アモルファス炭酸カルシウムナノスフェアのマイクロ波水熱変換とタンパク質吸着への応用

炭酸カルシウムとリン酸カルシウムは、バイオオーミナールの主要成分です。バイオオーミナールのすべての形態の中で、アモルファス炭酸カルシウム（ACC）とアモルファスリン酸カルシウム（ACP）は、バイオミネラル化のプロセスで極めて重要な役割を果たすため、最も重要な形態です。この作業では、最初にアデノシン5'-トリホン酸デスディウム塩（ATP）をスタビライザーとして使用してin vitroでACCを合成し、マイクロ波の熱水条件下でのACCの変換を調査し、ACC/ACP複合ナノスフェアと炭素化ヒドロキシアパタイト（CHA）ナノスフェレスが成功しました。この新しい戦略では、ATPには2つの主要な機能があります。ACCの安定剤として、ACPとCHAのリン源として機能します。最も重要なことは、ACC前駆体の形態とサイズは、マイクロ波加熱後によく保存される可能性があるため、リン酸カルシウムナノ構造材料の調製のための新しい方法を提供します。さらに、準備されていないACC/ACP複合ナノスフェアは、優れた生体適合性と高タンパク質吸着能力を備えており、薬物送達やタンパク質吸着などの生物医学分野でのアプリケーションに有望であることを示しています。

Calcium carbonate and calcium phosphate are the main components of biominerals. Among all of the forms of biominerals, amorphous calcium carbonate (ACC) and amorphous calcium phosphate (ACP) are the most important forms because they play a pivotal role in the process of biomineralization and are the precursors to the crystalline polymorphs. In this work, we first synthesized ACC in vitro using adenosine 5'-triphosphate disodium salt (ATP) as the stabilizer and investigated the transformation of the ACC under microwave hydrothermal conditions, and ACC/ACP composite nanospheres and carbonated hydroxyapatite (CHA) nanospheres were successfully prepared. In this novel strategy, ATP has two main functions: it serves as the stabilizer for ACC and the phosphorus source for ACP and CHA. Most importantly, the morphology and the size of the ACC precursor can be well-preserved after microwave heating, so it provides a new method for the preparation of calcium phosphate nanostructured materials using phosphorus-containing biomolecule-stabilized ACC as the precursor. Furthermore, the as-prepared ACC/ACP composite nanospheres have excellent biocompatibility and high protein adsorption capacity, indicating that they are promising for applications in biomedical fields such as drug delivery and protein adsorption.