中国粉体网讯 碳酸钙是重要的化工材料，原料丰富，生产工艺简单，应用性能优良，广泛应用于橡胶、油墨、医药、食品等多领域。在医药领域，碳酸钙的应用更为广泛，碳酸钙本身就是优良的钙源添加剂和补充剂，碳酸钙作为主要成分的补钙药物，含钙高，吸收好，生物利用率高；制药用碳酸钙可作为部分药材的基材和填充剂，还可配制发酵培养基质，不仅提供微生物所需钙源还能维持体系pH稳定，是生物发酵过程中不可或缺的缓冲剂。更为值得关注的是，碳酸钙已被应用为典型的生物材料，构建智能载体，用于传递基因、酶和药物等。
球霰石碳酸钙微球
碳酸钙按其形貌结构可以分为：空心型、实心型和半核壳型等结构。晶型是描述碳酸钙微球内部结构的重要参数，不同晶型的碳酸钙由于其晶体结构、物性等方面存在着明显的差别，从而使其具有了不同的性能和应用价值。碳酸巧主要有三种晶型；方解石，文石以及球霰石。其中，球霰石为正交晶体，在晶胞结构上与方解石存在细微差异。由于其晶胞结构中含有碳酸根离子和钙离子，且晶胞结构的对称及有序排列，使其呈现出球形态。在自然界中常见的的主要是方解石和文石，球霰石则多为人造。
在这三种常见的结晶碳酸钙中，方解石是热力学最稳定晶型，其次是文石，而球霞石则是极不稳定晶型，在水溶液中极易向热力学上较稳定的方解石或文石转化。在不同的环境下，添加某些物质可以使球霰石稳定，减缓其向方解石的晶型转化。研究表明随着不同合成条件、不同添加剂及不同后处理方式加入到碳酸钙的合成中来，碳酸钙微球的晶型变得可控。在此基础上，通过调节温度、pH、时间等条件来实现对碳酸钙微球晶型的控制和选择性合成。通过对球霰石碳酸钙微球的生成途径及晶胞结构的分析，可以实现对其形貌、尺寸及物性的有效调控。
球霰石型碳酸钙具有独特的优点，如中空或多孔结构，粒度分布均匀，尺寸为微纳米级，比表面积大，亲水性、热稳定性、生物相容性、安全性、降解性好，相变性强等，作为无机载药载体材料方面具有很广阔的应用前景。
多孔球霰石碳酸钙微球的合成方法
（1）共沉淀法
共沉淀法是一种常见且经济高效的合成碳酸钙的方法。通过在氯化钙或氢氧化钙溶液中加入碳酸盐源，如碳酸氢钠，可以实现碳酸钙的沉淀。该方法操作简单、成本较低，适用于大规模合成碳酸钙。在典型的合成中，采用简便的共沉淀法制备CaCO3/Cyt(阿糖孢苷)，将0.45gCyt加入到10mL 0.2M Na2CO3水溶液中。超声作用30min后，在上述溶液中加入10mL 0.2M的CaCl2水溶液，再磁力搅拌2h，CaCO3的沉淀与Cyt在CaCO3中的包封同时发生。沉淀物(CaCO3/Cyt)离心分离，彻底冲洗和干燥，就可以得到共沉淀法制备的碳酸钙载药微球。
（2）水热合成法
水热合成法基于高温高压的溶液环境，溶液在这个条件下会呈现出特殊的性质，例如高溶解度、高扩散性和离子活性等。该方法对于碳酸钙的合成也十分便捷有利，可以通过调节反应条件和反应时间，来控制碳酸钙的晶型、尺寸和形貌。该方法具有较好的晶体控制能力，可以得到具有良好结晶性和特定形貌的碳酸钙微粒子。
（3）微乳液法
微乳液也称纳米乳液，主要是合成纳米粒子，溶液共沉淀法是通过混合两个或多个油相前体溶液，同时进行沉淀反应，合成碳酸钙的方法。Stawski等人研究了一种高度过饱和的沉淀体系，该体系由两种水相(Na2CO3和 CaCl2)和表面活性剂二辛基磺基琥珀酸钠溶解在油性2,2,4-三甲基戊烷中组成。在混合两种微乳后，液滴间的相互作用使Ca2+和 CO32-离子在单个反胶束之间交换，导致水纳米反应器内CaCO3过饱和，从而触发CaCO3团簇和液态CaCO3 相的形成，该方法可以调控反应条件和前体浓度，以控制合成碳酸钙的晶型和形貌。
（4）生物矿化法
生物矿化法是指生物体内通过生物过程来形成无机矿物质的过程。Rushita等人将干燥后的PVP-CMC水凝胶进一步用简单的液体扩散技术进行矿化。采用不同浓度比的两种不同离子溶液（Na2CO3和CaCl2）制备最终的生物矿化(CaCO3) PVP-CMC水凝胶，并对该生物材料进行了载药前的细胞毒性测试，这也证明了生物矿化CaCO3材料可应用于生物医学领域。
多孔球霰石碳酸钙微球作为药物载体的研究
CaCO3微纳粒子可用于多种亲水性或疏水性药物的缓释。由于CaCO3在人体内的降解缓慢，因此CaCO3可作为一种长效的载药体系，使药物在体内长期滞留。pH敏感性的PEI-CO2@CaCO3胶体颗粒，可使球霰石碳酸钙纳米颗粒上的反应基团与靶肿瘤细胞内的靶向分子结合，从而达到药物运输和抑制肿瘤的效果。
球霰石多孔的形态和发达的内部结构使其可以容纳多种性质的分子。这些颗粒可以有效地捕获各种生物活性物质，包括低分子量化合物和大分子，在颗粒形成过程中通过物理吸附（扩散）进入孔隙或共沉淀（共合成）加载到水晶石中。粒径可调并且对pH敏感的球霰石碳酸钙微球更适合于药物及基因的输送。
小结：
目前，碳酸钙作为药物载体的应用主要应用于口服药物、癌症治疗、外用药物、骨修复材料、基因传递等药物载体。虽然球霰石型碳酸钙作为热力学上的亚稳态晶型，在自然界中不存在，但因为其拥有独特的多孔形态，较高的比表面积，良好的渗透性能以及生物相容可降解性，且对正常细胞没有毒副作用，在药物控释载体、基因治疗载体等生物医学领域显示出巨大的应用潜力，得到了越来越多的关注和研究。
参考来源：
1、颜文静.氨基酸调控制备多孔碳酸钙微球及其载药性能的研究
2、刘欣岚.不同形貌碳酸钙制备的Pickering乳液的稳定性和流变性研究
3、郑天文.碳酸巧微球的合成及其载药缓释性能研究
4、马蓝宇.碳酸钙微粒的形貌控制与应用
5、吴丁威.碳酸钙微球在药物负载和缓释中的应用
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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