中國粉體網(wǎng)訊  碳酸鈣是重要的化工材料，原料豐富，生產(chǎn)工藝簡單，應(yīng)用性能優(yōu)良，廣泛應(yīng)用于橡膠、油墨、醫(yī)藥、食品等多領(lǐng)域。在醫(yī)藥領(lǐng)域，碳酸鈣的應(yīng)用更為廣泛，碳酸鈣本身就是優(yōu)良的鈣源添加劑和補充劑，碳酸鈣作為主要成分的補鈣藥物，含鈣高，吸收好，生物利用率高；制藥用碳酸鈣可作為部分藥材的基材和填充劑，還可配制發(fā)酵培養(yǎng)基質(zhì)，不僅提供微生物所需鈣源還能維持體系pH穩(wěn)定，是生物發(fā)酵過程中不可或缺的緩沖劑。更為值得關(guān)注的是，碳酸鈣已被應(yīng)用為典型的生物材料，構(gòu)建智能載體，用于傳遞基因、酶和藥物等。

球霰石碳酸鈣微球

碳酸鈣按其形貌結(jié)構(gòu)可以分為：空心型、實心型和半核殼型等結(jié)構(gòu)。晶型是描述碳酸鈣微球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，不同晶型的碳酸鈣由于其晶體結(jié)構(gòu)、物性等方面存在著明顯的差別，從而使其具有了不同的性能和應(yīng)用價值。碳酸巧主要有三種晶型；方解石，文石以及球霰石。其中，球霰石為正交晶體，在晶胞結(jié)構(gòu)上與方解石存在細微差異。由于其晶胞結(jié)構(gòu)中含有碳酸根離子和鈣離子，且晶胞結(jié)構(gòu)的對稱及有序排列，使其呈現(xiàn)出球形態(tài)。在自然界中常見的的主要是方解石和文石，球霰石則多為人造。

在這三種常見的結(jié)晶碳酸鈣中，方解石是熱力學最穩(wěn)定晶型，其次是文石，而球霞石則是極不穩(wěn)定晶型，在水溶液中極易向熱力學上較穩(wěn)定的方解石或文石轉(zhuǎn)化。在不同的環(huán)境下，添加某些物質(zhì)可以使球霰石穩(wěn)定，減緩其向方解石的晶型轉(zhuǎn)化。研究表明隨著不同合成條件、不同添加劑及不同后處理方式加入到碳酸鈣的合成中來，碳酸鈣微球的晶型變得可控。在此基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)溫度、pH、時間等條件來實現(xiàn)對碳酸鈣微球晶型的控制和選擇性合成。通過對球霰石碳酸鈣微球的生成途徑及晶胞結(jié)構(gòu)的分析，可以實現(xiàn)對其形貌、尺寸及物性的有效調(diào)控。

球霰石型碳酸鈣具有獨特的優(yōu)點，如中空或多孔結(jié)構(gòu)，粒度分布均勻，尺寸為微納米級，比表面積大，親水性、熱穩(wěn)定性、生物相容性、安全性、降解性好，相變性強等，作為無機載藥載體材料方面具有很廣闊的應(yīng)用前景。

多孔球霰石碳酸鈣微球的合成方法

（1）共沉淀法

共沉淀法是一種常見且經(jīng)濟高效的合成碳酸鈣的方法。通過在氯化鈣或氫氧化鈣溶液中加入碳酸鹽源，如碳酸氫鈉，可以實現(xiàn)碳酸鈣的沉淀。該方法操作簡單、成本較低，適用于大規(guī)模合成碳酸鈣。在典型的合成中，采用簡便的共沉淀法制備CaCO₃/Cyt(阿糖孢苷)，將0.45gCyt加入到10mL 0.2M Na₂CO₃水溶液中。超聲作用30min后，在上述溶液中加入10mL 0.2M的CaCl₂水溶液，再磁力攪拌2h，CaCO₃的沉淀與Cyt在CaCO₃中的包封同時發(fā)生。沉淀物(CaCO₃/Cyt)離心分離，徹底沖洗和干燥，就可以得到共沉淀法制備的碳酸鈣載藥微球。

