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无定形碳酸钙进入美国宇航局NASA的太空实验

 NanoRacks-Ramon SpaceLab-02 (NanoRacks RSL-02) includes three MixStix investigations from The Ramon SpaceLab, an advanced project-based learning education program: how microgravity affects the amount of calcium precipitation produced by osteoblast cells in the presence of amorphical calcium, the effects of microgravity on osteoblast cell reproduction in an increased presence of calcium, and the effects on the rate of diffusion in dialysis and the formation of kidney stones.——引自:NanoRacks-RSL-02 (nasa.gov)

生物医药及相关产品将是非金属矿资源在传统应用基础之上重点发展和高增值利用的的高新领域和方向之一。青阳非金属矿研究院和浙江工业大学化学工程学院、同济大学生命科学学院、杭州昱森医疗器械有限公司、上海净景环境科技有限公司、浙江省农业科学院、温州医科大学等科研团队和人员合作,致力创制生命科学和医药中关键需求的非金属矿基生物新材料。青阳非金属矿研究院作为新型研发机构,是顺应科技革命和产业变革的产物。近年来,伴随着一系列支持政策密集出台,新型研发机构加速在全国落地,规模效应初显,成为一股不可忽视的新兴科技产业力量。目前青阳非金属矿研究院和合作机构已经开发新一代的骨科医用材料,其中有新型骨粘合剂、骨材料涂层和无定形碳酸钙(已经提交中国发明专利申请)
据报道,在本月30日美国宇航局NASA的空间任务机组人员将带着一系列新的实验任务进入太空与国际空间站,其中包括Amorphical「无定形钙」第二次进行太空实验,再次针对以色列生物科技Amorphical阿莫菲克公司研制的无定形碳酸钙在微重力环境中能否保持高吸收率的进一步研究。2016年已经进行过的一次无定形碳酸钙在太空中进行的微重力环境下吸收效率实验,科学家通过让骨细胞在太空微重力环境下与无定形碳酸钙溶液接触,验证了无定形碳酸钙在太空环境中有着和地面相同的高吸收率。
此次Amorphical「无定形钙」太空试验正是本着严谨的科学态度对前次科研成果的进一步验证。以期能够推动无定形碳酸钙在太空工作环境中的广泛运用,并为无定形碳酸钙在一些特殊环境条件下的有效运用积累更多的实验数据。
早在上世纪60年代后期,在 Fleckenstein 和 Godfraind 实验室开始的实验中,人们就发现了钙在人体中的重要作用。人体不断打破旧骨头并用新骨头代替它们。骨骼是由成骨细胞构建的。这些细胞将矿物质放置在骨骼表面。破骨细胞破坏旧骨骼,负责将钙释放到循环系统中。在地球上,受到运动和钙吸收效率的影响,一般情况下,骨骼的分解速度与它们形成的速度相同,因此,人体能够维持钙平衡,骨量不会减少。
无定形碳酸钙进入美国宇航局NASA的太空实验
 
