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01.10.2016 | Research Paper | Ausgabe 10/2016

Journal of Nanoparticle Research 10/2016

Dissolution and storage stability of nanostructured calcium carbonates and phosphates for nutrition

Zeitschrift:
Journal of Nanoparticle Research > Ausgabe 10/2016
Autoren:
Lidija Posavec, Jesper T. N. Knijnenburg, Florentine M. Hilty, Frank Krumeich, Sotiris E. Pratsinis, Michael B. Zimmermann
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s11051-016-3608-6) contains supplementary material, which is available to authorized users.
Lidija Posavec and Jesper T.N. Knijnenburg contributed equally to this work.

Abstract

Rapid calcium (Ca) dissolution from nanostructured Ca phosphate and carbonate (CaCO3) powders may allow them to be absorbed in much higher fraction in humans. Nanosized Ca phosphate and CaCO3 made by flame-assisted spray pyrolysis were characterized by nitrogen adsorption, X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, and transmission electron microscopy. As-prepared nanopowders contained both CaCO3 and CaO, but storing them under ambient conditions over 130 days resulted in a complete transformation into CaCO3, with an increase in both crystal and particle sizes. The small particle size could be stabilized against such aging by cation (Mg, Zn, Sr) and anion (P) doping, with P and Mg being most effective. Calcium phosphate nanopowders made at Ca:P ≤ 1.5 were XRD amorphous and contained γ-Ca2P2O7 with increasing hydroxyapatite content at higher Ca:P. Aging of powders with Ca:P = 1.0 and 1.5 for over 500 days gradually increased particle size (but less than for CaCO3) without a change in phase composition or crystallinity. In 0.01 M H3PO4 calcium phosphate nanopowders dissolved ≈4 times more Ca than micronsized compounds and about twice more Ca than CaCO3 nanopowders, confirming that nanosizing and/or amorphous structuring sharply increases Ca powder dissolution. Because higher Ca solubility in vitro generally leads to greater absorption in vivo, these novel FASP-made Ca nanostructured compounds may prove useful for nutrition applications, including supplementation and/or food fortification.

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Zusatzmaterial
Supplementary material 1 (PDF 587 kb)
11051_2016_3608_MOESM1_ESM.pdf
Literatur
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