Hydroxyapatite là gì? Cấu trúc, tính chất và vai trò sinh học

Hydroxyapatite là khoáng chất quyết định độ cứng của men răng, đóng vai trò thiết yếu trong bảo vệ cấu trúc răng trước tác động của acid. Việc hiểu rõ hợp chất này giúp người đọc chủ động hơn trong chăm sóc sức khỏe răng miệng. Hãy cùng Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh tìm hiểu chi tiết trong phần tiếp theo.

Hydroxyapatite là gì?

Hydroxyapatite là khoáng chất vô cơ cấu tạo nên phần lớn men răng và xương, giúp duy trì độ cứng và độ bền của mô. Hợp chất này hỗ trợ tái khoáng men răng, giảm ê buốt và được ứng dụng rộng rãi trong nha khoa cũng như các thủ thuật ghép xương nhờ tính tương thích sinh học cao.

Đây là một dạng canxi vô cơ, thuộc nhóm canxi phosphat Ca10​(PO4​)6​(OH)2​, chiếm khoảng 70% khối lượng xương và 97% thành phần men răng của cơ thể người. Canxi Hydroxyapatite tinh khiết chứa khoảng 39,68% canxi nguyên tố và 18% phốt pho theo trọng lượng. (1)

Hydroxyapatite (Hap, HAp hoặc HA) điều chế có cấu trúc tương đương với tỷ lệ xương trong sinh lý, nhờ đó tương thích sinh học cao với cơ thể con người. Đặc điểm này giúp cho HA trở thành một loại vật liệu sinh học, được ứng dụng rộng rãi trong y học và nha khoa, từ tái tạo mô xương đến bảo vệ và tái khoáng hóa men răng.

Tên khác	Hydroxylapatite Calcium Hydroxyapatite Calcium Phosphate Tribasic.
Công thức hóa học	Ca10​(PO4​)6​(OH)2​ Ca5​(PO4​)3​(OH)
Khối lượng phân tử	1004,60 g/mol
Danh mục cho thai kỳ	Không có
ID CAS	1306-06-5 hoặc 12167-74-7 (cho dạng tổng hợp)
Mã ATC	Hydroxyapatite không có mã ATC độc lập

Điều chế sản xuất

Điều chế và sản xuất Hydroxyapatite (HA) có thể được thực hiện bằng phương pháp tổng hợp từ nguồn tự nhiên hoặc hóa học. Mỗi phương pháp lại có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Dưới đây là các phương pháp phổ biến nhất để sản xuất HA:

• Tổng hợp từ nguồn tự nhiên: phương pháp này sử dụng các vật liệu tự nhiên giàu canxi phosphate như xương động vật (xương bò, xương cá), vỏ sò, vỏ ốc, san hô, nang mực… làm nguyên liệu ban đầu, nhằm mục đích sản xuất HA có tính tương thích sinh học cao nhất do cấu trúc ban đầu của nó đã gần giống với HA trong cơ thể.
• Tổng hợp hóa học: là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất HA trong phòng thí nghiệm và công nghiệp, cho phép kiểm soát tốt các đặc tính của sản phẩm. Các hóa chất chứa canxi (như Ca(OH)2​, Ca(NO3​)2​) và phốt pho (như H3​PO4​, (NH4​)2​HPO4​),… sẽ trải qua quá trình kết tủa, lão hóa, lọc và sấy, cuối cùng là nung ở nhiệt độ cao để tăng độ kết tinh và độ tinh khiến cho sản phẩm.
• Thủy nhiệt: tạo ra HA trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, thường trong lò phản ứng kín. Các nguyên liệu tiền chất (thường là hỗn hợp của các hợp chất canxi và phốt pho) được cho vào lò phản ứng với nước, sau đó được gia nhiệt và chịu áp suất cao. Điều kiện này giúp các tinh thể HA hình thành và phát triển nhanh chóng.
• Một số phương pháp khác: HA có thể được tổng hợp từ một số phương pháp khác như phản ứng pha rắn, cơ hóa học, sử dụng ethanol, phương pháp Pyrosol hoặc aerosol.

Hydroxyapatite có tác dụng gì?

Hydroxyapatite (HA) có vai trò như một vật liệu sinh học để thay thế, lấp đầy hoặc kích thích sự phát triển của mô xương và men răng. Nhờ có cấu trúc và thành phần hóa học tương tự với thành phần trong cơ thể nên HA không gây phản ứng miễn dịch mạnh.

Cơ chế hoạt động của HAp dựa trên 2 yếu tố chính: tính hoạt tính sinh học và khả năng tái khoáng hóa. Cụ thể:

• Hoạt tính sinh học: khi được cấy ghép vào cơ thể, HA sẽ thu hút các tế bào tạo xương (osteoblasts) và tế bào gốc trung mô. Các tế bào này bám vào bề mặt HA, sản sinh ra mô xương mới và collagen, dần dần tích hợp vật liệu vào cấu trúc xương hiện có.
• Tái khoáng hóa: trong nha khoa, nano-hydroxyapatite (n-HA) có thể thẩm thấu vào các lỗ nhỏ li ti trên bề mặt men răng, từ đó giải phóng các ion canxi (Ca2+) và phosphate (PO43−​), giúp tái khoáng hóa men răng bị bào mòn, phục hồi độ cứng, giảm độ nhạy cảm và làm tăng khả năng chống lại sâu răng.

