فوسفات الكالسيوم غير المتبلور

فوسفات الكالسيوم غير المتبلور ( ACP ) مادة صلبة زجاجية تتكون من التحلل الكيميائي لمزيج من أملاح الفوسفات والكالسيوم المذابة (مثل (NH₄ ₎ ₂HPO₄ ₊ Ca(NO₃ ₎ ₂ _{) . يتكون المزيج} غير المتبلور الناتج في معظمه من الكالسيوم والفوسفات، ولكنه يحتوي أيضًا على كميات متفاوتة من الماء وأيونات _{الهيدروجين} والهيدروكسيد ، وذلك تبعًا لظروف التخليق. ^{[ 1 ]} تُعرف هذه المخاليط أيضًا باسم أسمنت فوسفات الكالسيوم . ^{[ 2 ]}

يُصنف فوسفات الكالسيوم غير المتبلور (ACP) عمومًا إلى نوعين: فوسفات الكالسيوم غير المتبلور (ATCP) وهيدروكسي أباتيت ناقص الكالسيوم (CDHA). يُطلق على CDHA أحيانًا اسم " ثلاثي فوسفات الكالسيوم الأباتيتي ". ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ]} يتكون فوسفات الكالسيوم غير المتبلور من CaₓHᵧ ₍ PO₄ ₎ ₂ _· nH₂O _، حيث n تتراوح بين 3 و4.5. أما CDHA _، فصيغته العامة هي Ca₉ ₍ HPO₄ ₎ (PO₄ ₎ ₅ ₍ OH). ^{[ 4 ]} ينتج عن ترسيب ملح المغنيسيوم فوسفات الكالسيوم المغنيسيوم غير المتبلور (AMCP)، حيث يندمج المغنيسيوم في بنية ACP. ^{[ 5 ]}

يُعدّ كازين فوسفوببتيد-فوسفات الكالسيوم غير المتبلور (CPP-ACP) أحد المستحضرات التجارية لفوسفات الكالسيوم غير المتبلور ، وهو مُستخلص من حليب البقر . يُباع تحت أسماء تجارية مختلفة منها ريكالدنت وتوث موس، وهو مُصمم للاستخدام المباشر على الأسنان. لم تثبت فعاليته السريرية بعد. ^{[ 6 ]}

وُجد فوسفات الكالسيوم غير المتبلور الحيوي في الأذن الداخلية لأجنة أسماك القرش، وحليب الثدييات ، ومينا الأسنان . ومع ذلك، فبينما لا يزال وجوده المؤكد في العظام والأسنان محل نقاش، توجد أدلة تشير إلى أن السلائف غير المتبلورة العابرة تُشارك في نمو العظام والأسنان. ^{[ 4 ]} يُعتقد أن فوسفات الكالسيوم غير المتبلور في حليب الأبقار (CPP-ACP) يتكون من تجمعات نانوية من فوسفات الكالسيوم داخل غلاف من ببتيدات فوسفات الكازين . تحتوي ميسيل الكازين النموذجية، بنصف قطر 100 نانومتر، على حوالي 10000 جزيء كازين و800 تجمع نانوي من فوسفات الكالسيوم غير المتبلور، يبلغ قطر كل منها حوالي 4.8 نانومتر. يكون تركيز فوسفات الكالسيوم في الحليب أعلى منه في مصل الدم، ولكنه نادرًا ما يُشكل رواسب من الفوسفات غير القابل للذوبان. ^{[ 7 ]} يُعتقد أن الببتيدات الفوسفورية غير المطوية تعمل على عزل التجمعات النانوية لفوسفات الكالسيوم غير المتبلور ^{[ 8 ]} وتكوين مركبات مستقرة في سوائل حيوية أخرى مثل البول ومصل الدم ، مما يمنع ترسب فوسفات الكالسيوم غير القابل للذوبان وتكلس الأنسجة الرخوة. في المختبر، تترسب الفوسفات غير القابلة للذوبان في عينات مخزنة من تركيبات الدم الاصطناعي والمصل والبول والحليب (التي تقارب درجة حموضة السائل الطبيعي). وتمنع إضافة الببتيدات الفوسفورية المناسبة هذا الترسب. ^{[ 7 ]}  

بعد دراساتٍ حول تركيب فوسفات الكالسيوم غير المتبلور المترسب في ظروفٍ مختلفة، اقترح بوسنر وبيتس في منتصف سبعينيات القرن الماضي أن الوحدة البنائية لفوسفات الكالسيوم غير المتبلور هي عنقود متعادل Ca₉ ₍ PO₄ ₎ ₆ _. [ ^{4 ] وتؤكد} الحسابات وصف هذا العنقود بأنه أيون كالسيوم مركزي (Ca²⁺ ⁾ محاط بستة أنيونات فوسفات (PO₄³⁻) _، ^والتي بدورها محاطة بثمانية أيونات كالسيوم أخرى. ^{[ 9 ]} ويُقدَّر قطر العنقود الناتج بحوالي 950  بيكومتر (0.95  نانومتر). ويُشار إلى هذه العناقيد الآن عمومًا باسم عناقيد بوسنر . ويُعتقد أن فوسفات الكالسيوم غير المتبلور المترسب يتكون من جزيئات تحتوي على عدد من عناقيد بوسنر مع وجود الماء في الفراغات بينها. وفي حين أن فوسفات الكالسيوم غير المتبلور المطلي بالرش البلازمي قد يحتوي على عناقيد بوسنر، إلا أنه لا يمكن أن يحتوي على أي ماء. ^{[ 4 ]} تقترح دراسات حديثة فكرة أن تجمعات بوسنر تعمل كوحدات بت عصبية (كيوبتات) لأن ذرات الفوسفور المتشابكة فيها ^تتمتع بزمن استرخاء طويل وتناظر S6 _. وتقوم الفكرة على أن جزيئات بوسنر تندمج وتطلق أيونات الكالسيوم التي تحفز الخلايا العصبية. ^{[ 10 ]}

