- โครงสร้างของแคลเซียมฟอสเฟต
- แคลเซียมฟอสเฟตอสัณฐาน
- ส่วนที่เหลือของครอบครัว
- คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
- ชื่อ
- น้ำหนักโมเลกุล
- รายละเอียดทางกายภาพ
- ลิ้มรส
- จุดหลอมเหลว
- การละลาย
- ความหนาแน่น
- ดัชนีหักเห
- เอนทัลปีมาตรฐานของการก่อตัว
- อุณหภูมิในการจัดเก็บ
- พีเอช
- การอบรม
- แคลเซียมไนเตรตและแอมโมเนียมไฮโดรเจนฟอสเฟต
- แคลเซียมไฮดรอกไซด์และกรดฟอสฟอริก
- การประยุกต์ใช้งาน
- ในเนื้อเยื่อกระดูก
- ซีเมนต์ชีวภาพ
- แพทย์
- คนอื่น ๆ
- อ้างอิง
แคลเซียมฟอสเฟตเป็นเกลือนินทรีย์และอุดมศึกษาที่มีสูตรทางเคมีคือ Ca 3 (PO 4 ) 2สูตรระบุว่าองค์ประกอบของเกลือนี้คือ 3: 2 สำหรับแคลเซียมและฟอสเฟตตามลำดับ นี้สามารถเห็นได้โดยตรงในภาพด้านล่างที่ Ca 2+ไอออนบวกและ PO 4 3-ประจุลบจะแสดง ในทุกๆสาม Ca 2+จะมี PO 4 3-โต้ตอบกับพวกเขาสองคน
ในทางกลับกันแคลเซียมฟอสเฟตหมายถึงชุดของเกลือที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอัตราส่วน Ca / P ตลอดจนระดับความชุ่มชื้นและ pH ในความเป็นจริงมีแคลเซียมฟอสเฟตหลายชนิดที่มีอยู่และสามารถสังเคราะห์ได้ อย่างไรก็ตามตามศัพท์เฉพาะของตัวอักษรแคลเซียมฟอสเฟตหมายถึงไตรแคลเซียมเท่านั้นซึ่งเป็นที่กล่าวถึงแล้ว
สัดส่วนและไอออนในไตรแคลเซียมฟอสเฟต ที่มา: RicHard-59 จาก Wikimedia Commons
แคลเซียมฟอสเฟตทั้งหมดรวมถึง Ca 3 (PO 4 ) 2เป็นของแข็งสีขาวที่มีโทนสีเทาเล็กน้อย พวกมันสามารถเป็นเม็ดละเอียดผลึกและมีขนาดอนุภาคประมาณไมครอน และแม้กระทั่งอนุภาคนาโนของฟอสเฟตเหล่านี้ก็มีการเตรียมซึ่งมีการออกแบบวัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพสำหรับกระดูก
ความเข้ากันได้ทางชีวภาพนี้เกิดจากการที่เกลือเหล่านี้พบได้ในฟันและในระยะสั้นในเนื้อเยื่อกระดูกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ตัวอย่างเช่นไฮดรอกซีอะพาไทต์เป็นแคลเซียมฟอสเฟตที่เป็นผลึกซึ่งจะทำปฏิกิริยากับเฟสอสัณฐานของเกลือเดียวกัน
นั่นหมายความว่ามีแคลเซียมฟอสเฟตที่ไม่มีรูปร่างและเป็นผลึก ด้วยเหตุนี้จึงไม่น่าแปลกใจกับความหลากหลายและทางเลือกที่หลากหลายเมื่อสังเคราะห์วัสดุจากแคลเซียมฟอสเฟต วัสดุที่มีคุณสมบัติทุกวันนักวิจัยให้ความสนใจมากขึ้นทั่วโลกเพื่อมุ่งเน้นไปที่การฟื้นฟูกระดูก
โครงสร้างของแคลเซียมฟอสเฟต
แคลเซียมฟอสเฟตในแร่ Whitlockite ที่มา: Smokefoot จาก Wikimedia Commons
