基于介孔硼硅酸盐生物活性玻璃微球的可注射复合骨水泥

以溶胶-凝胶法制备的介孔硼硅酸盐生物活性玻璃微球(MBGS)作为固相, 海藻酸钠(SA)溶液作为液相,开发了一种可注射复合骨水泥。对MBGS中氧化硼/氧化硅的比例对其质构性能及骨水泥的可操作性、抗压强度和生物活性的影响进行表征。实验结果表明, 随着硼含量的增加, MBGS的比表面积从161.71 m²/g增大至214.28 m²/g, 平均孔径以及总孔容也随之增长, 加速了玻璃相中钙离子的释放, 使得玻璃与SA的快速交联, 改善了骨水泥可操作性能和力学性能, 凝固时间由21 min缩短至9 min, 抗压强度由3.4 MPa提升至4.1 MPa, 体外矿化性能也随之提高。综合各方面性能表现, BC-30骨水泥兼具良好的可操作性能、力学性能和体外矿化能力, 是最合适的骨水泥组分。总之, 提高MBGS的质构性能是增强复合骨水泥的可操作性、抗压强度和生物活性的有效方法。     

掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷骨水泥的制备与性能表征

骨肉瘤是一种常见的恶性骨肿瘤, 常通过手术切除进行治疗。但术后造成的骨缺损难以自愈, 残余肿瘤细胞还会增加复发可能性。本研究开发了一种用于修复骨缺损和协同治疗骨肉瘤的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷骨水泥。首先通过溶胶-凝胶法结合固态反应制备了可作为光热剂和药物载体的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷微球(MBGC-xNd), 然后将微球与海藻酸钠(SA)溶液混合制备了可同时进行光热治疗和化学治疗的可注射骨水泥(MBGC-xNd/SA)。结果表明掺Nd³⁺赋予微球可控的光热性能, 负载阿霉素(DOX)的微球显示出持续的药物释放行为。此外, 载药骨水泥的药物释放量随着温度的升高而显著增加, 说明光热疗法产生的热量可促进DOX释放。体外细胞实验结果表明, MBGC-xNd/SA具有良好的促成骨活性, 并且光热-化学联合疗法对MG-63骨肉瘤细胞起到了更显著的杀伤作用, 表现出协同效应。因此,MBGC-xNd/SA作为一种新颖的多功能骨修复材料, 在骨肉瘤的术后治疗方面具有良好的应用前景。     

硼硅酸盐生物活性玻璃在直流电场下的体外矿化性能

硼硅酸盐生物活性玻璃具有良好的生物活性和骨传导性, 但大多数生物活性玻璃表现出非线性降解和矿化行为, 矿化性能会随着时间而减缓。电场作为一种外场辅助调节的方法, 能够干预玻璃的离子交换和扩散。本研究利用直流电场干预硼硅酸盐生物活性玻璃的体外矿化, 加快降解较慢阶段中硼硅酸盐生物玻璃的生物活性。将熔融法制备的成分为18SiO₂-6Na₂O-8K₂O-8MgO-22CaO-2P₂O₅-36B₂O₃的硼硅酸盐生物活性玻璃浸泡在SBF生理模拟液中, 施加0~90 mA的电流, 研究直流电场对硼硅酸盐生物玻璃降解及体外矿化性能的影响。研究结果表明, 施加电场不仅可以提高硼硅酸盐生物活性玻璃的降解率和离子释放量, 而且有利于玻璃网络水解和表面羟基化, 加速羟基磷灰石的生成。其中失重率比对照组提高了3%~5%, 硼和钙的离子释放量分别较对照组提高了2.3~2.9倍和1.9~2.3倍。对硼硅酸盐生物活性玻璃表面结构分析得出, 暴露在电场下的样品表面生成了磷灰石层。应用直流电场可以提高生物活性玻璃的降解及体外矿化性能, 为提升骨修复效果提供了一种新思路。     

一种新型的骨组织工程用支架材料的制备与性能表征

以硼硅酸盐玻璃粉为原料,采用有机泡沫浸渍工艺,制备了高孔隙率的网眼多孔支架.应用XRD、SEM及ICP-AES等对硼酸盐生物玻璃粉末在生理模拟液中的降解性能、生物活性等进行了测试分析.结果表明,硼硅酸盐生物玻璃的降解性和生物活性与材料的组成配比有关,因此,可以通过调整玻璃的组成有效控制材料的降解性和表面形成的羟基磷灰石晶体的形态.硼硅酸盐生物活性玻璃作为硬组织工程支架材料的研究具有重要的意义和广泛的应用前景.     

