ما هو هيدروكسي أباتيت (HAp)؟

هيدروكسي أباتيت (HAp) هو فوسفات الكالسيوم يشبه الأنسجة الصلبة البشرية في الشكل والتكوين¹. على وجه الخصوص، لديها بنية سداسية^{2, 3}ونسبة الكالسيوم إلى الفوسفور المتكافئة 1.67، وهي مطابقة لأباتيت العظام^{2, 4, 5}.

من أهم خصائص هيدروكسي أباتيت هو استقراره عند مقارنته بفوسفات الكالسيوم الأخرى. من الناحية الديناميكية الحرارية، يعد هيدروكسي أباتيت مركب فوسفات الكالسيوم الأكثر استقرارًا في ظل الظروف الفسيولوجية مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة وتركيب سوائل الجسم.².

مع تطور تكنولوجيا النانو، لوحظ تأثير كبير على علم المواد. اكتسب إنتاج المواد النانوية اهتمامًا كبيرًا في مجال الامتصاص والتحفيز والتطبيقات البصرية، وخاصة عندما يتعلق الأمر بالمواد الحيوية⁶.

يجذب نانوهيدروكسي أباتيت (نانو-هاب) اهتمامًا باعتباره مادة حيوية يمكن استخدامها في تطبيقات الأطراف الاصطناعية نظرًا لتشابهه في الحجم وعلم البلورات والتركيب الكيميائي مع الأنسجة الصلبة البشرية. يتكون مينا العظام والأسنان إلى حد كبير من شكل من أشكال هذا المعدن.

بسبب خصائصه المتميزة⁶:

·التوافق الحيوي
·النشاط الحيوي

· التوصيل العظمي
·غير سامة وطبيعة غير التهابية

تتمتع السيراميك الحيوي النانوي هيدروكسيباتيت بمجموعة متنوعة من التطبيقات التي تشمل⁶:

·هندسة أنسجة العظام
·حشوات فراغات العظام لجراحة العظام والصدمات والعمود الفقري وجراحة الفكين والوجه والأسنان.
·طلاء زراعة العظام والأسنان
·ترميم عيوب اللثة
·زيادة التلال الخالية من الأسنان
·العلاج اللبي مثل تغطية اللب
·إصلاح ثقوب التفرع الميكانيكي وتكوين الحاجز القمي
·حشوات لتقوية أسمنت الأيونومر الزجاجي الترميمي (GIC) وراتنج الترميم المركب
·عامل إزالة الحساسية بعد تبييض الأسنان
·عامل إعادة التمعدن في معاجين الأسنان
·العلاج المبكر للتسوسات
· توصيل الأدوية والجينات

------ الاستخدام الطبي ------

غالبًا ما يتم تغطية الغرسات المصنوعة من التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ بطبقات من هيدروكسي أباتيت لخداع الجسم وتقليل معدل رفض الغرسة. يمكن أيضًا استخدام هيدروكسي أباتيت في الحالات التي توجد فيها فراغات أو عيوب في العظام. تتم هذه العملية من خلال وضع مساحيق أو كتل أو حبيبات من المادة في المناطق المصابة من العظام.

بسبب نشاطها الحيوي، فهي تشجع العظام على النمو وتعيد العيب. يمكن أن تكون هذه العملية بديلاً لطعوم العظام المتماثلة وغير المتماثلة. وعادةً ما تؤدي إلى أوقات شفاء أقصر من تلك التي لوحظت في حالة عدم استخدام هيدروكسيباتيت.

------ استخدام العناية بالفم ------

يتكون المينا من 97% من وزن النانو هيدروكسي أباتيت و3% من وزن المواد العضوية والماء. في العاج، يمثل النانو هيدروكسي أباتيت 70% من وزنه.⁸.

نظرًا لأن النانو هيدروكسيباتيت هو المكون الرئيسي للمينا، فإنه يعطي مظهرًا أبيض ساطعًا ويزيل الانعكاس المنتشر للضوء عن طريق إغلاق المسام الصغيرة على سطح المينا.

تحاكي مادة النانو هيدروكسي أباتيت الاصطناعية حجم مادة هيدروكسي أباتيت العاج الطبيعي أو أباتيت المينا. توضح النتائج التجريبية مزايا مادة النانو هيدروكسي أباتيت في إصلاح المينا^9-10، مما أدى إلى دمجه في معاجين الأسنان ومحاليل غسول الفم لتعزيز ترميم أسطح المينا أو العاج منزوعة المعادن عن طريق ترسب جزيئات نانوية من هيدروكسيباتيت في العيوب¹¹.

------ مناطق أخرى ------ 

لقد تبين أن مرشحات الهواء المركبة النانوية التجريبية المحتوية على هيدروكسيباتيت فعالة في امتصاص وتحليل ثاني أكسيد الكربون، مما قد يؤدي في النهاية إلى استخدامها في تقليل ملوثات عوادم السيارات¹².

في عام 2014، تم تصنيع مركب من الألجينات/نانوهيدروكسي أباتيت واختباره ميدانيًا كممتص للفلورايد. يزيل هذا المركب الحيوي الفلورايد من خلال آلية تبادل الأيونات وهو متوافق حيويًا وقابل للتحلل الحيوي¹³.

في الآونة الأخيرة، ظهرت تطبيقات في التحفيز^14-16وفصل البروتين¹⁷وقد تم تطوير واختبار العديد من المواد الجديدة بنجاح باستخدام فوسفات الكالسيوم النانوية، مما يشير إلى أن العديد من التطبيقات المبتكرة لهذه المواد لم تظهر بعد.

هيدروكسيباتيت (صورة المجهر الإلكتروني) 

1. مقياس النانو (نوع الإبرة)

 

2. مقياس الميكرون (كروي)

3. مستوى الميكرون (نوع الإبرة)

3. مستوى الميكرون (نوع القضيب القصير)