Hydroxyapatite: Thành phần cấu tạo chính của xương và răng

Hydroxyapatite là gì?

Hydroxyapatite với công thức hóa học là Ca₅(PO4)₃(OH), là dạng Calci phosphat tự nhiên có tính tương thích sinh học cao với tế bào và mô. Chất này là thành phần chính của xương và răng của người và động vật, cụ thể chiếm đến 65 - 70% khối lượng xương và 70 - 80% trong răng.

Đây là chất có màu trắng, trắng ngà, vàng nhạt hoặc xanh lơ, tùy theo điều kiện hình thành, kích thước hạt và trạng thái tập hợp. Vì đây là hợp chất bền nhiệt nên chỉ bị phân hủy ở khoảng 800 - 1.200 độ C tùy thuộc vào phương pháp điều chế và dạng tồn tại.

Các tinh thể Hydroxyapatite thường tồn tại ở dạng hình que, hình kim, hình vảy, hình cầu… được nhận biết nhờ sử dụng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) hoặc hiển vi điện tử truyền qua (TEM).

Điều chế sản xuất 

Hydroxyapatite được tổng hợp bằng nhiều phương pháp như kết tủa, sol-gel, siêu âm hóa học, phun sấy, điện hóa, thủy nhiệt, Composite hay phương pháp phản ứng pha rắn.

Tùy theo các phương pháp tổng hợp khác nhau cũng như các điều kiện tổng hợp khác nhau như nhiệt độ phản ứng, nồng độ, thời gian già hóa sản phẩm… mà các tinh thể có hình dạng khác nhau.

Hydroxyapatite còn được chế biến từ xương bò và chứa Canxi, Photphat, các nguyên tố vi lượng, Florua và các ion khác, Protein và Glycosaminoglycans.

Cơ chế hoạt động

Thành phần của men răng bao gồm nước, Collagen, các protein và Hydroxyapatite. Ở dạng tự nhiên, Hydroxyapatite là một dạng Canxi tạo nên 97% men răng và 70% ngà răng của con người.

Hydroxyapatite ở dạng bột mịn kích thước nano, có tên gọi là Calci Nano Hydroxyapatit (CNHA) là dạng Calci phosphat dễ được cơ thể hấp thụ nhất với tỷ lệ Calci/ Phospho trong phân tử đúng như tỷ lệ trong xương và răng. 

Hydroxyapatite ở dạng màng và dạng xốp, có thành phần hóa học và đặc tính giống xương tự nhiên. Các lỗ xốp liên thông với nhau làm cho các mô sợi, mạch máu dễ dàng xâm nhập. Chính vì vậy mà vật liệu này có tính tương thích sinh học cao với các tế bào mô, có tính dẫn xương tốt, tạo liên kết trực tiếp với xương non dẫn đến sự tái sinh xương nhanh mà không bị cơ thể đào thải.

Hydroxyapatite có nhiều công dụng trong lĩnh vực y khoa và nha khoa:

Hydroxyapatite bột dạng vi tinh thể cùng với một số khoáng chất bổ sung khác đã được dùng trong bào chế thuốc chống loãng xương và thực phẩm chức năng bổ sung Calci, xử lý các khuyết tật trong xương do chấn thương.

Ở dạng màng, một lớp màng Hydroxyapatite mỏng phủ trên gốm nhân tạo có thể tăng cường khả năng liên kết giữa xương nhân tạo với mô và xương tự nhiên. Hydroxyapatite dạng khối xốp được ứng dụng để sửa chữa các khuyết tật của xương và răng. 

Sự khử khoáng của răng xảy ra do nhiều nguyên nhân như thức ăn và đồ uống có tính axit, thiếu nước bọt và mảng bám dư thừa. Hydroxyapatite chiếm khoảng 97% men răng và 70% ngà răng (lớp dưới men răng), vì vậy bổ sung vật liệu này là một cách tuyệt vời để tái khoáng răng, giúp răng khỏe mạnh. 

Khi được sử dụng trong kem đánh răng, Hydroxyapatite sẽ lấp đầy các khoảng trống trên răng, làm chắc răng. Ngoài ra, kem đánh răng Hydroxyapatite cũng bám vào mảng bám và vi khuẩn và giảm ê buốt.

Hydroxyapatite có thể thay thế các chất tẩy trắng để làm trắng răng. Vì răng vàng là kết quả của quá trình khử khoáng, nên việc tái khoáng có thể giúp cải thiện màu trắng của răng.

Khi dùng kem đánh răng chứa Hydroxyapatite để ngăn ngừa và đẩy lùi sâu răng, tốt nhất để kem lưu lại trên răng sau khi đánh răng một lát và không nuốt kem.

Người dùng cần đọc kỹ hướng dẫn sử dụng trước khi dùng hoặc tham khảo ý kiến của bác sĩ với những loại thuốc chứa Hydroxyapatite để điều trị trong phẫu thuật về xương hay phòng ngừa và điều trị bệnh loãng xương.

Hydroxyapatite được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực nha khoa và y khoa:

Hydroxyapatite được sử dụng để làm vật liệu ghép xương, răng giả. Một số cấy ghép như thay thế hông, cấy ghép nha khoa và cấy ghép xương.

Chất này cũng có trong thực phẩm chức năng để điều trị và phòng ngừa thiếu hụt Calci và loãng xương. Để chữa trị căn bệnh loãng xương, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) đã cho phép sử dụng Hydroxyapatite để bổ sung Calci trong sản xuất thuốc và thực phẩm chức năng. 

Về mặt phục hồi và phòng ngừa trong nha khoa, nano-hydroxyapatite có tác dụng tái khoáng đáng kể đối với những tổn thương ban đầu của men răng, vượt trội hơn Florua thông thường và cho kết quả tốt về độ nhạy cảm của răng. Nano-hydroxyapatite cũng đã được sử dụng như một vật liệu phụ gia, để cải thiện các vật liệu nha khoa được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực phục hình.

Do các đặc tính độc đáo của nó, chẳng hạn như khả năng liên kết hóa học với xương, không gây nhiễm độc hoặc viêm và kích thích sự phát triển của xương thông qua tác động trực tiếp lên nguyên bào xương, nano-HA đã được sử dụng rộng rãi trong phẫu thuật răng hàm mặt. 

Nano-hydroxyapatite còn được sử dụng trong nghiên cứu về phương pháp nắn xương để giúp tăng cường chất liệu xương. Chất này cũng được ứng dụng trong kem đánh răng hay nước xúc miệng để bảo vệ răng.

Với thuốc bổ sung Calci phòng ngừa loãng xương có chứa Hydroxyapatite, các đối tượng sau đây không nên dùng thuốc:

• Quá mẫn với Hydroxyapatite.
• Tăng canxi máu, tăng canxi niệu, sỏi canxi, vôi hóa mô.
• Bất động lâu ngày kết hợp với tăng canxi máu và/hay tăng canxi niệu. Lưu ý rằng chỉ dùng thuốc có chứa Canxi khi nào không còn nằm bất động nữa.
• Trẻ em dưới 6 tuổi.

Mặc dù Hydroxyapatite được xem là an toàn nhưng dưới dạng thực phẩm chức năng, Hydroxyapatite có thể gây ra các tác dụng phụ như nhức đầu, khô miệng, đi tiểu nhiều lần, mệt mỏi, đỏ bừng hoặc đổ mồ hôi và khó chịu ở dạ dày.