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羟基磷灰石
羟磷灰石（calcium hydroxyapatite,HA）是骨骼（包括牙齿）的主要矿盐。它在骨骼、牙齿外组织沉积，即为异位钙化。异位钙化可发生于机体各个部分，包括局部的和系统的结缔组织、关节及关节周围组织。关节及关节周围组织钙化，常不出现症状，但有时可造成急性关节炎和其他多种慢性关节疾患。此病一般症状较轻，甚或无任何症状，但也可以致关节破坏畸形而需关节更换术。HA的关节周围沉积可发生于任何年龄，但其关节内沉积，多见于老年人。[1]
目录
基本信息
中文名: 羟基磷灰石、 外文名: Hydroxyapatite；hydroxylapatite、 分子式: Ca10(PO4)6(OH)2、 分子量: 1004。
基本信息
中文名： 羟基磷灰石
英文名： Hydroxyapatite；hydroxylapatite
简称：HAP
理化性质：熔点：1650°C，比重：3.16g/cm3，溶解度：0.4ppm，Ca/P：1.67
晶体结构：六方晶系（空间群176号），单斜晶系（空间群14号）
产品规格：粉末、多孔颗粒、块状（非标定型）产品
简介
由于疾病、老龄化、交通事故频发等因素的影响，骨损伤病例逐年增加，据统计，我国每年有300万骨科病例，因而骨替代材料的需求不断增加。近些年，以羟基磷灰石为代表的骨替代材料逐渐成为临床应用的宠儿。
羟基磷灰石是脊椎动物骨骼和牙齿的主要组成成分，具有良好的生物活性和生物相容性。相对于传统的金属（不锈钢、钛合金）和陶瓷（氧化铝、氮化硅）类骨替代材料，羟基磷灰石不仅抗腐蚀性强、骨诱导生成性强，而且它在体内的降解也消除了前者的安全隐患。目前关于羟基磷灰石在骨替代材料中的研究主要集中在两方面，羟基磷灰石涂层和人体骨仿生再生材料。 [2]
羟基磷灰石其他信息
羟磷灰石是磷灰石中含氢氧根的纯正端元(endmember)，羟磷灰石的晶系为六方晶系，比重为3.08，摩氏硬度为5。纯的羟磷灰石粉末是白色，但天然的羟磷灰石会夹杂着棕色、黄色或绿色。也可以用人工的方式合成，应用于骨组织修复。羟基磷灰石还有另外一种晶体结构:单斜晶系。
羟磷灰石是人体骨骼组织的主要无机组成成分。植入体内后，钙和磷会游离出材料表面被身体组织吸收，并生长出新的组织。有研究证明羟磷灰石的晶粒越细，生物活性越高。牙齿表面的珐琅质的主要成份亦是羟磷灰石[1]。
羟基磷灰石可由自己制作的方式来取得。制作羟磷灰石粉末的方法很多，比较常见的方法有沉淀法、水解法、水热法及固相法等。其中水热法的设备适比较复杂而且昂贵。相较于水热法，沉淀法则是操作简单、设备便宜、产能大，目前大多数以此种方法为主。但是沉淀法有一些缺点，像是粉末容易聚集在一起、质量不稳定等等。[3]
生态学数据
对水稍微有危害的不要让未稀释或大量的产品接触地下水、水道或者污水系统，若无政府许可，勿将材料排入周围环境。
人体应用
羟基磷灰石涂层是指以钛合金为基底，利用物理化学手段将羟基磷灰石涂覆在其表面制备的硬组织植入材料。该材料植入人体后，钛合金可以提供足够的力学强度，表面的羟基磷灰石涂层易于与人体骨结合，在人体骨表面诱导新骨的生成，一般数月即可诱导新骨的生成。中国科学院上海硅酸盐研究所利用等离子喷涂技术制备的羟基磷灰石涂层，涂层与基底结合强度高，生物活性好，并已应用于人工髋关节等部位，至今制备的羟基磷灰石涂层植入体已有7万余付获得应用，取得了不错的临床效果。但羟基磷灰石涂层存在结合力不够强的缺点，以至于在体内植入后出现涂层脱落的现象，这种问题的解决办法目前仍在不断的探索中。
