Carbonato de calcio Es un material químico importante, con abundantes materias primas y procesos de producción sencillos. Tiene un excelente rendimiento y se utiliza ampliamente en las industrias del caucho, las tintas, los productos farmacéuticos y los alimentos. En el sector farmacéutico, carbonato de calcio esferoidizado Es un excelente suplemento dietético fuente de calcio. Los suplementos de calcio a base de carbonato de calcio presentan un alto contenido de calcio, buena absorción y alta biodisponibilidad. El carbonato de calcio de grado farmacéutico puede utilizarse como base y relleno para algunos productos farmacéuticos. También puede emplearse para preparar medios de fermentación, aportando calcio y manteniendo la estabilidad del pH. El carbonato de calcio esferoidizado es indispensable como tampón en los procesos de fermentación biológica. Cabe destacar que se utiliza como biomaterial típico para construir transportadores inteligentes para la administración de genes, enzimas y fármacos.
Carbonato de calcio esferoidizado
Carbonato de calcio Tiene principalmente tres formas cristalinas: calcita, aragonito y esferoidizado. Esferoidizado carbonato de calcio Es un cristal ortorrómbico, con ligeras diferencias con la calcita en su estructura de celda unitaria. Esta celda contiene iones carbonato e iones calcio, dispuestos simétrica y ordenadamente, lo que le confiere una forma esférica. El carbonato de calcio esferoidizado es poco común en la naturaleza y suele estar compuesto por partículas esféricas policristalinas de tamaño nanométrico. A diferencia de la calcita y la aragonita, el carbonato de calcio esferoidizado no es un monocristal. Además, los carbonatos de calcio esferoidizados también pueden presentar morfologías de disco, escama, hexagonal y lenticular. El carbonato de calcio esferoidizado esférico se considera el tipo de carbonato de calcio más prometedor para diversas aplicaciones.
Entre las tres formas cristalinas comunes del carbonato de calcio, la calcita es la más estable termodinámicamente. Le sigue la aragonita, mientras que el carbonato de calcio esferoidizado es la forma menos estable. En soluciones acuosas, se transforma fácilmente en calcita o aragonito, que son más estables termodinámicamente. La adición de ciertas sustancias en diferentes entornos puede estabilizar los carbonatos de calcio esferoidizados y ralentizar su conversión a calcita.
Estudios demuestran que diferentes condiciones de síntesis, aditivos y métodos de postratamiento permiten controlar la forma cristalina de las microesferas de carbonato de calcio. Por ello, el ajuste de la temperatura, el pH y el tiempo permite controlar y sintetizar selectivamente las microesferas de carbonato de calcio. Mediante el análisis de las vías de formación y la estructura de la celda unitaria del carbonato de calcio esferoidizado, se pueden regular eficazmente su morfología, tamaño y propiedades.
En comparación con las otras dos formas cristalinas, los carbonatos de calcio esferoidizados no solo presentan propiedades convencionales, como baja densidad, color blanco, insípidos, descomposición ácida y estabilidad química, sino que también presentan una estructura hueca o porosa, distribución uniforme del tamaño de partícula, tamaño micronano, alta hidrofilicidad, gran superficie específica, buena solubilidad y dispersabilidad, mejor biocompatibilidad y seguridad, buena degradabilidad, fuerte capacidad de transición de fase y distribución esférica. Por lo tanto, el carbonato de calcio esferoidizado tiene amplias posibilidades de aplicación como material portador de fármacos inorgánicos.
Métodos de síntesis de microesferas esferoidizadas porosas de carbonato de calcio
Coprecipitación
El método de coprecipitación es una forma común y rentable de sintetizar carbonato de calcio. Al añadir una fuente de carbonato, como el bicarbonato de sodio, a una solución de cloruro de calcio o hidróxido de calcio, se puede lograr la precipitación de carbonato de calcio. Este método es fácil de usar, económico y adecuado para la síntesis de carbonato de calcio a gran escala.
Síntesis hidrotermal
El método de síntesis hidrotermal se basa en un entorno de solución a alta temperatura y alta presión. En estas condiciones, la solución presenta propiedades especiales, como alta solubilidad, alta difusividad y actividad iónica. Este método también es muy conveniente para sintetizar carbonato de calcio, ya que permite controlar la forma, el tamaño y la morfología de los cristales mediante el ajuste de las condiciones y el tiempo de reacción. Ofrece un buen control de la cristalinidad, lo que permite la producción de micropartículas de carbonato de calcio con buena cristalinidad y morfología específica.
Método de microemulsión
La microemulsión, también conocida como nanoemulsión, se utiliza principalmente para sintetizar nanopartículas. El método de coprecipitación en solución consiste en mezclar dos o más soluciones precursoras de fase oleosa mientras se lleva a cabo simultáneamente una reacción de precipitación para sintetizar carbonato de calcio.
Biomineralización
La biomineralización se refiere al proceso de formación de minerales inorgánicos a través de procesos biológicos en organismos vivos.
Microesferas de carbonato de calcio como portadores de productos farmacéuticos
La morfología porosa y la estructura interna bien desarrollada del carbonato de calcio esferoidizado le permiten alojar moléculas con diversas propiedades. Estas partículas pueden capturar eficazmente una amplia gama de sustancias bioactivas, incluyendo compuestos de bajo peso molecular y macromoléculas, mediante la adsorción física (difusión) en los poros o la coprecipitación (co-sintetización) durante la formación de partículas. Las microesferas de carbonato de calcio esferoidizado, con tamaño de partícula y sensibilidad al pH ajustables, son más adecuadas para la administración farmacéutica y genética.
Conclusión
Actualmente, el carbonato de calcio se utiliza principalmente como portador farmacéutico para fármacos orales, tratamientos oncológicos, fármacos tópicos, materiales de reparación ósea y administración génica. Si bien el carbonato de calcio esferoidizado es una forma cristalina metaestable inexistente en la naturaleza, su singular morfología porosa, su elevada superficie específica, su buena permeabilidad y biodegradabilidad, así como su ausencia de efectos secundarios tóxicos en las células normales, lo hacen muy prometedor. Presenta un gran potencial en campos biomédicos como los portadores de liberación controlada de fármacos y los portadores para terapia génica, atrayendo cada vez más atención e investigación.
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