Polimorfismo en CaCO₃: de la biomineralización a la nanomedicina

Abstract

El carbonato calcio (CaCO3), un material clásico para observar polimorfismo, viene siendo utilizado desde hace siglos para aplicaciones industriales y como componente de muchos materiales. Recientemente, el tema de su capacidad de transformación de un polimorfo a otro bajo determinadas condiciones (fisiológicas o inducidas externamente) ha tomado un giro interesante: se ha descubierto que esta propiedad puede utilizarse para innovar en el campo de la medicina. Sumado a sus propiedades de alta estabilidad en fluidos biológicos, biocompatibilidad y baja toxicidad, el CaCO3 está siendo estudiado para aplicaciones como el transporte y la liberación de fármacos en el cuerpo humano. En fase sólida el CaCO3 existe tanto amorfo como cristalino, y puede presentarse en formas hidratadas y no hidratadas. Dentro de éstas últimas se hallan los tres polimorfos cristalinos más conocidos: calcita, aragonita y vaterita. A temperatura ambiente y presión atmosférica, la vaterita es de las tres la termodinámicamente más inestable, seguida por la aragonita y la calcita. Con respecto a la estructura, la aragonita pertenece al sistema cristalino ortorrómbico y la calcita al trigonal. La vaterita ha sido históricamente más controversial, aunque actualmente se ha llegado al consenso que pertenece al sistema hexagonal. Por otro lado, el hábito cristalino depende de las condiciones de crecimiento del cristal, y pueden existir varios hábitos distintos para un mismo polimorfo. La calcita, por ejemplo, suele aparecer como cristales rombohédricos y prismáticos, la aragonita suele formar cristales prismáticos alargados o aciculares, y la vaterita se reconoce por sus granos policristalinos, esféricos, lenticulares o framboidales, entre otros.