מהו Hydroxyapatite (HAp)?

Hydroxyapatite (HAp) הוא סידן פוספט הדומה לרקמות הקשות האנושיות במורפולוגיה ובהרכב¹. במיוחד, יש לו מבנה משושה^{2, 3}ויחס Ca/P סטוכיומטרי של 1.67, זהה לאפטיט עצם^{2, 4, 5}.

מאפיין חשוב של הידרוקסיאפטיט הוא היציבות שלו בהשוואה לשאר הסידן פוספטים. מבחינה תרמודינמית, הידרוקסיאפטיט הוא תרכובת הסידן פוספט היציבה ביותר בתנאים פיזיולוגיים כמו טמפרטורה, pH והרכב נוזלי הגוף².

עם התפתחות הננוטכנולוגיה, הבחינו בהשפעה גדולה על מדעי החומרים. ייצור ננו-חומרים זכה לתשומת לב רבה עבור ספיחה, קטליזה ויישומים אופטיים, במיוחד כאשר מעורבים חומרים ביולוגיים.⁶.

ננו-הידרוקסיאפטיט (ננו-HAp) מושך עניין כחומר ביולוגי לשימוש ביישומי תותבות בשל הדמיון שלו בגודל, בקריסטלוגרפיה ובהרכב הכימי עם רקמה קשה אנושית. אמייל העצם והשיניים מורכבים במידה רבה מצורה של מינרל זה.

בשל המאפיינים הבולטים שלו⁶:

· תאימות ביולוגית
· פעילות ביולוגית

· אוסטאומוליכות
· לא רעילות וטבע לא דלקתי

לביוקרמיקה ננו-הידרוקסיאפטיט יש מגוון יישומים הכוללים⁶:

· הנדסת רקמות עצם
· מילוי חללים בעצמות לאורטופדיה, טראומטולוגיה, עמוד שדרה, לסתות ושיניים.
· ציפוי השתלות שיניים אורטופדיות
·שיקום פגמים חניכיים
· הגדלת רכס שיניים
· טיפול אנדודנטי כמו מכסת עיסת
·תיקון של נקבים מכניים ויצירת מחסום אפיקלי
· חומרי מילוי לחיזוק צמנט יונומר זכוכית משקם (GIC) ושרף מרוכב משקם
· גורם לחוסר רגישות לאחר הלבנת שיניים
· חומר רמינרליזציה במשחות שיניים
· טיפול בנגעי עששת מוקדמים
· מסירת תרופות וגנים

------ שימוש רפואי ------

שתלי טיטניום ופלדת אל-חלד מכוסים לרוב בציפויים הידרוקסיאפטיט כדי להערים על הגוף ולהפחית את שיעור דחיית השתל. ניתן להשתמש ב- Hydroxyapatite גם במקרים שבהם יש חללים בעצמות או פגמים. תהליך זה מתבצע באמצעות אבקות, בלוקים או חרוזים של החומר הממוקמים באזורים הפגועים של העצם.

בשל הפעילות הביולוגית שלו, הוא מעודד את העצם לצמוח ומשקם את הפגם. תהליך זה יכול להוות חלופה להשתלות עצם אלוגניות וקסנוגניות. זה בדרך כלל מביא לזמני ריפוי קצרים מאלה שנצפו אם לא נעשה שימוש בהידרוקסיאפטיט.

------ שימוש בטיפול בחלל הפה ------

הרכב האמייל הוא 97% משקל ננו-הידרוקסיאפטיט ו-3% משקל חומר אורגני ומים. בדנטין, הננו-הידרוקסיאפטיט מייצג 70% משקל⁸.

מכיוון שננו-הידרוקסיאפטיט הוא המרכיב העיקרי של האמייל, הוא נותן מראה של לבן בוהק ומבטל את ההחזרה המפוזרת של האור על ידי סגירת הנקבוביות הקטנות של משטח האמייל.

ננו-הידרוקסיאפטיט סינטטי מחקה את הגודל של הידרוקסיאפטיט דנטלי טבעי או אפטיט אמייל. תוצאות ניסוי מדגימות את היתרונות של ננו-הידרוקסיאפטיט בתיקון אמייל^9-10, מה שהוביל לשילובו במשחות שיניים ובתמיסות לשטיפת הפה כדי לקדם את שיקום משטחי האמייל או הדנטין המשולבים על ידי הפקדת ננו-חלקיקי הידרוקסיאפטיט בפגמים¹¹.

------ אזורים אחרים ------ 

מסנני אוויר מרוכבים ננו-ניסיוניים המכילים הידרוקסיאפטיט נמצאו יעילים בספיגה ובפירוק CO, מה שעלול בסופו של דבר להוביל לשימוש בו בהפחתת מזהמי פליטת רכב.¹².

בשנת 2014, מרוכב אלגינט/ננו-הידרוקסיאפטיט סונתז ונבדק בשטח כסופח לפלואוריד. הביו-מרוכב הזה הסיר פלואוריד באמצעות מנגנון חילופי יונים והוא גם תואם ביולוגי וגם מתכלה¹³.

לאחרונה, יישומים בקטליזה^14-16והפרדת חלבונים¹⁷פותחו ונבדקו בהצלחה באמצעות סידן פוספטים בעלי ננו-מבנה, מה שמצביע על כך שיישומים חדשניים רבים לחומרים אלו טרם מגיעים.

Hydroxyapatite (תמונה של מיקרוסקופ אלקטרוני) 

1. סולם ננו (סוג מחט)

 

2. סולם מיקרון (כדורי)

3. רמת מיקרון (סוג מחט)

3. רמת מיקרון (סוג מוט קצר)