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Hydroxyapatite

minéral

Hydroxyapatite
Catégorie VIII : phosphates, arséniates, vanadates[1]
Image illustrative de l’article Hydroxyapatite
Hydroxyapatite- Slovaquie
Général
Classe de Strunz 8.BN.05
Formule chimique Ca5(PO4)3(OH)
Identification
Classe cristalline et groupe d'espace hexagonal dipyramidal,
Système cristallin hexagonal
Échelle de Mohs 5
Trait blanc
Éclat vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction no=1,633-1,667
ne=1,630-1,664
Biréfringence 0,002 à 0,004 ; biaxe négatif
Dispersion 2 vz ~ δ=0,003
Propriétés chimiques
Densité 3.8
Solubilité soluble dans HNO3
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'hydroxyapatite ou hydroxylapatite (HA) est une espèce minérale de la famille des phosphates, de formule Ca5(PO4)3(OH), usuellement écrite Ca10(PO4)6(OH)2 pour souligner le fait que la maille de la structure cristalline comprend deux molécules. L'hydroxyapatite est le membre hydroxylé du groupe apatite. L'ion OH peut être remplacé par le fluor, le chlore ou le carbonate.

L'hydroxyapatite cristallise dans le système hexagonal. La poudre d'hydroxyapatite pure est blanche. Celles que l'on trouve dans la nature peuvent cependant être de couleur marron, jaune ou verte. On peut rapprocher ceci de la décoloration observée dans la fluorose dentaire.

L'hydroxyapatite est la principale composante minérale de l'émail dentaire, la dentine et l'os.

Modes de productionModifier

L'hydroxyapatite peut être synthétisée par différentes méthodes, comme la co-précipitation chimique[2], par voie hydrothermale, par irradiation micro-onde, par voie sol-gel (chimie douce) ou encore par voie solide. Tagai et Aoki proposent qu'une suspension d'hydroxyapatite nanocristalline peut être préparée par une réaction de précipitation en chimie douce suivant l'équation ci-dessous.[3]

10 Ca(OH)2 + 6 H3PO4 → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18 H2O

Déficience en CalciumModifier

La sous-stoechiométrie de l'hydroxyapatite Ca10−x(PO4)6−x(HPO4)x(OH)2−x (où x est compris entre 0 et 1) est généralement définie par un déficit cationique. Un ratio Ca/P permet de rendre compte de ce déficit et est compris entre 1,67 et 1,5. Le ratio Ca/P est couramment utilisé dans les discussions de phases de phosphates de calcium.[4]

L'hydroxyapatite stoechiométrique Ca10(PO4)6(OH)2 possède un ratio Ca/P = 10/6 soit une valeur de 1.67.

Utilisation médicaleModifier

L'hydroxyapatite peut être utilisée comme substance de remplissage pour remplacer un os amputé ou comme enduit pour favoriser la croissance à l'intérieur des implants prothétiques. Bien qu'il existe de nombreux autres états avec une structure chimique similaire voire identique, le corps répond de manière bien différente à l'un ou à l'autre.

Le squelette du corail peut être transformé en hydroxyapatite à haute température. Sa structure poreuse permet une croissance relativement rapide et l'expansion de la force mécanique initiale. De plus, la haute température permet de brûler les molécules organiques comme les protéines, empêchant ainsi le rejet de greffe.

Certains implants dentaires modernes sont enduits d'hydroxyapatite. Il a été suggéré que ceci pourrait favoriser l'ostéo-intégration, mais il n'existe pas d'essai clinique concluant sur le sujet.

Notes et référencesModifier

  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. « Synthèse de l'hydroxyapatite pure à partir de l'acide phosphorique et du carbonate de calcium », sur www.tandfonline.com, (DOI 10.1080/10426500490466625, consulté le 25 janvier 2019)
  3. (en) E. Bouyer, F. Gitzhofer et M. I. Boulos, « Morphological study of hydroxyapatite nanocrystal suspension », Journal of Materials Science: Materials in Medicine, vol. 11, no 8,‎ , p. 523–531 (ISSN 1573-4838, DOI 10.1023/A:1008918110156, lire en ligne, consulté le 28 janvier 2019)
  4. C. Rey, C. Combes, C. Drouet et D. Grossin, « 1.111 - Bioactive Ceramics: Physical Chemistry », dans Comprehensive Biomaterials, Elsevier, (ISBN 9780080552941, DOI 10.1016/b978-0-08-055294-1.00178-1, lire en ligne), p. 187–221

Voir aussiModifier

Article connexeModifier

Apatite

Liens externesModifier

BibliographieModifier

  • (en) Wopenka, B. et Pasteris, J.D., A mineralogical perspective on the apatite in bone, Materials Science and Engineering : C. 25(2) : 131, 2005