DISPERSION COLOIDAL DE PLAQUITAS DE FOSFATO DE CALCIO, Y SU PROCEDIMIENTO DE OBTENCION.

Dispersión coloidal de plaquitas de fosfato de calcio que contienen al menos un polímero complejante del calcio y la longitud de cuyas plaquitas,

L, está comprendida entre 5 y 500 nm, estando comprendido el espesor de las plaquitas entre 0,5 y 20 nm

Dispersión coloidal de plaquitas de fosfato de calcio, y su procedimiento de obtención.

La presente invención tiene por objeto dispersiones coloidales de plaquitas de fosfato de calcio, así como su procedimiento de obtención.

En numerosos productos, es útil añadir compuestos, en particular fosfato de calcio, útiles como carga de refuerzo, carga de aislamiento térmico, excipiente farmacéutico, agente de pulimento, agente de soporte, materiales de construcción, aditivo para formulaciones buco-dentales o agente de encapsulación.

En particular, es conocida la utilización del fosfato de calcio en diferentes formas, como por ejemplo las formas de plaquitas, partículas, o dispersiones.

Sin embargo, en el caso de las dispersiones, las dispersiones de fosfato de calcio disponibles actualmente presentan una débil transparencia, lo cual es un inconveniente cuando se quieren utilizar estas dispersiones como carga de refuerzo, por ejemplo en matrices de polímeros transparentes. Esta débil transparencia es debida al tamaño de los objetos presentes en la dispersión, en particular al tamaño de las partículas de fosfato de calcio obtenidas por las técnicas actuales.

Ahora bien, las tecnologías disponibles actualmente, no permiten obtener dispersiones coloidales de plaquitas de fosfato de calcio en las cuales el tamaño de las plaquitas sea inferior al micrómetro.

En el caso de la forma de plaquita, es posible reforzar una matriz con plaquitas de fosfato de calcio, lo que permite aumentar la tortuosidad del camino de difusión del gas y disminuir la difusión de los gases a través de estos materiales reforzados.

Sin embargo, las plaquitas de fosfato de calcio disponibles actualmente no disminuyen o disminuyen poco la difusión de los gases.

A fin de responder a las exigencias de las industrias, se ha hecho necesario encontrar otros medios para aportar compuestos estables cuya morfología esté controlada y sea de pequeño tamaño, particularmente inferior al micrómetro.

Asimismo, el problema que se propone resolver la invención es proporcionar un compuesto, particularmente en forma de dispersión, estable, de tamaño nanométrico, y de morfología controlada y en forma de plaquitas.

Con esta finalidad, la invención propone dispersiones coloidales de plaquitas de fosfato de calcio que contienen al menos un polímero complejante del calcio y la longitud de cuyas plaquitas, L, está comprendida entre 5 y 500 nm y el espesor de cuyas plaquitas está comprendido entre 0,5 y 20 nm.

La invención tiene también por objeto las plaquitas de fosfato de calcio obtenidas por secado de la dispersión coloidal según la invención.

La invención propone igualmente un procedimiento para preparar estas dispersiones coloidales de plaquitas de fosfato de calcio según la invención.

Finalmente, la invención tiene igualmente por objeto la utilización de las dispersiones coloidales de plaquitas citadas anteriormente como aditivo alimentario, carga de refuerzo, carga de aislamiento térmico, excipiente farmacéutico, agente de pulimento, material de construcción, aditivo para las formulaciones buco-dentales, particularmente los dentífricos, o agente de encapsulación.

Las dispersiones según la invención presentan la ventaja de poder enriquecer en calcio el producto en el cual se incorporan las mismas. Este es el caso particularmente en el dominio alimentario en el que se pueden incorporar las dispersiones según la invención en alimentos, bebidas o preparaciones alimentarias a fin de complementar de calcio estos productos. Es el caso también en el dominio farmacológico, en el cual es útil añadir las dispersiones según la invención como fuente de calcio, en comprimidos o soluciones con objeto, por ejemplo, de prevenir la osteoporosis o para tratar las enfermedades de los huesos.

Las dispersiones según la invención presentan también la ventaja de ser claras a simple vista, lo que permite poder incorporarlas en líquidos sin modificar la transparencia inicial del líquido en el que se incorporan las mismas.

