Аморфный кальций фосфат

Аморфный фосфат кальция ( ACP ) представляет собой стеклянное твердое вещество, которое образуется из химического разложения смеси растворенных фосфатных и кальциевых солей (например, (NH ₄ ) ₂ HPO ₄ + CA (№ ₃ ) ₂ ). Полученная аморфная смесь состоит в основном из кальция и фосфата, но также содержит различные количества воды и ионов водорода и гидроксида , в зависимости от условий синтеза. ^{[ 1 ]} Такие смеси также известны как фосфатный цемент кальция . ^{[ 2 ]}

ACP, как правило, классифицируется либо на « аморфный с дефицитом кальция трикалций фосфат» (ATCP), либо гидроксиапатит (CDHA). CDHA иногда называют « апатитным кальциевым трихосфатом». ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Композицией аморфного кальция фосфата является Ca _x h _y (PO ₄ ) _z · N H ₂ O, где N составляет от 3 до 4,5. CDHA имеет общую формулу CA ₉ (HPO ₄ ) (PO ₄ ) ₅ (OH). ^{[ 4 ]} Осадки от умеренно перенасыщенного и основного раствора магния соли образуют аморфный магний кальций -фосфат (AMCP), в котором магний включен в структуру ACP. ^{[ 5 ]}

Коммерческое препарат ACP представляет собой фосфопептид-аморфный фосфат кальция (CPP-ACP), полученный из коровьего молока . Он продается под различными брендами, включая повторный и зубной мусс, предназначенные для применения непосредственно на зубы. Его клиническая полезность недоказанная. ^{[ 6 ]}

Биогенный ACP

Биогенный ACP был обнаружен во внутреннем ухе эмбриональных акул, молока млекопитающих и зубной эмали . Однако, хотя обсуждается его однозначное присутствие в костях и зубах, есть свидетельства того, что временные аморфные предшественники участвуют в развитии кости и зубов. ^{[ 4 ]} Считается, что ACP в бычьем молоке (CPP-ACP) включает нанокластеры фосфата кальция в оболочке казеина фосфопептидов . Типичная мицелла казеина радиуса 100 нм содержит около 10 000 молекул казеина и 800 нанокластеров ACP, каждая в диаметре около 4,8 нм. Концентрация фосфата кальция выше в молоке, чем в сыворотке, но редко образует отложения нерастворимых фосфатов. ^{[ 7 ]} Считается, что развернутые фосфопептиды изобилуют нанокластерами ACP ^{[ 8 ]} и образуют стабильные комплексы в других биофлюидах, таких как моча и крови , предотвращая отложение нерастворимых кальциевых фосфатов и кальцификации мягких тканей. В лаборатории хранятся образцы составов искусственной крови, сыворотки, мочи и молока (которые приближаются к рН природной жидкости), осаждают нерастворимые фосфаты. Добавление подходящих фосфопептидов предотвращает осадки. ^{[ 7 ]}

Позняные кластеры

После исследования состава аморфных кальциевых фосфатов, осажденных в различных условиях, Познер и Беттс предположили в середине 1970-х годов, что структурная единица ACP была нейтральной кластером Ca ₉ (PO ₄ ) ₆ . ^{[ 4 ]} Расчеты подтверждают описание кластера с центральным CA ²⁺ Ион окружен шестью фосфатом PO ₄³⁻ Анионы, которые, в свою очередь, окружены еще восьми ионов кальция. ^{[ 9 ]} Последующее кластер, по оценкам, имеет диаметр около 950 вечера (0,95 нм). В настоящее время они обычно называют кластерами Познера . Считается, что осажденный ACP состоит из частиц, содержащих ряд кластеров Познера с водой в промежуточных пространствах. В то время как ACP с покрытием плазменного распыления может содержать кластеры Познера, не может быть никакой воды. ^{[ 4 ]} Новые исследования предлагают идею о том, что кластеры POSNER, выступающие в качестве нервных QBIT, потому что их запутанные ³¹P Имеют длительное время расслабления и находятся в симметрии S ₆ . Идея заключается в том, что молекулы Познера объединяются и высвобождают кальциевые ионы, которые стимулируют нейроны. ^{[ 10 ]}

