Amorfní fosforečnan vápenatý - Amorphous calcium phosphate

Amorfní fosforečnan vápenatý (AKT nebo ATCP) je sklovitá sraženina různého složení, která se tvoří při dvojitých rozkladných reakcích zahrnujících rozpustné fosforečnanové a vápenaté soli (např. (NH4)2HPO4 + Ca (č3)2)[1] prováděno za pečlivě kontrolovaných podmínek pH. Taková směs je také známá jako cement z fosforečnanu vápenatého.[2] Sraženina bude buď „amorfní fosforečnan vápenatý“, ATCP nebo nedostatek vápníku hydroxyapatit, CDHA, Ca9(HPO4) (PO4)5(OH), (všimněte si, že CDHA se někdy nazývá apatitický trifosforečnan vápenatý).[1][3][4] Složení amorfního fosforečnanu vápenatého je CaXHy(PO4)z·nH2O, kde n je mezi 3 a 4,5.[4] Srážením ze středně přesyceného a zásaditého roztoku obsahujícího hořčík se získá amorfní fosforečnan hořečnato-vápenatý (AMCP), ve kterém je hořčík začleněn do struktury ACP.[5]

Komerčním přípravkem ACP je kasein fosfopeptid-amorfní fosforečnan vápenatý (CPP-ACP), odvozený od kravské mléko. Prodává se pod různými značkami včetně Recaldent a Tooth Mousse, určené k aplikaci přímo na zuby. Jeho klinická užitečnost není známa.[6]

Biogenní ACP

Biogenní ACP byl nalezen ve vnitřním uchu embryonálních žraloků, savců mléko a zubní sklovina. Přestože je předmětem debaty jednoznačná přítomnost ACP v kostech a zubech, existují důkazy, že se na vývoji kostí a zubů podílejí přechodné amorfní prekurzory.[4] Předpokládá se, že ACP v skotském mléce (CPP-ACP) zahrnuje nanoklastry fosforečnanu vápenatého pokryté skořápkou kasein fosfopeptidy. Typický kasein micela o poloměru 100 nm obsahuje přibližně 10 000 molekul kaseinu a 800 nanoklasterů ACP, z nichž každá má přibližný průměr 4,8 nm. Koncentrace fosforečnanu vápenatého je vyšší v mléce než v séru, ale zřídka vytváří usazeniny nerozpustných fosfátů.[7] Předpokládá se, že rozložené fosfopeptidy sekvestrují nanoklastry ACP,[8] a tvoří stabilní komplexy v jiných biofluidech, jako je moč a krevní sérum, čímž zabrání usazování nerozpustných fosforečnanů vápenatých a kalcifikaci měkkých tkání. V laboratoři uchovávají vzorky přípravků z umělé krve, séra, moči a mléka (které přibližují pH přirozeně se vyskytující tekutiny) nerozpustné fosfáty. Přidání vhodných fosfopeptidů brání srážení.[7]

Posnerovy shluky

Po zkoumání složení amorfních fosforečnanů vápenatých vysrážených za různých podmínek navrhli Posner a Betts v polovině 70. let, že strukturální jednotkou ACP byl neutrální klastr Ca9(PO4)6.[4] Výpočty podporují popis klastru s centrálním Ca2+ ion obklopený šesti fosfátovými PO43− anionty, které jsou zase obklopeny osmi dalšími ionty vápníku.[9] Odhaduje se, že výsledný klastr má průměr kolem 950 pm (0,95 nm). Ty jsou nyní obecně označovány jako Posnerovy shluky. Předpokládá se, že srážený ACP je tvořen částicemi obsahujícími řadu Posnerových shluků s vodou v mezilehlých prostorech. I když plazmaticky stříkaný ACP může obsahovat Posnerovy shluky, nemůže být přítomna žádná voda.[4]

Použití při zubním ošetření

Amorfní fosforečnan vápenatý v kombinaci s kasein fosfopeptidem byl používán jako zubní ošetření k léčbě začínajícího zubního kazu. ACP vidí své hlavní použití jako okluzivní činidlo, které pomáhá snižovat citlivost. Studie prokázaly, že tvoří remineralizovanou fázi hydroxyapatitu konzistentní s přírodní sklovinou.[Citace je zapotřebí ] Klinické studie navíc ukázaly, že pacienti, kteří si bělí zuby, mají po léčbě sníženou citlivost.[10] Předpokládá se, že ACP hydrolyzuje za vzniku fyziologických teplot a pH oktakalciumfosfát jako meziprodukt a poté povrchový apatit.