（2）水熱合成法

水熱合成法基于高溫高壓的溶液環(huán)境，溶液在這個條件下會呈現(xiàn)出特殊的性質(zhì)，例如高溶解度、高擴散性和離子活性等。該方法對于碳酸鈣的合成也十分便捷有利，可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)條件和反應(yīng)時間，來控制碳酸鈣的晶型、尺寸和形貌。該方法具有較好的晶體控制能力，可以得到具有良好結(jié)晶性和特定形貌的碳酸鈣微粒子。

（3）微乳液法

微乳液也稱納米乳液，主要是合成納米粒子，溶液共沉淀法是通過混合兩個或多個油相前體溶液，同時進行沉淀反應(yīng)，合成碳酸鈣的方法。Stawski等人研究了一種高度過飽和的沉淀體系，該體系由兩種水相(Na₂CO₃和 CaCl₂)和表面活性劑二辛基磺基琥珀酸鈉溶解在油性2,2,4-三甲基戊烷中組成。在混合兩種微乳后，液滴間的相互作用使Ca²⁺和 CO₃^2-離子在單個反膠束之間交換，導致水納米反應(yīng)器內(nèi)CaCO₃過飽和，從而觸發(fā)CaCO₃團簇和液態(tài)CaCO₃ 相的形成，該方法可以調(diào)控反應(yīng)條件和前體濃度，以控制合成碳酸鈣的晶型和形貌。

（4）生物礦化法

生物礦化法是指生物體內(nèi)通過生物過程來形成無機礦物質(zhì)的過程。Rushita等人將干燥后的PVP-CMC水凝膠進一步用簡單的液體擴散技術(shù)進行礦化。采用不同濃度比的兩種不同離子溶液（Na₂CO₃和CaCl₂）制備最終的生物礦化(CaCO₃) PVP-CMC水凝膠，并對該生物材料進行了載藥前的細胞毒性測試，這也證明了生物礦化CaCO₃材料可應(yīng)用于生物醫(yī)學領(lǐng)域。

多孔球霰石碳酸鈣微球作為藥物載體的研究

CaCO₃微納粒子可用于多種親水性或疏水性藥物的緩釋。由于CaCO₃在人體內(nèi)的降解緩慢，因此CaCO₃可作為一種長效的載藥體系，使藥物在體內(nèi)長期滯留。pH敏感性的PEI-CO₂@CaCO₃膠體顆粒，可使球霰石碳酸鈣納米顆粒上的反應(yīng)基團與靶腫瘤細胞內(nèi)的靶向分子結(jié)合，從而達到藥物運輸和抑制腫瘤的效果。

球霰石多孔的形態(tài)和發(fā)達的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使其可以容納多種性質(zhì)的分子。這些顆�？梢杂行У夭东@各種生物活性物質(zhì)，包括低分子量化合物和大分子，在顆粒形成過程中通過物理吸附（擴散）進入孔隙或共沉淀（共合成）加載到水晶石中。粒徑可調(diào)并且對pH敏感的球霰石碳酸鈣微球更適合于藥物及基因的輸送。

小結(jié)：

目前，碳酸鈣作為藥物載體的應(yīng)用主要應(yīng)用于口服藥物、癌癥治療、外用藥物、骨修復材料、基因傳遞等藥物載體。雖然球霰石型碳酸鈣作為熱力學上的亞穩(wěn)態(tài)晶型，在自然界中不存在，但因為其擁有獨特的多孔形態(tài)，較高的比表面積，良好的滲透性能以及生物相容可降解性，且對正常細胞沒有毒副作用，在藥物控釋載體、基因治療載體等生物醫(yī)學領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力，得到了越來越多的關(guān)注和研究。

參考來源：

1、顏文靜.氨基酸調(diào)控制備多孔碳酸鈣微球及其載藥性能的研究

2、劉欣嵐.不同形貌碳酸鈣制備的Pickering乳液的穩(wěn)定性和流變性研究 

3、鄭天文.碳酸巧微球的合成及其載藥緩釋性能研究

4、馬藍宇.碳酸鈣微粒的形貌控制與應(yīng)用

5、吳丁威.碳酸鈣微球在藥物負載和緩釋中的應(yīng)用  

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

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