هیدروکسی آپاتیت چیست؟ | کاربرد های هیدروکسی آپاتیت

در دنیای مواد، ترکیبی که هم زیست‌سازگار باشد و هم عملکرد خوبی داشته باشد حکم گوهر را دارد. در دنیای مدرن فناوری های شیمیایی و زیستی هر کسی که پاسخ پرسش هیدروکسی آپاتیت چیست؟ را متوجه میشود، قطعا شگفت زده خواهد شد. ماده هیدروکسی آپاتیت (Hap = Hydroxyapatite)  یک ترکیب معدنی و سرامیکی بر پایه کلسیم فسفات است که به طور طبیعی در بافت‌های سخت بدن نظیر دندان‌ها و استخوان‌ها یافت می‌شود. تقریبا 65% از بافت استخوانی و 90% از مینای دندان از هیدروکسی آپاتیت تشکیل شده است. در ادامه با این بازیگر مدرن صنعت امروز و کاربردهایش بیشتر آشنا خواهیم شد. ادامه مقاله را با تمرکز 100 درصدی بخون که از دستش ندی.

هیدروکسی آپاتیت به عنوان یک سرامیک

قبل از هر چیز باید بدانیم که اصلا سرامیک چیست؟ سرامیک (Ceramic) یک ماده جامد غیر فلزی و غیر آلی است که با حرارت دیدن در دمای بالا شکل گرفته و سپس سخت می شود. به‌ طور کلی، سرامیک‌ها موادی سخت، شکننده و مقاوم در برابر خوردگی هستند. فرمول Hap، Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ می باشد. اما در تعریف بالا ما گفتیم سرامیک ترکیبی غیر فلزی و غیر آلی است، منظور از غیر فلزی بودن یعنی عدم وجود عنصر آزاد فلزی در ساختار یک ترکیب ولی حضور فلز در دل ترکیب اکسیدی، فسفاتی و … مشکلی ندارد. در مورد Hap هم باید بگوئیم که کلسیم یک فلز است اما این کلسیم به صورت آزاد در ترکیب وجود ندارد و ترکیب ما کلسیم فسفات است که در این صورت شرط غیر فلزی بودن برقرار است. نکته دوم شرط غیر آلی بودن است، یعنی ترکیب از کربن و مشتقات کربن نظیر هیدرو کربن ها ساخته نشده باشد که هیدروکسی آپاتیت شرط دوم را نیز دارد.

پودر هیدروکسی آپاتیت

در میان سرامیک‌ها، دسته ای وجود دارد به نام سرامیک‌های زیستی (Bio-ceramics) که فعالیت زیستی بالایی داشته و زیست سازگار می باشند. هیدروکسی‌آپاتیت یکی از مهم ‌ترین اعضای این خانواده است که هر دو خاصیت را دارد، یعنی با محیط بدن انسان برهمکنش خوبی داشته و با توجه به اینکه جزء اصلی بافت سخت بدن می باشد باعث بروز واکنش های آلرژیک و پس زدگی نمی شود.

مقیاس هیدروکسی آپاتیت; نانو و میکرون

نانو هیدروکسی آپاتیت و میکرو هیدروکسی آپاتیت هر دو کاربردی و پر طرفداراند. ذرات هیدروکسی آپاتیت در  مقیاس نانومتری تا میکرومتری سنتز می شوند.

اما اصلا مقیاس هیدروکسی آپاتیت چیست؟

اگر اندازه ذرات هیدروکسی آپاتیت کمتر از 100 نانومتر باشد به این نوع از هیدروکسی آپاتیت، نانو هیدروکسی آپاتیت یا Nano Hap می گوئیم. اما اگر اندازه ذرات هیدروکسی آپاتیت بیش از 1000 نانومتر (1میکرومتر) باشند به آن میکرو هیدروکسی آپاتیت گفته می شود. از 1 میکرون تا 500-400 میکرون، فرم میکرونی هیدروکسی آپاتیت است که کاربرد های خاص خود را دارند.

هیدروکسی‌آپاتیت نانو ساختار

(Nano-Hap) به دلیل سطح ویژه بالا، شباهت بیشتر با ساختار استخوان طبیعی و فعالیت زیستی بالاتر، مورد توجه افراد زیادی در حوزه‌های پزشکی و دندانپزشکی  قرار گرفت است.

نانو هیدروکسی آپاتیت

هیدروکسی‌آپاتیت میکرو ساختار

هیدروکسی آپاتیت میکرونی، سطح تماس بسیار کمتری نسبت به Nano Hap داشته و کاربرد های زیبایی و ارتوپدی دارد که در ادامه به آنها پرداخته خواهد شد.