Использование в лечении зубов

Аморфный кальций фосфат в сочетании с фосфопептидом казеина использовался в качестве зубного лечения для лечения зарождающегося зубного распада. ACP рассматривает свое основное использование как окклюзирующий агент, который помогает снизить чувствительность. Исследования показали, что он образует реминерализованную фазу гидроксиапатита в соответствии с естественной эмалью. ^{[ Цитация необходима ]} Кроме того, клинические исследования показали, что пациенты, которые отбеливают свои зубы, снижают чувствительность после лечения. ^{[ 11 ]} Считается, что ACP гидролизуется при физиологических температурах и pH образует октакальций фосфат в качестве промежуточного, а затем поверхностного апатита. ^{[ Цитация необходима ]}

Метод минерализации

ACP отсутствует долгосрочным периодическим порядок атомных масштабов кристаллических фосфатов кальция. Рентгеновская дифракционная картина широкая и диффузна с максимумом при $2\theta =25^{\circ }$ и никаких других различных особенностей по сравнению с хорошо кристаллизованным гидроксиапатитом. При электронной микроскопии его морфологическая форма показана в виде небольших сфероидальных частиц в масштабе десятого нанометра. В водных средах ACP легко трансформируется в кристаллические фазы, такие как октакальциифосфат и апатит, из -за роста микрокристаллитов. Было продемонстрировано, что ACP обладает лучшей остеоконкунтируемостью и биоразлагаемостью, чем трикалций фосфат и гидроксиапатит in vivo. ^{[ 12 ]}

Более того, он может увеличивать щелочной фосфатазы активность мезобластов , усилить пролиферацию клеток и способствовать клеточной адгезии. Уникальная роль ACP во время образования минерализованных тканей делает его перспективным кандидатом для восстановления и регенерации тканей. ACP также может быть потенциальным агентом по реминерализации в стоматологических приложениях. Считается, что недавно разработанные биологически активные композиты ACP являются эффективными анти Деминерализационными/Агентами Ремнерализации для сохранения и восстановления зубных структур. ^{[ 12 ]}

