L'idrossiapatite (HAp) è un fosfato di calcio simile ai tessuti duri umani per morfologia e composizione1In particolare, ha una struttura esagonale2, 3e un rapporto stechiometrico Ca/P di 1,67, identico all'apatite ossea2, 4, 5.
Una caratteristica importante dell'idrossiapatite è la sua stabilità rispetto ad altri fosfati di calcio. Termodinamicamente, l'idrossiapatite è il composto di fosfato di calcio più stabile in condizioni fisiologiche come temperatura, pH e composizione dei fluidi corporei2.
Con lo sviluppo della nanotecnologia, è stato notato un impatto importante sulla scienza dei materiali. La produzione di nanomateriali ha guadagnato notevole attenzione per applicazioni di adsorbimento, catalisi e ottiche, in particolare quando sono coinvolti biomateriali6.
La nano-idrossiapatite (nano-HAp) sta suscitando interesse come biomateriale da utilizzare in applicazioni protesiche a causa della sua somiglianza in termini di dimensioni, cristallografia e composizione chimica con il tessuto duro umano. Le ossa e lo smalto dei denti sono in gran parte composti da una forma di questo minerale.
Grazie alle sue eccezionali proprietà6:
·Biocompatibilità
·Bioattività
· Osteoconduttività
·Non tossicità e natura non infiammatoria
La bioceramica nano-idrossiapatite ha una varietà di applicazioni che includono6:
·Ingegneria dei tessuti ossei
·Riempitivi di vuoti ossei per chirurgia ortopedica, traumatologica, spinale, maxillo-facciale e dentale.
·Rivestimento ortopedico e implantare dentale
·Ripristino dei difetti parodontali
·Aumento della cresta edentula
·Trattamento endodontico come la copertura della polpa
·Riparazione delle perforazioni meccaniche delle forcazioni e formazione della barriera apicale
·Riempitivi per il rinforzo del cemento vetroionomerico restaurativo (GIC) e della resina composita restaurativa
·Agente desensibilizzante nello sbiancamento post-dentale
·Agente remineralizzante nei dentifrici
·Trattamento precoce delle lesioni cariose
· Somministrazione di farmaci e geni
La revisione della letteratura mostra che il rischio associato a un'esposizione a nanoparticelle di fosfato di calcio in dosi che vengono solitamente applicate in biomedicina, prodotti per la cura della salute e cosmetici è molto basso e molto probabilmente non presente affatto. Inoltre, afferma anche che in tutte le condizioni ragionevoli, le nanoparticelle di fosfato di calcio possono essere considerate sicure per gli esseri umani7.
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Nome IUPAC |
Idrossido di pentacalcio trifosfato |
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numero CAS |
12167-74-7 |
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Numero CE |
235-330-6 |
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Sinonimi |
Idrossiapatite (CAS n.1306-06-5), Idrossiapatite, Idrossiapatite di calcio |
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Formula chimica |
Circa10(Polizia4)6(OH)2 |
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Peso molecolare |
1004,6 g/mol |
------ Uso medico ------
Gli impianti in titanio e acciaio inossidabile sono spesso ricoperti da rivestimenti di idrossiapatite per ingannare il corpo e ridurre il tasso di rigetto dell'impianto. L'idrossiapatite può essere utilizzata anche in casi in cui vi siano vuoti o difetti ossei. Questo processo viene eseguito tramite polveri, blocchi o perle del materiale che vengono posizionate nelle aree interessate dell'osso.
Grazie alla sua bioattività, stimola la crescita dell'osso e ripristina il difetto. Questo processo può essere un'alternativa agli innesti ossei allogenici e xenogenici. In genere, si traduce in tempi di guarigione più brevi rispetto a quelli osservati se non fosse stata utilizzata l'idrossiapatite.
------ Uso della cura orale ------
La composizione dello smalto è 97% in peso di nano-idrossiapatite e 3% in peso di materiale organico e acqua. Nella dentina, la nano-idrossiapatite rappresenta il 70% in peso8.
Poiché la nano-idrossiapatite è il componente principale dello smalto, conferisce un aspetto bianco brillante ed elimina la riflessione diffusa della luce chiudendo i piccoli pori della superficie dello smalto.
La nano-idrossiapatite sintetica imita le dimensioni dell'idrossiapatite dentinale naturale o dell'apatite dello smalto. I risultati sperimentali dimostrano i vantaggi della nano-idrossiapatite nella riparazione dello smalto9-10, che ha portato alla sua incorporazione in dentifrici e soluzioni per il risciacquo della bocca per promuovere il ripristino delle superfici demineralizzate dello smalto o della dentina depositando nanoparticelle di idrossiapatite nei difetti11.
------ Altre aree ------
Si è scoperto che i filtri dell'aria compositi nanostrutturati sperimentali contenenti idrossiapatite sono efficienti nell'assorbire e decomporre la CO, il che potrebbe eventualmente portare al suo utilizzo nella riduzione degli inquinanti di scarico delle automobili12.
Nel 2014, un composito di alginato/nano-idrossiapatite è stato sintetizzato e testato sul campo come adsorbente per il fluoro. Questo biocomposito ha rimosso il fluoro tramite un meccanismo di scambio ionico ed è sia biocompatibile che biodegradabile13.
Di recente, applicazioni nella catalisi14-16e separazione delle proteine17sono stati sviluppati e testati con successo utilizzando fosfati di calcio nanostrutturati, il che suggerisce che molte applicazioni innovative per questi materiali devono ancora venire.
Idrossiapatite (immagine al microscopio elettronico)
1. Scala nanometrica (tipo ago)
2. Scala micron (sferica)
3. Livello micron (tipo ago)
3. Livello micron (tipo asta corta)