La invención presenta la ventaja de aportar una fuente de calcio que puede ser un precursor de hidroxi-apatito [Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂] que es la sustancia mineral que se deposita sobre la matriz ósea durante el curso de la construcción del esqueleto. Un procedimiento para la producción de hidroxi-apatito se describe en US-A-5427754.

La invención tiene como ventaja adicional suministrar dispersiones coloidales de plaquitas de fosfato de calcio, que son utilizables en el dominio dental a fin de evitar la desmineralización, particularmente en las pastas dentífricas o los elixires bucales.

La invención presenta también la ventaja de no utilizar caseínas.

Otra ventaja de la invención es proporcionar dispersiones coloidales de plaquitas que puedan suministrar fuertes concentraciones de calcio en los productos a los que se añaden las mismas.

Otras ventajas y características de la presente invención apreciarán claramente a lo largo de la lectura de la descripción, y los ejemplos dados a título puramente ilustrativo y no limitante, que se darán a continuación.

La invención concierne en primer lugar a una dispersión coloidal de plaquitas de fosfato de calcio que contienen al menos un polímero complejante del calcio y la longitud de cuyas plaquitas, L, está comprendida entre 5 y 500 nm y el espesor de cuyas plaquitas está comprendido entre 0,5 y 20 nm.

Las dispersiones según la invención comprenden con preferencia plaquitas de fosfato de calcio que presentan ventajosamente una estructura de monetita o apatito. La estructura de monetita o la estructura apatítica puede demostrarse por difracción de rayos X, pero igualmente por otras técnicas usuales en este dominio.

La morfología de las plaquitas contenidas en la dispersión según la invención puede visualizarse, entre otros medios, por microscopía electrónica de transmisión.

Por plaquitas en el sentido de la invención se entienden formas de plaquitas, u hojas o incluso laminillas, y más generalmente cualquier volumen de pequeño espesor y de mayor longitud que anchura.

Las dispersiones según la invención presentan plaquitas cuya longitud, L, está ventajosamente comprendida entre 5 y 300 nm, con preferencia entre 5 y 200 nm, y cuyo espesor está comprendido con preferencia entre 0,5 y 15 nm. Estos tamaños han sido determinados por microscopía electrónica de transmisión utilizando la crio-microscopía según la técnica Dubochet. Esta técnica de microscopía puede efectuarse sobre dispersiones diluidas. Esta técnica permite visualizar el estado de agregación de las plaquitas.

Las plaquitas contenidas en la dispersión según la invención pueden estar constituidas por plaquitas elementales individualizadas. Las dispersiones según la invención pueden contener igualmente agregados de varias plaquitas elementales. Ventajosamente el 60% en número de las plaquitas o de los agregados de plaquitas en la dispersión poseen un tamaño inferior o igual a 500 nm, con preferencia 70% y ventajosamente 80%.

El tamaño de las plaquitas puede estar determinado igualmente por dispersión cuasi-elástica de la luz. Por esta técnica, se determina un diámetro equivalente, d₅₀, que está comprendido entre 50 y 300 nm.

Las dispersiones coloidales según la invención pueden comprender al menos un polímero complejante del calcio que posee funciones aniónicas, con preferencia funciones carboxilato, fosfato o fosfonato.

El polímero puede encontrarse en la fase continua de la dispersión o en la fase discontinua, es decir al nivel de las plaquitas por ejemplo adsorbido en la superficie de las plaquitas, o unido a éstas.

Ventajosamente, el polímero complejante del calcio se selecciona entre los polímeros de esqueleto peptídico del tipo ácido poliaspártico, poliglutámico, polilisina, poliglicina, o bien entre los homopolímeros y copolímeros del ácido acrílico o metacrílico, del ácido poliacrílico o polimetacrílico, o bien entre los copolímeros del tipo poliacrílico-polimetacrílico, poliacrílico-polihidroxietilacrílico, poliacrílico-poliacrilamida, o bien entre los polímeros de polisacáridos naturales y/o modificados tales como el guar, la carboximetilcelulosa, la goma de xantano, o bien entre los polímeros de polisacáridos modificados que poseen funciones fosfato o fosfonato,...

