Compendio degli studi più significativi con riferimento a proprietà, assunzione, effetti.

Zhang Y, Yang S, Zhou W, Fu H, Qian L, Miron RJ. Addition of a Synthetically Fabricated Osteoinductive Biphasic Calcium Phosphate Bone Graft to BMP2 Improves New Bone Formation. Clin Implant Dent Relat Res. 2016 Dec;18(6):1238-1247. doi: 10.1111/cid.12384.

Abstract. The aim of the present study was to assess whether the combination of Bone morphogenetic protein-2 with this novel Biphasic Calcium Phosphate (BCP) scaffold may additionally promote new bone regeneration.

O'Shea FD, McCarthy GM. Basic calcium phosphate deposition in the joint: a potential therapeutic target in osteoarthritis. Curr Opin Rheumatol. 2004 May;16(3):273-8. doi: 10.1097/00002281-200405000-00018. 

Abstract. Basic calcium phosphate crystals are responsible for a number of clinical syndromes. The study of basic calcium phosphate crystal deposition diseases has been hindered by a lack of readily available, accurate, diagnostic tests. Recent data have provided further understanding of the mechanisms by which basic calcium phosphate crystals induce inflammation and degeneration within the joint, as well as their potential role in other conditions such as cancer and atherosclerosis.

van Houdt CI, Preethanath RS, van Oirschot BA, Zwarts PH, Ulrich DJ, Anil S, Jansen JA, van den Beucken JJ. Toward accelerated bone regeneration by altering poly(D,L-lactic-co-glycolic) acid porogen content in calcium phosphate cement. J Biomed Mater Res A. 2016 Feb;104(2):483-92. doi: 10.1002/jbm.a.35584.

Abstract. This work aimed to compare in vitro degradation of dense PLGA microspheres and milled PLGA particles as porogens within CPC, considering that the manufacturing of milled PLGA is more cost-effective when compared with PLGA microspheres.

Kanzaki N, Treboux G, Onuma K, Tsutsumi S, Ito A. Calcium phosphate clusters. Biomaterials. 2001 Nov;22(21):2921-9. doi: 10.1016/s0142-9612(01)00039-4. 

Abstract. The potential energy surfaces associated with [Ca3(PO4)2n clusters are analyzed in detail using ab initio calculations for n ranging from one to four. Considering separated clusters, energy criteria favor the so-called Posner's cluster Ca9(PO4)6, which is the core of the actual structural model of amorphous calcium phosphate. This is rationalized through the existence of a distinct CaO bonding pattern in this cluster. Considering aggregated clusters as a possible model for amorphous calcium phosphate, the aggregation of Ca3(PO4)2 clusters appears as an alternative to Posner's hypothesis.

Suarez GMG, Merino-Ribas A, Haro MC, Freiría XB, Alemany NM, Bover B, Mendez IG, Paez CN, Devia CMC, Teran MP, Escuder PT, Martinez JC. Multi-organ involvement and intratubular calcium phosphate deposition in the kidney biopsy: what should we investigate? Eat Weight Disord. 2022 May 12. doi: 10.1007/s40519-022-01406-6. 

Abstract. Anorexia nervosa is frequently associated with alcohol use disorder. Both of them may adversely affect almost every body system, leading to worse clinical outcomes and high mortality risk. Nonetheless, there is little evidence interrelating anorexia nervosa, alcohol use disorder, and kidney failure.

Seifert A, Tylek T, Blum C, Hemmelmann N, Böttcher B, Gbureck U, Groll J. Calcium phosphate-based biomaterials trigger human macrophages to release extracellular traps. Biomaterials. 2022 Apr 23;285:121521. doi: 10.1016/j.biomaterials.2022.121521. 

Abstract. In this study, the response of human monocyte-derived macrophages in vitro to two different CaPs (α-tricalcium phosphate (α-TCP) and calcium deficient hydroxyapatite (CDHA)) as well as different pore structures was investigated.