ภาพด้านบนแสดงโครงสร้างของไทรบาซิคคาลิโคฟอสเฟตในแร่ไวท์ล็อกไซต์ที่แปลกซึ่งอาจมีแมกนีเซียมและเหล็กเป็นสิ่งเจือปน
แม้ว่าในแวบแรกอาจดูเหมือนซับซ้อน แต่ก็จำเป็นต้องชี้แจงว่าแบบจำลองนี้สมมติว่ามีปฏิสัมพันธ์โควาเลนต์ระหว่างอะตอมออกซิเจนของฟอสเฟตและศูนย์กลางโลหะของแคลเซียม
ในการเป็นตัวแทนมันถูกต้องอย่างไรก็ตามการโต้ตอบนั้นเป็นไฟฟ้าสถิต นั่นคือไอออนบวก Ca 2+ถูกดึงดูดไปยังแอนไอออน PO 4 3- (Ca 2+ - O-PO 3 3- ) ด้วยเหตุนี้จึงเข้าใจว่าเหตุใดในภาพจึงมีแคลเซียม (ทรงกลมสีเขียว) ล้อมรอบด้วยอะตอมออกซิเจนที่มีประจุลบ (ทรงกลมสีแดง)
เนื่องจากมีไอออนจำนวนมากจึงไม่เหลือการจัดเรียงหรือรูปแบบที่สมมาตร Ca 3 (PO 4 ) 2ใช้ที่อุณหภูมิต่ำ (T <1000 ° C) เซลล์หน่วยที่สอดคล้องกับระบบผลึกรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน โพลีมอร์ฟนี้รู้จักกันในชื่อของβ-Ca 3 (PO 4 ) 2 (β-TCP สำหรับตัวย่อในภาษาอังกฤษ)
ที่อุณหภูมิสูงในทางกลับกันมันจะถูกเปลี่ยนเป็นโพลีมอร์ฟα-Ca 3 (PO 4 ) 2 (α-TCP) ซึ่งเซลล์หน่วยสอดคล้องกับระบบผลึกโมโนคลีนิก ที่อุณหภูมิสูงกว่านี้โพลีมอร์ฟα'-Ca 3 (PO 4 ) 2ซึ่งมีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมก็สามารถก่อตัวได้เช่นกัน
แคลเซียมฟอสเฟตอสัณฐาน
โครงสร้างผลึกได้รับการกล่าวถึงสำหรับแคลเซียมฟอสเฟตซึ่งคาดว่าจะเกิดจากเกลือ อย่างไรก็ตามมันสามารถแสดงโครงสร้างที่ไม่เป็นระเบียบและไม่สมมาตรซึ่งเชื่อมโยงกับ“ แก้วแคลเซียมฟอสเฟต” มากกว่าคริสตัลตามความหมายที่เข้มงวดของคำจำกัดความ
เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นแคลเซียมฟอสเฟตกล่าวว่ามีโครงสร้างอสัณฐาน (ACP, แคลเซียมฟอสเฟตอสัณฐาน) ผู้เขียนหลายคนชี้ให้เห็นว่าโครงสร้างประเภทนี้มีหน้าที่รับผิดชอบต่อคุณสมบัติทางชีวภาพของ Ca 3 (PO 4 ) 2ในเนื้อเยื่อกระดูกการซ่อมแซมและการสร้าง biomimetization เป็นไปได้
โดยการอธิบายโครงสร้างของมันโดยการเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) พบว่ามี OH -และ HPO 4 2-ไอออนใน ACP ไอออนเหล่านี้เกิดจากการไฮโดรไลซิสของฟอสเฟตอย่างใดอย่างหนึ่ง:
PO 4 3- + H 2 O <=> HPO 4 2- + OH -
เป็นผลให้โครงสร้างที่แท้จริงของ ACP จะกลายเป็นความซับซ้อนมากขึ้นซึ่งมีองค์ประกอบของไอออนของตนเป็นตัวแทนจากสูตร: Ca 9 (PO 4 ) 6 x (HPO 4 ) x (OH) x 'x' ระบุระดับความชุ่มชื้นเนื่องจากถ้า x = 1 สูตรจะเป็น: Ca 9 (PO 4 ) 5 (HPO 4 ) (OH)
