L hydroxyapatite ou hydroxylapatite HA est une espèce minérale de la famille des phosphates de formule Ca5 PO4 3 OH usue

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 motifs. L'hydroxyapatite est le membre hydroxylé du groupe apatite. L'ion OH⁻ peut être remplacé par le fluor, le chlore ou le carbonate.

Général
Hydroxyapatite Catégorie VIII : phosphates, arséniates, vanadates
Hydroxyapatite d'origine slovaque
Classe de Strunz	8.BN.05 8 PHOSPHATES, ARSÉNIATES, VANADATES 8.B Phosphates, etc. avec anions supplémentaires, sans H2O 8.BN avec grands cations seulement, (OH, etc.):RO4 = 0.33:1 8.BN.05 Fluorphosphohedyphane Ca2Pb3(PO4)3F groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Phosphohedyphane Ca2Pb3(PO4)3Cl groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Stronadelphite Sr5(PO4)3F groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 2/m 2/m 8.BN.05 Alforsite Ba5(PO4)3Cl groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Apatite Ca5(PO4)3(OH,F,Cl) groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Belovite-(Ce) (Sr,Ce,Na,Ca)5(PO4)3(OH) groupe d'espace P 3 groupe ponctuel 3 8.BN.05 Belovite-(La) (Sr,La,Ce,Ca)5(PO4)3(F,OH) groupe d'espace P 3 groupe ponctuel 3 8.BN.05 Fermorite (Ca,Sr)5(AsO4,PO4)3(OH) groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Johnbaumite Ca5(AsO4)3(OH) groupe d'espace P 6₃/m,P 6₃ groupe ponctuel Hex 8.BN.05 Hydroxylapatite Ca5(PO4)3(OH) groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Chlorapatite Ca5(PO4)3Cl groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Carbonate-fluorapatite? Ca5(PO4,CO3)3F groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Carbonate-hydroxylapatite? Ca5(PO4,CO3)3(OH) groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Clinomimetite Pb5(AsO4)3Cl groupe d'espace P 2₁/b groupe ponctuel 2/m 8.BN.05 Fluorapatite Ca5(PO4)3F groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Fluorcaphite (Ca,Sr,Ce,Na)5(PO4)3F groupe d'espace P 6₃ groupe ponctuel 6 8.BN.05 Hedyphane Ca2Pb3(AsO4)3Cl groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Mimetite Pb5(AsO4)3Cl groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Apatite-(SrOH) (Sr,Ca)5(PO4)3(F,OH) groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Morelandite (Ba,Ca,Pb)5(AsO4,PO4)3Cl groupe d'espace P 6₃/m,P 6₃ groupe ponctuel Hex 8.BN.05 Pyromorphite Pb5(PO4)3Cl groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Vanadinite Pb5(VO4)3Cl groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Svabite Ca5(AsO4)3F groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Turneaureite Ca5[(As,P)O4]3Cl groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Hydroxylpyromorphite Pb5(PO4)3OH groupe d'espace P 6₃/m groupe ponctuel 6/m 8.BN.05 Apatite-(CaOH)-M (Ca,Na)5[(P,S)O4]3(OH,Cl) groupe d'espace P 2₁/b groupe ponctuel 2/m 8.BN.05 Deloneite-(Ce) NaCa2SrCe(PO4)3F groupe d'espace P 3 groupe ponctuel 3 8.BN.05 Kuannersuite-(Ce) Ba6Na2REE2(PO4)6FCl groupe d'espace P 3 groupe ponctuel 3
Classe de Dana	41.08.01.03 Phosphates, arséniates et vanadates 41. Phosphates sans H₂O (avec hydroxyl ou halogène) 41.8.1/ Groupe de l'apatite, sous-groupe phosphate de calcium
Formule chimique	HCa₅O₁₃P₃Ca₅(PO₄)₃(OH)
Identification
Masse formulaire	502,311 ± 0,024 uma H 0,2 %, Ca 39,89 %, O 41,41 %, P 18,5 %,
Système cristallin	hexagonal
Classe cristalline et groupe d'espace	hexagonal dipyramidal, $6/m\$
Échelle de Mohs	5
Trait	blanc
Éclat	vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction	n_o=1,633-1,667 n_e=1,630-1,664
Biréfringence	0,002 à 0,004 ; biaxe négatif
Dispersion optique	δ=0,003
Propriétés chimiques
Densité	3,16
Solubilité	soluble dans HNO₃
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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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 production

L'hydroxyapatite peut être synthétisée par différentes méthodes, comme la coprécipitation chimique, 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.

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

Déficience en calcium

La sous-stoechiométrie de l'hydroxyapatite Ca_10−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.

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

Utilisation médicale

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'ostéointégration, mais il n'existe pas d'essai clinique concluant sur le sujet.

L'hydroxyapatite est aussi utilisée (à la place du fluor) dans des dentifrices.

Notes et références

La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
« Synthèse de l'hydroxyapatite pure à partir de l'acide phosphorique et du carbonate de calcium », sur www.tandfonline.com, 3 février 2004(DOI 10.1080/10426500490466625, consulté le 25 janvier 2019)
(en) E. Bouyer, F. Gitzhofer et M. I. Boulos, « Morphological study of hydroxyapatite nanocrystal suspension », Journal of Materials Science: Materials in Medicine, vol. 11, n^o 8,‎ 1^er août 2000, p. 523–531 (ISSN 1573-4838, DOI 10.1023/A:1008918110156, lire en ligne, consulté le 28 janvier 2019)
C. Rey, C. Combes, C. Drouet et D. Grossin, « 1.111 - Bioactive Ceramics: Physical Chemistry », dans Comprehensive Biomaterials, Elsevier, 1^er janvier 2011(ISBN 9780080552941, DOI 10.1016/b978-0-08-055294-1.00178-1, lire en ligne), p. 187–221

Voir aussi

Bibliographie

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

Article connexe

Apatite

Liens externes

Ressources relatives à la santé :
- Medical Subject Headings
- Store medisinske leksikon
Notice dans un dictionnaire ou une encyclopédie généraliste :
- Britannica
Notices d'autorité :
- LCCN
- Israël
(en) Material overview
(en) International Mineralogical Association
(en) HA on webmineral.com
(en) HA on mindat.org
(en) Data from CAMD - Center for Advanced Microstructures and Devices, Louisiana State University

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[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] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[3] « Synthèse de l'hydroxyapatite pure à partir de l'acide phosphorique et du carbonate de calcium », sur www.tandfonline.com, 3 février 2004(DOI 10.1080/10426500490466625, consulté le 25 janvier 2019)

[4] (en) E. Bouyer, F. Gitzhofer et M. I. Boulos, « Morphological study of hydroxyapatite nanocrystal suspension », Journal of Materials Science: Materials in Medicine, vol. 11, n^o 8,‎ 1^er août 2000, p. 523–531 (ISSN 1573-4838, DOI 10.1023/A:1008918110156, lire en ligne, consulté le 28 janvier 2019)

[5] C. Rey, C. Combes, C. Drouet et D. Grossin, « 1.111 - Bioactive Ceramics: Physical Chemistry », dans Comprehensive Biomaterials, Elsevier, 1^er janvier 2011(ISBN 9780080552941, DOI 10.1016/b978-0-08-055294-1.00178-1, lire en ligne), p. 187–221