Sebastian R, Paul ST, Azher U, Reddy D. Comparison of Remineralization Potential of Casein Phosphopeptide: Amorphous Calcium Phosphate, Nano-hydroxyapatite and Calcium Sucrose Phosphate on Artificial Enamel Lesions: An In Vitro Study. Int J Clin Pediatr Dent. 2022 Jan-Feb;15(1):69-73. doi: 10.5005/jp-journals-10005-2339.

Abstract. To evaluate and compare the remineralization potential of CPP-ACP, nano-hydroxyapatite, and calcium sucrose phosphate toothpaste on artificial enamel caries lesions by means of microhardness testing.

Yoshikawa Y, Tamura A, Tsuda S, Domae E, Zhang S, Yui N, Ikeo T, Yoshizawa T. Calcium phosphate-adsorbable and acid-degradable carboxylated polyrotaxane consisting of β-cyclodextrins suppresses osteoclast resorptive activity. Dent Mater J. 2022 May 19. doi: 10.4012/dmj.2021-331. 

Abstract. In this study, we investigated whether carboxymethyl carbamate-modified AdPRX (CMC-AdPRX) can be used for adsorption to calcium phosphate to treat bone diseases. 

Zakowiecki D, Hess T, Cal K, Mikolaszek B, Garbacz G, Haznar-Garbacz D. Directly compressible formulation of immediate release rosuvastatin calcium tablets stabilized with tribasic calcium phosphate. Pharm Dev Technol. 2022 May 8:1-10. doi: 10.1080/10837450.2022.2073370.

Abstract.  In the present study, a special grade of tribasic calcium phosphate excipient was used to chemically stabilize RSC in a directly compressible immediate release tablet formulation.

Köse N, Asfuroğlu ZM, Köse A, Şahintürk V, Gürbüz M, Doğan A. Silver ion-doped calcium phosphate-based bone-graft substitute eliminates chronic osteomyelitis: An experimental study in animals. J Orthop Res. 2021 Jul;39(7):1390-1401. doi: 10.1002/jor.24946.

Abstract. Despite the latest technologies and advances in microbiology and orthopedic surgery, chronic osteomyelitis is still a challenging disorder. Antibiotic resistance and bacterially induced bone destruction can have very serious consequences. We hypothesized that calcium phosphate-based bone graft substitution with silver ion doping would simultaneously treat bone infection and the bony defect in the chronic osteomyelitis.

Calcio fosfato è un composto chimico, sale di calcio dell'acido fosforico.

Il nome definisce la struttura della molecola:

• Calcio è un elemento chimico con il simbolo Ca e il numero atomico 20. È un metallo alcalino morbido e grigio, ed è il quinto elemento più abbondante per massa nella crosta terrestre.
• Fosfato si riferisce allo ione fosfato (PO4 3-), uno ione poliatomico con una carica di -3. I fosfati sono importanti in biochimica per il loro ruolo nella conservazione e nel trasferimento di energia all'interno delle cellule.

Il procedimento di sintesi si svolge in diverse fasi:

• Fonti reattive del calcio e del fosfato. Nella prima fase è prevista una reazione fra una fonte del calcio, quale cloruro del calcio e una fonte del fosfato, quali acido fosforico o fosfato dell'ammonio. Questa reazione produce fosfato di calcio e un sottoprodotto, che potrebbe essere cloruro di ammonio o acqua, a seconda della fonte di fosfato utilizzato.
• Precipitazione. Il fosfato di calcio viene precipitato fuori dalla soluzione regolando il pH della soluzione, spesso con una base come idrossido di sodio. Il fosfato di calcio precipita dalla soluzione come solido.
• Filtrazione e lavaggio. Il fosfato di calcio precipitato viene filtrato dalla soluzione e lavato per rimuovere eventuali impurità rimanenti.
• Essiccazione e macinazione. I fosfato di calcio filtrato viene essiccato e macinato in una polvere fine pronta per l'uso.

Si presenta in forma si polvere bianca inodore, insapore, stabile nell'aria. Insolubile in acqua e alcol, è facilmente solubile negli acidi cloridrico e nitrico diluiti.

A cosa serve e dove si usa

Alimentazione

Viene impiegato in campo alimentare in svariate applicazioni ed è etichettato come E341 nella lista degli additivi alimentari europei come regolatore di acidità.

