हाइड्रोक्सीएपेटाइट (HAp) क्या है?

हाइड्रोक्सीएपेटाइट (HAp) एक कैल्शियम फॉस्फेट है जो आकारिकी और संरचना में मानव कठोर ऊतकों के समान है¹.विशेष रूप से, इसकी संरचना षट्कोणीय है^{2, 3}और स्टोइकोमेट्रिक Ca/P अनुपात 1.67 है, जो अस्थि एपेटाइट के समान है^{2, 4, 5}.

हाइड्रॉक्सीएपेटाइट की एक महत्वपूर्ण विशेषता अन्य कैल्शियम फॉस्फेट की तुलना में इसकी स्थिरता है। थर्मोडायनामिक रूप से, हाइड्रॉक्सीएपेटाइट तापमान, पीएच और शरीर के तरल पदार्थों की संरचना जैसी शारीरिक स्थितियों के तहत सबसे स्थिर कैल्शियम फॉस्फेट यौगिक है।².

नैनो प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, पदार्थ विज्ञान पर एक बड़ा प्रभाव देखा गया है। नैनोमटेरियल के उत्पादन ने अवशोषण, उत्प्रेरक और ऑप्टिकल अनुप्रयोगों के लिए काफी ध्यान आकर्षित किया है, खासकर जब बायोमटेरियल शामिल होते हैं⁶.

नैनो-हाइड्रॉक्सीएपेटाइट (नैनो-एचएपी) मानव कठोर ऊतक के साथ आकार, क्रिस्टलोग्राफी और रासायनिक संरचना में समानता के कारण कृत्रिम अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए एक बायोमटेरियल के रूप में रुचि आकर्षित कर रहा है। हड्डी और दांतों के इनेमल मुख्य रूप से इस खनिज के एक रूप से बने होते हैं।

इसके उत्कृष्ट गुणों के कारण⁶:

·जैवसंगतता
·जैवसक्रियता

· अस्थिचालकता
·गैर विषाक्तता और गैर भड़काऊ प्रकृति

नैनो-हाइड्रॉक्सीएपेटाइट बायोसिरेमिक के कई अनुप्रयोग हैं जिनमें शामिल हैं⁶:

·अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग
·ऑर्थोपेडिक, ट्रॉमेटोलॉजी, स्पाइन, मैक्सिलोफेशियल और डेंटल सर्जरी के लिए अस्थि रिक्ति भराव।
·आर्थोपेडिक और दंत प्रत्यारोपण कोटिंग
·पीरियोडॉन्टल दोषों की बहाली
·दंतविहीन रिज वृद्धि
·पल्प कैपिंग जैसा एंडोडोंटिक उपचार
·यांत्रिक फ़र्केशन छिद्रों और शीर्षस्थ अवरोध निर्माण की मरम्मत
·रिस्टोरेटिव ग्लास आयनोमर सीमेंट (जीआईसी) और रिस्टोरेटिव कम्पोजिट रेजिन को मजबूत करने के लिए फिलर्स
·दांतों की ब्लीचिंग के बाद असंवेदनशील एजेंट
·टूथपेस्ट में रीमिनरलाइजिंग एजेंट
·प्रारंभिक क्षयग्रस्त घावों का उपचार
· दवा और जीन वितरण

------ चिकित्सा उपयोग ------

टाइटेनियम और स्टेनलेस स्टील के इम्प्लांट्स को अक्सर शरीर को धोखा देने और इम्प्लांट अस्वीकृति दर को कम करने के लिए हाइड्रॉक्सीपैटाइट कोटिंग्स से ढका जाता है। हाइड्रॉक्सीपैटाइट का उपयोग उन मामलों में भी किया जा सकता है जहां हड्डी में रिक्त स्थान या दोष हैं। यह प्रक्रिया हड्डी के प्रभावित क्षेत्रों में रखी जाने वाली सामग्री के पाउडर, ब्लॉक या मोतियों के माध्यम से की जाती है।

इसकी जैवसक्रियता के कारण, यह हड्डी को बढ़ने के लिए प्रोत्साहित करता है और दोष को पुनर्स्थापित करता है। यह प्रक्रिया एलोजेनिक और ज़ेनोजेनिक बोन ग्राफ्ट का विकल्प हो सकती है। यह आमतौर पर हाइड्रॉक्सियापेटाइट का उपयोग न करने पर देखे गए उपचार समय से कम समय में परिणामित होती है।

------ मौखिक देखभाल उपयोग ------

इनेमल संरचना 97 wt.% नैनो-हाइड्रॉक्सीएपेटाइट और 3 wt.% कार्बनिक पदार्थ और पानी है। डेंटिन में, नैनो-हाइड्रॉक्सीएपेटाइट 70 wt.% का प्रतिनिधित्व करता है⁸.

चूंकि नैनो-हाइड्रॉक्सीएपेटाइट इनेमल का मुख्य घटक है, यह चमकदार सफेद रंग प्रदान करता है तथा इनेमल सतह के छोटे छिद्रों को बंद करके प्रकाश की विसरित परावर्तनशीलता को समाप्त कर देता है।

सिंथेटिक नैनो-हाइड्रॉक्सीएपेटाइट प्राकृतिक डेंटिनल हाइड्रॉक्सीएपेटाइट या इनेमल एपेटाइट के आकार की नकल करता है। प्रायोगिक परिणाम इनेमल मरम्मत में नैनो-हाइड्रॉक्सीएपेटाइट के लाभों को प्रदर्शित करते हैं^9-10, जिसके कारण दोषों में हाइड्रॉक्सीएपेटाइट नैनोकणों को जमा करके डीमिनरलाइज्ड इनेमल या डेंटिन सतहों की बहाली को बढ़ावा देने के लिए टूथपेस्ट और मुंह-कुल्ला करने वाले घोलों में इसका समावेश किया गया है¹¹.

------ अन्य क्षेत्र ------ 

हाइड्रोक्सीएपेटाइट युक्त प्रायोगिक नैनोस्ट्रक्चर्ड कम्पोजिट एयर फिल्टर को CO को अवशोषित करने और विघटित करने में कुशल पाया गया, जिससे अंततः ऑटोमोटिव निकास प्रदूषण को कम करने में इसका उपयोग हो सकता है¹².

2014 में, एक एल्गिनेट/नैनो-हाइड्रॉक्सीएपेटाइट कंपोजिट को संश्लेषित किया गया और फ्लोराइड के लिए एक सोखने वाले पदार्थ के रूप में इसका क्षेत्र परीक्षण किया गया। यह बायोकंपोजिट आयन-एक्सचेंज तंत्र के माध्यम से फ्लोराइड को हटाता है और यह बायोकम्पैटिबल और बायोडिग्रेडेबल दोनों है¹³.

हाल ही में, उत्प्रेरण में अनुप्रयोग^14-16और प्रोटीन पृथक्करण¹⁷नैनोस्ट्रक्चर्ड कैल्शियम फॉस्फेट का उपयोग करके विकसित और सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया, जिससे पता चलता है कि इन सामग्रियों के लिए कई नवीन अनुप्रयोग अभी आने बाकी हैं।

हाइड्रोक्सीएपेटाइट (इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवि) 

1. नैनो स्केल (सुई प्रकार)

 

2. माइक्रोन स्केल (गोलाकार)

3. माइक्रोन स्तर (सुई प्रकार)

3. माइक्रोन स्तर (छोटी रॉड प्रकार)