含锶硼硅酸盐生物玻璃的降解性能及体外生物活性

研究了含锶硼硅酸盐玻璃的体外生物活性和降解性。采用熔融法制备不同锶含量(SrO含量为0、2%、4%、6%、8%、10%、12%(摩尔分数))的硼硅酸盐生物玻璃粉末,粒径范围为150～300μm。将各组玻璃样品浸泡在0.02mol/L的K2HPO4溶液中,置于37℃恒温条件下,进行体外生物矿化反应。通过对反应样品的质量损失以及浸泡液pH值进行测定,并用XRD、FTIR以及SEM对反应过程和反应后产物进行表征。结果表明,含锶的硼硅酸盐玻璃在体外生物矿化反应中被生物降解,并转化为含锶羟基磷灰石,具有很好的生物活性和降解性;同时也观察到玻璃中引入锶元素后,在一定程度上控制玻璃的降解速度,进而控制硼的溶出速度,从一定程度上避免硼溶出速度过高可能带来的风险;ICP的结构也表明,当SrO为6%(摩尔分数),样品中硼元素溶出的速度最低。因此,用锶的含量可控制硼硅酸盐玻璃的降解速度,这种方法将在组织工程领域具有广阔的应用前景。     

磁性生物活性玻璃陶瓷的制备研究进展

磁性生物玻璃陶瓷主要指将具有磁性的元素,如铁等引入到生物玻璃陶瓷中,制备出结构和性质类似于人体组织的生物材料,其独特的功能使之成为近来新材料研究的热点.介绍了较为常见的几种磁性生物玻璃陶瓷的制备方法,如熔融煅烧法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、双相复合法等,并对它们的特点进行了分析.     

生物活性玻璃/PLA-PEG-PLA/聚乳酸组织工程支架在SBF溶液中的降解和矿化

通过测定pH值、质量损失率、SEM、XRD和FTIR,系统研究了生物活性玻璃/聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物（PLA-PEG-PLA）/聚乳酸组织工程支架在模拟体液（SBF）中的降解和生物矿化性能。研究结果表明：随着支架在SBF溶液中浸泡时间的延长,SBF的pH值和支架的质量呈下降趋势;生物活性玻璃的存在使pH值升高,而PLA-PEG-PLA嵌段共聚物的存在使pH值降低。XRD、FTIR图谱和SEM图像表明：在SBF中浸泡一定时间后,有无定型或结晶不完善的磷灰石在生物活性玻璃/PLA-PEG-PLA/聚乳酸组织工程支架表面沉积形成,并且PLA-PEG-PLA共聚物降解速度比聚乳酸快;在SBF中浸泡7天后,PLA-PEG-PLA共聚物的含量已经很难通过FTIR检测出来。     

钙磷硅系生物活性玻璃的溶胶-凝胶法制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了CaO—P2O5-SiO2生物活性玻璃，研究了原料的加入顺序的影响，确定了溶胶-凝胶生物玻璃的制备工艺；利用差热分析、X射线衍射（XRD）分析、原子吸收光谱（IR）和扫描电镜（SEM）等手段，研究了溶胶-凝胶玻璃的热演变过程及微观结构和形貌。将该生物玻璃粉与柠檬酸混合，调和固化后于模拟体液申浸泡。研究其生物活性。结果表明，所制备的生物玻璃具有良好的生物活性，能有效地诱导钙、磷离子沉积。     

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。     

含锰锌铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷制备工艺及其性能研究

在磷灰石/硅灰石生物活性玻璃陶瓷(A-WGC)中掺杂锰锌铁氧体, 制备出一种新型的磁性生物活性玻璃陶瓷, 并研究了不同制备工艺对其磁性和生物活性的影响. 结果表明, 使用不同掺杂工艺制备的材料的主晶相均为硅灰石、磷灰石、氟磷灰石和分子式为Zn_0.75Mn_0.75Fe _1.5O₄的锰锌铁氧体. 在充磁至7.96×10⁵A·m^-1时, 各材料的饱和磁化强度相差不大, 在5.4~5.9A·m²·kg^-1之间. 材料的生物活性与烧结前和锰锌铁氧体前驱体复合的A-WGC原料的反应活性有关, A-WGC原料的反应活性越低, 材料的生物活性越好. 比较各材料, 采用将A-WGC前驱体高温煅烧后再与锰锌铁氧体前驱体固相混合的工艺制备的材料具有良好的磁性和较高的生物活性.     

