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| Untersuchte Arbeit: Seite: 20, Zeilen: 1ff (komplett) |
Quelle: Noetzel 2006 Seite(n): 29, 30, Zeilen: 29: 14ff; 30: 1-16 |
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| 2.4.1.3.2 Chemisches Reaktionsprinzip
Grundsätzlich sind alle im Kapitel 2.3.2.2 aufgeführten Kalziumphosphate als Komponenten für Kalziumphosphatzemente in verschiedenen Untersuchungen verwendet worden. Das Prinzip der chemischen Abbindereaktionen ist immer ähnlich und kann anhand der unterschiedlichen Löslichkeiten der einzelnen Kalziumphosphate erklärt werden. Zeichnet man diese Löslichkeiten in Form des negativen dekadischen Logarithmus der Kalziumionenkonzentration als Ordinate in Bezug zum pH-Wert als Abszisse in ein Koordinatensystem, so erhält man ein Löslichkeitsdiagramm. Die gebildeten Funktionskurven beschreiben das Löslichkeitsverhalten der Kalziumphosphate unter verschiedenen pH-Werten, ausgedrückt als Kalziumionenkonzentration der gesättigten Lösung. Liegt die Kurve eines Kalziumphosphats bei einem bestimmten pH-Wert unter der eines anderen, so ist es geringer löslich und damit stabiler als das andere. Beispielsweise ist Hydroxylapatit über einen weiten Bereich relativ stabil. Das erklärt, weshalb die meisten mineralisierten Gewebe keine reinen Formen des Hydroxylapatits beinhalten. An dem Schneidepunkt zweier Kurven ist die Lösung mit den beiden Salzen, die zu diesen Bedingungen gleich stabil sind, gesättigt. Tetrakalziumphosphat ist von den genannten Salzen das am stärksten lösliche unterhalb des pH-Werts 8,5. Oberhalb dessen trifft das für Dikalziumphosphatanhydrid zu. Die relative Stabilität der unterschiedlichen Salze ist die treibende Kraft für die Abbindereaktion und die Bildung eines Kalziumphosphatzements. Solange beide Ausgangsstoffe im Überschuss vorhanden sind, und die Rate der Unlöslichkeit jener größer ist als die Rate der Endproduktbildung (in diesem Fall Hydroxylapatit), bleibt die Zusammensetzung der Lösung in der Nähe des entsprechenden pH-Werts am Schnittpunkt der beiden Funktionskurven (in diesem Fall 8,5) nahezu konstant, und die Umsetzung zum Endprodukt läuft weiter. Während der Reaktion des Tetrakalziumphosphats mit dem Dikalziumphosphatanhydrid liegt folglich der pH-Wert bei 8,5 und somit nur geringfügig über dem physiologischen pH-Wert.
Abb. 5: Löslichkeitsdiagramm (Chow 2001) |
Grundsätzlich sind alle im Kapitel 2.3.2 aufgeführten Kalziumphosphate als Komponenten für Kalziumphosphatzemente in verschiedenen Untersuchungen verwendet worden. Das Prinzip der chemischen Abbindereaktionen ist immer ähnlich und kann anhand der unterschiedlichen Löslichkeiten der einzelnen Kalziumphosphate erklärt werden. Zeichnet man diese Löslichkeiten in Form des Logarithmus der Kalziumionenkonzentration als Ordinate in Bezug zum pH-Wert als Abszisse in ein Koordinatensystem, so erhält man ein Löslichkeitsdiagramm (Abb. 2.11). Die gebildeten Funktionskurven beschreiben das Löslichkeitsverhalten der Kalziumphosphate unter verschiedenen pH-Werten, ausgedrückt als Kalziumionenkonzentration
[Seite 30] der gesättigten Lösung. Liegt die Kurve eines Kalziumphosphats bei einem bestimmten pH-Wert unter der eines anderen, so ist es geringer löslich und damit stabiler als das andere. Beispielsweise ist Hydroxylapatit über einen weiten Bereich relativ stabil. Das erklärt, weshalb die meisten mineralisierten Gewebe keine reinen Formen des Hydroxylapatits beinhalten. An dem Schnittpunkt zweier Kurven ist die Lösung mit den beiden Salzen, die zu diesen Bedingungen gleich stabil sind, gesättigt. Tetrakalziumphosphat ist von den genannten Salzen das am stärksten lösliche unterhalb des pH-Werts 8,5. Oberhalb dessen trifft das für Dikalziumphosphatanhydrid zu. Die relative Stabilität der unterschiedlichen Salze ist die treibende Kraft für die Abbindereaktion und die Bildung eines Kalziumphosphatzements. Solange beide Ausgangsstoffe im Überschuss vorhanden sind, und die Rate der Unlöslichkeit jener größer ist als die Rate der Endproduktbildung (in diesem Fall Hydroxylapatit), bleibt die Zusammensetzung der Lösung in der Nähe des entsprechenden pH-Werts am Schnittpunkt der beiden Funktionskurven (in diesem Fall 8,5) nahezu konstant, und die Umsetzung zum Endprodukt läuft weiter. Während der Reaktion des Tetrakalziumphosphats mit dem Dikalziumphosphatanhydrid liegt folglich der pH-Wert bei 8,5 und somit nur geringfügig über dem physiologischen pH-Wert. [...]
Abb. 2.11: Das Löslichkeitsdiagramm des Systems [...] (CHOW & EANES 2001). |
Ein Verweis auf die Quelle fehlt. |
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