Formule Hydroxylapatite, propriétés et utilisations



Le hydroxylapatite, également connu sous le nom d'hydroxyapatite ou d'hydroxyapatite de calcium, est un phosphate minéral, l'hydroxyde de calcium phosphate, dont la formule est [Ca5 (PO4)3OH], qui forme des cristaux et des masses vitreuses, souvent vertes.

Il est rarement pur de nature, mais il est souvent mélangé à de la fluorapatite, dans laquelle le fluor remplace le groupe hydroxyle (OH) dans la molécule. Ce mélange, appelé série de solutions solides, est une variation chimique continue entre les deux substances pures. (Encyclopædia Britannica, 1998).

Figure 1: apparence de l'hydroxylapatite

Index

  • 1 Origines de l'hydroxyapatite
  • 2 Synthèse chimique
  • 3 propriétés
  • 4 utilisations
    • 4.1 1- Médecine
    • 4.2 2- Dentisterie et soins bucco-dentaires
    • 4.3 3- L'archéologie
    • 4.4 4- Autres utilisations
  • 5 références

Origines de l'hydroxyapatite

Ce minéral a été nommé hydro-apatite en 1856 par Augustin Alexis Damour, le ἀπατάω grec (apatao), car il est souvent confondue avec d'autres minéraux (par exemple Beryl, Milarita), ainsi que le préfixe « hydro » pour désigner qui était riche dans l'eau (comme hydroxyle).

Waldemar Schaller a légèrement changé le nom hydroxyapatite en 1912, puis le mot hydroxyapatite Burri, Jakob, Parker et Hugo Strunz a été introduit en 1935.

Les autres noms appliqués à ce minéral incluent: piroclasita, ornitita, monita, etc. Mucha "carbonate-apatite" est hydroxyapatite, dont certains dahilita, colophane, etc. (mindat.org et l'Institut Hudson de minéralogie, 2017).

Jusqu'à 50% en volume et 70% en poids d'os humain est une forme modifiée d'hydroxylapatite (appelée minéral osseux). L'hydroxyapatite déficiente en carbonate de calcium est le principal minéral qui compose l'émail dentaire et la dentine.

cristaux d'hydroxyapatite sont également présents dans les petites calcifications (dans la glande pinéale et d'autres structures) connu sous le nom arenaceous couronne ou « sable du cerveau » (Centre de Miami pour la dentisterie cosmétique et l'implant, S.F.).

Synthèse chimique

L'hydroxyapatite peut être synthétisée par plusieurs méthodes telles que le dépôt chimique par voie humide, le dépôt biomimétique, la voie sol-gel (précipitation chimique par voie humide) ou l'électrodéposition.

Il a été proposé (Bouyer, Gitzhofer, et Boulos, 2000) suspension de nanocristaux d'hydroxyapatite peut être préparé par réaction de la précipitation chimique humide suivant l'équation de réaction:

10Ca (OH)2 + 6h3PO4 → ca10(PO4)6(OH)2 + 18h2O

Plusieurs études ont montré que la synthèse de l'hydroxyapatite via la chimie humide peut être améliorée par des ultrasons de puissance. La synthèse assistée par ultrasons (sono-synthèse) de l'hydroxyapatite est une technique efficace pour produire de l'hydroxyapatite nanostructurée avec des normes de qualité élevées.

La voie ultrasonore permet de produire de l'hydroxyapatite nano-cristalline ainsi que des particules modifiées, par exemple des nanosphères et des résines composites.

Propriétés

L'hydroxylapatite est un minéral du groupe des apatites avec un éclat sous-vitreux, résineux, cireux, gras ou terreux communément blanc, gris jaune ou vert. La formule de sa cellule unitaire est Ca5(PO4)3(OH), dont le poids moléculaire est de 502,31 g / mol et a une densité comprise entre 3,14 et 3,21 g / ml.

Sa structure cristalline hexagonale est un cristal de classe bipyramidale. Sa dureté est de 5 et demeure sous forme de cristaux tabulaires stalagmites, des nodules et des crêtes masse cristalline (apatite- (CaOH) Données minérales, S.F.).

Utilise

1- Médecine

L'hydroxylapatite se trouve à l'intérieur du corps humain dans les dents et les os. Par conséquent, il est couramment utilisé comme agent de remplissage pour remplacer l'os amputé ou comme revêtement pour favoriser la croissance osseuse dans les implants prothétiques.

De nombreux implants modernes, comme les prothèses de la hanche et les implants de conduction osseuse, sont recouverts d'hydroxyapatite. Il a été suggéré que cela pourrait favoriser l'ostéointégration (L. Sedel, 1997).

Les implants en titane et en acier inoxydable sont souvent recouverts de revêtements d'hydroxyapatite pour tromper le corps et réduire le taux de rejet des implants.

L'hydroxyapatite peut également être utilisée dans les cas de vides ou de défauts osseux. Ce processus est réalisé à travers des poudres, des blocs ou des billes de matériau placés dans les zones osseuses affectées.

