya adalah [Ca5 (PO4)3OH], yang membentuk massa seperti kaca dan kaca, seringkali berwarna hijau.

Ini jarang murni di alam, tetapi sering dicampur dengan fluorapatite, di mana fluor menggantikan gugus hidroksil (OH) dalam molekul. Campuran ini, yang disebut seri larutan padat, adalah variasi kimia berkelanjutan antara dua zat murni. (Encyclopædia Britannica, 1998).

Indeks

  • 1 Asal-usul hidroksilapatit
  • 2 sintesis kimia
  • 3 Properti
  • 4 Penggunaan
    • 4.1 1- Obat
    • 4.2 2- Kedokteran gigi dan perawatan mulut
    • 4.3 3- Arkeologi
    • 4.4 4- Penggunaan lainnya
  • 5 Referensi

Asal-usul hidroksilapatit

Mineral ini disebut hydro-apatite pada tahun 1856 oleh Augustin Alexis Damour, dari bahasa Yunani ἀπατάω (apatao), karena sering bingung dengan mineral lain (misalnya Beryl, Milarite), ditambah awalan "hidro" untuk menunjukkan bahwa ia kaya dalam air (seperti hidroksil).

Waldemar Schaller sedikit mengubah nama menjadi hidroksil apatit pada tahun 1912 dan kemudian kata hydroxyllapatite diperkenalkan oleh Burri, Jakob, Parker dan Hugo Strunz pada tahun 1935.

Nama lain yang diterapkan pada mineral ini meliputi: piroclasita, ornitita, monita, dll. Banyak "carbonate-apatite" adalah hidroksilapatit, termasuk beberapa dahilite, colophane, dll. (Mindat.org dan Institut Mineralogi Hudson, 2017).

Hingga 50% volume dan 70% berat tulang manusia adalah bentuk hidroksilapatit yang dimodifikasi (dikenal sebagai mineral tulang). Kekurangan hidroksilapatit dalam kalsium karbonat adalah mineral utama dari mana enamel gigi dan dentin tersusun.

Kristal hidroksilapatit juga ditemukan dalam kalsifikasi kecil (di dalam kelenjar pineal dan struktur lainnya) yang dikenal sebagai corona arenacea atau "pasir otak" (Miami Center for Cosmetic and Implant Dentistry, S.F.).

Sintesis kimia

Hidroksiapatit dapat disintesis melalui beberapa metode seperti deposit kimia basah, pengendapan biomimetik, rute sol-gel (pengendapan kimia melalui proses basah) atau elektrodeposisi.

Telah dikemukakan (Bouyer, Gitzhofer, & Boulos, 2000) bahwa suspensi nanokristal hidroksiapatit dapat dibuat dengan reaksi presipitasi kimia basah mengikuti persamaan reaksi berikut:

10Ca (OH)2 + 6 jam3PO4 → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18 jam2O

Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa sintesis hidroksiapatit melalui kimia basah dapat ditingkatkan dengan kekuatan USG. Sintesis berbantuan ultrasonik (sono-sintesis) hidroksiapatit adalah teknik yang berhasil menghasilkan hidroksiapatit berstrukturnano dengan standar kualitas tinggi.

Rute ultrasonik memungkinkan untuk menghasilkan nano-kristal hidroksiapatit serta partikel yang dimodifikasi, misalnya nanosfer dan resin komposit.

Properti

Hydroxylapatite adalah mineral dari kelompok apatites dengan sub-vitreous, resin, lilin, kilau lemak atau bersahaja, umumnya putih, kuning-abu-abu atau hijau. Rumus sel unitnya adalah Ca5(PO4)3(OH), yang berat molekulnya adalah 502,31 g / mol dan memiliki kepadatan antara 3,14 dan 3,21 g / ml.

Ini memiliki struktur kristal heksagonal, menjadi kristal kelas dipyramidal. Kekerasannya adalah 5 dan menghuni sebagai kristal tabular dan sebagai stalagmit, nodul dan pada kristal hingga punggungan masif (Apatite- (CaOH) Mineral Data, S.F.).

Penggunaan

1- Obat

Hydroxylapatite ditemukan di dalam tubuh manusia di gigi dan tulang. Oleh karena itu, umumnya digunakan sebagai pengisi untuk menggantikan tulang yang diamputasi atau sebagai pelapis untuk meningkatkan pertumbuhan tulang dalam implan prostetik..

Banyak implan modern, misalnya penggantian pinggul dan implan konduksi tulang, dilapisi dengan hidroksilapatit. Telah disarankan bahwa ini dapat mempromosikan osseointegration (L. Sedel, 1997).

Implan titanium dan stainless steel sering ditutup dengan lapisan hidroksiapatit untuk mengelabui tubuh dan mengurangi tingkat penolakan implan.

Hydroxyapatite juga dapat digunakan dalam kasus di mana ada rongga atau cacat tulang. Proses ini dilakukan melalui bubuk, balok atau manik-manik dari bahan yang ditempatkan di area tulang yang terkena.