Chỉ định của Hydroxyapatite

Hydroxyapatite (HA) chủ yếu chủ yếu được chỉ định cho lĩnh vực nha khoa, ghép xương… nhờ khả năng tương thích sinh học cao, các chỉ định chính bao gồm:

• Tái khoáng hóa men răng và điều trị ê buốt: sử dụng trong kem đánh răng, nước súc miệng để củng cố men răng, lấp đầy các ống ngà bị hở.
• Lớp phủ cho implant nha khoa: tăng cường khả năng tích hợp xương của implant với xương hàm.
• Vật liệu ghép xương: dùng để lấp đầy các khiếm khuyết xương do chấn thương, u xương hoặc phẫu thuật, hỗ trợ xương tự phục hồi.
• Lớp phủ cho các thiết bị cấy ghép: tăng độ bám dính của các thiết bị như khớp háng nhân tạo, vít xương.

Chống chỉ định và thận trọng

Hydroxyapatite là vật liệu sinh học an toàn, có tính tương thích cao với cơ thể và ít có chống chỉ định tuyệt đối. Tuy nhiên, cần sử dụng thận trọng trong một số trường hợp như:

• Người có tiền sử dị ứng với hydroxyapatite hoặc với các thành phần khác trong chế phẩm chứa HAp.
• Rối loạn chuyển hóa canxi, phốt pho không kiểm soát được.
• Có nhiễm trùng tiến triển tại vị trí cấy ghép (cần điều trị nhiễm trùng trước).
• Có phản ứng viêm hoặc đào thải với vật liệu cấy ghép trước đó.
• Vị trí cấy ghép không ổn định.
• Người bệnh có bệnh nền ác tính như khối u, ung thư di căn tại vị trí cấy ghép.

Cách dùng Hydroxyapatite

Sử dụng vật liệu cấy ghép hydroxyapatite trong y học sẽ phụ thuộc vào tình trạng của người bệnh và được bác sĩ quyết định. Đối với các sản phẩm kem đánh răng chứa HAp: đánh răng 2 – 3 lần/ngày và đế kem lưu lại trên răng sau khi đánh răng một lát, không nuốt kem.

Tác dụng phụ của Hydroxyapatite

Hydroxyapatite (HA) thường được coi là một vật liệu sinh học an toàn và rất hiếm khi gây ra tác dụng phụ nghiêm trọng. Một số tác dụng phụ có thể gặp khi sử dụng HAp:

• Phản ứng tại chỗ: khi được cấy ghép hoặc tiêm, HA có thể gây ra một số phản ứng tại vị trí được sử dụng, bao gồm đau nhẹ, sưng, đỏ da. Tuy nhiên, các triệu chứng này thường nhẹ và tự giới hạn trong vài ngày hoặc vài tuần.
• Phản ứng quá mẫn: mặc dù rất hiếm, nhưng một số ít trường hợp có thể bị quá mẫn cảm với canxi hoặc các thành phần khác có trong sản phẩm.

Bảo quản Hydroxyapatite

Các vật liệu sinh học HA được bảo quản trong bao bì và điều kiện bảo quản tuân theo quy định của nhà sản xuất. Đối với kem đánh răng chứa hydroxyapatite, cần bảo quản ở nhiệt độ phòng và đậy nắp sau khi sử dụng.

Hydroxyapatite (HA) không chỉ là thành phần cơ bản tạo nên xương và răng, mà còn là một trong những vật liệu sinh học quan trọng trong y học hiện đại. Nhờ tính tương thích sinh học cao và khả năng tái khoáng hóa độc đáo, HA đã mở ra nhiều ứng dụng đột phá như: phục hồi mô-xương bị mất, chăm sóc sức khỏe răng miệng,… Để tiếp cận các giải pháp chuyên sâu, bạn có thể đặt lịch tại Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh để được đánh giá và lựa chọn phương pháp phù hợp.

Để đặt lịch thăm khám, điều trị bệnh tại Hệ thống Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh, Quý khách vui lòng liên hệ:

Hydroxyapatite giữ vai trò cốt lõi trong duy trì cấu trúc răng, đồng thời góp phần cải thiện bề mặt men khi được sử dụng đúng cách. Việc hiểu rõ hợp chất này giúp hạn chế hiểu lầm và tránh áp dụng sai phương pháp chăm sóc răng miệng. Người đọc cần thận trọng, không tự ý sử dụng các chế phẩm chứa hoạt chất này mà không có hướng dẫn chuyên môn.