Hydroxyapatite

Hydroxyapatite đại diện cho một khoáng chất từ ​​canxi hydroxyl photphat. Nhìn chung, khoáng chất này không phổ biến, mặc dù có những mỏ phong phú riêng lẻ. Xương và răng của động vật có xương sống cũng chứa một tỷ lệ cao hydroxyapatite.

Hydroxyapatite là gì?

Hydroxyapatite bao gồm canxi photphat hydroxyl hóa. Trong tinh thể, năm ion canxi được liên kết với ba ion photphat và một ion hydroxyl. Nó là một hợp chất ion kết tinh trong một hệ thống tinh thể hình lục giác.

Nhóm hydroxyl ổn định toàn bộ tinh thể. Với fluorapatite và chlorapatite, hydroxyapatite tạo thành một chuỗi hỗn hợp liền mạch. Hydroxyapatite xuất hiện như một khoáng chất đi kèm trong các khoáng chất khác nhau như serpentinit, đá phiến talc hoặc pegmatit. Cho đến nay, khoáng chất đã được phát hiện ở khoảng 250 địa điểm. Sự xuất hiện của các khoáng chất riêng biệt phụ thuộc vào thành phần và tỷ lệ trộn với các khoáng chất đi kèm khác.Hydroxyapatite cũng xuất hiện trong các sinh vật sống. Đặc biệt, xương và răng của động vật có xương sống được tạo thành từ một tỷ lệ lớn khoáng chất này.

Ngoài hydroxyapatite, chúng còn chứa vật chất hữu cơ ở dạng mô liên kết và tế bào. Do thành phần khoáng chất gần như tinh khiết nên men răng là vật liệu cứng nhất trong cơ thể. Hàm lượng hydroxyapatite của nó là hơn 95 phần trăm. Sự hình thành hydroxyapatite diễn ra trong khuôn khổ của quá trình khoáng hóa sinh học. Vật liệu rất ổn định và có khả năng chống lại các tác động vật lý và hóa học. Xương và răng đại diện cho một kho lưu trữ quan trọng của môi trường sống. Chỉ có axit, bao gồm axit trái cây, hydroxyapatite phân hủy chậm.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Trong cơ thể con người, hydroxyapatite là chất hỗ trợ quan trọng nhất. Nó cung cấp cho hệ thống xương sức mạnh cần thiết. Ví dụ, cùng với vật liệu mô liên kết đặc biệt như collagen, độ bền kéo và độ ổn định cần thiết được tạo ra trong xương.

Thành phần của xương và răng là khác nhau. Yếu tố quyết định ở đây là tỷ lệ hydroxyapatite. Xương được tạo thành từ khoảng 65% khoáng chất. Phần còn lại được tạo thành từ collagen và nguyên bào xương. Lượng hydroxyapatite trong răng cao hơn nhiều. Do đó răng cứng hơn xương rất nhiều. Chức năng có tính chất quyết định đối với bố cục. Xương thuộc hệ cơ xương. Sự tiếp xúc khác nhau của chúng với các lực cơ học đòi hỏi một sự linh hoạt nhất định. Răng được sử dụng để nghiền nát thức ăn.

Điều này đòi hỏi một lực và sức mạnh lớn hơn nhiều, điều này cũng phải được phản ánh trong một vật liệu cứng hơn. Răng bao gồm men răng bên ngoài, ngà răng và tủy răng. Men răng phải rất chắc và cứng, do đó được tạo thành từ hơn 95% hydroxyapatite. Điều này làm cho nó có khả năng chống lại các tác động bên ngoài rất tốt. Dentin là một chất giống như xương. Nó bao gồm 70 phần trăm hydroxyapatite. Phần lớn phần còn lại là mô liên kết. Tủy răng hay còn gọi là tủy răng là một mạng lưới các mạch máu và dây thần kinh cung cấp cho răng.

Giáo dục, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu

Hydroxyapatite của xương và răng được hình thành như một phần của quá trình khoáng hóa sinh học. Về mặt địa chất, khoáng hóa sinh học đã là một quá trình cũ. Vi khuẩn cổ đại cũng đã hình thành các loài vôi vài tỷ năm trước. Quá trình vẫn tương tự ngày nay. Một số tế bào hấp thụ các ion của khoáng chất ở trạng thái hòa tan.

Quá trình khoáng hóa diễn ra bằng cách bão hòa dung dịch với các ion tương ứng. Trong trường hợp của hydroxyapatite, đây là các ion canxi và photphat. Cái gọi là nguyên bào xương chịu trách nhiệm về quá trình khoáng hóa trong xương. Trong quá trình khoáng hóa, chúng phát triển thành các tế bào xương không còn khả năng phân chia và tạo thành một mạng lưới bên trong khoáng chất đông đặc. Quá trình khoáng hóa sinh học diễn ra trong răng theo cách tương tự. Tại đây các nguyên bào trứng có nhiệm vụ khoáng hóa.

Bệnh & Rối loạn

Hydroxyapatite rất ổn định. Nhưng bên trong xương luôn có quá trình xây dựng và phân hủy. Hình dạng của xương phải thích ứng với các yêu cầu rất khác nhau. Vì vậy chất xương mới không ngừng được bồi đắp. Tuy nhiên, luôn có sự phân hủy chất xương.

Nếu quá trình phân hủy chiếm ưu thế, thì bệnh loãng xương sẽ phát triển. Các quá trình được kiểm soát bởi hormone. Hormone tuyến cận giáp chịu trách nhiệm về mức canxi cân bằng trong máu. Nếu thiếu canxi, nó sẽ kích hoạt quá trình huy động hydroxyapatite từ xương. Hormone calcitriol chịu trách nhiệm cho việc hấp thụ canxi từ thức ăn trong ruột và khoáng hóa trong xương. Cả hai loại hormone này đều là chất đối kháng. Nếu sự hấp thụ canxi từ thức ăn bị rối loạn vì chỉ một lượng nhỏ calcitriol được tạo thành do thiếu vitamin D, quá trình hủy xương sẽ lớn hơn quá trình tạo xương. Mật độ xương giảm và đồng thời tính dễ gãy của xương tăng lên.

Tuy nhiên, các quy trình này rất phức tạp và trong nhiều trường hợp chưa được hiểu đầy đủ. Hydroxylapatite cũng có thể bị phân hủy trong răng. Tuy nhiên, đây không phải là các quá trình nội tiết tố. Về mặt sinh lý, răng phải tồn tại càng lâu càng tốt để có thể nghiền nát thức ăn. Tuy nhiên, vi khuẩn phân hủy cặn thức ăn tạo thành axit có thể tấn công men răng. Axit phân giải hydroxyapatit thành các ion canxi và ion photphat, theo đó ion hydroxyl phản ứng với ion hydro của axit để tạo thành nước. Các ion canxi và ion photphat sau đó hòa tan trong nước.

Hoạt động của vi khuẩn kéo dài và sự hình thành axit liên tục cuối cùng sẽ tạo ra một lỗ trên men răng. Nếu không điều trị, sâu răng sẽ phá hủy răng. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng kem đánh răng có chứa florua, hydroxyapatite có thể được chuyển đổi thành fluorapatit ổn định hơn nhiều. Điều này giúp cho quá trình phá hủy răng diễn ra trong thời gian dài hơn.