• sale da cucina
• condimenti
• integratori alimentari
• prodotti da forno

con funzioni antiossidanti per evitare l'imbrunimento e viene anche usato come agente lievitante.

Come additivo alimentare viene distinto in:

• E341 (i) Monofosfato di calcio   CAS   7758-23-8
• E341 (ii) Fosfato bicalcico   CAS    7757-93-9
• E341 (iii) Fosfato tricalcico   CAS     7758-87-4 

Medicina

In applicazioni mediche viene utilizzato nella cura delle ossa (1), in odontostomatologia per la protezione dello smalto dei denti (2) e per curare i granulomi o lesioni periapicali (3) e per correggere difetti intraossei parodontali di riempimento (4).

Un'altra tecnica interessante è l'iniezione subcondrale di fosfato di calcio che consiste nell'applicazione di un sostituto osseo sintetico a base di calcio-fosfato nel midollo osseo con lo scopo di migliorare la qualità strutturale dell'osso subcondrale per ottenere una modifica dell'osso in modo da evitare la progressione dell'artrite e l'eventuale collasso osseo (5).

Questo articolo esamina la classificazione della calcinosi, un disturbo reumatico, con i meccanismi che possono contribuire alla patogenesi della calcinosi e riassume le prove che valutano gli interventi non farmacologici e farmacologici per il trattamento della calcinosi in cui sono coinvolti idrossiapatite e fosfato di calcio (6).

Le ossa sono un'importante area di applicazione per i biomateriali e gli innesti per ottenere la guarigione dai difetti di dimensioni critiche sono composti da fosfati di calcio.

Sicurezza

Il gruppo di esperti scientifici sugli additivi alimentari e gli aromatizzanti aggiunti agli alimenti (FAF) ha fornito un parere scientifico che riesamina la sicurezza dei fosfati (E 338-341, E 343, E 450-452) come additivi alimentari. Il gruppo di esperti scientifici ha ritenuto che i fosfati abbiano una bassa tossicità orale acuta e non vi è alcuna preoccupazione per quanto riguarda la genotossicità e la cancerogenicità. Il gruppo di esperti scientifici ha calcolato una dose giornaliera ammissibile (DGA) di gruppo per i fosfati espressa in fosforo pari a 40 mg/kg di peso corporeo (pc) al giorno e ha concluso che tale DGA è protettiva per la popolazione umana (7).

Alimentazione animale

Aumenta il peso corporeo, il tasso di riproduzione e il tasso di sopravvivenza, accorcia il periodo di ingrassamento migliorando la difesa contro malattie come condropatia, dissenteria e paralisi.

Cosmetica

Agente abrasivo. Contiene particelle abrasive per rimuovere macchie o biofilm che si accumulano sullo strato corneo o sui denti. Bicarbonato di sodio, farina fossile, silice e molti altri hanno proprietà abrasive. Nei prodotti peeling o esfolianti utilizzati in dermatologia o in applicazioni cosmetiche sono contenuti agenti abrasivi in forma di microsfere sintetiche, tuttavia queste microsfere o particelle abrasive non sono biodegradabili e creano inquinamento negli ecosistemi acquatici.

Agente antiplacca. E' un ingrediente che ha la proprietà di prevenire l'insorgenza della carie contrastando i batteri responsabili della corrosione acida dei denti.

Agente tampone. E' un ingrediente che può portare una soluzione alcalina o acida a un determinato livello di pH e impedirne la modifica, in pratica uno stabilizzatore di pH che può resistere efficacemente all’instabilità ed all'eventuale cambiamento del pH.

Agente di carica. Regola il contenuto di acqua, diluisce altri solidi, può aumentare il volume di un prodotto per un miglior flusso, agisce come tampone contro gli acidi organici, aiuta a mantenere il pH della miscela entro un livello determinato.

Agente di controllo della viscosità. Controlla e adatta la viscosità al livello richiesto per ottenere una stabilità ottimale chimica e fisica del prodotto e del dosaggio in gel, sospensioni, emulsioni, soluzioni. 

