हाइड्रॉक्सीपैटाइट संरचना, संश्लेषण, क्रिस्टल और उपयोग

हाइड्रॉक्सियापटाइट कैल्शियम फॉस्फेट खनिज है, जिसका रासायनिक सूत्र Ca है₁₀(पीओ₄)₆(OH)₂. अन्य खनिजों और कार्बनिक पदार्थों के साथ कुचल और जमा हुआ रहता है, यह फॉस्फोरिक रॉक के रूप में जाना जाने वाला कच्चा माल बनाता है। हाइड्रॉसी शब्द ओएच आयनों को संदर्भित करता है^-.

यदि इसके बजाय आयनों में फ्लोराइड होता है, तो खनिज को फ्लोरोपैटाइट (सीए) कहा जाएगा₁₀(पीओ₄)₆(एफ)₂; और अन्य आयनों के साथ (सीएल)^-, बीआर^-, सीओ₃^2-, आदि)। इसी तरह, हाइड्रोक्सीपाटाइट हड्डियों और दंत तामचीनी का मुख्य अकार्बनिक घटक है, जो मुख्य रूप से क्रिस्टलीय रूप में मौजूद है.

फिर, यह जीवित प्राणियों के हड्डी के ऊतकों में एक महत्वपूर्ण तत्व है। अन्य कैल्शियम फॉस्फेट के खिलाफ इसकी महान स्थिरता इसे शारीरिक स्थितियों का सामना करने की अनुमति देती है, जिससे हड्डियों को उनकी विशिष्ट कठोरता मिलती है। हाइड्रोक्सीपाटाइट अकेला नहीं है: यह संयोजी ऊतकों के कोलेजन, रेशेदार प्रोटीन के साथ अपने कार्य को पूरा करता है.

हाइड्रोक्सीपाटाइट (या हाइड्रॉक्सिलैपेटाइट) में सीए आयन होते हैं²⁺, लेकिन इसकी संरचना में अन्य उद्धरण भी हो सकते हैं (Mg)²⁺, ना⁺), अशुद्धियाँ जो हड्डियों की अन्य जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करती हैं (जैसे कि रीमॉडेलिंग).

सूची

• 1 संरचना
• 2 सारांश
• 3 हाइड्रॉक्सीपैटाइट क्रिस्टल
• 4 उपयोग
  • 4.1 चिकित्सा और दंत उपयोग
  • ४.२ हाइड्रॉक्सायपेटाइट के अन्य उपयोग
• 5 भौतिक और रासायनिक गुण
• 6 संदर्भ

संरचना

ऊपरी छवि कैल्शियम हाइड्रॉक्सापाटाइट की संरचना को दर्शाती है। सभी गोले एक षट्कोणीय "दराज" के आधे हिस्से की मात्रा पर कब्जा कर लेते हैं, जहां अन्य आधा पहले के समान है.

इस संरचना में हरे रंग के गोले C Ca के अनुरूप हैं²⁺, जबकि लाल ऑक्सीजन क्षेत्रों में फैलता है, नारंगी फॉस्फोरस परमाणुओं तक फैलता है, और ओह के हाइड्रोजन परमाणु के लिए सफेद गोले^-.

इस छवि में फॉस्फेट आयनों में टेट्राहेड्रल ज्यामिति का प्रदर्शन नहीं करने का दोष है; इसके बजाय, वे वर्ग-आधारित पिरामिड की तरह दिखते हैं.

ओह^- यह धारणा देता है कि यह सीए से दूर स्थित है²⁺. हालांकि, क्रिस्टलीय इकाई पहले की छत पर खुद को दोहरा सकती है, इस प्रकार दोनों आयनों के बीच निकटता दिखाती है। इसके अलावा, इन आयनों को अन्य (Na) द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है⁺ और एफ^-, उदाहरण के लिए).

