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Hidroxiapatita

Hidroxiapatita
Hidroxiapatita

Existem vários tipos de fosfatos de cálcio sendo que a formação de uma fase ou outra é determinada pelas condições do meio (pH, temperatura) e presença de impurezas. Dentre todas as estruturas cristalinas possíveis destaca-se a Hidroxiapatita (português brasileiro) ou hidroxiapatite (português europeu), uma das variações das apatitas, que se apresenta como fosfato mais estável e mais insolúvel em condições ambientes. Pode ocorrer tanto com uma forma estequiométrica quanto não-estequiométrica. A primeira pode ser representada pela fórmula molecular Ca10(PO4)6(OH)2 e razão molar Ca/P igual a 1,67, enquanto que a segunda é representada genericamente por Ca10-x(PO4)6-x(OH)2-x n.H2O, sendo 0 < x < 1, dada a sua multiplicidade de composições atribuída a uma predisposição dessa estrutura permitir substituições iônicas.[1] Esse mineral, muito pouco solúvel, se dissolve em ácido, porque tanto o PO43- quanto o HO- reagem com H+:

Ca10(PO4)6(OH)2 + 20HCl --> 10CaCl2 + 6H3PO4 + 2H2O

Destaca-se o uso de hidroxiapatita no desenvolvimento de materiais bioativos que simulem a composição do tecido ósseo devido a sua similaridade química e estrutural com a fase mineral dos ossos e dentes de vertebrados, sendo essa denominada Hidroxiapatita biológica.[2] Além disso, materiais cerâmicos à base de hidroxiapatita tem sido investigada amplamente no desenvolvimento de substituintes ósseos devido, também, às suas propriedades osteocondutora, baixa toxicidade, biocompatibilidade e bioatividade.[3][4][5] Considera-se que a hidroxiapatita sintética seja capaz de induzir o crescimento do tecido ósseo onde se localizar devida a sua estrutura porosa a qual é semelhante ao osso poroso.[6] Outro fato importante é que a superfície dessa fase inorgânica sintética permite interações do tipo dipolo, desse modo, moléculas de água, proteínas e colágenos podem ser adsorvidas na sua superfície proporcionando, consequentemente, uma forte ligação com o tecido sob a qual é aplicada e induzindo a regeneração do tecido.[7]

Apesar da semelhança, existem algumas diferenças entre a hidroxiapatita sintética e a biológica, as quais estão relacionadas a estequiometria, composição e cristalinidade e, consequentemente, estas influenciam as suas propriedades físico-química e biológica. Apatitas encontradas no meio biológico, como por exemplo nos tecidos ósseos, apresentam substituições iônicas em sua estrutura, consequentemente, em seu retículo, afetando a sua cristalinidade, solubilidade e biocompatibilidade. Geralmente, são carbonatadas, de baixa cristalinidade e deficientes em íons cálcio.[8] Além disso, na apatita biológica também ocorre uma variedade de íons traço (K+, Na+, Mg2+, CO32-, F- e Sr2+) em sua rede cristalina. Nesse sentido, ressalta-se que Íons carbonato (CO32-) são os principais substituintes na estrutura da hidroxiapatita, podendo estar presente no lugar do grupo –OH (substituição do tipo A) ou do grupo fosfato PO43- (substituição do tipo B), dependendo do processo de síntese.

As bactérias que causam a deterioração aderem-se aos dentes e produzem ácido lático através do metabolismo de açúcar. O ácido lático diminui o pH na superfície dos dentes para menos de 5. Num pH inferior a 5,5, a hidroxiapatita começa a dissolver e ocorre a deterioração dos dentes. O íon fluoreto inibe a deterioração dos dentes, formando apatita fluoretada, Ca10(PO4)6F2, que é menos solúvel e mais resistente a ácidos do que a hidroxiapatita.

  1. ↑ Eslami, Hossein; Solati-Hashjin, Mehran; Tahriri, Mohammadreza (maio de 2009). «The comparison of powder characteristics and physicochemical, mechanical and biological properties between nanostructure ceramics of hydroxyapatite and fluoridated hydroxyapatite». Materials Science and Engineering: C. 29 (4): 1387–1398. ISSN 0928-4931. doi:10.1016/j.msec.2008.10.033 
  2. ↑ Wheeler, E. J.; Lewis, D. (dezembro de 1977). «An X-ray study of the paracrystalline nature of bone apatite». Calcified Tissue Research (em inglês). 24 (1): 243–248. ISSN 0008-0594. doi:10.1007/bf02223323 
  3. ↑ Balasundaram, Ganesan; Sato, Michiko; Webster, Thomas J. (maio de 2006). «Using hydroxyapatite nanoparticles and decreased crystallinity to promote osteoblast adhesion similar to functionalizing with RGD». Biomaterials. 27 (14): 2798–2805. ISSN 0142-9612. doi:10.1016/j.biomaterials.2005.12.008 
  4. ↑ Vallet-Regí, Maria (2001). «Ceramics for medical applications». Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (em inglês). 0 (2): 97–108. ISSN 1472-7773. doi:10.1039/b007852m 
  5. ↑ VALLETREGI, M (2004). «Calcium phosphates as substitution of bone tissues». Progress in Solid State Chemistry. 32 (1-2): 1–31. ISSN 0079-6786. doi:10.1016/j.progsolidstchem.2004.07.001 
  6. ↑ Dorozhkin, Sergey V. (março de 2010). «Nanosized and nanocrystalline calcium orthophosphates». Acta Biomaterialia. 6 (3): 715–734. ISSN 1742-7061. doi:10.1016/j.actbio.2009.10.031 
  7. ↑ Varma, H. K.; Yokogawa, Y.; Espinosa, F. F.; Kawamoto, Y.; Nishizawa, K.; Nagata, F.; Kameyama, T. (1999). «In–vitro calcium phosphate growth over functionalized cotton fibers». Journal of Materials Science: Materials in Medicine (em inglês). 10 (7): 395–400. ISSN 0957-4530. doi:10.1023/a:1008970913107 
  8. ↑ Gordon, Lyle M.; Cohen, Michael J.; MacRenaris, Keith W.; Pasteris, Jill D.; Seda, Takele; Joester, Derk (13 de fevereiro de 2015). «Amorphous intergranular phases control the properties of rodent tooth enamel». Science (em inglês). 347 (6223): 746–750. ISSN 0036-8075. PMID 25678658. doi:10.1126/science.1258950 
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