гидроксиапачу представляет собой минерал из гидроксилфосфата кальция.В целом минерал не имеет широкого распространения, хотя есть отдельные богатые месторождения. Кости и зубы позвоночных также содержат высокий процент гидроксиапатита.
Что такое гидроксиапатит?
Гидроксиапатит состоит из гидроксилированного фосфата кальция. В кристалле пять ионов кальция связаны с тремя ионами фосфата и одним ионом гидроксила. Это ионное соединение, которое кристаллизуется в гексагональной кристаллической системе.
Гидроксильная группа стабилизирует весь кристалл. Гидроксиапатит с фторапатитом и хлорапатитом образует бесшовную смешанную серию. Гидроксиапатит встречается как сопутствующий минерал в различных минералах, таких как серпентинит, тальк или пегматит. Минерал на сегодняшний день обнаружен примерно в 250 местах. Внешний вид отдельных минералов зависит от состава и соотношения в смеси с другими сопутствующими минералами.Гидроксиапатит также встречается в живых существах. В частности, кости и зубы позвоночных животных состоят из большого количества этого минерала.
Помимо гидроксиапатита, они также содержат органический материал в виде соединительной ткани и клеток. Из-за почти чистого содержания минералов зубная эмаль является самым твердым материалом в организме. Его содержание гидроксиапатита составляет более 95 процентов. Образование гидроксиапатита происходит в рамках биоминерализации. Материал очень стабилен и чрезвычайно устойчив к физическим и химическим воздействиям. Кости и зубы представляют собой важный архив окружающей среды, и только кислоты, в том числе фруктовые, медленно разлагают гидроксиапатит.
Функция, эффект и задачи
В организме человека гидроксиапатит является важнейшим поддерживающим веществом. Придает костной системе необходимую силу. Например, вместе со специальным соединительно-тканевым материалом, таким как коллаген, в костях создаются необходимая прочность на разрыв и стабильность.
Состав костей и зубов разный. Решающим фактором здесь является доля гидроксиапатита. Кости состоят примерно на 65 процентов из минерала. Остальное состоит из коллагена и остеобластов. Количество гидроксиапатита в зубах намного выше. Поэтому зубы намного тверже костей. Функция имеет решающее значение для композиции. Кости принадлежат к костно-мышечной системе. Их различное воздействие механических сил требует определенной гибкости. Зубы используются для измельчения пищи.
Это требует гораздо большей силы и прочности, что также должно отражаться на более твердом материале. Зубы состоят из внешней зубной эмали, дентина и пульпы зуба. Эмаль зуба должна быть очень твердой и твердой, и поэтому более 95% состоит из гидроксиапатита. Это делает его чрезвычайно устойчивым к внешним воздействиям. Дентин представляет собой костное вещество. Он на 70 процентов состоит из гидроксиапатита. Остальное - это соединительная ткань. Пульпа или пульпа зуба - это сеть кровеносных сосудов и нервов, питающих зуб.
Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения
Гидроксиапатит костей и зубов образуется в процессе биоминерализации. В геологическом плане биоминерализация - это уже старый процесс. Древние бактерии также образовали известь несколько миллиардов лет назад. Процесс по-прежнему похож на сегодняшний день. Некоторые клетки поглощают ионы минерала в растворенном состоянии.
Минерализация происходит путем насыщения раствора соответствующими ионами. В случае гидроксиапатита это ионы кальция и фосфата. Так называемые остеобласты отвечают за минерализацию костей. Во время минерализации они развиваются в остеоциты, которые больше не могут делиться и образовывать сеть внутри затвердевшего минерала. Подобным образом в зубах происходит биоминерализация. Здесь одонтобласты отвечают за минерализацию.
Заболевания и расстройства
Гидроксиапатит очень стабилен. Но внутри костей происходят постоянные процессы строительства и разрушения. Форма кости должна соответствовать самым разным требованиям. Так что новое костное вещество постоянно накапливается. Однако всегда происходит разрушение костного вещества.
Если преобладает процесс распада, развивается так называемый остеопороз. Процессы контролируются гормонами. Гормон паращитовидной железы отвечает за сбалансированный уровень кальция в крови. Если есть дефицит кальция, он активирует мобилизацию гидроксиапатита из костей. Гормон кальцитриол отвечает за всасывание кальция из пищи в кишечнике и минерализацию в костях. Оба гормона являются антагонистами. Если всасывание кальция из пищи нарушается из-за того, что из-за недостатка витамина D образуется лишь небольшое количество кальцитриола, резорбция костной ткани перевешивает образование костной ткани. Уменьшается плотность костей и одновременно увеличивается хрупкость костей.
Однако эти процессы очень сложны и во многих случаях еще не полностью изучены. Гидроксилапатит также может разрушаться в зубах. Однако это не гормональные процессы. Физиологически зуб должен служить как можно дольше, чтобы можно было раздавить пищу. Однако при бактериальном разложении остатков пищи образуются кислоты, которые могут разрушать зубную эмаль. Кислота растворяет гидроксиапатит на ионы кальция и ионы фосфата, в результате чего ион гидроксила реагирует с ионом водорода кислоты с образованием воды. Затем ионы кальция и ионы фосфата растворяются в воде.
Длительная бактериальная активность и постоянное образование кислоты в конечном итоге создают дыру в зубной эмали. Без лечения кариес разрушит зуб. Однако при использовании зубной пасты, содержащей фторид, гидроксиапатит можно превратить в гораздо более стабильный фторапатит. Это дает возможность приостановить процесс разрушения зуба на более длительный период времени.
