Tìm Hiểu Về Hydroxyl Apatite

-

-

-

1/ Giới thiệu chung
1.1/ Đặt vấn đề
Aptit là họ khoáng photphat của canxi có công thức chung là
Ca10(PO4)6M2, gồm bốn dạng là hydroxyapatit, floro apatit, cloro apatit,
bromo apatit với M=OH, F, Cl, Br tương ứng.
Trong bốn dạng này, hydroxyapatit (viết tắt là HA) đang được tập
trung nghiên cứu do các đặc tính quý giá như có hoạt tính và độ sinh
thích sinh học cao với các tế bào và các mô, tạo liên kết trực tiếp với
xương non dẫn đến sự tái sinh xương nhanh mà không bị cơ thể đào
thải…
HA có cấu trúc tinh thể thuộc dạng lục phương hoặc dạng đơn tà.
HA được ứng dụng nhiều trong y sinh học và dược học vì thế chúng tôi
chọn đề tài “Tìm hiểu về HA”.
1.2/Lịch sử phát triển
Các apatit lần đầu tiên được áp dụng đối với khoáng sản của
Werner45, năm 1788. Nó có công thức M 10 (RO4) 6X2, trong đó M
thường là canxi, R thường là phốt pho, và X là hydroxit hoặc halogen
như flo.
Các mối quan hệ với xương lần đầu tiên được đề xuất bởi Proust và
Klaproth45, cũng trong năm 1788.
Chỉ sau khi sự phát triển và sử dụng X-quang nhiễu xạ đã được Dejong
xác nhận vào năm 1926
Canxi photphat được ứng dụng đầu tiên vào nha khoa năm 1971. Bài
báo đầu tiên về ứng dụng của HA vào bọc xương đùi xuất phát bởi
Furlong và Osborn, bắt đầu làm thử nghiêm lâm sàng năm 1985

1.3/ Tình hình nghiên cứu vật liệu HA ở Việt Nam
1.3.1/ Tình hình nghiên cứu:
- Ở Việt Nam, việc áp dụng HA làm vật liệu sinh học còn hạn chế. năm
2005, Viện Công Nghệ Xạ hiếm với đề tài chế thử gốm HA theo công
nghệ Italia bước đầu thành công
- Đại học Bách Khoa đã công bố thành công kết quả nghiên cứu tổng
hợp về phương pháp tổng hợp bột, màng gốm HA
- Năm 2008, Trung tâm phát triển khoa học và công nghệ trẻ thành
công với đề tài chế tạo gốm sinh học, ứng dụng thay thế xương và
khớp người
1.3.2/ Phương pháp nghiên cứu:
1.3.2.1/ pp nhiễu xạ tia X
Phương pháp XRD dùng nghiên cứu cấu trúc tinh thể của vật liệu,
định lượng pha tinh thể và kích thước hạt
Xác định cấu trúc tinh thể dựa vào hình ảnh khác nhau của kích
thước tinh thể lên phổ nhiễu xạ
1.3.2.2/ pp phổ hồng ngoại


Xác định cấu trúc phân tử chất cần nghiên cứu dựa vào tần số đặc
trưng trên phổ của các nhóm chức trong phân tử
1.3.2.3/ pp hiển vi điện tử:

mẫu

1.3.2.3.1./ pp hiển vi điện tử quét
Dùng chùm điện tử quét lên bề mặt mẫu thu nhận lại qua chùm tia phản
xạ, cho phép quan sát mẫu với độ phóng đại lớn
1.3.2.3.2/ pp truyền qua
Sử dụng chùm tia điện tử xuyên qua mẫu cần nghiên cứu. Chùm tia

