Einbasiges Calciumphosphat-Monohydrat

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Calciumphosphat (CaP) ist der gebräuchliche Name einer Familie von Mineralien, die Calciumkationen enthalten (Ca²⁺) zusammen mit Orthophosphat- (PO₄³⁻), Metaphosphat- (PO³⁻) oder Pyrophosphat- (P₂O₇⁴⁻)-Anionen und manchmal Wasserstoff- (H⁺) oder Hydroxid- (OH⁻)-Ionen. CaP ist die Hauptform von Kalzium, die in der Milch und im Blut von Rindern vorkommt. Es ist der wichtigste anorganische Bestandteil des Knochens (ca. 60 Gew.-% des Knochens) und der Hauptbestandteil des Zahnschmelzes (ca. 90 %). Calciumphosphate mit einem Ca/P-Atomverhältnis zwischen 1,5 und 1,67 werden Apatite (z. B. Hydroxylapatit oder Fluorapatit) genannt.

Calciumphosphat (CaP)-Biokeramiken werden aufgrund ihrer guten Biokompatibilität, Osseointegration und Osteokonduktion häufig im Bereich der Knochenregeneration sowohl in der Orthopädie als auch in der Zahnmedizin eingesetzt.

Calciumphosphate werden in medizinischen Anwendungen häufig in Form von Zementen, Beschichtungen, Gerüsten und Pasten verwendet.

Einzelne Calciumphosphatphasen wie monobasisches Calciumphosphatmonohydrat sind die Hauptmitglieder der CaP-Familie, die für biomedizinische Anwendungen von Interesse sind.

Einbasisches Calciumphosphat-Monohydrat (MCPM)

MCPM ist die sauerste und wasserlöslichste CaP-Phase. Es entsteht nicht in lebenden Organismen. Dennoch wird es als Bestandteil mehrerer selbsthärtender CaP-Zemente und als Versiegelung in der Zahnheilkunde verwendet. Es ist mit dem ersten sauren Proton von H3PO4 verbunden und kann durch teilweise Neutralisation der Phosphorsäure mit Calciumhydroxid und anschließende Verdampfung von Wasser bei niedriger Temperatur unter sauren Bedingungen hergestellt werden. Das hydratisierte Monocalciumphosphat kristallisiert als Plättchen, die entlang der c-Achse der triklinen Struktur verlängert sind. Es wurde festgestellt, dass MCPM-haltiger Kaugummi einen deutlich größeren Speichelfluss und einen niedrigeren Speichel-pH-Wert erzeugt als ein Kontrollkaugummi. MCPM ist als Lebensmittelzusatzstoff E341 gekennzeichnet und wird häufig Zahnpasten zugesetzt. Allerdings ist reines MCPM aufgrund seines Säuregehalts nicht biokompatibel mit Knochen.