میکرو ذرات هیدروکسی آپاتیت

مورفولوژی (ریخت شناسی) ذرات هیدروکسی آپاتیت

مورفولوژی یعنی پارتیکل ها (ذرات) یک ماده در بعد میکروسکوپی به چه صورتی دیده می شوند که این مورفولوژی تاثیر به سزایی بر روی خواص و عملکرد آن ماده میگذارد. در مورد هیدروکسی آپاتیت مورفولوژی بسیار مهم می باشد. مورفولوژی ذرات Hap متنوع است و بسته به هر نوع مورفولوژی کاربرد آن هم متفاوت می باشد. در ادامه با مهم ترین مورفولوژی های هیدروکسی آپاتیت آشنا می شوید:

• Rod Shape (میله ای شکل: ذرات Hap شبیه به میله های توپر دیده می شوند.
• Needle Shape (سوزنی شکل: ذرات Hap شبیه سوزن اند و بسیار نازک تر حالت میله ای هستند)
• Spherical (کروی شکل: ذرات به شکل کروی و منظم دیده می شوند)
• Irregular (بی شکل: ذرات شکل منظمی ندارند و کاملا بی شکل و آمورف می باشند)

در شکل های مربوط به Hap نانو ساختار و میکرو ساختار این مورفولوژی ها نشان داده شد.

در بحث مورفولوژی ما دو حالت Porous و Solid را نیز داریم که به ترتیب یعنی مورفولوژی متخلخل و مورفولوژی توپر و بدون فضای توخالی.

اگر برای خرید هیدروکسی آپاتیت  با ابعاد نانویی و میکرونی با مورفولوژی های فوق نیاز به مشاوره داشتی، همین الان با کارشناسان فنی و فروش شیمی آپ تماس بگیر تا به صورت آنی راهنمای ات کنن.

کاربردهای هیدروکسی آپاتیت

به طور کلی، کاربردهای Hap در دو گروه طبقه بندی می شود.  

• پزشکی و زیست پزشکی
• صنعتی

پزشکی و زیست پزشکی

• ایمپلنت های ارتوپدی و دندانپزشکی

به طور کلی هر وسیله خارجی که به صورت مصنوعی ساخته و در بدن کاشته می شود را ایمپلنت گوئیم حال می خواهد قرارگیری پلاتین در بدن باشد یا تزریق ژل و یا قرار گیری پودر استخوان در استخوان شکسته.

از Hap نانویی یا میکرونی به عنوان پوشش ایمپلنت های ارتوپدی و همچنین از میکرو ذرات Hap در ژل های تزریقی استفاده می شود. همچنین در بحث دندانپزشکی و ارتوپدی، از پودر Hap به عنوان پودر استخوان جهت ترمیم و جایگزینی استخوان های شکسته در عمل های جراحی استفاده می شود.

• ترمیم مینای دندان

هم از فرم نانویی و هم فرم میکرونی Hap در خمیر دندان جهت ترمیم مینای پوسیده دندان استفاده می شود.

• حامل های دارویی

در زمینه های مدرن دارو رسانی هدفمند و هوشمند، از Hap هم به عنوان حامل اصلی و هم به عنوان عامل پوشش دهی سطحی یک حامل دارویی استفاده می شود.

• آرایشی و بهداشتی

Hap  به واسطه خاصیت کلاژن سازی و جذب کنندگی فوق العاده ای که دارد، در کرم ها،  آبرسان ها و دئودورانت (عرق گیر) ها استفاده می شود.

بخشی از کاربردهای هیدروکسی آپاتیت

کاربرد های صنعتی

هیدروکسی آپاتیت به واسطه سطح فعال در مقیاس نانویی یا خاصیت سر خورندگی در مورفولوژی کروی و یا ویژگی های زیاد دیگری که در این مقاله نمی گنجد، علاوه بر کاربردهای ذکر شده قبلی، کاربرد های صنعتی دیگری هم از جمله کارکرد در کاتالیست ها، جذب فلزات سنگین در بحث تصفیه و پوشش دهی سطح فلزات در زمینه ایجاد پوشش های مقاوم به خوردگی دارد.

جمع بندی

ما در تیم علمی شیمی آپ سعی کردیم که به صورت چکیده و موثر هیدروکسی آپاتیت و پارامتر های حیاتی آن نظیر مقیاس، موروفولوژی و کاربردهایش را برای شما شرح دهیم. البته که هرکدام از این موارد یک دنیا مطلب است که سعی می کنیم با حمایت شما خوبان راجع به تک تک آنها تولید محتوای تخصصی انجام دهیم. ممنون از همراهی شما

هیدروکسی آپاتیت با هر سایز از نانو تا میکرو، با هر نوع مورفولوژی از میله ای تا کروی را از ما بخواهید.

سوالات متداول

هیدروکسی آپاتیت چیست؟

• یک سرامیک زیست سازگار با فعالیت زیستی بالا است که در بدن واکنش آلرژیک ایجاد نمی کند.

چرا استفاده از هیدروکسی آپاتیت باعث بروز واکنش های آلرژیک نمی شود؟

• چون این ترکیب جز اصلی سازنده استخوان های بدن می باشد و عملا بدن انسان با این ترکیب آشنا است.

کاربرد های هیدروکسی آپاتیت کدام اند؟

• هیدروکسی آپاتیت در پزشکی زیبایی به عنوان درمال فیلر، در ارتوپدی به عنوان پوشش ایمپلنت ها، در جراحی های دندانپزشکی، به عنوان پودر استخوان و … کاربرد دارد.