硼硅酸盐生物活性玻璃在直流电场下的体外矿化性能（英文）

硼硅酸盐生物活性玻璃具有良好的生物活性和骨传导性,但大多数生物活性玻璃表现出非线性降解和矿化行为,矿化性能会随着时间而减缓。电场作为一种外场辅助调节的方法,能够干预玻璃的离子交换和扩散。本研究利用直流电场干预硼硅酸盐生物活性玻璃的体外矿化,加快降解较慢阶段中硼硅酸盐生物玻璃的生物活性。将熔融法制备的成分为18SiO₂-6Na₂O-8K₂O-8MgO-22CaO-2P₂O₅-36B₂O₃的硼硅酸盐生物活性玻璃浸泡在SBF生理模拟液中,施加0～90 m A的电流,研究直流电场对硼硅酸盐生物玻璃降解及体外矿化性能的影响。研究结果表明,施加电场不仅可以提高硼硅酸盐生物活性玻璃的降解率和离子释放量,而且有利于玻璃网络水解和表面羟基化,加速羟基磷灰石的生成。其中失重率比对照组提高了3%～5%,硼和钙的离子释放量分别较对照组提高了2.3～2.9倍和1.9～2.3倍。对硼硅酸盐生物活性玻璃表面结构分析得出,暴露在电场下的样品表面生成了磷灰石层。应用直...     

孔径可控纳米多孔玻璃的制备及性能分析

本文论述了采用Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃制备孔径可控纳米多孔玻璃的方法,采用SEM、BET和DTA等测试手段分析了纳米多孔玻璃介质的微观结构和相关性能,研究了工艺参数对多孔玻璃孔径的影响,制备出孔径可控纳米多孔玻璃介质,为研制高密度空穴点阵生物芯片载体材料奠定了基础.     

稀土掺杂碱锌硼硅酸盐玻璃的制备及其性能的研究

稀土玻璃由于具有高折射、低色散的特点，在红外光学玻璃以及有色光学玻璃等领域有着特殊的应用。主要研究了稀土钐掺杂碱硼硅酸盐玻璃的形成能力、玻璃的析晶产物以及稀土含量对玻璃吸收光谱的影响。实验结果表明，稀土氧化钐对碱硼硅酸盐玻璃具有较强的影响，随着稀土含量的增加玻璃的形成区域迅速缩小，玻璃的析晶能力以及对可见区和近红外区的光吸收逐渐增强。玻璃的析晶产物主要是六方(H)与三斜(T)晶型的硼酸钐晶体。     

硼硅酸盐生物活性玻璃多孔支架的制备

Na2O-CaO-SiO2-P2O5-B2O3系硼硅酸盐生物玻璃是一类具有良好生物活性和降解性能的组织工程材料.本研究中,采用有机泡沫浸渍法,乙醇作溶剂,乙基纤维素作添加剂,将硼硅酸盐玻璃粉体制备成具有三维连通网状结构的组织工程多孔支架.通过调节浆料的固相含量和乙基纤维素含量,改善坯体的涂覆量,在支架孔径为300～500um,孔隙率高于80%时,使支架抗压强度从0.03MPa提高到0.36MPa.根据蜂窝状结构模型分析,发现采用高强度玻璃,优化浆料是改善多孔材料结构和力学性能的有效途径.用该模型理论指导,由Na2O-CaO-SiO2-P2O5-B2O3系统制成的另一种硼硅酸盐玻璃支架,其抗压强度可达5～8MPa.实验表明有机泡沫浸渍法在制备组织工程支架中有广泛的应用前景.     

介孔生物活性玻璃装载和释放抗癌药物表阿霉素的研究

将介孔58S生物活性玻璃(m58S)作为抗癌药物载体评价了其对表阿霉素的装载量和释放性能. 实验结果表明, m58S对亲水性药物表阿霉素的药物装载量为40%, 是普通溶胶-凝胶58S生物活性玻璃的3倍多, 并且具有更长效的缓释特性. 研究还发现释放介质的pH值对表阿霉素的释放速率有很大影响, pH值越低, 表阿霉素分子从载体材料中释放出的速率越快. 因此, 介孔生物活性玻璃是一种高效的药物缓释载体, 且药物释放速率受释放介质pH值影响, 有望成为药物控释型骨修复材料.     

硼硅酸盐玻璃的低温烧结研究

莫来石陶瓷材料作为高性能集成电路的候选材料,在电子封装基片领域有着广阔的应用前景,但过高的烧结温度限制了其发展。本文利用溶胶-凝胶法制备能够在低温实现烧结的硼硅酸盐玻璃,作为引入相以实现莫来石陶瓷封装材料的低温共烧,通过研究CaO、B2O3、SiO2的不同组成并引入ZnO、P2O5作为助烧剂,最终制得了能够在800℃实现低温烧结的硼硅酸盐玻璃,其线性收缩率约为22.4%~24.0%,表观密度为2.21±0.1,ε=4.1±0.2,tgδ<0.06%,Rj>1.0×1012Ω.cm。     

硅硼玻璃在可伐合金表面的润湿规律

采用座滴法研究硅硼玻璃在分别具有FeO和FeO+Fe_3O_4氧化膜的可伐合金表面1000℃保温不同时间的润湿规律.用数码显微镜测量硅硼玻璃在可伐合金表面的接触角和润湿直径,用SEM研究晕圈的表面形貌以及玻璃和金属的截面形貌,并用能谱分析不同晕圈处的化学成分.结果表明:随着润湿时间的延长,玻璃在具有FeO和FeO+Fe_3O_4氧化膜的可伐合金表面的接触角不断减小并最终分别在25°和23°趋于稳定.可以观察到,在润湿过程中,熔融玻璃周围存在两个晕圈,可以根据接触角、晕圈和润湿直径的变化将润湿过程分成润湿初始期、润湿铺展期和润湿稳定期三个阶段.     