Su questo ingrediente sono stati selezionati gli studi più rilevanti con una sintesi dei contenuti:    

Calcio fosfato studi

Caratteristiche tipiche del prodotto commerciale Calcium phosphate

• Formula molecolare   CaHO₄P      Ca₃O₈P₂
• Peso molecolare   136.06
• CAS   7757-93-9
• UNII    K4C08XP666
• EC Number   231-826-1   
• DSSTox Substance ID  DTXSID1049803
• IUPAC  tricalcium;diphosphate
• InChI=1S/3Ca.2H3O4P/c;;;2*1-5(2,3)4/h;;;2*(H3,1,2,3,4)/q3*+2;;/p-6 
• InChl Key      QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H
• SMILES   [O-]P(=O)([O-])[O-].[O-]P(=O)([O-])[O-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2]
• MDL number  MFCD00010909
• PubChem Substance ID    24892950
• ChEBI  9679
• FEMA   3081   
• NACRES   NA.25   
• RTECS  

Sinonimi

• Dicalcium phosphate
• Monohydrogen calcium phosphate
• dibasic calcium phosphate
• Calcium hydrogen phosphate
• Calcium phosphate, dibasic
• calcium,hydrogen phosphate

Bibliografia____________________________________________________________

(1) Kawata M, Azuma K, Izawa H, Morimoto M, Saimoto H, Ifuku S. Biomineralization of calcium phosphate crystals on chitin nanofiber hydrogel for bone regeneration material. Carbohydr Polym. 2016 Jan 20;136:964-9. doi: 10.1016/j.carbpol.2015.10.009. 

(2) Shen P, Bagheri R, Walker GD, Yuan Y, Stanton DP, Reynolds C, Reynolds EC. Effect of calcium phosphate addition to fluoride containing dental varnishes on enamel demineralization. Aust Dent J. 2016 Sep;61(3):357-65. doi: 10.1111/adj.12385. 

(3) Mostafa AA, Zaazou MH, Chow LC, Mahmoud AA, Zaki DY, Basha M, Abdel Hamid MA, Khallaf ME, Sharaf NF, Hamdy TM. Injectable nanoamorphous calcium phosphate based in situ gel systems for the treatment of periapical lesions. Biomed Mater. 2015 Nov 6;10(6):065006. doi: 10.1088/1748-6041/10/6/065006. 

(4) Stevanović M, Biočanin V, Nedkić M, Ignjatović N. Efficacy of nanocrystalline bone substitute biphasic calcium phosphate/poly-DL-lactide-co-glycolide for periodontal intrabony defects filling. Vojnosanit Pregl. 2015 Aug;72(8):689-95. doi: 10.2298/vsp140528049s. 

 (5) Winge MI, Reikerås O, Røkkum M. Calcium phosphate bone cement: a possible alternative to autologous bone graft. A radiological and biomechanical comparison in rat tibial bone. Arch Orthop Trauma Surg. 2011 Aug;131(8):1035-41. doi: 10.1007/s00402-011-1271-z.

(6) Elahmar H, Feldman BM, Johnson SR. Management of calcinosis cutis in rheumatic diseases. J Rheumatol. 2022 May 15:jrheum.211393. doi: 10.3899/jrheum.211393.

(7) EFSA Panel on Food Additives and Flavourings (FAF); Younes M, Aquilina G, Castle L, Engel KH, Fowler P, Frutos Fernandez MJ, Fürst P, Gürtler R, Husøy T, Mennes W, Moldeus P, Oskarsson A, Shah R, Waalkens-Berendsen I, Wölfle D, Aggett P, Cupisti A, Fortes C, Kuhnle G, Lillegaard IT, Scotter M, Giarola A, Rincon A, Tard A, Gundert-Remy U. Re-evaluation of phosphoric acid-phosphates - di-, tri- and polyphosphates (E 338-341, E 343, E 450-452) as food additives and the safety of proposed extension of use. EFSA J. 2019 Jun 12;17(6):e05674. doi: 10.2903/j.efsa.2019.5674.