Hydroksyapatyt
Hydroksyapatyt (HAp) to minerał, którego głównym składnikiem jest hydroksyfosforan wapnia, o wzorze chemicznym Ca10(PO4)6(OH)2. Jest kluczowym elementem tkanki łącznej, zapewniającym mechaniczną wytrzymałość kości.
Występowanie
Hydroksyapatyt występuje naturalnie w kościach i zębach, gdzie pełni rolę rusztowania, które nadaje im odpowiednie właściwości mechaniczne. W kościach przyjmuje postać długich kryształów, zwanych mikrofibrylami, o stosunku długości do szerokości wynoszącym 1000:1.
Syntetyczny hydroksyapatyt jest produkowany w celach medycznych, głównie do stymulacji wzrostu kości w małych ubytkach oraz jako pokrycie wszczepów, takich jak endoprotezy biodra. Dzięki podobnemu stosunkowi wapnia do fosforu, implanty pokryte hydroksyapatytem wykazują liczne korzyści, w tym:
- Umożliwienie obrastania tkanką kostną, co redukuje ryzyko korozji.
- Eliminację potrzeby użycia cementu kostnego, który może z czasem osłabiać stabilność implantów.
Wytwarzanie syntetycznego hydroksyapatytu
Produkcja ceramiki hydroksyapatytowej polega na wytwarzaniu proszków, które następnie są spiekane. Do wytwarzania proszków wykorzystuje się zarówno substancje naturalne, jak bruszyt, monetyt i argonit, jak i związki syntetyczne. Metody produkcji obejmują:
- Metody mokre: opierają się na reakcjach w roztworach wodnych, takich jak zobojętnianie kwasów i zasad.
- Metody suche: polegają na reakcjach w stanie stałym.
- Metody hydrotermalne: procesy zachodzą w podwyższonym ciśnieniu pary wodnej (0,2–8,5 MPa) i temperaturze (900–1000 °C).
- Metody topnikowe: umożliwiają produkcję apatytów o zbliżonej stechiometrii do hydroksyapatytu, z dodatkowymi domieszkami.
- Inne metody: takie jak zol-żel, elektrokrystalizacja czy liofilizacja.
Warstwy hydroksyapatytu są nakładane głównie technikami plazmowymi.