21 世纪将专注于外星机会,这将使科学研究成为可能,并在未来实现太空定居。人类在实现这一雄心壮志时面临的挑战之一是如何克服骨量和肌肉量的损失,这是由于长时间(超过 6 个月)在微重力下停留而发生的。
当一个人成长或长期处于微重力下时,失去重力影响,质量、提及、液体表面张力和物质之间的渗透压都会发生变化。这就使得在飞行过程中一方面,钙的吸收效率降低,另一方面,随着宇航员在微重力中所处的时间越来越长,他们会出现高钙血和高钙便的情况,这些都会导致钙的损耗增加,同时也就导致宇航员骨密度和骨量的不断下降。这种密度降低(称为骨质疏松症)会使骨骼变得脆弱,在返回地球后无法支撑体重和运动,并使机组人员面临骨折的高风险。成骨细胞与其他骨细胞一起创造理想的骨骼结构。成骨细胞来源于间充质干细胞,这可能会增加体内脂肪细胞和骨细胞的数量。较之地球环境,太空的微重力环境还会造成宇航员下肢供血不足,这也进一步加剧了宇航员腰部及腿部骨量的流失。
额外的补充钙质似乎就成为解决长期驻守太空的宇航员们骨质疏松问题的最好选择了。而以晶体钙CCC为有效成分的传统钙剂需要由消化道进行分解再由肠道和肾脏进行吸收。而太空微重力环境中,传统钙剂溶液在肠道中的吸收降低,想要达到预期的补钙效果就需要增加服用钙剂的数量。但是,大量服用传统晶体钙(CCC)会导致没有被吸收的钙剂长期在肠道及循环系统内停留,这样就会出现严重的便秘甚至在肾脏形成结石。
据称由以色列Amorphical阿莫菲克公司研制的无定形碳酸钙(ACC)有这与传统晶体钙(CCC)完全不同的结构。由以色列Amorphical阿莫菲克公司研制的无定形碳酸钙具有不稳定的结构,在进入人体后可以迅速离子化,并直接渗透进细胞内部参与到新骨骼的形成中。
Amorphical 生产一种独特的无定形碳酸钙 (ACC) 配方,临床和准临床研究证明,与其他溶液相比,该配方显着改善了产品的吸收,从而增加了骨量和肌肉量。该实验将通过芯片实验室进行,其中一部分将是人类肌肉细胞(试验和对照),另一部分将是人类骨细胞(同样),媒体将发送包含 ACC。将检查细胞的分化 - 使用和不使用无定形碳酸钙。该实验将由专门从事太空生物实验的 SpacePharma 进行。
无定形碳酸钙的吸收效率比传统晶体钙(CCC)高200倍左右,同时不会出现传统钙剂常见的结石便秘等副作用。
正是无定形碳酸钙高效吸收和无副作用的特点才使得无定形碳酸钙能够成功进入美国宇航局NASA的
的太空实验,可能会成为未来为宇航员补钙的首选钙剂。
无定碳酸钙(ACC)第一次太空实验的结果如下:
无定形钙(ACC)对地球上的人们显示出增强地球免疫系统功能的潜力,还可以改善骨骼健康和肌肉力量。
无定形钙(ACC)能够有效提高骨矿化速率,降低肾结石的发病风险。
无定形钙提高了骨质疏松症(骨质流失)、肾结石和需要透析的肾脏疾病等疾病的治疗有效率。
参考链接:

https://www.eng.rakiamission.co.il/experiements/examination-of-the-applicability-of-amorphous-calcium-carbonate-(acc)-for-prolonging-human-endurance-in-space
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=7835
 
