El fosfato de calcio amorfo ( ACP ) es un sólido vítreo que se forma a partir de la descomposición química de una mezcla de sales de fosfato y calcio disueltas (por ejemplo, (NH 4 ) 2 HPO 4 + Ca(NO 3 ) 2 ). La mezcla amorfa resultante consiste principalmente en calcio y fosfato, pero también contiene cantidades variables de agua e iones de hidrógeno e hidróxido , dependiendo de las condiciones de síntesis. [1] Estas mezclas también se conocen como cemento de fosfato de calcio . [2]
El ACP se clasifica generalmente en " fosfato tricálcico amorfo " (ATCP) o hidroxiapatita deficiente en calcio (CDHA). El CDHA a veces se denomina " trifosfato de calcio apatítico ". [1] [3] [4] La composición del fosfato de calcio amorfo es Ca x H y (PO 4 ) z · n H 2 O, donde n está entre 3 y 4,5. El CDHA tiene una fórmula general de Ca 9 (HPO 4 )(PO 4 ) 5 (OH). [4] La precipitación de una solución moderadamente sobresaturada y básica de una sal de magnesio produce fosfato de calcio y magnesio amorfo (AMCP), en el que el magnesio se incorpora a la estructura del ACP. [5]
Una preparación comercial de ACP es el fosfato de calcio amorfo de fosfopéptido de caseína (CPP-ACP), derivado de la leche de vaca . Se vende bajo varias marcas, entre ellas Recaldent y Tooth Mousse, y está destinado a aplicarse directamente sobre los dientes. Su utilidad clínica no está demostrada. [6]
Se ha encontrado ACP biogénico en el oído interno de tiburones embrionarios, leche de mamíferos y esmalte dental . Sin embargo, aunque se debate su presencia inequívoca en huesos y dientes, hay evidencia de que precursores amorfos transitorios están involucrados en el desarrollo de huesos y dientes. [4] Se cree que el ACP en la leche bovina (CPP-ACP) involucra nanoagrupaciones de fosfato de calcio en una capa de fosfopéptidos de caseína . Una micela de caseína típica de radio 100 nm contiene alrededor de 10.000 moléculas de caseína y 800 nanoagrupaciones de ACP, cada una de aproximadamente 4,8 nm de diámetro. La concentración de fosfato de calcio es mayor en la leche que en el suero, pero rara vez forma depósitos de fosfatos insolubles. [7] Se cree que los fosfopéptidos desplegados secuestran nanoagrupaciones de ACP [8] y forman complejos estables en otros biofluidos como la orina y el suero sanguíneo , evitando la deposición de fosfatos de calcio insolubles y la calcificación del tejido blando. En el laboratorio, las muestras almacenadas de fórmulas de sangre, suero, orina y leche artificiales (que se aproximan al pH del líquido natural) depositan fosfatos insolubles. La adición de fosfopéptidos adecuados evita la precipitación. [7]
Tras las investigaciones sobre la composición de los fosfatos de calcio amorfos precipitados en diferentes condiciones, Posner y Betts sugirieron a mediados de la década de 1970 que la unidad estructural del ACP era un cúmulo neutro Ca 9 (PO 4 ) 6 . [4] Los cálculos respaldan la descripción de un cúmulo con un ion Ca 2+ central rodeado por seis aniones fosfato PO 4 3− , que a su vez están rodeados por ocho iones de calcio más. [9] Se estima que el cúmulo resultante tiene un diámetro de alrededor de 950 pm (0,95 nm). Estos ahora se conocen generalmente como cúmulos de Posner . Se cree que el ACP precipitado está formado por partículas que contienen varios cúmulos de Posner con agua en los espacios intermedios. Si bien el ACP recubierto con pulverización de plasma puede contener cúmulos de Posner, no puede haber agua presente. [4] Nuevos estudios proponen la idea de que los grupos de Posner actúan como qbits neuronales porque sus 31 P entrelazados tienen un tiempo de relajación largo y están en una simetría S6 . La idea detrás de esto es que las moléculas de Posner se fusionan y liberan iones de calcio que estimulan las neuronas. [10]
El fosfato de calcio amorfo en combinación con fosfopéptido de caseína se ha utilizado como tratamiento dental para tratar la caries dental incipiente. El ACP se utiliza principalmente como agente oclusivo, que ayuda a reducir la sensibilidad. Los estudios han demostrado que forma una fase remineralizada de hidroxiapatita consistente con el esmalte natural. [ cita requerida ] Además, los estudios clínicos han demostrado que los pacientes que blanquean sus dientes tienen una sensibilidad reducida después del tratamiento. [ 11 ] Se cree que el ACP se hidroliza a temperaturas y pH fisiológicos para formar fosfato octacálcico como intermediario y luego apatita superficial. [ cita requerida ]
El ACP carece del orden periódico de escala atómica de largo alcance de los fosfatos de calcio cristalinos. El patrón de difracción de rayos X es amplio y difuso con un máximo en , y no presenta otras características diferentes en comparación con la hidroxiapatita bien cristalizada. Bajo microscopio electrónico, su forma morfológica se muestra como pequeñas partículas esferoidales en la escala de décimas de nanómetro. En medios acuosos, el ACP se transforma fácilmente en fases cristalinas como el fosfato octacálcico y la apatita debido al crecimiento de microcristalitos. Se ha demostrado que el ACP tiene mejor osteoconductividad y biodegradabilidad que el fosfato tricálcico y la hidroxiapatita in vivo. [12]
Además, puede aumentar las actividades de la fosfatasa alcalina de los mesoblastos , mejorar la proliferación celular y promover la adhesión celular. El papel único del ACP durante la formación de tejidos mineralizados lo convierte en un material candidato prometedor para la reparación y regeneración de tejidos. El ACP también puede ser un agente remineralizante potencial en aplicaciones dentales. Se cree que los compuestos bioactivos rellenos de ACP desarrollados recientemente son agentes antidesmineralizantes/remineralizantes eficaces para la preservación y reparación de las estructuras dentales. [12]