संश्लेषण

हाइड्रोक्सीलैपाटाइट को फॉस्फोरिक एसिड के साथ कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड की प्रतिक्रिया से संश्लेषित किया जा सकता है:

10 सीए (ओएच)₂ + 6 एच₃पीओ₄ => सीए₁₀(पीओ₄)₆(OH)₂ + 18 एच₂हे

हाइड्रोक्सीपाटाइट (Ca)₁₀(पीओ₄)₆(OH)₂) सूत्र सीए की दो इकाइयों द्वारा व्यक्त किया जाता है₅(पीओ₄)₃ओह. 

इसी तरह, हाइड्रोक्सीपटाइट को निम्न प्रतिक्रिया के माध्यम से संश्लेषित किया जा सकता है:

10 सीए (सं।)₃)_2.4H₂ओ + 6 एनएच₄एच₂पीओ₄ => सीए₁₀(पीओ₄)₆(OH)₂  +  20 एनएच₄नहीं₃  + ५२ ज₂हे

वर्षा की गति को नियंत्रित करने से इस प्रतिक्रिया से हाइड्रोक्सीपटाइट नैनोपार्टिकल्स उत्पन्न होते हैं.

हाइड्रॉक्सीपैटाइट क्रिस्टल

आयनों को संकुचित किया जाता है और एक कठोर और प्रतिरोधी जैव क्रिस्टल के रूप में विकसित होता है। यह अस्थि खनिज के बायोमेट्रिक के रूप में उपयोग किया जाता है.

हालांकि, इसे कोलेजन की जरूरत है, एक कार्बनिक समर्थन जो इसके विकास के लिए एक सांचे के रूप में कार्य करता है। ये क्रिस्टल और उनके गठन की जटिल प्रक्रिया हड्डी (या दांत) पर निर्भर करेगी.

ये क्रिस्टल कार्बनिक पदार्थों के साथ गर्भवती हो जाते हैं, और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी तकनीकों के अनुप्रयोग ने उन्हें दांतों में विस्तृत किया जैसे कि छड़ें कहा जाता है।.

अनुप्रयोगों

चिकित्सा और दंत उपयोग

कठोर मानव ऊतक के साथ आकार, क्रिस्टलोग्राफी और रचना में इसकी समानता के कारण, प्रोस्टेसिस में उपयोग के लिए नैनोहाइड्रोक्सापाटाइट आकर्षक है। इसके अलावा, नैनोहाइड्रोक्सीापाटाइट विषाक्त या भड़काऊ न होने के अलावा, जैव-रासायनिक, जैव सक्रिय और प्राकृतिक है.

तदनुसार, नैनोहाइड्रॉक्सापाटाइट सिरेमिक में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोग होते हैं, जिनमें शामिल हैं:

- हड्डी के ऊतकों की सर्जरी में इसका उपयोग आर्थोपेडिक, दर्दनाक, मैक्सिलोफेशियल और दंत शल्यचिकित्सा में गुहाओं को भरने के लिए किया जाता है.

- इसका उपयोग आर्थोपेडिक और दंत प्रत्यारोपण के लिए एक कोटिंग के रूप में किया जाता है। यह दांतों को सफेद करने के बाद इस्तेमाल किया जाने वाला डिसेन्सिटाइजिंग एजेंट है। इसका उपयोग टूथपेस्ट में और क्षरण के शुरुआती उपचार में एक रीमाइनाइजिंग एजेंट के रूप में भी किया जाता है।.

- स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम प्रत्यारोपण अक्सर उनके अस्वीकृति दर को कम करने के लिए हाइड्रॉक्सीपटाइट के साथ लेपित होते हैं.

- यह allogenic और xenogenic बोन ग्राफ्ट्स का विकल्प है। हीलिंग का समय इसकी अनुपस्थिति की तुलना में हाइड्रॉक्सीपटाइट की उपस्थिति में कम है.

