多孔材料是一類具備特殊性質(zhì)的材料(多孔碳酸鈣制備技術(shù)及最新研究進展)，一般具有大的比表面積、良好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和生物降解性，而且降解速率適宜，使得該材料能夠在藥物、電子、陶瓷等諸多領(lǐng)域得以廣泛利用，是非常具有發(fā)展前景的功能材料。

　　1、藥物載體

　　藥物載體是靶向給藥的重要組成部分，尤其在一些重大疾病治療方面(如癌癥、高血糖等)顯得特別受關(guān)注。選為藥物載體的物質(zhì)既要滿足能裝載足量的藥物，并與其不起反應(yīng)，又要滿足能在特定條件下充分釋放藥物，發(fā)揮藥效，同時還要滿足載體本身無毒、性質(zhì)穩(wěn)定等要求。傳統(tǒng)的載體往往存在難分解、有毒或孔容量小等問題。

　　利用多孔碳酸鈣作為載體，不但能有效解決上述問題，同時它還能直接作為藥物應(yīng)用于補鈣、抑制胃酸等。因此，近年來，國內(nèi)外將多孔碳酸鈣應(yīng)用于藥物傳輸?shù)难芯恳苍絹碓蕉唷?/p>

　　李亮等主要采用模板劑法等方法，在室溫條件下制備得到了諸如球形、方形、花瓣形等不同納米結(jié)構(gòu)的多孔碳酸鈣，并將其用于裝載不同的藥物。通過模擬藥物在不同釋放環(huán)境(如腸液和胃液)中的釋放效果實驗，發(fā)現(xiàn)多孔碳酸鈣作為藥物載體時能有效地延長藥物釋放時間，其藥物裝載量也比較高，主要受碳酸鈣材料自身結(jié)構(gòu)的影響。

　　在印度，KURAPATI等利用β-環(huán)糊精作為添加劑制備得到的碳酸鈣裝載疏水性藥物，發(fā)現(xiàn)對香豆素和尼羅紅有很好的裝載效果。

　　ZHANG等研究了多孔碳酸鈣對Hela細胞的生物相容性，結(jié)果表明：多孔碳酸鈣的生物相容性比其他納米材料要好。

　　利用多孔碳酸鈣的無毒和良好的生物相容性，日本的HARUTA博士率領(lǐng)自己的科研團隊進行了裝載胰島素研究。通過動物實驗和臨床實驗研究表明，利用多孔碳酸鈣負載胰島素，通過鼻腔給藥能夠快速作用，控制血糖含量，尤其適合糖尿病人餐后血糖的控制，不過此項研究還得進行更長期的毒性實驗，以確保人類用藥安全。

　　與傳統(tǒng)采用溶液吸附負載藥物不同，PREISIG等采用溶劑蒸發(fā)的方式進行藥物負載，布洛芬、硝苯地平、氯沙坦鉀、甲硝唑苯甲酸酯等水溶性差的藥物能有效負載到多孔碳酸鈣上，其負載量與載體的孔容量相當，而且過程無藥物損失。

　　2、生物陶瓷

　　由于碳酸鈣具有良好的成骨誘骨活性、生物相容性和降解性，在生物學、醫(yī)藥學中被廣泛應(yīng)用。以天然珊瑚等高碳酸鈣含量天然資源為原料，采用鹽析法等多種方法制備的新型多孔碳酸鈣陶瓷PCCC可制成細胞支架，在20世紀90年代初就已經(jīng)被用作人類骨髓細胞、成纖維細胞、牙齦纖維細胞及胎鼠骨細胞的體外培養(yǎng)，其中譚金海等還以不同實驗對人工制備的PCCC進行了性能測試，通過與其他材料對比，發(fā)現(xiàn)PCCC不僅具有良好的氣孔率、孔徑和孔的連通性，在生物相容性方面也較常規(guī)材料好，有助于引導骨再生，進行骨修復。

　　在臨床方面，矯形和口腔頜面外科則把PCCC用于骨缺損的修復，取得了良好效果。HE等通過把多孔碳酸鈣復合材料植入機體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，碳酸鈣是潛在的骨移植材料，而并非傳統(tǒng)意義上的合成骨移植物。

　　3、廢紙回收

　　在全國上下高度重視供給側(cè)改革的同時，環(huán)保也日趨重視，而在環(huán)保領(lǐng)域中，對于廢紙回收利用的程度達到了空前。亞洲廢紙消費占據(jù)了全球廢紙消費的半壁江山，其2015年的消耗量約為1.03億噸，遠超歐美。但是在回收利用廢紙的關(guān)鍵技術(shù)上，由于中國發(fā)展起步晚、前期投入不足等原因，造成技術(shù)較落后、回收紙利用范圍窄。

