کاربرد میکروسفر هیدروکسی آپاتیت | سایز و مورفولوژی میکرو HAP

میکروسفر هیدروکسی ‌آپاتیت (HAP)، از جمله مواد پیشرفته و پرکاربرد در صنایع دارویی، پزشکی و زیست‌ فناوری است. این ترکیب معدنی زیست‌ سازگار با فرمول شیمیایی  Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ چون جزء اصلی بافت استخوانی انسان است جایگاه ویژه‌ای در میان مواد زیستی دارد. کاربرد میکروسفر هیدروکسی آپاتیت با توجه به مورفولوژی و سایز ذرات (پارتیکل سایز) آن تعیین می شود.

HAP در مقیاس میکرونی

در مقیاس میکرومتری، مورفولوژی هیدروکسی ‌آپاتیت به‌ دو صورت منظم و نامنظم طراحی می شود. مورفولوژی منظم شامل ذرات کروی یکپارچه (Solid spherical type) و ذرات کروی متخلخل (Porous spherical type) طراحی می‌شود که کاربردهای متنوعی نظیر درمال فیلرها، ایمپلنت های ارتوپدی و دندانی، قطعات پرینتر سه بعدی و … دارند که در ادامه آنها را به صورت کامل توضیح خواهیم داد.

اگر می خواهید هیدروکسی آپاتیت را خیلی مفصل و جامع درک کنید توصیه می کنیم مقالات دیگر HAP به نام هیدروکسی آپاتیت چیست؟ و میکروسفر هیدروکسی آپاتیت را هم مطالعه بفرمائید.

در مورد سایز ذرات هم باید بگوئیم که از پارتیکل سایز نانویی تا میکرونی هر کدام کاربرد ویژه ای دارند. به طور مثال از نانو هیدروکسی آپاتیت (از 1 نانومتر تا 100 نانومتر) در پودر های استخوان، خمیر دندان و … استفاده می شود. میکروسفر هیدروکسی آپاتیت (از 1 میکرون تا 500 میکرون) نیز به‌ دلیل ساختار کروی و یکنواختی در سایز ذرات در زمینه های زیر استفاده می شود:

کاربرد میکروسفر هیدروکسی آپاتیت در پزشکی و داروسازی

پزشکی زیبایی

از میکروسفرهای HAP با ابعاد 45-25 میکرومتر در درمال فیلرها استفاده می شود. این فیلرها به صورت ژل در پوست صورت و دست ها تزریق می شوند و در پوست کلاژن تولید می کنند که در طی زمان باعث جوانسازی و شادابی پوست می شود.

سیستم های دارو رسانی

میکروسفرهای HAP به ‌عنوان حامل‌های دارویی در دارو رسانی استفاده می شوند. این نوع حامل ها در سیستم های آهسته رهش به منظور رهایش آهسته داروها به‌ ویژه داروهای ضد سرطان یا آنتی ‌بیوتیک‌ها به‌ کار می‌روند. سیالیت (Flowability) از ویژگی های مهم این ماده است که آن را در سیستم های دارو رسانی محبوب کرده است.

ایمپلنت‌ های ارتوپدی و دندانی

به‌ دلیل زیست ‌سازگاری بالا و شباهت ساختاری میکرو ذرات کروی HAP با استخوان طبیعی، از آنها برای پوشش ‌دهی سطوح ایمپلنت ‌ها استفاده می شود که باعث بهبود چسبندگی به بافت استخوانی شده و از بروز واکنش های ایمنی در بدن و همچنین پس زدن ایمپلنت جلوگیری می کند.

میکروسفر HAP که به عنوان پوشش ایمپلنت استفاده می شود تحت تاثیر مورفولوژی و سایز ذرات، واکنش های التهابی بسیار کمی در بدن نشان می دهد. مطالعات علمی نشان می دهد که هر چه سایز ذرات بزرگتر شود (محدوده 20 تا 100 میکرون) و مورفولوژی آن هم کروی تر باشد، واکنش التهابی بدن بسیار کمتر خواهد بود به همین علت است که این نوع ذرات در پوشش دهی ایمپلنت های دندانی و ارتوپدی استفاده می شوند. به طور مثال پلاسما بایوتال یکی از شرکت های تولید کننده ایمپلنت های ارتوپدی با پوشش هیدروکسی آپاتیت میکرونی می باشد که در زمینه تولید ایمپلنت ها با پوشش میکروسفر HAP فعالیت گسترده ای دارد.

پودرهای استخوان سنتزی  (Bone Graft Substitutes)

میکرو HAP کروی (میکروسفر) به عنوان پودرهای جایگزین استخوان نیز کاربرد دارد که به‌ راحتی در محل جراحی ریخته شده و ساختار طبیعی استخوان را تقلید می ‌کند. به طور کلی پودر استخوان در جراحی های دندانپزشکی و ارتوپدی استفاده می شود. در دندانپزشکی، جراح برای بیمارانی که قصد استفاده از ایمپلنت دندانی را دارند و استخوان فک آنها مقاومت لازم را ندارد، از پودر استخوان استفاده می کند. به این صورت که جراح ابتدا استخوان فک را جراحی کرده و پودر استخوان می ریزد و 3 تا 8 ماه به این پودر زمان می دهد تا استخوان جدید در محل تشکیل شود و پس از آن بارگذاری ایمپلنت را انجام می دهد.

