中國粉體網訊 碳酸鈣是重要的化工材料，原料豐富，生產工藝簡單，應用性能優良，廣泛應用于橡膠、油墨、醫藥、食品等多領域。在醫藥領域，碳酸鈣的應用更為廣泛，碳酸鈣本身就是優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，還可配制發酵培養基質，不僅提供微生物所需鈣源還能維持體系pH穩定，是生物發酵過程中不可或缺的緩沖劑。更為值得關注的是，碳酸鈣已被應用為典型的生物材料，構建智能載體，用于傳遞基因、酶和藥物等。
球霰石碳酸鈣微球
碳酸鈣按其形貌結構可以分為：空心型、實心型和半核殼型等結構。晶型是描述碳酸鈣微球內部結構的重要參數，不同晶型的碳酸鈣由于其晶體結構、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，在晶胞結構上與方解石存在細微差異。由于其晶胞結構中含有碳酸根離子和鈣離子，且晶胞結構的對稱及有序排列，使其呈現出球形態。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。
在這三種常見的結晶碳酸鈣中，方解石是熱力學最穩定晶型，其次是文石，而球霞石則是極不穩定晶型，在水溶液中極易向熱力學上較穩定的方解石或文石轉化。在不同的環境下，添加某些物質可以使球霰石穩定，減緩其向方解石的晶型轉化。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。在此基礎上，通過調節溫度、pH、時間等條件來實現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構的分析，可以實現對其形貌、尺寸及物性的有效調控。
球霰石型碳酸鈣具有獨特的優點，如中空或多孔結構，粒度分布均勻，尺寸為微納米級，比表面積大，親水性、熱穩定性、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，可以實現碳酸鈣的沉淀。該方法操作簡單、成本較低，適用于大規模合成碳酸鈣。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境，溶液在這個條件下會呈現出特殊的性質，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，可以通過調節反應條件和反應時間，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，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 CO32-離子在單個反膠束之間交換，導致水納米反應器內CaCO3過飽和，從而觸發CaCO3團簇和液態CaCO3 相的形成，該方法可以調控反應條件和前體濃度，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通過生物過程來形成無機礦物質的過程。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材料可應用于生物醫學領域。
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基團與靶腫瘤細胞內的靶向分子結合，從而達到藥物運輸和抑制腫瘤的效果。
球霰石多孔的形態和發達的內部結構使其可以容納多種性質的分子。這些顆�？梢杂行У夭东@各種生物活性物質，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：
目前，碳酸鈣作為藥物載體的應用主要應用于口服藥物、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態晶型，在自然界中不存在，但因為其擁有獨特的多孔形態，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學領域顯示出巨大的應用潛力，得到了越來越多的關注和研究。
參考來源：
1、顏文靜.氨基酸調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用
5、吳丁威.碳酸鈣微球在藥物負載和緩釋中的應用
（中國粉體網編輯整理/青黎）
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