Carbonate de calcium C'est une matière première chimique importante, dont les matières premières sont abondantes et les procédés de production simples. D'excellentes performances, elle est largement utilisée dans les industries du caoutchouc, des encres, des produits pharmaceutiques et de l'agroalimentaire. Dans le secteur pharmaceutique, carbonate de calcium sphéroïdisé C'est un excellent complément alimentaire source de calcium. Les compléments calciques à base de carbonate de calcium présentent une teneur élevée en calcium, une bonne absorption et une biodisponibilité élevée. Le carbonate de calcium de qualité pharmaceutique peut être utilisé comme base et agent de remplissage pour certains produits pharmaceutiques. Il peut également être utilisé pour préparer des milieux de fermentation, apportant du calcium et maintenant la stabilité du pH. Le carbonate de calcium sphéroïdisé est indispensable comme tampon dans les processus de fermentation biologique. Il est notamment utilisé comme biomatériau classique pour la construction de vecteurs intelligents pour l'administration de gènes, d'enzymes et de médicaments.
Carbonate de calcium sphéroïdisé
Carbonate de calcium présente principalement trois formes cristallines : la calcite, l'aragonite et la sphéroïdisation. carbonate de calcium C'est un cristal orthorhombique, dont la structure cellulaire diffère légèrement de celle de la calcite. Sa cellule unitaire contient des ions carbonate et calcium, disposés symétriquement et de manière ordonnée, ce qui lui confère une forme sphérique. Le carbonate de calcium sphéroïdisé est rare dans la nature et se compose généralement de particules sphériques polycristallines de taille nanométrique. Contrairement à la calcite et à l'aragonite, le carbonate de calcium sphéroïdisé n'est pas un monocristal. De plus, les carbonates de calcium sphéroïdisés peuvent également présenter des morphologies discoïdales, lamellaires, hexagonales et lenticulaires. Le carbonate de calcium sphéroïdisé sphérique est considéré comme le type de carbonate de calcium le plus prometteur pour les applications.
Parmi les trois formes cristallines courantes du carbonate de calcium, la calcite est la plus stable thermodynamiquement. L'aragonite vient ensuite, tandis que le carbonate de calcium sphéroïdisé est la forme la moins stable. En solution aqueuse, il se transforme facilement en calcite ou aragonite, plus stable thermodynamiquement. L'ajout de certaines substances dans différents environnements peut stabiliser les carbonates de calcium sphéroïdisés et ralentir leur conversion en calcite.
Des études montrent que différentes conditions de synthèse, additifs et méthodes de post-traitement permettent de contrôler la forme cristalline des microsphères de carbonate de calcium. L'ajustement de la température, du pH et du temps permet de contrôler et de synthétiser sélectivement les microsphères de carbonate de calcium. L'analyse des voies de formation et de la structure cellulaire unitaire du carbonate de calcium sphéroïdisé permet de réguler efficacement sa morphologie, sa taille et ses propriétés.
Comparé aux deux autres formes cristallines, le carbonate de calcium sphéroïdisé présente non seulement des propriétés classiques, telles qu'une faible densité, une couleur blanche, une absence de goût, une décomposition acide et une stabilité chimique, mais aussi une structure creuse ou poreuse, une granulométrie uniforme, une taille micro-nano, une hydrophilie élevée, une grande surface spécifique, une bonne solubilité et dispersibilité, une meilleure biocompatibilité et sécurité, une bonne dégradabilité, une forte capacité de transition de phase et une distribution sphérique. Par conséquent, le carbonate de calcium sphéroïdisé offre de nombreuses possibilités d'application comme support de médicaments inorganiques.
Méthodes de synthèse de microsphères poreuses de carbonates de calcium sphéroïdisés
coprécipitation
La coprécipitation est une méthode courante et économique de synthèse du carbonate de calcium. L'ajout d'une source de carbonate, comme le bicarbonate de sodium, à une solution de chlorure de calcium ou d'hydroxyde de calcium permet de précipiter le carbonate de calcium. Cette méthode est simple à mettre en œuvre, peu coûteuse et adaptée à la synthèse de carbonate de calcium à grande échelle.
Synthèse hydrothermale
La méthode de synthèse hydrothermale repose sur un environnement de solution à haute température et haute pression. Dans ces conditions, la solution présente des propriétés particulières, telles qu'une solubilité, une diffusivité et une activité ionique élevées. Cette méthode est également très pratique pour la synthèse du carbonate de calcium, permettant de contrôler la forme, la taille et la morphologie des cristaux en ajustant les conditions et la durée de la réaction. Elle offre un bon contrôle cristallin, permettant la production de microparticules de carbonate de calcium présentant une bonne cristallinité et une morphologie spécifique.
Méthode de la microémulsion
La microémulsion, également appelée nanoémulsion, est principalement utilisée pour la synthèse de nanoparticules. La méthode de coprécipitation en solution consiste à mélanger deux ou plusieurs solutions précurseurs en phase huileuse tout en effectuant simultanément une réaction de précipitation pour synthétiser du carbonate de calcium.
Biominéralisation
La biominéralisation fait référence au processus de formation de minéraux inorganiques par le biais de processus biologiques dans les organismes vivants.
Microsphères de carbonate de calcium comme vecteurs de produits pharmaceutiques
La morphologie poreuse et la structure interne bien développée du carbonate de calcium sphéroïdisé lui permettent d'accueillir des molécules aux propriétés variées. Ces particules peuvent capturer efficacement une large gamme de substances bioactives, notamment des composés de faible poids moléculaire et des macromolécules, par adsorption physique (diffusion) dans les pores ou coprécipitation (co-synthèse) lors de la formation des particules. Les microsphères de carbonate de calcium sphéroïdisé, dont la granulométrie et la sensibilité au pH sont ajustables, sont particulièrement adaptées à l'administration de médicaments et de gènes.
Conclusion
Actuellement, le carbonate de calcium est principalement utilisé comme vecteur pharmaceutique pour les médicaments oraux, les traitements contre le cancer, les produits pharmaceutiques topiques, les matériaux de réparation osseuse et l'administration de gènes. Bien que le carbonate de calcium sphéroïdisé soit une forme cristalline métastable inexistante dans la nature, sa morphologie poreuse unique, sa surface spécifique élevée, sa bonne perméabilité et sa biodégradabilité, ainsi que son absence d'effets secondaires toxiques sur les cellules normales, le rendent très prometteur. Il présente un fort potentiel dans les domaines biomédicaux tels que les vecteurs à libération contrôlée pharmaceutiques et les vecteurs de thérapie génique, suscitant une attention et une recherche croissantes.
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