Смотрите также

Ремнерализация зубов

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} Destainville, A.; Чемпион, E.; Bernache-Assollant, D.; Лаборд Э. (апрель 2003 г.). «Синтез, характеристика и тепловое поведение апатитического трикалициум -фосфата». Материалы Химия и физика . 80 (1): 269–277. doi : 10.1016/s0254-0584 (02) 00466-2 .
^ Аль-Санабани, JS; Мадфа, Аа; Al-Sanabani, FA (2013). «Применение кальциевых фосфатных материалов в стоматологии» . Международный журнал биоматериалов . 2013 : 876132. DOI : 10.1155/2013/876132 . PMC 3710628 . PMID 23878541 .
^ Рей, С.; Combes, C.; Drouet, C.; Гроссн Д. (2011). «Биоактивная керамика: физическая химия». Комплексные биоматериалы . С. 187–221. doi : 10.1016/b978-0-08-055294-1.00178-1 . ISBN 978-0-08-055294-1 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Дорозкин, Сергей В. (декабрь 2010 г.). "Айорф кальций. ACT Biomateria 6 (12): 4457–4 doi : 10.1016/j.actbio . PMID 20609395 .
^ Бабаи, Элхэм; Чжоу, Хуан; Лин, Борен; Бхадури, Сарит Б. (август 2015 г.). «Влияние содержания этанола в среду осадков на состав, структуру и реакционную способность магний -кальчафосфат» . Материаловая и инженерия: c . 53 : 204–211. doi : 10.1016/j.msec.2015.04.011 . PMID 26042708 .
^ Хани, Тикрейт Бани; О'Коннелл, Энн С.; Дуэйн, Бретт (24 июня 2016 г.). «Казеин фосфопептид-аморфный кальциевый фосфатный продукты в профилактике кариеса» . Находящая на основе стоматологии . 17 (2): 46–47. doi : 10.1038/sj.ebd.6401168 . PMID 27339237 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Холт, Карл (июнь 2013 г.). «Развернутые фосфопоптиды позволяют с относительной легкостью сосуществовать мягкие и твердые ткани в одном и том же организме». Современное мнение в структурной биологии . 23 (3): 420–425. doi : 10.1016/j.sbi.2013.02.010 . PMID 23622834 .
^ Холт, Карл; Sørensen, Esben S.; Клегг, Роджер А. (2009). «Роль нанокластеров кальция фосфата в контроле кальцификации» . Febs Journal . 276 (8): 2308–2323. doi : 10.1111/j.1742-4658.2009.06958.x . ISSN 1742-464x . PMID 19292864 .
^ Канзаки, Норико; Требу, Габин; Онума, Казуо; Цусуми, Садао; Ито, Атсуо (ноябрь 2001 г.). «Кальциевые фосфатные кластеры». Биоматериалы . 22 (21): 2921–2929. doi : 10.1016/s0142-9612 (01) 00039-4 . PMID 11561898 .
^ Свифт, Майкл; Фишер, Мэтью; Ван де Уолле, Крис (2018). «Молекулы Позинера: от атомной структуры до ядерных спинов». Природа . 20 (18): 12373–12380. Arxiv : 1711.05899 . BIBCODE : 2018PCCP ... 2012373S . doi : 10.1039/c7cp07720c . PMID 29379925 . S2CID 3212404 .
^ Ван Хейвуд, Б. (2002). «Гиперчувствительность дентина: отбеливание и восстановительные соображения для успешного управления» . Международный стоматологический журнал . 52 (5): 376–384. doi : 10.1002/j.1875-595x.2002.tb00937.x . S2CID 72558772 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Чжао, Цзе; Лю, Ю; Солнце, Вей-бин; Чжан, Хай (декабрь 2011 г.). «Аморфный фосфат кальция и его применение в стоматологии» . Химия Центральный журнал . 5 (1): 40. doi : 10.1186/1752-153x-5-40 . PMC 3143077 . PMID 21740535 .

Внешние ссылки

Mahamid, J.; Aichmayer, B.; Shimoni, E.; Ziblat, R.; Li, C.; Siegel, S.; Париж, О.; Fratzl, P.; Weiner, S.; Аддади Л. (2010). «Сопоставление аморфного кальциевого фосфатного трансформации в кристаллический минерал от клетки в кость в лучи рыбок данио» . Прокурор Нат. Академический Наука США . 107 (14): 6316–21. Bibcode : 2010pnas..107.6316m . doi : 10.1073/pnas.0914218107 . PMC 2851957 . PMID 20308589 .
Zhao, J.; Лю, Y.; Солнце, WB; Чжан, Х. (2011). «Аморфный фосфат кальция и его применение в стоматологии» . Химический Цент Дж . 5 : 40. DOI : 10.1186/1752-153X-5-40 . PMC 3143077 . PMID 21740535 .
Ming S. Tung. «Технология ACP. Аморфный кальций фосфат образует фторидные лаки» (PDF) . Американская стоматологическая ассоциация . Архивировано из оригинала (PDF) 2013-01-25.

[Destainville-1] Jump up to: ^а ^{беременный} Destainville, A.; Чемпион, E.; Bernache-Assollant, D.; Лаборд Э. (апрель 2003 г.). «Синтез, характеристика и тепловое поведение апатитического трикалициум -фосфата». Материалы Химия и физика . 80 (1): 269–277. doi : 10.1016/s0254-0584 (02) 00466-2 .