โครงสร้างที่แตกต่างกันของ ACP อาจขึ้นอยู่กับอัตราส่วนโมลาร์ Ca / P นั่นคือของปริมาณแคลเซียมและฟอสเฟตสัมพัทธ์ซึ่งเปลี่ยนองค์ประกอบที่เป็นผลลัพธ์ทั้งหมด
ส่วนที่เหลือของครอบครัว
แคลเซียมฟอสเฟตเป็นกลุ่มของสารประกอบอนินทรีย์ซึ่งสามารถโต้ตอบกับเมทริกซ์อินทรีย์ได้
ฟอสเฟตอื่น ๆ จะได้รับ "เพียง" โดยการเปลี่ยนแอนไอออนที่มาพร้อมกับแคลเซียม (PO 4 3- , HPO 4 2- , H 2 PO 4 - , OH - ) รวมทั้งชนิดของสิ่งสกปรกในของแข็ง ดังนั้นแคลเซียมฟอสเฟตมากถึงสิบเอ็ดตัวขึ้นไปซึ่งแต่ละชนิดมีโครงสร้างและคุณสมบัติของตัวเองสามารถเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติหรือเทียมได้
ฟอสเฟตบางชนิดและโครงสร้างและสูตรทางเคมีตามลำดับจะกล่าวถึงด้านล่าง:
- แคลเซียมไฮโดรเจนฟอสเฟตไดไฮเดรต CaHPO 4 ∙ 2H 2 O: monoclinic
-Calcium dihydrogen phosphate monohydrate, Ca (H 2 PO 4 ) 2 ∙ H 2 O: triclinic
- ไดอะซิดฟอสเฟตที่เป็นกรด, Ca (H 2 PO 4 ) 2 : ไตรคลินิก
-Octacalcium ไฮโดรเจนฟอสเฟต (OCP), Ca 8 H 2 (PO 4 ) 6 : triclinic เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ไฮดรอกซีอะพาไทต์
-Hydroxyapatite, Ca 5 (PO 4 ) 3 OH: หกเหลี่ยม
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
ชื่อ
- แคลเซียมฟอสเฟต
-Tricalcium ฟอสเฟต
-Ticalcium ไดฟอสเฟต
น้ำหนักโมเลกุล
310.74 ก. / โมล.
รายละเอียดทางกายภาพ
เป็นของแข็งสีขาวไม่มีกลิ่น
ลิ้มรส
รสจืด
จุดหลอมเหลว
1670 ° K (1391 ° C)
การละลาย
- ไม่ละลายในน้ำในทางปฏิบัติ
- ไม่ละลายในเอทานอล
- ละลายในกรดไฮโดรคลอริกเจือจางและกรดไนตริก
ความหนาแน่น
3.14 ก. / ซม. 3 .
ดัชนีหักเห
1,629
เอนทัลปีมาตรฐานของการก่อตัว
4126 กิโลแคลอรี / โมล
อุณหภูมิในการจัดเก็บ
2-8 องศาเซลเซียส
พีเอช
6-8 ในน้ำแขวนลอยแคลเซียมฟอสเฟต 50 กรัม / ลิตร
การอบรม
แคลเซียมไนเตรตและแอมโมเนียมไฮโดรเจนฟอสเฟต
มีหลายวิธีที่จะสามารถสร้างหรือสร้างแคลเซียมฟอสเฟตได้ หนึ่งในนั้นประกอบด้วยเกลือสองชนิดคือ Ca (NO 3 ) 2 ∙ 4H 2 O และ (NH 4 ) 2 HPO 4ซึ่งก่อนหน้านี้ละลายในแอลกอฮอล์และน้ำสัมบูรณ์ตามลำดับ เกลือหนึ่งให้แคลเซียมและฟอสเฟตอื่น ๆ
จากส่วนผสมนี้ ACP จะตกตะกอนซึ่งจะถูกให้ความร้อนในเตาอบที่ 800 ° C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง อันเป็นผลมาจากขั้นตอนนี้β-Ca 3 (PO 4 ) 2 จะได้รับ การควบคุมอุณหภูมิความปั่นป่วนและเวลาสัมผัสอย่างระมัดระวังอาจทำให้เกิดการก่อตัวของผลึกนาโนได้
