Fluoroidrossiapatite (Fluorohydroxyapatite).

La quantità di fluoro e di fluoruro nelle ossa è influenzato da diversi fattori, tra cui l'età.  Il fluoruro è incorporato nei denti, nelle ossa e, sostituendo lo ione idrossile in idrossiapatite, si forma la fluoroidrossiapatite presente, ad esempio, nello smalto dei denti.

Fluoroidrossiapatite è un minerale simile all'idrossiapatite, una forma di fosfato di calcio che si trova naturalmente nei denti e nelle ossa, ma con l'aggiunta di fluoro. Questo ingrediente è ampiamente utilizzato nei prodotti per la cura orale, come dentifrici e trattamenti dentali, per le sue proprietà remineralizzanti e rinforzanti. Il fluorohydroxyapatite contribuisce a rafforzare lo smalto dentale, prevenire la carie e favorire la riparazione di piccole lesioni dentali.

Composizione chimica e struttura
Fluoroidrossiapatite  è una variante dell'idrossiapatite in cui alcuni ioni idrossido (OH-) sono sostituiti da ioni fluoruro (F-). Questa sostituzione conferisce al fluoroidrossiapatite una maggiore resistenza all'acido, migliorando la sua capacità di proteggere i denti dalla demineralizzazione e dall'attacco degli acidi prodotti dai batteri.

Proprietà fisiche
Fluoroidrossiapatite  si presenta come una polvere bianca e fine, solubile in acidi, ma insolubile in acqua. Ha una struttura cristallina simile a quella dello smalto dentale, il che gli consente di legarsi naturalmente alla superficie dei denti e di integrarsi nel processo di remineralizzazione.

Processo di produzione
E' prodotto sinteticamente attraverso la reazione di composti di calcio, fosfato e fluoruro in condizioni controllate. Questo processo riproduce la struttura chimica e fisica del materiale che si trova nei denti, rendendolo adatto per l'uso nei prodotti per la salute orale.

Descrizione delle materie prime utilizzate nella produzione:

• Idrossiapatite - L'idrossiapatite è un minerale presente naturalmente composto da fosfato di calcio. Serve come materia prima principale per la sintesi della fluoroidrossiapatite. L'idrossiapatite può essere ottenuta da diverse fonti, inclusa l'osso, o sintetizzata attraverso processi chimici.
• Composti del fluoruro - I composti del fluoruro, come il fluoro di sodio o il fluoro di ammonio, vengono utilizzati come fonti di ioni fluoruro nella sintesi della fluoroidrossiapatite. Questi composti forniscono gli ioni di fluoro necessari per la sostituzione degli ioni idrossido nella struttura dell'idrossiapatite.

Il procedimento di sintesi si svolge in diverse fasi:

• Preparazione di Precursori. Vengono preparati i precursori, tipicamente il nitrato di calcio tetraidrato (Ca(NO3)2.4H2O), il pentossido di fosforo (P2O5) e il fluoruro di ammonio (NH4F). Questi forniscono il calcio, il fosforo ed i componenti del fluoro, rispettivamente.
• Processo Sol-Gel. I precursori sono mescolati in un solvente per formare un sol, una sospensione colloidale di particelle solide. Il sol viene quindi gelificato per formare una rete solida, catturando il componente liquido all'interno della sua struttura.
• Spin Coating. Il sol viene depositato su un substrato, come il titanio, e poi filato ad alta velocità per diffondere il sol uniformemente attraverso il substrato e formare un film sottile.
• Trattamento termico. Il substrato rivestito viene riscaldato (cotto) a temperature comprese tra 500 e 800 ºC. Questo processo, noto come calcinazione, aiuta a consolidare il film e migliorare la sua cristallinità, formando fluoroidossiapatite.
• Caratterizzazione. Il prodotto finale è caratterizzato utilizzando tecniche come la diffrazione a raggi X (XRD) e la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR) per confermare la formazione di fluoroidossiapatite.

A cosa serve e dove si usa

Medicina

Sistemi di somministrazione di farmaci: le nanoparticelle di fluoroidrossiapatite  sono state studiate come vettori per la somministrazione controllata di farmaci. Queste nanoparticelle possono incapsulare agenti terapeutici e rilasciarli in modo controllato, consentendo una somministrazione localizzata e sostenuta del farmaco nel sito desiderato.

Innesti ossei e ingegneria tissutale: fluoroidrossiapatite  è stata esplorata come materiale per innesti ossei e scaffold in applicazioni di ingegneria tissutale. La sua biocompatibilità e somiglianza con il minerale osseo naturale lo rendono adatto a promuovere la rigenerazione ossea e l'integrazione con i tessuti circostanti.