　　近年來，隨著石頭紙的出現(xiàn)，我國回收紙研究再次出現(xiàn)新熱潮。ENOMAE等科研人員通過研究發(fā)現(xiàn)，在回收紙中添加多孔超細碳酸鈣可有效提高回收紙質(zhì)量，尤其是在提高紙張白度、吸墨性和疏水性方面。由此，多孔碳酸鈣在造紙工業(yè)中的應(yīng)用迎來新局面。

　　4、超疏水表面材料

　　超疏水材料，又稱仿荷葉表面材料，是表面穩(wěn)定接觸角大于150°、滾動接觸角小于10°的一種特殊材料，主要用于防水、防霧、防雪、防污等方面。超疏水材料的制備主要受其表面影響，因此研究出具有超疏水的表面材料是關(guān)鍵。

　　鐘明強等以自制多孔碳酸鈣微球?qū)訛槟０?，?jīng)熱壓和酸刻蝕等步驟得到了聚乙烯超疏水表面。與傳統(tǒng)模板相比，多孔碳酸鈣在模板的耐用性、可重復性、制備簡便性及模板面積等方面有著明顯優(yōu)勢。采用水滴靜態(tài)接觸角(WCA)測定評估其材料表面的浸潤性，發(fā)現(xiàn)結(jié)果明顯好于普通光滑表面，在與雨水接觸時，表現(xiàn)出良好的耐水沖擊能力。

　　5、生物傳感器

　　生物傳感器是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法，在臨床診斷、工業(yè)控制、食品和藥物分析、環(huán)境保護以及生物技術(shù)等研究中有著廣泛的應(yīng)用前景。

　　GONG等首先利用電沉積法制備3D多孔碳酸鈣殼聚糖復合膜，繼而固定乙酰膽堿酯酶制作生物傳感器。將此傳感器應(yīng)用在農(nóng)藥檢測方面，通過實驗發(fā)現(xiàn)，該方法制作的生物傳感器在測定甲基對硫磷方面有很強的靈敏性，檢出的最低限為1ng/mL(S/N=3)，而且具有良好的再現(xiàn)性與穩(wěn)定性。

　　6、生物微膠囊

　　生物微膠囊源起20世紀50年代，主要是將生物活性物質(zhì)包封在具有選擇透過性膜的微膠囊中，是生物物質(zhì)(細胞、酶等)固定化的主要技術(shù)手段。在眾多微膠囊的制備方法中，以模板法最為常用，而通常采用的模板均為多孔材料。近幾年由于多孔碳酸鈣的強勁發(fā)展勢頭，科研工作人員也將其應(yīng)用于制備生物微膠囊。

　　研究人員采用以模板法為主的方式制備得到多孔碳酸鈣，對其進行表面改性后用作生物微膠囊制備的模板，當多孔碳酸鈣溶去后便能形成內(nèi)部多孔的微膠囊骨架，再通過層層自組裝的方式制備囊膜，常用的膜材料有海藻酸鹽、殼聚糖、聚丙烯酸酯等。

　　利用多孔碳酸鈣作為微膠囊制備的模板，主要有模板易除去、無毒等優(yōu)點;同時相對于有機模板而言，避免了有機模板劑造成微囊壁化學組成或力學性能改變的現(xiàn)象發(fā)生。

　　7、其他

　　多孔碳酸鈣不僅僅只應(yīng)用在上面所述的領(lǐng)域，在其他很多方面也有不錯的表現(xiàn)。YAMANAKA等利用多孔碳酸鈣的高比表面積和大孔容進行有毒甲醛蒸氣的吸附研究，其吸附量能達到8.2mg甲醛/g碳酸鈣，表明多孔碳酸鈣也可用于有毒有害氣體的處理。

　　鑒于碳酸鈣在廢水中重金屬離子的處理研究得以成功，CHONG等將球霰石型的多孔碳酸鈣用于吸附溶液中的剛果紅，結(jié)果顯示其吸附量高達16.6mg/g。這為多孔碳酸鈣在處理有機廢水中的應(yīng)用開創(chuàng)了新局面。

　　來源：周綠山,賴川,王芬,等.多孔碳酸鈣的制備及應(yīng)用研究進展[J].化工進展,2018, 316(01):166-174.

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