calciumfosfaatprecipitatie

Calciumfosfaatprecipitatie is het chemische proces waarbij calciumionen (Ca2+) en fosfaatgroepen (PO4^3−, HPO4^2−, H2PO4^−) uit oplossing neerslaan tot een calciumfosfaatfase. De uiteindelijke stof kan amorf zijn of crystallijn, en varieert afhankelijk van omstandigheden tot bijvoorbeeld hydroxyapatiet, brushiet, octacalkaumfosfaat of whitlockiet. Het proces begint bij supersaturatie van oplossingen met betrekking tot deze fases en verloopt via nucleatie en kristallijn groei.

De precipitatiefasen hangen sterk af van factoren zoals pH, temperatuur, Ca:P-verhouding en de aanwezigheid van organische verbindingen. Amorf calciumfosfaat vormt vaak als eerste tussenfase en kan onder bepaalde omstandigheden transformeren naar stabielere kristallen zoals hydroxyapatiet. Naast zware ionen kunnen carbonate- of magnesiumvervangingen de structuur en stabiliteit beïnvloeden. Organische matrices en eiwitten kunnen als sjablonen fungeren en de snelheid en richting van verschijningsfasen sturen.

Toepassingen en voorkomen komen in diverse velden voor. In de biologie spelen calciumfosfaatprecipitatie en -transformatie een sleutelrol bij bot- en gebitmineralisatie; in tanden kan saliva-supersaturatie remineralisatie bevorderen en fluoride de vorming van fluorapatiet stimuleren. In de geneeskunde worden calciumfosfaatmaterialen toegepast als botvullers en cementsystemen. In waterbeheer en milieubeheer wordt calciumfosfaatprecipitatie benut om fosfaat uit afvalwater te verwijderen en eutrofiëring in waterlopen te voorkomen.

Samenvattend is calciumfosfaatprecipitatie een veelzijdig proces dat zowel chemische als biologische systemen beïnvloedt en zowel natuurlijk voorkomen als toegepaste technologieën omvat.