Se utilizan varias vías mayores para la preparación de las apatitas: la precipitación en vía acuosa, la reacción sólido-sólido (vía seca), la reacción en sales fundidas, el procedimiento sol-gel, la vía de los cementos.
Reacciones en fase acuosa
Las síntesis en fase acuosa se realizan mediante dos procedimientos diferentes : el método por doble descomposición y el método por neutralización. Estos procedimientos se utilizan actualmente para la producción industrial de apatita..
El método por doble descomposición [Hayek E.; 1963 ; Trombe, 1972 ; Arends, 1987] consiste en agregar, de manera controlada, una solución de sal de catión Me en una solución de sal del anión XO4. Posteriormente, se lava y seca el precipitado. Esta técnica permite obtener apatitas mixtas (que contienen dos cationes diferentes) con control de la relación Me1/Me2. Los cationes se introducen simultáneamente en el reactor con la relación Me1/Me2 deseada. Lo anterior permite evitar la segregación durante la precipitación. Los principales inconvenientes de este método se deben a su práctica, que requiere de mucho equipo, así como de su velocidad de síntesis que más bien es lenta.
El método por neutralización consiste en neutralizar una solución de lechada de cal agregándole una solución de ácido fosfórico. Esta reacción permite obtener rápidamente grandes cantidades de hidroxiapatita fosfocálcica con poco equipo [Trombe, 1972 ; Osaka, 1991]. También es posible sintetizar fluorapatitas.
Reacciones en fase sólida
La síntesis por reacción sólido-sólido consiste en calentar una mezcla reactiva que consta de diversas sales de cationes y de aniones, en una relación Me/XO4 igual a 1.67. Esta mezcla debe ser perfectamente homogénea para permitir una reacción total. Un ejemplo sería la síntesis de fluorapatita fosfocálcica a partir de fosfato tricálcico y de fluoruro de calcio, según la siguiente reacción [Wallaeys R, 1952] :
3 Ca3(PO4)2 + CaF2 ------------------------------------- Ca10(PO4)6F2
Esta reacción se efectúa a 900 °C durante varias horas.
En el caso de una reacción sólido/gas, el gas procede de la sublimación de una sal sólida contenida en la mezcla reactiva, por lo que la síntesis se puede realizar en un sitio cerrado, o de una aportación externa, por ejemplo en forma de barrido del gas reactivo.
Reacciones en sales fundidas.
Este método permite acercarse a las condiciones de síntesis de algunas apatitas naturales. De esta manera se han preparado fosfatos metálicos de estructura apatítica. Se obtuvieron así cristales mezclados la mayor parte del tiempo con el exceso de reactivos de inicio.
Reacciones sol-gel.
El procedimiento sol-gel se basa en la polimerización de precursores organometálicos de tipo alcóxidos M(OR)n. Después de una hidrólisis controlada de este alcóxido en solución, la condensación de los monómeros conduce a puentes oxo y después a un óxido orgánico. La polimerización progresiva de estos precursores forma oligómeros y después polímeros que aumentan así la viscosidad. Estas soluciones poliméricas conducen a gels que permiten elaborar materiales con facilidad (películas densas y transparentes, polvos ultra finos, cerámicas,..) con múltiples aplicaciones tecnológicas [Livage, 1992].
Reacción líquido/sólido : la vía de los cementos.
Los cementos fosfocálcicos son cementos hidráulicos minerales que fraguan gracias a reacciones ácido-básicas entre fosfatos de calcio de tipo ácido y fosfatos de calcio de tipo básico para dar una hidroxiapatita fosfocálcica en fase única.
