Kalsiumfosfaattikiteitä

Kalsiumfosfaattikiteet ovat kalsiumista ja fosfaatista muodostuvia mineraaleja, joita esiintyy sekä geologiassa että biologisissa kudoksissa. Niillä on keskeinen rooli luiden ja hampaiden mineralisaatiossa, ja niitä tutkitaan laajalti biomateriaaleina sekä lääketieteellisissä sovelluksissa.

Perinteisesti tärkeimpiä kalsiumfosfaattikiteitä ovat hydroksiapatiitti (Ca10(PO4)6(OH)2) ja fluorapatiitti (Ca10(PO4)6F2). Näiden lisäksi tunnetaan välivaiheita kuten brushite (CaHPO4·2H2O) sekä octakalciumfosfaatti Ca8(HPO4)2(PO4)4·5H2O; β-trikalciumfosfaatti eli whitlockite on magnesiumia sisältävä vastaavuus. Apatiittiperheet ovat luiden ja hammasmineraalin päämineraaleja; brushite ja octakalciumfosfaatti voivat toimia hydroksiapatiitin esivaiheina biologisissa prosesseissa.

Biologisesti kalsiumfosfaattikiteet muodostuvat luun mineralisaatiossa ja hampaiden kehityksessä. Hydroksiapatiitti muodostaa kollageenin ympärille kiinteän, kovaa mutta hieman joustavaa rakennetta, kun taas muut fosfaattilajit voivat esiintyä välivaiheina mineralisaation etenemisessä.

Biomateriaaleissa kalsiumfosfaattikiteitä käytetään luiden korvaavina tai tukevina materiaaleina sekä implanttien pinnoitteina, koska ne ovat biologisesti yhteensopivia ja voimistavat luukudoksen integraatiota. Ne voivat liueta asteittain, vapauttaen kalsiumia ja fosfaattiryhmiä tukien luun uusiutumista. Fluorapatiitti muodostuu, kun fluori korvaa hydroksidi-ryhmää, mikä parantaa kiteen vastustuskykyä happamuudelle hammashygienian yhteydessä.