Alginát vápenatý

Alginát vápenatý (číslo CAS: 9005–35–0) je vápenatá sůl alginátu. Alginát je přírodní polysacharidová složka nacházející se v mořských hnědých řasách. Alginát vápenatý se vyrábí neutralizací přečištěného alginátu vhodným činidlem pro kontrolu pH nebo rozkladem alginátu vhodnou vápenatou solí.

Molekulární vzorec: [(C₆H₇O₆)₂Ca]n

Na základě mechanismu tvorby má alginát vápenatý následující klíčové vlastnosti:

1) Nerozpustný ve vodě, ale vysoce hydrofilní:Vytvořený gel je nerozpustný ve vodě, ale dokáže absorbovat velké množství vody (až více než 20násobek své vlastní hmotnosti), čímž dosahuje vysokého stupně expanze.

2.) Biokompatibilita a biologická rozložitelnost:Netoxický, šetrný k lidským tkáním a biologicky rozložitelný, což z něj činí ideální biomedicínský materiál.

3.) Gelující vlastnost:Při pokojové teplotě a za normálních podmínek může tento gel rychle tuhnout a může zapouzdřit biologicky aktivní látky, jako jsou buňky a proteiny, aniž by došlo k jejich inaktivaci.

4.) Iontová výměna:Ionty vápníku v gelu mohou podléhat výměně s jinými ionty v prostředí (jako jsou ionty sodíku přítomné v exsudátu rány). Tento proces je zásadní pro některé jeho funkce, jako je hemostáza a hojení ran.

 A. Medicína a biotechnologie, pokročilé obvazy ran

Když se obvazy z alginátu vápenatého (obvykle měkké netkané -tkané látky nebo pásy vláken) dostanou do kontaktu s exsudátem z rány, ionty vápníku se vymění s ionty sodíku v tělesné tekutině, částečně se přemění na ve vodě -rozpustný alginát sodný a vytvoří vrstvu hydrofilního gelu.

Hlavní funkce:

1) Vysoká absorpce vody:Dokáže absorbovat velké množství exsudátu, udržuje ránu vlhkou, ale zabraňuje ulceraci.

2) Gelová bariéra:Vytváří ideální vlhké prostředí pro hojení ran, chrání novou tkáň a usnadňuje -neinvazivní odstranění při výměně krytí.

3) Hemostáza a podpora hojení:Uvolněné ionty vápníku pomáhají aktivovat koagulační faktory, čímž podporují hemostázu; a vlhké prostředí urychluje tvorbu granulační tkáně a epitelizaci.

4) Indikace:Středně těžké až těžké exsudační rány, jako jsou dekubity, diabetické vředy, operační rány, popáleniny atd.

 B. Tkáňové inženýrství a regenerativní medicína:

1.) Buněčné lešení:Hydrogel vápenatý chitosan je jedním z klasických trojrozměrných materiálů pro buněčnou kulturu. Jeho porézní struktura napodobuje extracelulární matrix, usnadňuje difúzi živin a vylučování metabolického odpadu a dokáže zapouzdřit buňky (jako jsou chondrocyty, kmenové buňky) pro trojrozměrnou kulturu, která se používá k opravě chrupavek, kostí, jaterních tkání atd.

2.) Růstovým faktorem řízený-operátor:Léčiva nebo proteiny jsou zapouzdřeny v gelové síti, aby se dosáhlo pomalého a kontinuálního lokálního uvolňování.

3.) Materiál pro zubní otisky:Vápník chitosanu se vyznačuje tím, že rychle vytváří přesný gelový dojem při kontaktu se zdroji vápenatých iontů (jako je sádra) a používá se k výrobě orálních modelů.

 C. Potravinářský průmysl

1) Použijte reakci mezi alginátem sodným a vápenatými ionty k výrobě kulovitých produktů (jako je ovocný kaviár, koktejlové kuličky) nebo jako gelová vnější vrstva umělého ovoce/rybích vajec. Běžně se používá laktát vápenatý, glukonát vápenatý atd., protože tyto látky mohou pomalu uvolňovat ionty vápníku v potravinách.

2) Konzervace a potahování potravin, vytvářející tenkou vrstvu alginátového vápenatého filmu na povrchu ovoce, zeleniny a masných výrobků, který může bránit pronikání kyslíku, inhibovat odpařování vody a mikrobiální růst, čímž prodlužuje trvanlivost.

 D. Jiné průmyslové aplikace

1) Používá se k fixaci enzymů nebo mikrobiálních buněk, které jim umožňují kontinuální katalýzu nebo fermentaci v bioreaktoru, což usnadňuje jejich obnovu a opětovné použití.

2) Úprava vody: Jako adsorbent nebo iontoměničový materiál se používá k odstranění iontů těžkých kovů z vody.