Карбонат кальция является важным химическим материалом с богатыми ресурсами. Он отличается простотой производства и превосходными характеристиками. Он широко используется в резине, чернилах, медицине и продуктах питания. В медицинской сфере его применение еще более обширно. Карбонат кальция является превосходной добавкой и добавкой кальция. Добавки на основе кальция обеспечивают высокое содержание кальция и его усвоение. Они также обеспечивают высокую биодоступность. Фармацевтический карбонат кальция служит наполнителем и основой. Он также используется для приготовления ферментационных сред. Он поставляет кальций и стабилизирует pH во время ферментации. Таким образом, он действует как важный буфер в биопроцессах. В частности, карбонат кальция теперь используется в качестве биоматериала. Он создает интеллектуальные носители для доставки генов, ферментов и лекарств. Фатерит карбонат кальция, редкий и метастабильный полиморф CaCO₃, привлекает все большее внимание благодаря своим уникальным свойствам.
Микросферы карбоната кальция Фатерита
Карбонат кальция в основном имеет три кристаллические формы: кальцит, арагонит и ватерит. Ватерит — орторомбический кристалл с небольшими структурными отличиями от кальцита. Его элементарная ячейка содержит ионы карбоната и кальция в симметричном, упорядоченном расположении. Эта структура придает ватериту его характерную сферическую форму. Карбонат кальция ватерит редко встречается в природе. Обычно он образуется в виде поликристаллических сфер, состоящих из наноразмерных микрокристаллов. Напротив, кальцит и арагонит обычно являются монокристаллами. Ватерит также встречается в форме дисков, чешуек, гексагональных и линзовидных форм. Сферическая форма ватерита считается наиболее перспективной для применения.
Среди трех распространенных кристаллических форм карбоната кальция кальцит является наиболее термодинамически стабильным. Арагонит умеренно стабилен, а ватерит крайне нестабилен.
В водном растворе ватерит легко превращается в кальцит или арагонит.
Однако некоторые добавки могут стабилизировать ватерит при определенных условиях. Эти вещества замедляют его превращение в более стабильные кристаллические формы.
Исследования показывают, что условия синтеза влияют на кристаллическую форму карбоната кальция. Добавки и методы последующей обработки также влияют на его структуру. Таким образом, микросферы карбоната кальция могут достигать контролируемых кристаллических форм.
Регулируя температуру, pH и время, становится возможным селективный синтез. Анализ образования ватерита и структуры элементарной ячейки помогает контролировать его свойства. Это позволяет точно регулировать морфологию, размер и физические характеристики.
По сравнению с другими формами, ватерит также демонстрирует основные свойства, такие как низкая плотность и химическая стабильность. Он выглядит белым, не имеет запаха, разлагается кислотой и химически стабилен. Более того, ватерит имеет полую или пористую внутреннюю структуру. Он сохраняет однородный размер частиц и микро-наномасштабные размеры. Кроме того, он демонстрирует высокую гидрофильность и большую площадь поверхности.
Он также растворяется и диспергируется лучше, чем другие формы. Кроме того, он обеспечивает превосходную биосовместимость и высокие показатели безопасности. Выделяются его хорошая разлагаемость и сильная способность к фазовому переходу. В частности, ватерит представляет сферическое распределение частиц. Поэтому он имеет большие перспективы в качестве неорганического носителя лекарств.
Метод синтеза пористых микросфер карбоната кальция фатерита
Соосаждение
Метод соосаждения является распространенным и экономически эффективным способом синтеза карбоната кальция. При добавлении источника карбоната, например, бикарбоната натрия, в раствор хлорида кальция или гидроксида кальция происходит осаждение. Этот метод обеспечивает простоту эксплуатации и низкую стоимость. Поэтому он подходит для крупномасштабного производства карбоната кальция.
Гидротермальный синтез
Гидротермальный метод основан на высокотемпературных средах раствора высокого давления. В этих условиях раствор показывает высокую растворимость, диффузионную способность и ионную активность. Этот метод удобен и эффективен для синтеза карбоната кальция. Регулируя условия и время реакции, он контролирует форму, размер и морфологию кристаллов. Он обеспечивает превосходную способность управления кристаллами. Таким образом, он производит хорошо кристаллизованный карбонат кальция с определенными формами.
Метод микроэмульсии
Микроэмульсия, также известная как наноэмульсия, в основном используется для синтеза наночастиц. Метод совместного осаждения раствора смешивает два или более прекурсоров масляной фазы. Эти прекурсоры реагируют одновременно, выпадая в осадок и образуя карбонат кальция. Этот метод эффективно поддерживает контролируемый синтез наночастиц.
Биоминерализация
Биоминерализация относится к образованию неорганических минералов посредством биологических процессов.
Исследование пористых микросфер карбоната кальция фатерита в качестве носителей лекарственных средств
Микро/наночастицы CaCO3 могут использоваться для контролируемого высвобождения гидрофильных или гидрофобных лекарственных средств. Благодаря медленному разложению CaCO3 в организме человека он служит в качестве системы доставки лекарств длительного действия. Коллоидные частицы PEI-CO2@CaCO3, чувствительные к pH, позволяют реакционным группам на наночастицах карбоната кальция ватерита связываться с целевыми молекулами в опухолевых клетках. Это облегчает транспортировку лекарственных средств и помогает подавлять рост опухоли.
Пористая морфология и развитая внутренняя структура ватерита позволяют ему вмещать различные типы молекул. Эти частицы эффективно захватывают биоактивные вещества, включая малые молекулы и макромолекулы. Во время образования частиц эти вещества попадают в поры посредством физической адсорбции (диффузии) или соосаждения (сосинтеза). Микросферы карбоната кальция ватерита с регулируемым размером частиц и чувствительностью к pH идеально подходят для доставки лекарств и генов.
Заключение
В настоящее время карбонат кальция в основном используется в качестве носителя лекарственных средств для пероральных препаратов, лечения рака, местных препаратов, материалов для восстановления костей и доставки генов. Хотя карбонат кальция фатерит является метастабильной термодинамической кристаллической формой и не встречается в природе, он предлагает уникальные преимущества. Благодаря своей пористой морфологии, большой площади поверхности, хорошей проницаемости и биосовместимости фатерит является биоразлагаемым и нетоксичен для нормальных клеток. В результате он демонстрирует огромный потенциал в биомедицинских областях, таких как носители с контролируемым высвобождением лекарств и носители генной терапии. Это привело к повышению внимания и исследований в этих областях.
Эпический порошок
Эпический порошок, более 20 лет опыта работы в отрасли сверхтонких порошков. Активно продвигаем будущее развитие сверхтонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации сверхтонких порошков. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимизации ценности вашей обработки порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!