- सिंथेटिक नैनोहाइड्रॉक्सीपाटाइट प्राकृतिक रूप से डेंटिन और स्टेरॉइड एपेटाइट में मौजूद हाइड्रॉक्सीपैटाइट की नकल करता है, इसलिए इसका उपयोग तामचीनी की मरम्मत और टूथपेस्ट में शामिल करने के साथ-साथ मुंह के छालों में भी फायदेमंद है।

हाइड्रॉक्सियापटाइट के अन्य उपयोग

- कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) के अवशोषण और अपघटन में इनकी दक्षता बढ़ाने के लिए मोटर वाहनों के एयर फिल्टर में हाइड्रॉक्सीपैटाइट का उपयोग किया जाता है। इससे पर्यावरण प्रदूषण कम होता है.

- एक alginate-hydroxyapatite परिसर को संश्लेषित किया गया है कि फील्ड परीक्षणों ने संकेत दिया है कि यह आयन एक्सचेंज तंत्र के माध्यम से फ्लोरीन को अवशोषित करने में सक्षम है।.

- हाइड्रॉक्सीपैटाइट प्रोटीन के लिए क्रोमैटोग्राफिक माध्यम के रूप में उपयोग किया जाता है। यह सकारात्मक शुल्क (सीए) प्रस्तुत करता है⁺⁺) और नकारात्मक (पीओ₄^-3), इसलिए यह विद्युत आवेशित प्रोटीनों के साथ संपर्क कर सकता है और आयन एक्सचेंज द्वारा उनके पृथक्करण की अनुमति देता है.

- हाइड्रोक्सीपाटाइट का उपयोग न्यूक्लिक एसिड के इलेक्ट्रोफोरोसिस के समर्थन के रूप में भी किया गया है। आरएनए से डीएनए को अलग करें, साथ ही दो फंसे हुए डीएनए के एकल स्ट्रैंड से डीएनए.

भौतिक और रासायनिक गुण

हाइड्रोक्सीपाटाइट एक सफेद ठोस है जो भूरा, पीला और हरा टन प्राप्त कर सकता है। जैसा कि यह एक क्रिस्टलीय ठोस है, इसमें उच्च पिघलने वाले बिंदु हैं, मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के संकेत; हाइड्रोक्सीपाटाइट के लिए, यह 1100roxC है.

यह पानी से सघन है, जिसका घनत्व 3.05 - 3.15 ग्राम / सेमी है³. इसके अलावा, यह पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील (0.3 मिलीग्राम / एमएल) है, जो फॉस्फेट आयनों के कारण है.

हालांकि, अम्लीय मीडिया में (एचसीएल के रूप में) यह घुलनशील है। यह घुलनशीलता सीएसीएल के गठन के कारण है₂, नमक पानी में अत्यधिक घुलनशील है। इसके अलावा, फॉस्फेट प्रोटॉन (एचपीओ) हैं₄^2- और एच₂पीओ₄^-) और पानी के साथ बेहतर बातचीत करते हैं.

क्षरण के पैथोफिज़ियोलॉजी में एसिड में हाइड्रॉक्सीपैटाइट की घुलनशीलता महत्वपूर्ण है। मौखिक गुहा में बैक्टीरिया लैक्टिक एसिड, ग्लूकोज के किण्वन के उत्पाद को स्रावित करता है, जो दंत सतह के पीएच को 5 से कम कर देता है, जिससे हाइड्रॉक्सीपाटाइट घुलना शुरू हो जाता है.

फ्लोराइड (F)^-) OH आयनों की जगह ले सकता है^- क्रिस्टल संरचना में। जब ऐसा होता है तो यह एसिड के खिलाफ दंत तामचीनी के हाइड्रॉक्सीपटाइट के प्रतिरोध में योगदान देता है.

संभवतः, यह प्रतिरोध सीएएफ की अनिद्रा के कारण हो सकता है₂ क्रिस्टल को "त्याग" करने से इंकार करते हुए.

संदर्भ

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