[2] Аль-Санабани, JS; Мадфа, Аа; Al-Sanabani, FA (2013). «Применение кальциевых фосфатных материалов в стоматологии» . Международный журнал биоматериалов . 2013 : 876132. DOI : 10.1155/2013/876132 . PMC 3710628 . PMID 23878541 .

[Bioactive-3] Рей, С.; Combes, C.; Drouet, C.; Гроссн Д. (2011). «Биоактивная керамика: физическая химия». Комплексные биоматериалы . С. 187–221. doi : 10.1016/b978-0-08-055294-1.00178-1 . ISBN 978-0-08-055294-1 .

[Dorozhkin2012-4] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Дорозкин, Сергей В. (декабрь 2010 г.). "Айорф кальций. ACT Biomateria 6 (12): 4457–4 doi : 10.1016/j.actbio . PMID 20609395 .

[5] Бабаи, Элхэм; Чжоу, Хуан; Лин, Борен; Бхадури, Сарит Б. (август 2015 г.). «Влияние содержания этанола в среду осадков на состав, структуру и реакционную способность магний -кальчафосфат» . Материаловая и инженерия: c . 53 : 204–211. doi : 10.1016/j.msec.2015.04.011 . PMID 26042708 .

[6] Хани, Тикрейт Бани; О'Коннелл, Энн С.; Дуэйн, Бретт (24 июня 2016 г.). «Казеин фосфопептид-аморфный кальциевый фосфатный продукты в профилактике кариеса» . Находящая на основе стоматологии . 17 (2): 46–47. doi : 10.1038/sj.ebd.6401168 . PMID 27339237 .

[Holt2013-7] Jump up to: ^а ^{беременный} Холт, Карл (июнь 2013 г.). «Развернутые фосфопоптиды позволяют с относительной легкостью сосуществовать мягкие и твердые ткани в одном и том же организме». Современное мнение в структурной биологии . 23 (3): 420–425. doi : 10.1016/j.sbi.2013.02.010 . PMID 23622834 .

[HoltSørensen2009-8] Холт, Карл; Sørensen, Esben S.; Клегг, Роджер А. (2009). «Роль нанокластеров кальция фосфата в контроле кальцификации» . Febs Journal . 276 (8): 2308–2323. doi : 10.1111/j.1742-4658.2009.06958.x . ISSN 1742-464x . PMID 19292864 .

[9] Канзаки, Норико; Требу, Габин; Онума, Казуо; Цусуми, Садао; Ито, Атсуо (ноябрь 2001 г.). «Кальциевые фосфатные кластеры». Биоматериалы . 22 (21): 2921–2929. doi : 10.1016/s0142-9612 (01) 00039-4 . PMID 11561898 .

[10] Свифт, Майкл; Фишер, Мэтью; Ван де Уолле, Крис (2018). «Молекулы Позинера: от атомной структуры до ядерных спинов». Природа . 20 (18): 12373–12380. Arxiv : 1711.05899 . BIBCODE : 2018PCCP ... 2012373S . doi : 10.1039/c7cp07720c . PMID 29379925 . S2CID 3212404 .

[11] Ван Хейвуд, Б. (2002). «Гиперчувствительность дентина: отбеливание и восстановительные соображения для успешного управления» . Международный стоматологический журнал . 52 (5): 376–384. doi : 10.1002/j.1875-595x.2002.tb00937.x . S2CID 72558772 .

[Zhao_et_al_2011-12] Jump up to: ^а ^{беременный} Чжао, Цзе; Лю, Ю; Солнце, Вей-бин; Чжан, Хай (декабрь 2011 г.). «Аморфный фосфат кальция и его применение в стоматологии» . Химия Центральный журнал . 5 (1): 40. doi : 10.1186/1752-153x-5-40 . PMC 3143077 . PMID 21740535 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]