Kalcijev alginat

Kalcijev alginat (številka CAS: 9005–35–0) je kalcijeva sol alginata. Alginat je naravna polisaharidna komponenta, ki jo najdemo v morskih rjavih algah. Kalcijev alginat se proizvaja z nevtralizacijo očiščenega alginata z ustreznim sredstvom za nadzor pH ali z razgradnjo alginata z ustrezno kalcijevo soljo.

Molekulska formula: [(C₆H₇O₆)₂Ca]n

Glede na mehanizem nastajanja ima kalcijev alginat naslednje ključne značilnosti:

1) Netopen v vodi, vendar zelo hidrofilen:Nastali gel je netopen v vodi, lahko pa absorbira veliko količino vode (do več kot 20-kratnik lastne teže), s čimer doseže visoko stopnjo ekspanzije.

2.) Biokompatibilnost in biorazgradljivost:Ne-strupen, prijazen do človeških tkiv in biorazgradljiv, zaradi česar je idealen biomedicinski material.

3.) Lastnost želiranja:Pri sobni temperaturi in normalnih pogojih se lahko ta gel hitro strdi in lahko zakapsulira biološko aktivne snovi, kot so celice in proteini, ne da bi povzročil njihovo inaktivacijo.

4.) Ionska izmenjava:Kalcijevi ioni v gelu se lahko izmenjujejo z drugimi ioni v okolju (kot so natrijevi ioni, prisotni v eksudatu rane). Ta proces je ključen za nekatere njegove funkcije, kot sta hemostaza in celjenje ran.

 A. Medicina in biotehnologija, napredne obloge za rane

Ko obloge iz kalcijevega alginata (običajno mehke ne-tkane tkanine ali trakovi iz vlaken) pridejo v stik z eksudatom iz rane, se kalcijevi ioni izmenjajo z natrijevimi ioni v telesni tekočini, delno pretvorijo v vodo-topen natrijev alginat in tvorijo hidrofilno gelno plast.

Glavne funkcije:

1) Visoka absorpcija vode:Lahko absorbira veliko količino eksudata, ohranja rano vlažno, vendar preprečuje nastanek razjed.

2) Gel pregrada:Ustvari idealno vlažno okolje za celjenje ran, ščiti novo tkivo in olajša ne-invazivno odstranitev med menjavo obloge.

3) Hemostaza in pospeševanje celjenja:Sproščeni kalcijevi ioni pomagajo aktivirati koagulacijske faktorje in s tem spodbujajo hemostazo; the vlažno okolje pospeši nastanek granulacijskega tkiva in epitelizacijo.

4) Indikacije:Zmerne do hude eksudacijske rane, kot so razjede zaradi pritiska, diabetične razjede, kirurške rane, opekline itd.

 B. Tkivno inženirstvo in regenerativna medicina:

1.) Celični oder:Hitozan kalcijev hidrogel je eden od klasičnih tri{0}}dimenzionalnih materialov za ogrodje celične kulture. Njegova porozna struktura posnema zunajcelični matriks, kar olajša difuzijo hranilnih snovi in ​​izločanje presnovnih odpadkov ter lahko inkapsulira celice (kot so hondrociti, izvorne celice) za tri-dimenzionalno kulturo, ki se uporablja za popravilo hrustanca, kosti, jetrnega tkiva itd.

2.) Nosilec-sproščanja z nadzorovanim faktorjem rasti:Zdravila ali proteini so inkapsulirani v mrežo gela, da se doseže počasno in neprekinjeno lokalno sproščanje.

3.) Material za zobni odtis:Hitozanski kalcij ima lastnost, da ob stiku z viri kalcijevih ionov (kot je mavec) hitro tvori natančen odtis gela in se uporablja za izdelavo oralnih modelov.

 C. Živilska industrija

1) Uporabite reakcijo med natrijevim alginatom in kalcijevimi ioni za proizvodnjo sferičnih izdelkov (kot so sadni kaviar, kroglice za koktajle) ali kot zunanjo plast gela umetnega sadja/ribjih jajčec. Običajno se uporabljajo kalcijev laktat, kalcijev glukonat itd., saj lahko te snovi počasi sproščajo kalcijeve ione v hrani.

2) Konzerviranje in premazovanje hrane, ki tvori tanko plast kalcijevega alginatnega filma na površini sadja, zelenjave in mesnih izdelkov, ki lahko prepreči prodiranje kisika, zavira izhlapevanje vode in rast mikrobov ter s tem podaljša rok uporabnosti.

 D. Druge industrijske aplikacije

1) Uporablja se za fiksiranje encimov ali mikrobnih celic, kar jim omogoča neprekinjeno katalizo ali fermentacijo v bioreaktorju, kar olajša njihovo predelavo in ponovno uporabo.

2) Priprava vode: Kot adsorbent ali material za ionsko izmenjavo se uporablja za odstranjevanje ionov težkih kovin iz vode.