يُستخدم فوسفات الكالسيوم غير المتبلور مع فوسفوببتيد الكازين كعلاج للأسنان في المراحل المبكرة من التسوس. ويُستخدم فوسفات الكالسيوم غير المتبلور بشكل أساسي كعامل مانع للتسوس، مما يُساعد في تقليل حساسية الأسنان. وقد أظهرت الدراسات أنه يُشكّل طبقة مُعاد تمعدنها من هيدروكسي أباتيت تُطابق طبقة المينا الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الدراسات السريرية أن المرضى الذين يُبيّضون أسنانهم يُعانون من انخفاض في حساسية الأسنان بعد العلاج. ^{[ 11 ]} ويُعتقد أن فوسفات الكالسيوم غير المتبلور يتحلل مائيًا في درجات الحرارة ودرجة الحموضة الطبيعية ليُشكّل فوسفات ثماني الكالسيوم كمركب وسيط، ثم يُشكّل أباتيت السطح.

يفتقر فوسفات الكالسيوم غير المتبلور (ACP) إلى الترتيب الذري الدوري طويل المدى الموجود في فوسفات الكالسيوم البلوري. نمط حيود الأشعة السينية واسع ومنتشر مع قيمة عظمى عند${\displaystyle 2\theta =25^{\circ }}$ولا توجد خصائص أخرى مختلفة مقارنةً بهيدروكسي أباتيت جيد التبلور. تحت المجهر الإلكتروني، يظهر شكله المورفولوجي على هيئة جسيمات كروية صغيرة بمقياس عُشر النانومتر. في الأوساط المائية، يتحول فوسفات الكالسيوم غير المتبلور (ACP) بسهولة إلى أطوار بلورية مثل فوسفات ثماني الكالسيوم والأباتيت نتيجة نمو البلورات الدقيقة. وقد ثبت أن فوسفات الكالسيوم غير المتبلور يتمتع بقدرة أفضل على تحفيز نمو العظام وقابلية تحلل بيولوجي أعلى من فوسفات ثلاثي الكالسيوم وهيدروكسي أباتيت في الجسم الحي. ^{[ 12 ]}

علاوة على ذلك، يُمكنه زيادة نشاط الفوسفاتاز القلوي في الخلايا المتوسطة ، وتعزيز تكاثر الخلايا، وتحسين التصاقها. إن الدور الفريد لفوسفات الكالسيوم غير المتبلور (ACP) خلال تكوين الأنسجة المُتمعدنة يجعله مادة واعدة لإصلاح الأنسجة وتجديدها. كما يُمكن أن يكون فوسفات الكالسيوم غير المتبلور عاملًا مُحتملًا لإعادة تمعدن الأسنان في تطبيقات طب الأسنان. يُعتقد أن المركبات الحيوية النشطة المملوءة بفوسفات الكالسيوم غير المتبلور، والتي طُوّرت حديثًا، عوامل فعالة في مكافحة إزالة المعادن وإعادة تمعدنها، وذلك للحفاظ على بنية الأسنان وإصلاحها. ^{[ 12 ]}

• إعادة تمعدن الأسنان

• محاميد، ج.؛ آيشماير، ب.؛ شيموني، إ.؛ زيبلات، ر.؛ لي، س.؛ سيجل، س.؛ باريس، أ.؛ فراتزل، ب.؛ وينر، س.؛ أدادي، ل. (2010). "رسم خريطة تحول فوسفات الكالسيوم غير المتبلور إلى معدن متبلور من الخلية إلى العظم في أشعة زعانف سمك الزيبرا" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 107 ( 14): 6316-21 . Bibcode : 2010PNAS..107.6316M . doi : 10.1073/pnas.0914218107 . PMC 2851957. PMID 20308589 .  
• تشاو، جيه؛ ليو، واي؛ صن، دبليو بي؛ تشانغ، إتش. (2011). "فوسفات الكالسيوم غير المتبلور وتطبيقاته في طب الأسنان" . مجلة مركز الكيمياء 5 : 40. doi : 10.1186/1752-153X-5-40 . PMC 3143077. PMID 21740535 .  
• مينغ إس. تونغ. "تقنية ACP. ورنيشات الفلورايد المكونة من فوسفات الكالسيوم غير المتبلور" (ملف PDF) . جمعية طب الأسنان الأمريكية . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 25 يناير 2013.