ในการสร้างโพลีมอร์ฟα-Ca 3 (PO 4 ) 2จำเป็นต้องให้ความร้อนฟอสเฟตสูงกว่า 1,000 ° C การให้ความร้อนนี้ดำเนินการต่อหน้าไอออนของโลหะอื่น ๆ ซึ่งทำให้โพลีมอร์ฟนี้เสถียรเพียงพอเพื่อให้สามารถใช้ที่อุณหภูมิห้องได้ นั่นคือมันยังคงอยู่ในสถานะเมตาที่เสถียร
แคลเซียมไฮดรอกไซด์และกรดฟอสฟอริก
แคลเซียมฟอสเฟตสามารถเกิดขึ้นได้จากการผสมสารละลายของแคลเซียมไฮดรอกไซด์และกรดฟอสฟอริกทำให้เกิดการทำให้เป็นกลางของกรดเบส หลังจากครึ่งวันของการสุกในเหล้าแม่และการกรองตามกำหนดการซักการอบแห้งและการกรองจะได้รับผงฟอสเฟตอสัณฐานแบบเม็ด ACP
ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา ACP ที่อุณหภูมิสูงเปลี่ยนรูปตามสมการเคมีต่อไปนี้:
2Ca 9 (HPO 4 ) (PO 4 ) 5 (OH) => 2Ca 9 (P 2 O 7 ) 0.5 (PO 4 ) 5 (OH) + H 2 O (ที่ T = 446.60 ° C)
2Ca 9 (P 2 O 7 ) 0.5 (PO 4 ) 5 (OH) => 3Ca 3 (PO 4 ) 2 + 0.5H 2 O (ที่ T = 748.56 ° C)
ด้วยวิธีนี้จะได้รับβ-Ca 3 (PO 4 ) 2ซึ่งเป็นโพลีมอร์ฟที่พบมากที่สุดและมีเสถียรภาพ
การประยุกต์ใช้งาน
ในเนื้อเยื่อกระดูก
Ca 3 (PO 4 ) 2เป็นองค์ประกอบของอนินทรีย์หลักของเถ้ากระดูก เป็นส่วนประกอบของการปลูกถ่ายทดแทนกระดูกซึ่งอธิบายได้จากความคล้ายคลึงกันทางเคมีกับแร่ธาตุที่มีอยู่ในกระดูก
วัสดุชีวภาพแคลเซียมฟอสเฟตใช้เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของกระดูกและในการเคลือบขาเทียมโลหะไทเทเนียม แคลเซียมฟอสเฟตถูกสะสมอยู่โดยแยกออกจากสิ่งแวดล้อมและชะลอกระบวนการกัดกร่อนของไทเทเนียม
แคลเซียมฟอสเฟตรวมทั้ง Ca 3 (PO 4 ) 2ใช้ทำวัสดุเซรามิก วัสดุเหล่านี้เข้ากันได้ทางชีวภาพและปัจจุบันใช้เพื่อฟื้นฟูการสูญเสียกระดูกถุงที่เกิดจากโรคปริทันต์การติดเชื้อเอ็นโดดอนต์และเงื่อนไขอื่น ๆ
อย่างไรก็ตามควรใช้เพื่อเร่งการซ่อมแซมกระดูกเชิงกรานในบริเวณที่ไม่มีการติดเชื้อแบคทีเรียเรื้อรัง
แคลเซียมฟอสเฟตสามารถใช้เพื่อซ่อมแซมข้อบกพร่องของกระดูกเมื่อไม่สามารถใช้การปลูกถ่ายกระดูกอัตโนมัติได้ สามารถใช้เพียงอย่างเดียวหรือใช้ร่วมกับโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้และสลายตัวได้เช่นกรดโพลีไกลโคลิก
ซีเมนต์ชีวภาพ
แคลเซียมฟอสเฟตซีเมนต์ (CPC) เป็นอีกหนึ่งสารชีวภาพที่ใช้ในการซ่อมแซมเนื้อเยื่อกระดูก ทำโดยการผสมผงของแคลเซียมฟอสเฟตชนิดต่าง ๆ กับน้ำทำให้เป็นแป้ง วางสามารถฉีดหรือพอดีกับข้อบกพร่องของกระดูกหรือโพรง
ปูนซีเมนต์ถูกขึ้นรูปค่อยๆถูกดูดซึมและแทนที่ด้วยกระดูกที่สร้างขึ้นใหม่