中性硼硅玻璃与药物相容性研究进展

目的 药品包装材料与药物相容性实验是评价药品包装材料安全性能与药品质量的重要研究项目,中性硼硅玻璃具有膨胀系数小、耐极冷极热性强、不易炸裂、化学稳定性好等特点,已成为注射剂包装的首选材质.探索中性硼硅玻璃与药物相容性的研究进展与发展趋势,为中性硼硅玻璃用于药品包装材料提供参考.方法 分别从玻璃成分中金属离子向药液中的迁移量、有害物质的浸出量、不同温度与酸碱条件下玻璃的脱片、玻璃对药物的吸附以及药物对玻璃表面的侵蚀程度等方面综述中性硼硅玻璃与药物相容性的研究进展,考察中性硼硅玻璃对于药品质量的影响.结论 中性硼硅玻璃与药物的相容性评价方法逐渐完善,为中性硼硅玻璃作为药用包装材料的研究提供参考.     

硼硅酸盐包层玻璃化学稳定性的研究与结构分析

研究了紫外光纤用包层玻璃组分的变化以及外掺ZrO2对光纤包层玻璃化学稳定性的影响.结果表明,通过改变SiO2/B2O3、B2O3/Al2O3、B2O3/(K2O Na2O)的值,以及适当增加外掺ZrO2含量,可以明显提高碱硼硅酸盐玻璃化学稳定性.核磁共振和红外光谱分析表明玻璃化学稳定性提高的主要原因在于Zr4 的加入促进了玻璃内部的[BO3]层状结构逐渐转变为[BO4]网络状结构.     

氧化硼对硅酸盐玻璃固化体结构及抗浸出性能的影响

以SiO2、Al2O3、B2O3、CaO、Na2O为原料,加入5%CeO2(质量分数)作为模拟核素,利用熔融法制备硼硅酸盐玻璃固化体,对含锕系元素的放射性废物进行固化处置。通过傅里叶红外光谱仪、紫外激光拉曼光谱仪和差热分析仪等对热处理后玻璃固化体进行表征,以电感耦合等离子体质谱测试玻璃固化体抗浸出性能。结果表明:B2O3含量为15.79wt%时固化体玻璃化转变温度Tg最大;玻璃中存在[SiO4]、[BO3]、[BO4]等基团,随着B2O3含量的增大,部分[BO4]转变为[BO3];Ce在产品一致性测试法(PCT)下标准化浸出率NR先减小后增大,B2O3含量达到15.79wt%时玻璃抗浸出效果最好。     

介孔生物活性玻璃/脱钙骨复合支架的制备及性能研究

将介孔生物活性玻璃(MBG)与脱钙骨(DB)复合, 利用浸渍法制备出MBG/DB复合支架材料. 采用红外光谱(FTIR), 扫描电镜(SEM), X射线衍射(XRD), 电子万能材料试验机等方法对牛松质骨(CB)、DB、MBG/DB复合支架进行表征. 结果表明, CB经浸酸处理后制备的DB, 孔径大小在200~600μm范围内, 孔隙率约为71%, 抗压性能比CB明显降低(1.10±0.31)MPa, 而采用浸渍法制备的复合支架, 孔隙率降为40%左右, 而压缩强度明显提高(8.49± 2.14)MPa. 体外生物活性测试表明: 复合支架具有良好的生物活性.     

Engineering the Structure of Mesoporous Bioactive Glass Microspheres by the Surface Effect of Inverse Opal Templates and Temperature

The interactions of ions and molecules with material surface are highly dependent on the surface properties of the material. Therefore, the distribution of ions or molecules near the material surface may be affected by the surface properties. This phenomenon can be significant enough for controlling the structure of a material synthesized in the sub‐micrometer scale confinement space of a template. This work confirms that inverse opals are perfect templates for offering confinement space, while their different surface properties can strongly affect ion and block copolymer distribution in the confinement space. This surface effect principle can be used for the controlled synthesis of colloids with complex composition. As an example, four kinds of mesoporous magnetic bioactive glass colloids with ordered mesopores, core–shell structure, open surface pores, or disordered mesopores are prepared by using polystyrene and carbon inverse opal templates. This work reveals that inverse opal templates possess great advantage in controlled synthesizing colloidal structures due to their surface effect on ions and molecules and confinement space.