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硼硅酸盐生物活性玻璃的矿化及机理初探
编辑人员丨2024/7/6
目的 探讨硼硅酸盐生物活性玻璃体外矿化成类骨层状结构的机理.方法 模拟体内环境,将硅酸盐玻璃(0B)、硼硅酸盐玻璃(2B)和硼酸盐玻璃(3B)浸泡于SBF溶液和含有明胶的SBF溶液中1周;随后采用质量损失分析、SEM、EDS、XRD及FTIR等测试方法对多种生物活性玻璃的矿化产物进行系统分析与比较;采用固体核磁NMR对生物玻璃进行玻璃结构分析.结果 浸泡1周后,SEM观察到硼硅酸盐玻璃(2B)和不含硅的硼酸盐玻璃(3B)表面产生层状矿化产物,而硅酸盐玻璃(0B)表面只有一层矿化产物层;XRD和FTIR结果显示3种玻璃的表面产物均为含有部分羟基磷灰石的钙磷化合物;固体核磁波谱(11B)测试结果表明硼硅酸盐玻璃(2B)和不含硅的硼酸盐玻璃(3B)都存在大量[BO3]平面三角体.最后,当硼硅酸盐玻璃(2B)浸泡在含有明胶的SBF溶液后,其矿化产物仍能维持层状结构;通过EDS分析可知形成明胶有机层和含羟基磷灰石的无机层相互堆积的特殊层状结构.结论 2B和3B玻璃内部存在大量[BO3]平面三角体所构造的二维平面结构.矿化过程中,不溶性反应物沉积在二维平面结构上,从而使矿化产物呈现层状结构.在浸泡液中添加一定量的明胶后,其可以有效地与硼硅酸盐玻璃的层状矿化结构相互匹配结合,最终堆叠形成有机相层与无机层相互交错的特殊结构.
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编辑人员丨2024/7/6
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生物活性玻璃在骨及软组织修复的研究进展
编辑人员丨2024/4/27
生物活性玻璃(bioactive glass,BG)因其相容性、生物活性和形成结晶羟基磷灰石层的能力而被用作骨及软组织修复材料的候选.本文介绍了BG离子释放机制,探讨了硼硅酸盐生物活性玻璃(borosilicate bioactive glass,BBG)在骨和软组织修复中的应用,并就BBG在骨水泥、支架、水凝胶和纤维研究应用中的潜力及所面临的临床转化挑战展开综述.
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编辑人员丨2024/4/27
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生物活性玻璃基骨修复材料的研究进展
编辑人员丨2023/8/6
生物活性玻璃是一种生物活性材料,具有骨传导和骨诱导活性,在移植后可与宿主骨产生紧密结合并促进成骨.根据材料组成可分为硅酸盐生物活性玻璃、磷酸盐生物活性玻璃和硼酸盐生物活性玻璃等.目前硅酸盐生物活性玻璃最常见,而磷酸盐和硼酸盐生物活性玻璃具有较高的溶出降解速率.熔融法和溶胶-凝胶法是最基础的两种制造工艺,分别可制得熔融法生物活性玻璃和溶胶-凝胶生物活性玻璃,后者所需热处理温度低,具有较高的比表面积和更好的生物活性.经热处理可获得生物活性微晶玻璃,提升了力学强度但生物活性稍降低;经其他处理方式改变材料的结构尺寸可获得比表面积更高的纳米生物活性玻璃.在此基础上可制成3D支架,或与其他生物材料复合制成复合生物活性玻璃支架,获得具有分级或仿生结构的三维互通孔隙,以提升力学强度,增强其成骨活性并提供适宜宿主骨的机械支撑.但生物活性玻璃的生物活性在一定程度上依赖于降解速率,与机械强度间存在一定矛盾,可通过选择合适的孔隙率或可控的降解速率,满足早期支撑和成骨的共同需求.在基础研究方面,有研究证实生物活性玻璃溶出离子通过巨胞饮途径作用于细胞,上调相关基因表达促进成骨;生物活性玻璃的降解速率与结构和组成相关,可对生物活性玻璃降解过程中的力学强度变化进行定量预测;在结构力学及检验方法方面也有所进展.
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编辑人员丨2023/8/6
