El ácido fosfórico se utiliza para producir biocerámicas.

El ácido fosfórico se utiliza para producir biocerámicas.

La biocerámica se refiere a un tipo de materiales cerámicos utilizados para funciones biológicas o fisiológicas específicas, es decir, materiales cerámicos que se utilizan directamente en el cuerpo humano o directamente relacionados con el cuerpo humano, como la biología, la medicina y la bioquímica.

Como material biocerámico necesita tener las siguientes condiciones: biocompatibilidad, compatibilidad mecánica, excelente afinidad con los tejidos biológicos, antitrombosis, esterilización y buena estabilidad física y química. Una biocerámica importante es la cerámica de fosfato de calcio (CPC)

¿Qué es la cerámica de fosfato de calcio (CPC)?

La cerámica de fosfato de calcio (CPC) es un tipo importante de materiales cerámicos bioactivos. En la actualidad, los más investigados y aplicados son la hidroxiapatita (HA) y el fosfato tricálcico (TCP).

La cerámica de fosfato de calcio contiene dos componentes: CaO y P2O5, que son importantes sustancias inorgánicas que constituyen los tejidos duros del cuerpo humano.

Después de implantarse en el cuerpo humano, la superficie de la cerámica se puede unir a los tejidos del cuerpo humano para lograr una afinidad completa.

Entre ellos, HA es muy similar a los huesos y dientes humanos en composición y estructura, tiene altas propiedades mecánicas y tiene baja solubilidad en ambientes fisiológicos humanos.

El TCP se une bien al hueso, no tiene reacción de rechazo y su solubilidad en solución acuosa es mucho mayor que la del HA. Puede ser degradado lentamente y absorbido por los fluidos corporales, proporcionando abundante calcio y fósforo para el crecimiento de nuevos huesos y promoviendo el crecimiento de nuevos huesos.

Además de estos dos, las biocerámicas de fosfato de calcio también incluyen cerámicas de óxido de fósforo-calcio-zinc degradables y absorbentes (ZCAP), cerámicas de fosfato de calcio-sulfato de zinc (ZSCAP), cerámicas de fosfato de calcio y aluminio (ALCAP) y cerámicas de óxido de fósforo-calcio-hierro. (FECAP), etc

Producto intermedio: Fosfato Tricálcico

  • Fosfato de calcio tribásico
  • Fórmula química: Ca3(PO4)2
  • Peso molecular: 310
  • CAS: 7758-87-4

Métodos de producción:

TCP de grado industrial:

Ca10F2(PO4)6 + H3PO4+ H2O → Ca(H2PO4)2?H2O + HF
Ca(H2PO4)2.H2O → Ca(PO3)2 + H2O
Ca10F2(PO4)6 + Ca(PO3)2+H2O → Ca2P2O7 + HF
Ca10F2(PO4)6 + Ca2P2O7 + H2O → Ca3(PO4)2 + HF

TCP de grado alimentario/médico:

El TCP de grado médico/alimentario necesita materias primas de alta pureza, por lo que se utiliza ácido fosfórico de grado alimenticio y óxido de calcio para fabricar dicho TCP.

H3PO4 + CaO → Ca3(PO4)2 + H2O


β-fosfato tricálcico

Actualmente, el fosfato tricálcico cerámico biodegradable ampliamente utilizado (abreviado como β-TCP) es un sistema de cristal trigonal con una relación atómica calcio-fósforo de 1,5, que es una fase de alta temperatura del fosfato de calcio.

El ácido fosfórico se utiliza para producir biocerámicas.

La mayor ventaja del β-TCP es que tiene una buena biocompatibilidad y se fusiona directamente con el hueso después de ser implantado en el cuerpo, sin ninguna reacción inflamatoria local ni efectos secundarios sistémicos.

La proporción de calcio a fósforo juega un papel importante en la determinación de la tendencia de solubilidad y absorción en el cuerpo. Por lo tanto, en comparación con HA, TCP es más fácil de disolver en el cuerpo y su solubilidad es aproximadamente 10-20 veces mayor que la de HA.

El β-TCP de uso común puede degradarse gradualmente cuando se implanta en el cuerpo, y la tasa de degradación puede variar debido a su estructura superficial, configuración cristalina, porosidad y animales implantados, y su fuerza a menudo disminuye con la degradación.

Se ha demostrado que cambiar el tamaño de los poros y la pureza del material puede ralentizar la velocidad de degradación y aumentar la resistencia biológica.

En comparación con otras cerámicas, las cerámicas β-TCP son más similares a la naturaleza y estructura de los huesos humanos y los dientes naturales.

En el cuerpo vivo, la disolución de la hidroxiapatita es inofensiva y se basa en complementar los iones de calcio y fosfato de los fluidos corporales para formar nuevos huesos.

El hueso puede producir reacciones como descomposición, absorción y precipitación en la interfaz de la articulación del hueso para lograr una unión firme.

La desventaja de la cerámica β-TCP es que la resistencia mecánica es baja y no puede soportar impactos fuertes. Mezclar β-TCP con otros materiales para fabricar cerámicas bifásicas o multifásicas es una de las formas de mejorar su resistencia mecánica.

En general, se cree que el efecto de conducción ósea del fosfato de calcio bifásico (BCP) es mejor que el de un solo HA o TCP.

Puede combinar la alta resistencia de HA y la buena biodegradabilidad de TCP, y la composición química es similar a la del hueso.

Algunos expertos inocularon células de estroma de médula ósea (BMS) en el BCP poroso para reparar con éxito el defecto segmentario femoral canino de 21 mm de largo.

Los estudios han encontrado que cultivar BMS en BCP puede expresar mejor las características de los osteoblastos, lo que indica que BCP es más adecuado para materiales de matriz para la ingeniería de tejido óseo.