Karena bioaktivitasnya, ini merangsang pertumbuhan tulang dan mengembalikan cacat. Proses ini bisa menjadi alternatif untuk cangkok tulang alogenik dan xenogenik. Biasanya menghasilkan waktu penyembuhan yang lebih singkat daripada yang diamati jika hidroksiapatit tidak digunakan.

Penerapan hidroksilapatit termodifikasi membuka peluang untuk persiapan zat tulang buatan untuk implan dan berbagai macam obat untuk menyembuhkan berbagai jaringan lunak dan lesi mukosa individu..

Hydroxylapatite adalah agen yang sangat efektif untuk banyak area augmentasi jaringan lunak wajah dan dikaitkan dengan profil keamanan yang tinggi dan mapan..

Hydroxylapatite menggabungkan elastisitas dan viskositas tinggi dengan kemampuan untuk menginduksi pembentukan kolagen jangka panjang yang menjadikannya agen yang ideal untuk pendekatan wajah global (Jani Van Loghem, 2015).

Hydroxylapatite memiliki penggunaan khusus lain untuk orang HIV-positif yang menderita lipoatrofi wajah, juga dikenal sebagai kekurusan wajah, yang merupakan efek samping dari obat antiretroviral (American Society of Plastic Surgeons, S.F.).

2- Kedokteran gigi dan perawatan mulut

Komposisi enamel adalah 97% berat nano-hidroksiapatit dan 3% berat bahan organik dan air. Dalam dentin, nano-hidroksiapatit mewakili 70% berat.

Karena nano-hidroksiapatit adalah komponen utama dari enamel, ia memberikan tampilan putih cerah dan menghilangkan reflektifitas cahaya yang menyebar dengan menutup pori-pori kecil permukaan enamel..

Nano-hidroksiapatit tiruan meniru ukuran dentin hidroksiapatit alami atau apatit email.

Hasil percobaan menunjukkan keuntungan dari nano-hidroksiapatit dalam perbaikan enamel, yang telah menyebabkan penggabungannya ke dalam pasta gigi dan larutan kumur untuk mempromosikan pemulihan enamel atau permukaan dentin yang didemineralisasi dengan menyimpan nanopartikel hidroksiapatit di dalam cacat (FLUIDINOVA, SF).

3- Arkeologi

Dalam arkeologi, hidroksilapatit sisa-sisa manusia dan hewan dapat dianalisis untuk merekonstruksi diet lama, migrasi dan palaeoklimatik. Fraksi mineral tulang dan gigi bertindak sebagai reservoir elemen jejak, termasuk karbon, oksigen, dan strontium.

Analisis isotop stabil hidroksilapatit manusia dan fauna dapat digunakan untuk menunjukkan apakah diet sebagian besar terestrial atau laut (karbon, strontium), asal geografis dan kebiasaan migrasi hewan atau manusia (oksigen, strontium) dan merekonstruksi suhu masa lalu dan perubahan iklim (oksigen).

Perubahan tulang pasca-pengendapan dapat berkontribusi pada degradasi kolagen tulang, protein yang diperlukan untuk analisis isotop stabil.

4- Kegunaan lain

Ditemukan bahwa filter udara yang terdiri dari struktur nano yang mengandung hidroksiapatit efisien dalam penyerapan dan penguraian CO, yang pada akhirnya dapat menyebabkan penggunaannya dalam pengurangan polutan gas buang mobil..

Pada tahun 2014, senyawa alginat / nano-hidroksiapatit disintesis dan diuji di lapangan sebagai adsorben untuk fluoride. Biokomposit ini menghilangkan fluoride melalui mekanisme pertukaran ion dan biokompatibel dan dapat terurai secara hayati.

Baru-baru ini, aplikasi dalam katalisis dan pemisahan protein dikembangkan dan berhasil diuji menggunakan kalsium fosfat berstrukturnano, menunjukkan bahwa banyak aplikasi inovatif untuk bahan-bahan ini belum datang..

Referensi

  1. Perhimpunan Ahli Bedah Plastik Amerika. (S.F.). Pengisi Kulit: Kalsium Hidroksilapatit. Dipulihkan dari bedah plastik: plasticsurgery.org.
  2. Data Mineral Apatite- (CaOH). (S.F.). Dipulihkan dari webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F., & Boulos, M. I. (2000). Studi morfologi suspensi nanokristal hidroksiapatit. Jurnal Ilmu Bahan: Bahan dalam Kedokteran. 11 (8), 523-531. 
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 September). Hidroksilapatit. Diperoleh dari Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). penggunaan dan aplikasi sifat hidroksiapatit. Dipulihkan dari fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Kalsium Hidroksilapatit. J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1) :, 38-49. 
  7. Sedel, C. R. (1997). Bioceramics, Volume 10. Paris: Elsevier science.
  8. Pusat Miami untuk Kosmetik dan Kedokteran Gigi Implan. (S.F.). Mineral Tulang dan Gigi: Hidroksilapatit. Dipulihkan dari miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org dan Institut Mineralogi Hudson. (2017, 20 April). Hidroksilapatit. Diperoleh dari mindat.org.