điện tử được tạo ra từ hai súng phóng điện tử sẽ được hội tụ lên
nghiên cứu
2. Các tính chất của HA
2.1/ Tính chất vật lí
- Hydroxyapatit (HA) có màu trắng, trắng ngà, vàng nhạt hoặc xanh lơ
tùy theo điều kiện hình thành, kích thước hạt và trạng thái tập hợp.
- HA có nhiệt độ nóng chảy 17600C và nhiệt độ sôi 28500C, độ tan trong
nước 0,7g/l, khối lượng mol phân tử 1004,6g khối lượng riêng là
3,156g/cm3, độ cứng theo thang Mohs bằng 5.
- Các tinh thể HA tự nhiên và nhân tạo tồn tại ở dạng hình que, hình kim,
hình vảy, hình cầu, hình trụ, hình sợi,…
- HA tồn tại ở hai dạng cấu trúc là dạng lục phương (hexagonal) và dạng
đơn tà (monoclinic). HA dạng lục phương được tạo thành trong quá trình
điều chế ở nhiệt độ từ 250C đến 1000C, còn dạng đơn tà được sinh ra khi
nung dạng lục phương ở 8500C trong không khí sau đó làm nguội đến
nhiệt độ phòng.
2.2/ Tính chất hóa học
- Không phản ứng với kiềm nhưng phản ứng với axit tạo thành các muối
canxi và nước
Ca10(PO4)6(OH)2 + 2HCl = 3Ca3(PO4)2 + CaCl2 + 2H2O
- HA tương đối bền nhiệt, bị phân hủy chậm trong khoảng nhiệt độ từ
8000C đến 12000C tạo thành oxy-hydroxyapaptit theo phản ứng:
Ca10(PO4)6(OH)2 = Ca10(PO4)6(OH)2-2xOx + xH2O (0<=x<=1)
- Ở nhiệt độ lớn hơn 120 0C, HA bị phân hủy thành β-Ca3(PO4)2 (β-TCP)
và Ca4P2O9 hoặc CaO:
Ca10(PO4)6(OH)2 = 2β-Ca3(PO4)2 + Ca4P2O9 + H2O
Ca10(PO4)6(OH)2 = 3β-Ca3(PO4)2 + CaO + H2O
2.3/ Tính chất sinh học
- Do có cùng bản chất và thành phần hóa học, HA tự nhiên và nhân tạo
đều là những vật liệu có tính tương thích sinh học cao với các tế bào và

mô, có tính dẫn xương tốt, tạo liên kết trực tiếp với xương non dẫn đến sự
tái sinh xương nhanh mà không bị cơ thể đào thải.


-

-

- Hợp chất HA tương đối bền với dịch men tiêu hóa, ít chịu ảnh hưởng
của dung dịch axit trong dạ dày.
3/ Các dạng của HA và ứng dụng của nó:
HA với độ tương thích sinh học cao và không bị cơ thể đào thải nên
có thể áp dụng trên cơ thể sống trong lĩnh vực y sinh học điển hình như
nối ghép xương chi, mô sụn, nối ghép giữa mô và xương do HA có tỉ lệ
Ca/P tương đương với tỉ lệ Ca/P trong xương tự nhiên. Không dừng lại ở
đó, HA còn có khả năng làm thuốc dẫn truyền do có tính chất nhả chậm và
không ảnh hưởng đến sức khỏe con người
Hiện nay, các dạng HA được nghiên cứu chủ yếu bao gồm 4 loại:
HA dạng composite
HA dạng bột
HA dạng xốp
HA dạng màng
Mỗi dạng HA được ứng dụng vào một lĩnh vực khác nhau:
HA dạng bột được dung làm thuốc dẫn truyền do có tính chất nhả chậm
nên thuốc có thể giữ được hoạt tính. Ngoài ra ở dạng bột, các nhà khoa học
còn có thể tạo ra được HA với kích thước nano với mục đích “ ngấm nhanh
nhả chậm “
HA dạng xốp giúp sữa chữa những khuyết tật của xương, thường được sử
dụng trong chấn thương chỉnh hình.
HA dạng màng được sử dụng để tạo liên kết giữa xương và mô.

HA dạng composite sử dụng để điều chế HA dạng khối xốp
Ngoài ra dạng HA vẫn còn đang được nghiên cứu thêm để ứng dụng nhiều
hơn nữa trong lĩnh vực y-sinh