Grâce à sa bioactivité, il stimule la croissance osseuse et restaure le défaut. Ce processus peut être une alternative aux greffons osseux allogéniques et xénogéniques. En général, il en résulte des temps de cicatrisation plus courts que ceux observés si l'hydroxyapatite n'était pas utilisée.

L'application d'hydroxylapatite modifiée ouvre la voie à la préparation de substances osseuses artificielles pour les implants et à une grande variété de médicaments pour soigner différentes lésions des tissus mous et muqueux de l'individu.

L'hydroxylapatite est un agent très efficace dans de nombreux domaines de l'augmentation des tissus mous du visage et est associée à un profil d'innocuité élevé et bien établi.

L'hydroxylapatite combine une grande élasticité et viscosité avec une capacité à induire une formation de collagène à long terme, ce qui en fait un agent idéal pour une approche faciale globale (Jani Van Loghem, 2015).

Hydroxyapatite a une autre utilisation particulière pour les personnes séropositives souffrant de lipoatrophie du visage, aussi connu comme l'amaigrissement du visage, ce qui est un effet secondaire des médicaments antirétroviraux (American Society of Plastic Surgeons, S. F.).

2- Dentisterie et soins bucco-dentaires

La composition de l'émail est de 97% en poids de nano-hydroxyapatite et de 3% en poids de matière organique et d'eau. Dans la dentine, la nano-hydroxyapatite représente 70% en poids.

Comme le nano-hydroxyapatite est le composant principal de l'émail, il donne une apparence de brillant et élimine le pouvoir de réflexion diffuse de la lumière en fermant les petits pores de la surface de l'émail.

La nano-hydroxyapatite synthétique imite la taille de l'hydroxyapatite ou de l'apatite d'émail.

Les résultats expérimentaux démontrent les avantages de l'émail de réparation nano-hydroxyapatite, qui a conduit à leur incorporation dans les pâtes dentifrices et les solutions de rince-bouche pour favoriser la restauration des surfaces en émail ou dentine dépôt de nanoparticules d'hydroxyapatite déminéralisé dans défauts (FLUIDINOVA, SF).

3- Archéologie

En archéologie, l'hydroxylapatite des restes humains et animaux peut être analysée pour reconstituer des régimes, des migrations et des paléoclimatiques anciens. Les fractions minérales des os et des dents agissent comme un réservoir d'éléments traces, notamment du carbone, de l'oxygène et du strontium.

L'analyse des isotopes stables de l'hydroxyapatite humaine et faunistique peut être utilisé pour indiquer si un régime alimentaire était principalement terrestre ou marine (carbone, strontium), l'origine géographique et les habitudes migratoires d'un animal ou d'un être humain (oxygène, strontium) et reconstruire les températures et les changements climatiques passés (oxygène).

L'altération post-déposition de l'os peut contribuer à la dégradation du collagène osseux, la protéine nécessaire à l'analyse des isotopes stables.

4- autres usages

On a trouvé que les filtres à air composés de nanostructure contenant de l'hydroxyapatite ont été efficaces dans l'absorption et la décomposition du CO, ce qui pourrait éventuellement conduire à son utilisation dans la réduction des polluants de gaz d'échappement d'automobile.

En 2014, un composé d'alginate / nano-hydroxyapatite a été synthétisé et testé sur le terrain en tant qu'adsorbant pour le fluorure. Ce biocomposite a éliminé le fluorure par un mécanisme d'échange d'ions et est biocompatible et biodégradable.

Récemment, des applications en catalyse et la séparation des protéines ont été développées et testées avec succès en utilisant nanostructuré de phosphate de calcium, ce qui suggère que de nombreuses utilisations innovantes de ces matériaux viennent.

Références

  1. Société américaine des chirurgiens plasticiens. (S.F.). Produits de comblement: Hydroxylapatite de calcium. Récupéré de la plasturgie: plasticsurgery.org.
  2. Données minérales d'apatite (CaOH). (S.F.). Récupéré de webmineral: webmineral.com.
  3. Bouyer, E., Gitzhofer, F. et Boulos, M. I. (2000). Etude morphologique de la suspension de nanocristaux d'hydroxyapatite. Journal of Materials Science: Matériaux en médecine. 11 (8), 523-531.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 septembre). Hydroxylapatite. Extrait de Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  5. (S.F.). propriétés et applications des propriétés d'hydroxyapatite. Récupéré de fluidinova.pt: fluidinova.pt.
  6. Jani Van Loghem, M. Y. (2015). Hydroxylapatite de calcium. J Clin Aesthet Dermatol. 8 (1):, 38-49.
  7. Sedel, C. R. (1997). Biocéramique, volume 10. Paris: science d'Elsevier.
  8. Centre de Miami pour la dentisterie esthétique et implantaire. (S.F.). Le minéral osseux et dentaire: hydroxylapatite. Récupéré auprès de miamicosmeticdentalcare: miamicosmeticdentalcare.com.
  9. org et l'Institut de minéralogie Hudson. (2017, 20 avril). Hydroxylapatite. Récupéré de mindat.org.