1. Dispersión coloidal de plaquitas de fosfato de calcio que contienen al menos un polímero complejante del calcio y la longitud de cuyas plaquitas, L, está comprendida entre 5 y 500 nm, estando comprendido el espesor de las plaquitas entre 0,5 y 20 nm.

2. Dispersión coloidal según la reivindicación 1, caracterizada porque la longitud de las plaquitas L está comprendida entre 5 y 300 nm, con preferencia entre 5 y 200 nm.

3. Dispersión coloidal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el espesor de las plaquitas está comprendido entre 0,5 y 15 nm.

4. Dispersión coloidal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende plaquitas de fosfato de calcio que presentan una estructura de monetita o apatito.

5. Dispersión coloidal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende al menos un polímero complejante del calcio que posee funciones aniónicas, con preferencia funciones carboxilato, fosfato o fosfonato.

6. Dispersión coloidal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende al menos un polímero complejante del calcio seleccionado entre los polímeros con esqueleto peptídico de tipo ácido poliaspártico, poliglutámico, polilisina, poliglicina o bien entre los homopolímeros y copolímeros del ácido acrílico o metacrílico, del ácido poliacrílico o polimetacrílico, o bien entre los copolímeros del tipo poliacrílico-polimetacrílico, poliacrílico-polihidroxietilacrílico, poliacrílico-poliacrilamida, o bien entre los polímeros de polisacáridos naturales y/o modificados tales como el guar, la carboximetilcelulosa, la goma de xantano, o bien entre los polímeros de polisacáridos modificados que poseen funciones fosfato o fosfonato, o bien entre los polímeros peptídicos que contienen funciones fosfato.

7. Dispersión coloidal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque presenta una relación molar, R₁, moles de funciones aniónicas presentes en el seno del polímero a moles de calcio comprendida entre 0,0001 y 0,1.

8. Dispersión coloidal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende al menos un polímero complejante del calcio que posee un peso molecular, PM, comprendido entre 1.000 y 20.000 g/mol, con preferencia comprendido entre 1.000 y 5.000 g/mol.

9. Dispersión coloidal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende al menos un agente dispersante.

10. Dispersión coloidal según la reivindicación 9, caracterizada porque comprende al menos un agente dispersante seleccionado entre los polifosfatos, en particular el tripolifosfato de sodio.

11. Dispersión coloidal según cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizada porque la dispersión presenta una relación molar, R₂, moles de agente dispersante a mol de calcio comprendida entre 0,001 y 0,5, con preferencia comprendida entre 0,001 y 0,1.

12. Dispersión coloidal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende elementos impurificantes seleccionados entre los elementos alcalinotérreos como el estroncio, el magnesio, los elementos de las tierras raras como el itrio o los elementos de número atómico comprendido entre 57 y 71.

13. Plaquitas de fosfato de calcio obtenidas por secado de la dispersión coloidal según las reivindicaciones 1 a 12.

14. Procedimiento para preparar las dispersiones según las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

y porque utiliza en al menos una de las etapas i) o ii) soluciones que contienen un ión amonio;

y porque se añade al menos un polímero complejante del calcio en el curso de la etapa i) o ii) pero antes de la etapa iii).

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque la solución de calcio es una solución de CaCl₂ o de Ca(NO₃)₂.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 15, caracterizado porque la concentración de la solución de calcio está comprendida entre 0,25 M y 2,5 M, con preferencia entre 1,25 y 1,75 M.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque la solución de sal de fosfato es una solución de fosfato de amonio o de sodio, particularmente de (NH₄)₂(HPO₄) o (NH₄)(H₂PO₄).

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque la relación molar de calcio a fósforo está comprendida entre 1,3 y 1,7, siendo más particularmente 1,66.

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado porque la temperatura del tratamiento térmico en la etapa iii) está comprendida entre 50ºC y 95ºC, con preferencia comprendida entre 60ºC y 90ºC.

20. Utilización de las dispersiones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, o de las plaquitas según la reivindicación 13 como aditivo alimentario, como carga de refuerzo, carga de aislamiento térmico, excipiente farmacéutico, agente de pulimento, material de construcción, aditivo para las formulaciones buco-dentales, particularmente los dentífricos, o agente de encapsulación.