Hydroxylapatit

Technology

12 hours ago

Author

Hydroxylapatit (HAP) je minerál, který se nachází v kostech a zubech obratlovců. Je to nejvíce mineralizovaný organický materiál v těle. Hydroxylapatit je složen z kationtů vápníku (Ca2+) a fosfátových aniontů (PO43-), které tvoří trojrozměrnou krystalovou mřížku. Tato struktura dává hydroxylapatitu jeho pevnost a tuhost. Hydroxylapatit je významným materiálem v různých lékařských aplikacích. V zubním průmyslu se používá jako plnivo v pastách a zubních implantátech. Taktéž se používá v ortopedických aplikacích, jako jsou umělé klouby a kostní náhrady. Hydroxylapatit je bioaktivní materiál, což znamená, že se snadno váže na tkáňové buňky a podporuje růst kostí. V posledních letech byl hydroxylapatit také zkoumán jako materiál pro řešení environmentálních problémů. Může být použit jako absorbent pro odstraňování těžkých kovů a toxických látek z vody. Hydroxylapatit je také významným objektem vědeckého výzkumu. Studium jeho struktury a vlastností může pomoci lékařům a vědcům lépe porozumět kosternímu systému a vývoji nemocí, jako je osteoporóza. Celkově lze říci, že hydroxylapatit je významný minerál, který má širokou škálu aplikací v medicíně, zubním průmyslu a vědeckém výzkumu. Existuje stále velký prostor pro další studium a vývoj jeho využití v různých oblastech.

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.

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. +more 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. +more V pokročilých technologických postupech se v současností ve světě připravují a testují nanočástečky hydroxylapatitu kombinované technikou stereolitografie s několika vrstvami polymerových materiálů.

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

Important

Kategorie:Minerály 7. třídy

Kategorie:Vápenaté sloučeniny

Kategorie:Zásadité soli

kyselina chlorovodíková

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.

Odkazy

Reference

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

[url=https://web. archive. +moreorg/web/20070929083710/http://www. vscht. cz/sil/seminar/2007/prezentace/zamazalova. ppt]příprava hydroxylapatitu mikrovlnnou-hydrotermální syntézou - ppt[/url] * [url=http://www. osel. cz/index. php. clanek=1455]Nanotrubky[/url] * [url=http://www. businessworld. cz/bw. nsf/business-v-nanotechnologiich/24F9A24B5E8AEC06C125710500486833. OpenDocument&cast=1]Nanotechnologie[/url] * [url=http://www. hydroxyapatite. com]hydroxyapatite. com - en[/url] * [url=http://www. azom. com/details. asp. ArticleID=107]Material overview - en[/url] * [url=http://wwwobs. univ-bpclermont. fr/ima/]International Mineralogical Association- en[/url] * [url=http://webmineral. com/data/Hydroxylapatite. shtml]HA on webmineral. com - en[/url] * [url=http://www. mindat. org/min-1992. html]HA on mindat. org - en[/url] * [url=https://web. archive. org/web/20070423044326/http://www. camd. lsu. edu/msds/h/hydroxylapatite. htm]Data from CAMD - Center for Advanced Microstructures and Devices, Louisiana State University - en[/url].

Kategorie:Minerály 7. +more třídy Kategorie:Vápenaté sloučeniny Kategorie:Zásadité soli.