แพทย์
-Ca 3 (PO 4 ) 2เป็นเกลือพื้นฐานดังนั้นจึงใช้เป็นยาลดกรดเพื่อทำให้กรดในกระเพาะอาหารส่วนเกินเป็นกลางและเพิ่ม pH ในยาสีฟันเป็นแหล่งแคลเซียมและฟอสเฟตเพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการสร้างแร่ธาตุของฟันและการห้ามเลือดของกระดูก
- ยังใช้เป็นอาหารเสริมแม้ว่าวิธีที่ถูกที่สุดในการจัดหาแคลเซียมคือการใช้คาร์บอเนตและซิเตรต
- แคลเซียมฟอสเฟตสามารถใช้ในการรักษา tetany ภาวะน้ำตาลในเลือดแฝงและการบำรุงรักษา นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ในการเสริมแคลเซียมในระหว่างตั้งครรภ์และให้นมบุตร
- ใช้ในการบำบัดการปนเปื้อนด้วยวิทยุไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (Ra-226) และสตรอนเทียม (Sr-90) แคลเซียมฟอสเฟตขัดขวางการดูดซึมของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในระบบทางเดินอาหารดังนั้นจึงจำกัดความเสียหายที่เกิดจากพวกมัน
คนอื่น ๆ
- แคลเซียมฟอสเฟตใช้เป็นอาหารสำหรับนก นอกจากนี้ยังใช้ในยาสีฟันเพื่อควบคุมการทาร์ทาร์
- ใช้เป็นสารป้องกันการจับตัวเป็นก้อนเช่นเพื่อป้องกันไม่ให้เกลือแกงอัดแน่น
- ใช้เป็นสารฟอกสีแป้ง ในขณะเดียวกันในน้ำมันหมูจะช่วยป้องกันการเกิดสีที่ไม่ต้องการและปรับปรุงสภาพการทอด
อ้างอิง
- Tung MS (1998) แคลเซียมฟอสเฟต: โครงสร้างองค์ประกอบการละลายและความเสถียร. ใน: Amjad Z. (eds) แคลเซียมฟอสเฟตในระบบชีวภาพและอุตสาหกรรม. สปริงเกอร์บอสตันแมสซาชูเซตส์
- Langlang Liu, Yanzeng Wu, Chao Xu, Suchun Yu, Xiaopei Wu และ Honglian Dai (2018) "การสังเคราะห์ลักษณะเฉพาะของนาโน - ไตรแคลเซียมฟอสเฟตและการยับยั้งเซลล์มะเร็งตับ" Journal of Nanomaterials, vol. 2018, รหัสบทความ 7083416, 7 หน้า, 2018
- Combes, Christ และ Rey, Christian (2010) ฟอสเฟตแคลเซียมอสัณฐาน: การสังเคราะห์คุณสมบัติและการใช้งานในวัสดุชีวภาพ Acta Biomaterialia, vol. 6 (n ° 9) PP 3362-3378 ISSN 1742-7061
- วิกิพีเดีย (2019) ไตรแคลเซียมฟอสเฟต สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- Abida et al. (2017) ผงไตรแคลเซียมฟอสเฟต: การเตรียมลักษณะและความสามารถในการบดอัด วารสารเคมีเมดิเตอร์เรเนียน 2017, 6 (3), 71-76
- PubChem (2019) แคลเซียมฟอสเฟต สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- เอลส์ (2019) แคลเซียมฟอสเฟต วิทยาศาสตร์โดยตรง. ดึงมาจาก: sciencedirect.com