Metoda mineralizace

ACP postrádá periodické pořadí atomového měřítka krystalických fosforečnanů vápenatých na dlouhou vzdálenost. The Rentgenová difrakce vzor je široký a rozptýlený s maximem v a žádné jiné odlišné vlastnosti ve srovnání s dobře krystalizovaným hydroxyapatitem. Pod elektronovou mikroskopií je jeho morfologická forma zobrazena jako malé sféroidní částice v měřítku desetin nanometru. Ve vodném médiu se ACP snadno transformuje na krystalické fáze, jako je oktakalciumfosfát a apatit v důsledku růstu mikrokrystalů. Bylo prokázáno, že ACP má lepší osteokonduktivitu a biologickou rozložitelnost než fosforečnan vápenatý a hydroxyapatit in vivo.[11]

Navíc se může zvýšit alkalická fosfatáza činnosti mezoblasty, zvyšují buněčnou proliferaci a podporují buněčnou adhezi. Jedinečná role ACP při tvorbě mineralizovaných tkání z něj činí slibný kandidátský materiál pro opravu a regeneraci tkání. ACP může být také potenciálním remineralizačním činidlem v zubních aplikacích. Nedávno vyvinuté bioaktivní kompozity plněné ACP se považují za účinná antidemineralizační / remineralizační činidla pro konzervaci a opravu zubních struktur.[11]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Destainville, A., Champion, E., Bernache-Assollant, D., Laborde, E. (2003). "Syntéza, charakterizace a tepelné chování apatitového fosforečnanu vápenatého". Chemie materiálů a fyzika. 80 (1): 269–277. doi:10.1016 / S0254-0584 (02) 00466-2. ISSN  1742-7061.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz) - přes ScienceDirect (Může být vyžadováno předplatné nebo může být obsah dostupný v knihovnách.)
  2. ^ Al-Sanabani, JS; Madfa, AA; Al-Sanabani, FA (2013). „Aplikace materiálů obsahujících fosforečnan vápenatý ve stomatologii“. International Journal of Biomaterials. 2013: 876132. doi:10.1155/2013/876132. PMC  3710628. PMID  23878541.
  3. ^ Rey, C .; Combes, C .; Drouet, C .; Grossin, D. (2011). "1.111. Bioaktivní keramika: fyzikální chemie". V Ducheyne, Paul (ed.). Komplexní biomateriály. 1. Elsevier. 187–281. doi:10.1016 / B978-0-08-055294-1.00178-1. ISBN  978-0-08-055294-1. - přes ScienceDirect (Může být vyžadováno předplatné nebo může být obsah dostupný v knihovnách.)
  4. ^ A b C d E Dorozhkin, Sergey V. (prosinec 2012). "Amorfní fosforečnany vápenaté (ortho)". Acta Biomaterialia. 6 (12): 4457–4475. doi:10.1016 / j.actbio.2010.06.031. ISSN  1742-7061. PMID  20609395.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz) - přes ScienceDirect (Může být vyžadováno předplatné nebo může být obsah dostupný v knihovnách.)
  5. ^ Babaie, Elham; Zhou, Huan; Lin, Boren; Bhaduri, Sarit B. (srpen 2015). „Vliv obsahu ethanolu v srážecím médiu na složení, strukturu a reaktivitu fosforečnanu hořečnato-vápenatého“. Věda o materiálech a inženýrství: C. 53: 204–211. doi:10.1016 / j.msec.2015.04.011. PMID  26042708.
  6. ^ Hani, Thikrayat Bani; O'Connell, Anne C .; Duane, Brett (24. června 2016). „Kasein fosfopeptid-amorfní produkty fosforečnanu vápenatého v prevenci zubního kazu“. Dentologie založená na důkazech. 17 (2): 46–47. doi:10.1038 / sj.ebd.6401168. PMID  27339237.
  7. ^ A b Holt, Carl (červen 2013). „Rozvinuté fosfopolypeptidy umožňují relativní snadnost koexistence měkkých a tvrdých tkání ve stejném organismu“. Aktuální názor na strukturní biologii. 23 (3): 420–425. doi:10.1016 / j.sbi.2013.02.010. ISSN  0959-440X. PMID  23622834.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz) - přes ScienceDirect (Může být vyžadováno předplatné nebo může být obsah dostupný v knihovnách.)
  8. ^ Holt, Carl; Sørensen, Esben S .; Clegg, Roger A. (2009). "Úloha nanoklasterů fosforečnanu vápenatého při kontrole kalcifikace". FEBS Journal. 276 (8): 2308–2323. doi:10.1111 / j.1742-4658.2009.06958.x. ISSN  1742-464X. PMID  19292864.
  9. ^ Kanzaki, Noriko; Treboux, Gabin; Onuma, Kazuo; Tsutsumi, Sadao; Ito, Atsuo (listopad 2011). "Klastry fosforečnanu vápenatého". Biomateriály. 22 (21): 2921–2929. doi:10.1016 / S0142-9612 (01) 00039-4. ISSN  0142-9612. PMID  11561898.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz) - přes ScienceDirect (Může být vyžadováno předplatné nebo může být obsah dostupný v knihovnách.)
  10. ^ Van Haywood, B (2002). "Dentinová přecitlivělost: bělení a regenerační faktory pro úspěšné zvládnutí". International Dental Journal. 52: 376–384. doi:10.1002 / j.1875-595x.2002.tb00937.x. S2CID  72558772.
  11. ^ A b Zhao, J .; Liu, Y .; Sun, W. B .; Zhang, H. (2011). „Amorfní fosforečnan vápenatý a jeho aplikace ve stomatologii“. Chem. Cent. J. 5: 40. doi:10.1186 / 1752-153X-5-40. PMC  3143077. PMID  21740535.

externí odkazy