人体骨仿生再生材料是指在体外模拟天然骨的形成环境，通过纳米技术获得与天然骨中尺寸相同的纳米羟基磷灰石晶体，并与胶原蛋白复合，在不同尺度上（微观和宏观）实现成分、结构和功能逼真与人体天然骨的新型复合材料。从高分辨电子显微镜和原子力放大镜分析，人体骨骼有一套非常精巧的结构：一束束胶原蛋白与一层层纳米级羟基磷灰石晶体，极为均匀、有序地“镶嵌”在一起。这种多层复合的自组装结构，也让骨骼兼备硬度和抗弯能力，因而模仿人体骨的这种特殊的结构组成理论上可以达到与人体骨相匹配的生物活性和力学相容性。除此之外，胶原蛋白的存在使得这种仿生的骨替代品易于与自体骨组织的快速粘结。目前关于这一方面的研究仍在进行中，由于外界很难精确模仿体内的成骨环境，人体骨仿生的难度仍然很大。由于骨骼中皮质骨和松质骨所承担的作用不同，其在结构组成上仍有些许差别，这无疑也增加了骨仿生的工作量和难度。 [4]
功能效果
- *健康亮白
- *去除 牙菌斑
- *改善牙龈问题
- *防止蛀牙
- *清新口气[5]
羟基磷灰石的主要合成方法
干法
HAP的干法制备是选取精细研磨的前驱体进行混合，然后对混合前驱体进行热处理的制备方式。干法制备为了保证混合物可以完全反应，要求混合物是完全均匀的。最终生成物的纯度取决于准备过程中的精确称量，务必使混合物可以完全反应掉。因此干法制备对于反应物的纯度和剂量都有着很严格的要求，这些可变因素可能会限制最终化合物的生成。
Tromel等人通过在1050℃环境中煅烧磷酸钙和氧化钙混合物，确定了形成HAP的最佳条件。使用干法制备优点是生成产物的结晶度一般较好，但干法需要相对较高的温度，这可能会影响生成物的孔隙率。
湿法
湿法制备由于操作简单而被广泛使用，其中主要包括化学共沉淀法。乳化法、水解法、溶胶-凝胶法和水热法等制备方法。湿法制备可以较好控制生成HAP的结构和形态，提高HAP的产率。
湿法制备可以在水或者其他有机溶剂中进行，可以添加各种催化剂并且适用于多种装置。湿法制备对反应环境要求比较低，适用于室温常压环境。湿法的主要缺点生成物有时生成物纯度不够和结晶度较低，生成物可能存在其他磷酸盐结晶。
（1）共沉淀法
共沉淀法是制备HAP最直接、最经常使用的方法。化学反应过程由反应物中的磷酸根（PO43-）离子和钙离子（Ca2+）共同反应生成HAP。 根据磷酸根和钙离子的来源不同，共沉淀法的条件是可变的，但通常反应条件pH值在3-12、温度为室温到100℃。共沉淀法可以使用反应模板使生成物满足特定需求。
（2）水热法
水热法合成HAP晶体技术目前已经非常成熟，该反应过程发生在高温高压的密闭环境中，以水或有机溶液为反应介质使原本难溶物质溶解并重新结晶。仇满德等人对不同钙源在水热体系下合成HAP晶体做了系统研究，研究发现钙源对生成的形貌有很大影响，使用碳酸钙和氢氧化钙可制得类似于球状结构的纳米HAP而使用氯化钙和硝酸钙所制得的HAP为短棒状。
（3）微乳液法
乳液法制备HAP的优点是可以精确控制晶粒尺寸的形态和分布，较好避免形成颗粒的聚团问题。W.Y.Zhou等人使用纳米乳液技术合成碳酸羟基磷灰石纳米球可用于生产复合医用组织支架。
（4）溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是将无机盐类或醇盐在溶液中水解或醇解随后使溶质聚合胶化生成溶胶，然后将溶胶脱水生成凝胶，最后将凝胶烘干煅烧。目前溶胶-凝胶法还无法大规模生产，主要缺陷有两个方面：
①常用醇盐材料成本较高；②合成过程精细通常耗费较多时间。JingdiChen等人通过简单的溶胶-凝胶方法制备羟基磷灰石（HAP）、β-磷酸三钙（β-TCP）和双相磷酸钙（BCP）纳米晶粉末。[6]
性质与稳定性
如果遵照规格使用和储存则不会分解，未有已知危险反应，避免氧化物。
应用领域
骨替代材料、整形和整容外科、齿科、层析纯化、补钙剂，广泛应用于制造认同牙齿或骨骼成份的尖端新素材。另外，由于羟基磷灰石具有骨诱导性，常常应用于骨组织再生工程。
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