در جراحی های ارتوپدی هم زمانی که استخوان می شکند و شدت این شکستگی بالاست یا امکان ترمیم خود به خودی وجود ندارد، بایستی عمل جراحی انجام شود که اغلب در این عمل ها از پودر استخوان یا بون گرفت  (Bone Graft) استفاده می شود. این بون گرفت باعث تشکیل استخوان جدید در محل شکستگی شده و ترمیم آن را به دنبال دارد. این ترکیب نه تنها در پودر استخوان انسانی بلکه در بون گرفت های دامی هم کاربرد دارد.

شایان ذکر است که تا به امروز بون گرفت های تجاری با استفاده نانو هیدروکسی آپاتیت تک فاز یا دو فاز همراه با تری کلسیم فسفات تولید شده اند و فعلا بون گرفت های حاوی میکرسفر HAP، در فاز پژوهشی موفق عمل کرده اند، اما در آینده نزدیک باید منتظر ظهور این نسل از پودر های استخوانی هم در این مارکت جذاب باشیم.

صنایع آرایشی و بهداشتی

در تولید برخی محصولات آرایشی، میکرو هیدروکسی آپاتیت کروی یا حتی با مورفولوژی نامنظم به‌ عنوان ماده پرکننده یا جذب ‌کننده چربی استفاده می‌شود. البته شکل کروی باعث افزایش نرمی و یکنواختی در فرمول نهایی می‌شود.

پرینت سه ‌بعدی زیستی (Bio 3D printing)

در فناوری های پیشرفته، پرینت سه بعدی برای تولید بافت‌های زنده، به موادی زیست سازگار و  با سیالیت بالا نیاز دارد. از فناوری پرینترهای سه بعدی با استفاده از میکروسفر HAP در ساخت قطعات استخوانی به فراوانی استفاده می شود که با توجه به نوع قطعه از میکروسفر با ابعاد 70 تا 500 میکرون هم استفاده می گردد.

HAP کروی با سیالیت بالا یک محصول لوکس و به شدت کاربردی در حوزه زیست پزشکی است که بسیار مورد توجه صنعتگران و محققان این حوزه قرار دارد. شیمی آپ  از مشاوره تا تامین تخصصی و با کیفیت این ماده در کنار شماست.

09215795580

ستون کروماتوگرافی

کروماتوگرافی یکی از روش‌های جداسازی و خالص‌سازی ترکیبات زیستی مانند پروتئین‌ها، پپتیدها و آنتی‌ بادی‌ها در صنایع دارویی و زیست‌فناوری می باشد. میکروسفر HAP به عنوان فاز ساکن ستون کروماتوگرافی به کار می رود. HAP دارای قابلیت‌های دوگانه آنیونی-کاتیونی است که امکان جداسازی اختصاصی بر اساس بار و ساختار پروتئین‌ها را فراهم می‌سازد. بدین منظور معمولا از ذرات کروی، متخلخل و میکرومتری  HAP  (میکروسفر متخلخل HAP) استفاده می‌شود تا علاوه بر افزایش سطح تماس و ظرفیت جذب، جریان سیال و پایداری مکانیکی ستون نیز حفظ گردد. امروزه استفاده از HAP میکرونی در مراحل پایانی خالص‌سازی داروهای زیستی بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

کاربرد تحقیقاتی و پژوهشی

فارغ از محصولات تجاری موجود در دنیا که با استفاده از میکروسفر HAP تولید می شوند، این ماده در تحقیقات آزمایشگاهی و آکادمیک در حوزه های دارو رسانی، ژن تراپی،  روانسازها، ترکیبات جاذب آلودگی و … بسیار پر مصرف و کاربردی می باشد تا در آینده نه چندان دور همین تحقیقات علمی منجر به تولید محصولات تجاری پر طرفدار شده و به بازار معرفی شوند.

جمع بندی

در این مقاله به بررسی دقیق هیدروکسی آپاتیت میکرونی ، ویژگی‌های کلیدی آن مانند سایز ذرات،  مورفولوژی کروی و سیالیت پودر و کاربرد میکروسفر هیدروکسی آپاتیت پرداختیم. دانستیم که ترکیب این ویژگی‌ها در کنار هم، محصولی بسیار کاربردی با فناوری بالا را برای استفاده در صنایع مختلف فراهم می‌ سازد.

اگر شما در هر کدام از حوزه های فوق فعال هستید، شیمی آپ میتونه انواع HAP از جمله میکروسفر HAP با  سایز و مورفولوژی مد نظر شما رو تامین کنه. فقط کافیه با ما تماس بگیرید:

09215795580

سوالات متداول

عمده کاربرد میکروسفر هیدروکسی آپاتیت چیست؟

میکروسفر HAP در صنایع مختلفی کاربرد دارد اما عمده آن در صنایع پزشکی، دارویی و زیست پزشکی می باشد.

کاربرد های میکروسفر HAP در صنعت مدیکال (پزشکی) دقیقا چیست؟

درمال فیلرها، حامل های دارویی، پودر های استخوان، پوشش ایمپلنت های ارتوپدی و دندانی، قطعات پرینت شده سه بعدی به منظور به کار گیری در اعضای مختلف بدن، قرار گیری در ستون کروماتوگرافی جهت جداسازی و خالص سازی زیست مولکول ها و کاربرد های پژوهشی متنوع از کاربری های میکروسفر HAP در حوزه مدیکال می باشد.

چه سایزی از میکروسفرهای HAP برای پوشش دهی ایمپلنت های ارتوپدی مناسب است؟

معمولا برای پوشش دهی ایمپلنت ها از میکروسفر با ابعاد 20 تا 100 میکرون استفاده می شود.