Odontoiatria

Rivestimenti dentali e trattamenti superficiali: i rivestimenti fluoroidrossiapatite  possono essere applicati a impianti dentali, staffe ortodontiche e altri dispositivi dentali per migliorare la loro biocompatibilità e osteointegrazione (il legame dell'impianto con l'osso circostante). L'aggiunta di fluoro nei rivestimenti fluoroidrossiapatite  può fornire proprietà antimicrobiche e prevenire la formazione di biofilm.

Riparazione e remineralizzazione dello smalto: fluoroidrossiapatite ha la capacità di promuovere la remineralizzazione e la riparazione dello smalto. Se incorporato in prodotti per l'igiene orale come dentifricio o collutorio, può aiutare a prevenire la carie, rafforzare lo smalto dei denti e ridurre il rischio di carie.

Otturazioni e restauri dentali: fluoroidrossiapatite può essere utilizzato come componente in compositi dentali e materiali protesici. Fornisce proprietà meccaniche migliorate, una migliore resistenza all'usura e una maggiore resistenza agli attacchi acidi rispetto ai materiali convenzionali. Queste proprietà rendono fluoroidrossiapatite  un materiale adatto per otturazioni dentali, corone e altri restauri dentali. 

Cosmetica

Agente per l'igiene orale. Questo ingrediente può essere inserito nella cavità orale di  per migliorare e/o mantenerne l'igiene orale e la salute, per prevenire o migliorare un disturbo dei denti, gengive,  mucosa. Fornisce effetti cosmetici alla cavità orale come protettivo, detergente, deodorante.

Considerazioni sulla salute e sulla sicurezza

Sicurezza d'uso
Fluoroidrossiapatite  è considerato sicuro per l'uso nei prodotti per la cura orale. È ben tollerato e non causa effetti collaterali significativi quando utilizzato secondo le indicazioni. Non è noto per causare irritazioni o reazioni allergiche.

Reazioni allergiche
Le reazioni allergiche a Fluoroidrossiapatite  sono estremamente rare. Tuttavia, le persone con ipersensibilità a ingredienti simili dovrebbero consultare un medico prima di utilizzarlo.

Tossicità e cancerogenicità
Non ci sono prove che Fluoroidrossiapatite  sia tossico o cancerogeno. Viene ampiamente utilizzato nei prodotti per la cura orale ed è considerato un ingrediente sicuro nelle concentrazioni approvate.

Considerazioni ambientali e di sicurezza
Essendo un minerale sintetico, Fluoroidrossiapatite  è biodegradabile e non rappresenta una minaccia significativa per l'ambiente. Il processo di produzione, se gestito correttamente, ha un impatto ambientale limitato.

Stato normativo
Fluoroidrossiapatite è approvato per l'uso nei prodotti per la cura orale in molte regioni, tra cui l'Unione Europea e gli Stati Uniti. Viene considerato un ingrediente sicuro e altamente efficace per la prevenzione della carie e il rafforzamento dello smalto dentale.

Studi

Fluoroidrossiapatite è un minerale composto da fluoro ed idrrossiapatite. L'idrrossiapatite presente nel corpo umano e nel latte in buona quantità, si trova nelle ossa e nei denti dove funge da scudo per la carie.Tuttavia quando viene impiegata come additivo alimentare, questo studio  sulle nanoparticelle richiama l'attenzione dei consumatori sui pericoli di un uso prolungato (1).

Nella prevenzione della carie vengono utilizzate diverse strategie che comprendono l'uso del fluoruro e delle nanoparticelle di idrrossiapatite. Qui vengono descritte due nuove tecniche non invasive di riparazione che utilizzano cristalli di fluoroidrossiapatite (2).

Le nanoparticelle di fluoroidrossiapatite in unione con il polietereterchetone  hanno portato ad un meglioramento nell'uso del polietereterchetone, un buon componente, ma che aveva dimostrato poca capacità di legame con il tessuto osseo naturale e mancanza di attività antibatterica (3).

Studi ed approfondimenti su fluoroidrossiapatite 

Bibliografia_________________________________________________________________________

(1) Setyawati MI, Sevencan C, Bay BH, Xie J, Zhang Y, Demokritou P, Leong DT Nano-TiO2 Drives Epithelial-Mesenchymal Transition in Intestinal Epithelial Cancer Cells.  Small. 2018 Jul;14(30):e1800922. doi: 10.1002/smll.201800922.

(2) Clarkson BH, Exterkate RA. Noninvasive dentistry: a dream or reality? Caries Res. 2015;49 Suppl 1:11-7. doi: 10.1159/000380887. Epub 2015 Apr 13. PMID: 25871414.

(3) Wang L, He S, Wu X, Liang S, Mu Z, Wei J, Deng F, Deng Y, Wei S. Polyetheretherketone/nano-fluorohydroxyapatite composite with antimicrobial activity and osseointegration properties. Biomaterials. 2014 Aug;35(25):6758-75. doi: 10.1016/j.biomaterials.2014.04.085.