カルボン酸によるハイドロキシアパタイトの付着と脱炭酸

Adhesion to and decalcification of hydroxyapatite by carboxylic acids.

• Y Yoshida
• B Van Meerbeek
• Y Nakayama
• M Yoshioka
• J Snauwaert
• Y Abe
• P Lambrechts
• G Vanherle
• M Okazaki

抄録

鉱物化した組織の脱石灰化や付着の基本は、酸とハイドロキシアパタイトとの分子間相互作用である。本研究では、1-モノ,2-ジ,1-トリ,2-ポリカルボン酸とハイドロキシアパタイトとの相互作用を化学的に解析し、そのメカニズムを解明することを目的とした。マレイン酸,クエン酸,乳酸はハイドロキシアパタイトを脱炭酸したが、シュウ酸や2つのポリカルボン酸はハイドロキシアパタイトに化学的に結合したのとは対照的であった。溶解性試験の結果，前者のカルシウム塩は非常に溶解性が高いのに対し，後者のカルシウム塩はそれぞれの酸溶液にほとんど溶解しないことがわかった。これらのデータをもとに、カルボン酸は濃度/pHに関係なく、酸溶液中のカルシウム塩の溶解速度に応じて、ハイドロキシアパタイトに付着または脱灰するという付着/脱灰の概念を提唱した。有機酸のこの対照的な挙動は、それらの異なる構造コンフォメーションに起因している可能性が高い。

Fundamental to the processes of decalcification of or adhesion to mineralized tissues is the molecular interaction of acids with hydroxyapatite. This study was undertaken to chemically analyze the interaction of 1 mono-, 2 di-, 1 tri-, and 2 polycarboxylic acids with hydroxyapatite in an attempt to elucidate the underlying mechanism. Maleic, citric, and lactic acid decalcified hydroxyapatite, in contrast to oxalic acid and the two polycarboxylic acids that were chemically bonded to hydroxyapatite. Solubility tests showed that the calcium salts of the former were very soluble, whereas those of the latter could hardly be dissolved in the respective acid solutions. Based on these data, an adhesion/decalcification concept was advanced that predicts that carboxylic acids, regardless of concentration/pH, either adhere to or decalcify hydroxyapatite, depending on the dissolution rate of the respective calcium salts in the acid solution. This contrasting behavior of organic acids most likely results from their differential structural conformations.