ไฮดรอกซี แสดงถึงแร่ธาตุจากแคลเซียมไฮดรอกซิลฟอสเฟตโดยรวมแล้วแร่ยังไม่แพร่หลายแม้ว่าจะมีเงินฝากมากมาย กระดูกและฟันของสัตว์มีกระดูกสันหลังยังประกอบด้วยไฮดรอกซีแอปาไทต์ในสัดส่วนที่สูง
ไฮดรอกซีแอปาไทต์คืออะไร?
ไฮดรอกซีแอปาไทต์ประกอบด้วยไฮดรอกซีเลตแคลเซียมฟอสเฟต ในคริสตัลนั้นแคลเซียมไอออนห้าตัวเชื่อมโยงกับฟอสเฟตไอออนสามตัวและไฮดรอกซิลไอออนหนึ่งตัว เป็นสารประกอบไอออนิกที่ตกผลึกในระบบผลึกหกเหลี่ยม
กลุ่มไฮดรอกซิลทำให้ผลึกทั้งหมดเสถียร ด้วย fluorapatite และ chlorapatite ไฮดรอกซีแอปาไทต์จะสร้างอนุกรมผสมที่ไร้รอยต่อ ไฮดรอกซีแอปาไทต์เกิดขึ้นเป็นแร่ธาตุประกอบในแร่ธาตุต่าง ๆ เช่นเซนไทไนต์หินดินดานหรือเพ็กมาไทต์ จนถึงขณะนี้มีการตรวจพบแร่ในประมาณ 250 แห่ง ลักษณะของแร่ธาตุแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและอัตราการผสมกับแร่ธาตุอื่น ๆไฮดรอกซีแอปาไทต์ยังเกิดขึ้นภายในสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะกระดูกและฟันของสัตว์มีกระดูกสันหลังประกอบด้วยแร่ธาตุนี้ในสัดส่วนที่สูง
นอกจากไฮดรอกซีอะพาไทต์แล้วยังมีสารอินทรีย์ในรูปของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและเซลล์ เนื่องจากมีแร่ธาตุเกือบบริสุทธิ์เคลือบฟันจึงเป็นวัสดุที่แข็งที่สุดในสิ่งมีชีวิต มีปริมาณไฮดรอกซีแอปาไทต์มากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ การก่อตัวของไฮดรอกซีแอปาไทต์เกิดขึ้นภายใต้กรอบของการทำไบโอมิเนรัล วัสดุมีความเสถียรสูงและทนทานต่ออิทธิพลทางกายภาพและทางเคมีอย่างมาก กระดูกและฟันเป็นแหล่งเก็บถาวรที่สำคัญของสิ่งแวดล้อมมีเพียงกรดรวมทั้งกรดผลไม้เท่านั้นที่ย่อยสลายไฮดรอกซีอะพาไทต์ได้อย่างช้าๆ
ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน
ในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ไฮดรอกซีแอปาไทต์เป็นสารสนับสนุนที่สำคัญที่สุด ทำให้ระบบโครงร่างมีความแข็งแรงที่จำเป็น ร่วมกับวัสดุเนื้อเยื่อเกี่ยวพันพิเศษเช่นคอลลาเจนความต้านทานแรงดึงและความมั่นคงที่จำเป็นจะถูกสร้างขึ้นในกระดูกเป็นต้น
องค์ประกอบของกระดูกและฟันแตกต่างกัน ปัจจัยชี้ขาดคือสัดส่วนของไฮดรอกซีแอปาไทต์ กระดูกประกอบด้วยแร่ธาตุประมาณ 65 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่เหลือสร้างขึ้นจากคอลลาเจนและเซลล์สร้างกระดูก ปริมาณไฮดรอกซีอะพาไทต์ในฟันสูงขึ้นมาก ดังนั้นฟันจึงแข็งกว่ากระดูกมาก ฟังก์ชั่นนี้มีความสำคัญต่อองค์ประกอบ กระดูกเป็นของระบบกล้ามเนื้อและโครงกระดูก การสัมผัสกับแรงทางกลที่แตกต่างกันนั้นต้องการความยืดหยุ่นระดับหนึ่ง ฟันใช้บดอาหาร
สิ่งนี้ต้องใช้แรงและความแข็งแรงมากขึ้นซึ่งจะต้องสะท้อนให้เห็นในวัสดุที่แข็งกว่าด้วย ฟันประกอบด้วยเคลือบฟันชั้นนอกเนื้อฟันและเนื้อฟัน เคลือบฟันต้องแน่นและแข็งมากจึงประกอบด้วยไฮดรอกซีแอปาไทต์มากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ ทำให้ทนต่ออิทธิพลภายนอกได้ดีมาก เดนตินเป็นสารคล้ายกระดูก ประกอบด้วยไฮดรอกซีอะพาไทต์ 70 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่เป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เยื่อฟันหรือเยื่อฟันเป็นเครือข่ายของหลอดเลือดและเส้นประสาทที่จ่ายฟัน
การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม
ไฮดรอกซีอะพาไทต์ของกระดูกและฟันถูกสร้างขึ้นโดยเป็นส่วนหนึ่งของการทำไบโอมิเนรัล ในแง่ทางธรณีวิทยา biomineralization เป็นกระบวนการเก่าแล้ว แบคทีเรียโบราณยังก่อตัวเป็นมะนาวเมื่อหลายพันล้านปีก่อน กระบวนการนี้ยังคงคล้ายกันในปัจจุบัน เซลล์บางชนิดจับไอออนของแร่ในสถานะละลาย
การใส่แร่จะเกิดขึ้นโดยการทำให้สารละลายอิ่มตัวด้วยไอออนที่สอดคล้องกัน ในกรณีของไฮดรอกซีแอปาไทต์ ได้แก่ แคลเซียมและฟอสเฟตไอออน เซลล์สร้างกระดูกที่เรียกว่ามีหน้าที่สร้างแร่ธาตุในกระดูก ในระหว่างการใส่แร่พวกมันจะพัฒนาเป็นเซลล์สร้างกระดูกที่ไม่สามารถแบ่งตัวและสร้างเครือข่ายภายในแร่ที่แข็งตัวได้อีกต่อไป Biomineralization เกิดขึ้นในฟันในลักษณะเดียวกัน ที่นี่ odontoblasts มีหน้าที่ในการทำแร่
โรคและความผิดปกติ
ไฮดรอกซีอะพาไทต์มีความเสถียรมาก แต่ภายในกระดูกมีกระบวนการสร้างและสลายอย่างต่อเนื่อง รูปร่างของกระดูกต้องปรับให้เข้ากับความต้องการที่แตกต่างกันมาก สารกระดูกใหม่จึงถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามมักมีการสลายสารกระดูก
หากกระบวนการสลายมีผลเหนือกว่าสิ่งที่เรียกว่าโรคกระดูกพรุนจะพัฒนาขึ้น กระบวนการต่างๆถูกควบคุมโดยฮอร์โมน ฮอร์โมนพาราไทรอยด์มีหน้าที่ทำให้ระดับแคลเซียมในเลือดสมดุล หากมีการขาดแคลเซียมจะกระตุ้นการเคลื่อนย้ายไฮดรอกซีแอปาไทต์ออกจากกระดูก ฮอร์โมนแคลซิทรีออลมีหน้าที่ในการดูดซึมแคลเซียมจากอาหารในลำไส้และการสร้างแร่ธาตุในกระดูก ฮอร์โมนทั้งสองเป็นคู่อริกัน หากการดูดซึมแคลเซียมจากอาหารถูกรบกวนเนื่องจากแคลซิทริออลเพียงเล็กน้อยเกิดจากการขาดวิตามินดีการสลายกระดูกจะมีมากกว่าการสร้างกระดูก ความหนาแน่นของกระดูกลดลงและในขณะเดียวกันความเปราะบางของกระดูกก็เพิ่มขึ้น
อย่างไรก็ตามกระบวนการเหล่านี้มีความซับซ้อนมากและในหลาย ๆ กรณียังไม่เข้าใจทั้งหมด ไฮดรอกซีแอปาไทต์สามารถทำลายลงในฟันได้ อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่กระบวนการของฮอร์โมน ตามหลักสรีรวิทยาฟันควรอยู่ได้นานที่สุดเพื่อที่จะสามารถบดอาหารได้ อย่างไรก็ตามการสลายตัวของแบคทีเรียที่ตกค้างในอาหารทำให้เกิดกรดที่สามารถทำร้ายเคลือบฟันได้ กรดจะละลายไฮดรอกซีอะพาไทต์เป็นแคลเซียมไอออนและฟอสเฟตไอออนโดยที่ไฮดรอกซิลไอออนจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนไอออนของกรดเพื่อสร้างน้ำ แคลเซียมไอออนและฟอสเฟตไอออนแล้วละลายในน้ำ
กิจกรรมของแบคทีเรียที่ยืดเยื้อและการสร้างกรดคงที่ในที่สุดจะทำให้เกิดรูในเคลือบฟัน หากไม่มีการรักษาฟันผุจะทำลายเนื้อฟัน อย่างไรก็ตามการใช้ยาสีฟันที่มีส่วนผสมของฟลูออไรด์ไฮดรอกซีแอปาไทต์สามารถเปลี่ยนเป็นฟลูออราปาไทต์ที่เสถียรกว่าได้มาก ทำให้สามารถหยุดกระบวนการทำลายฟันได้เป็นระยะเวลานานขึ้น