据悉,我国非金属矿物药用历史悠久,《黄帝内经》是现存最早开始收录矿物入药的中医理论著作。非金属矿药物的优点在于作用缓和、持久、疗效稳定、无副作用等,在国内外医药领域中均占有重要地位。
矿物药的成分及结构是其药性、毒性和临床效用的基础。矿物的晶体结构、粒度及成因等直接影响到矿物的
表面特性、吸附性能催化性能和热力学稳定性,影响到矿物药的理化性能指标和药效的发挥。其中元素是矿物药在治疗疾病过程中起关键作用的物质基础。矿物药在治疗疾病过程中多以无机离子或化合物发挥作用,其中的微量元素更是某些药物治愈疾病的基础。尽管微量元素在人体中的含量很低,但它在生物化学过程中起着关键的作用,可防病治病,同时也是酶、维生素、激素、核酸的组成成分,可以促进生物细胞的新陈代谢。非金属矿物的生物和药用开发新空间值得关注。
(1)处方药(PD,RX)。含特定非金属微量元素的抗肿瘤、抗病毒、抗高血压等药物,代表了现代药用非金属矿物开发利用的先进水平,如砒霜溶于葡萄糖注射液可治疗急性早幼粒白血病;
(2)非处方药物(nPD,OTC)。以
蒙脱石为主要成分、添加了少量的葡萄糖、香料等可治疗胃炎、肠道炎和急慢性腹泻;以石膏为主药的“白虎汤”,用于治疗急性传染病,如“流脑”、“乙脑”等症的高热和惊厥,疗效显著;
(3)保健品(HP)。利用某些具有特殊晶体结构的非金属矿物做成与空调机相配套用的负离子发生器、空气清新剂及各种含矿物质微量元素成分如碘的保健食品、口服液、糖果、饮料和酒类等;
(4)非金属矿类似物更是生命体中
骨骼牙齿等的材料。目前青阳非金属矿研究院和合作机构已经开发新一代的骨科医用材料。牙釉质覆盖整个牙冠,它的受损将导致蛀牙的形成。据一项发表于《自然》的研究中,近期国际上有研究人员使用cryo-STEM显微镜和原子探针断层扫描(APT)研究了牙釉质在纳米上的原子组成和排列,发现组成牙釉质的微晶结构具有核-壳结构:在壳层中,钙离子、磷酸根离子和氢氧根离子呈周期性排列;而在核层中,两层镁离子层包裹着中间的钠、氟和碳酸根离子层,形成了“三明治”结构。研究认为,牙釉质结构中自相平衡的内应力(残余应力)能增强牙釉质的强度,但也会增加其水溶性,从而影响牙釉质的健康状况。
(5)现代
农业林业畜牧、水产动物饲料及营养保健 (On how montmorillonite as an ingredient in animal feed functions)等功能材料。药用非金属矿物用于农业的前景非常广阔,如具有特殊物化性能的非金属矿物改良土壤,保湿抗旱,特别是对一些真菌、病毒感染引起的烂根、烂苗等具有很好防治效果的生根粉。以非金属矿物为原料、具有选择性杀虫功能的“生物农药”,被称为新一代无公害农药。青阳非金属矿研究院合作开发的现代生态农林牧渔业用等多类新材料产品正投入产业化和进行市场推广、应用中。
(6)  新型
非金属矿环保材料也为清洁水源、土壤、空气和相关的肉类、作物等的生产提供了更好的科技支撑和保障,从而对生命健康产生积极的重要作用。
另外,对药物进行微观组合,充分利用微粉化、
复合化、精密化、表面改性及粒子设计技术使药物达到最高水平,在这方面可研究利用的技术空间十分广阔。有关方面的进展,青阳非金属矿研究院和浙江工业大学化学工程学院、同济大学生命科学学院科研团合作,近日以“Nanoclay-based drug delivery systems and their therapeutic potentials”为题,发表于国际材料化学领域期刊Journal of Materials Chemistry B。丰富的药用矿产资源为我们深入研究与开发利用提供了广阔前景,纯天然的矿物及衍生功能材料在人类的医疗、保键、生态、环保领域将得到越来越广泛的应用。

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本届 青阳论坛 已经列入 国际 “矿物2022”活动之一,“矿物2022”是联合国(教科文组织)“国际基础科学促进可持续发展年(IYBSSD2022)”批准的系列活动之一。

‘Mineralogy 2022’ will be a worldwide celebration of mineralogy to highlight its importance in our everyday lives.
Approved by UNESCO, it is part of the ‘International Year of Basic Sciences for Sustainable Development’ (IYBSSD2022).


重要:摘要 投稿  2022年4月15日 22:00 截止 

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 The 6th World Forum on Industrial Minerals (WFIM-6)

Theme:   Science and Technology for Non-metallic Mineral  Industry of High-quality


(第一轮预通知)
 

安徽省  池州市  青阳县

Qing Yang  (Jiu Hua Shan), Chi Zhou City, China

日期:2022年10月22日(星期六)至 25日(星期二)

  October 22-25, 2022

 

会议语言:  中/英语

 
 

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