等离子喷涂 AP40生物活性玻璃陶瓷涂层的结构和性能

采用大气等离子喷涂技术，在TiA16V4基体上制备了AP40玻璃陶瓷涂层．利用光学显微镜、SEM和XRD分析技术对涂层形貌、显微组织结构和相组成进行了研究．探讨了热处理工艺对涂层组织结构及其性能的影响，并按德国DIN 50160标准进行涂层的拉伸强度试验．结果表明：等离子喷涂AP40玻璃陶瓷涂层在喷涂态，只有较低的结晶度．喷涂工艺对涂层的孔隙率和粉末沉积率有较大的影响．合适的热处理工艺可提高涂层的结晶度，减少孔隙以及提高结合强度．     

硅烷化介孔硼硅酸盐生物玻璃微球对PMMA骨水泥生物活性和力学性能的影响（英文）

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥因具有良好的力学性能、适宜的凝固时间和低毒性等优点而在骨科手术中作为可注射型人工骨修复材料受到广泛的应用。然而,其生物惰性可能导致假体长期植入后产生无菌性松动。本研究采用模板法制备了介孔硼硅酸盐生物玻璃微球(MBGS),并用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-MPS)对其进行改性,制备了MBGSSI。再将硅烷化介孔硼硅酸盐生物玻璃微球(MBGSSI)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥复合,制备了一种具有良好生物活性和力学性能的复合骨水泥。实验结果表明,由于γ-MPS与MBGS的结合主要发生在介孔微球的近表面,MBGSSI比MBGS具有更大的比表面积和更小的孔容积。与MBGS/PMMA复合骨水泥相比,γ-MPS可以改善复合材料中无机相和有机相之间的结合,因此MBGSSI/PMMA复合骨水泥的力学性能得到了改善,符合ISO 5833:2002对丙烯酸类骨水泥的力学性能要求。此外,在SBF溶液中浸泡42 d后, MBGS/PMMA和MBGSSI/PMMA复合骨水泥的表面均生成了羟基磷灰石(HA),证明复合骨水泥具有良好的生物活性。因此, MB...     

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...     

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。     

新型生物活性材料的设计和研究进展

生物活性材料是生物医用材料领域中一个重要的研究方向.研究表明,在体液的作用下这类材料的表面能够形成Si-OH、Ti-OH、Ta-OH、-COOH和PO4H2等功能基团,从而诱导类骨磷灰石层生成并与骨发生键合.综述了人们利用医用金属进行表面生物活化或通过有机/无机复合的方法得到力学性能良好的新型生物活性材料,为人工植入体的临床应用提供了更广阔的前景.     

生物活性陶瓷活动义眼座的研制及动物实验研究

用含有氧氟磷灰石和硅灰石微晶的生物活性陶瓷制成了用于义眼镶配的可活动的义眼座，其物理性能一物相容性优良。用ＤＴＡ、ＸＲＤ、ＳＥＭ及ＥＤＳ方法分析了其结构，动物实验结果表明，其活动性令人满意。     

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.     

含锶硼酸盐基生物玻璃经晶化处理后对其溶解性能及体外生物活性的影响

通过对含锶硼酸盐基玻璃进行微晶化处理,以考察该玻璃由玻璃态转化为晶态时体外生物活性和降解性的改变。采用熔融法制备不同锶含量(n(SrO)=0、2%、6%)的硼硅酸盐生物玻璃,然后在700℃/4h条件下微晶化处理,分别获得微晶化前后的试样。将各组玻璃及微晶化的样品浸泡在类似于生理模拟液的0.02mol/L的K2HPO4溶液中(以1g玻璃对应100mL浸泡液的比例),置于37℃恒温条件下,进行体外生物矿化反应。用XRD和FT-IR对反应后产物进行表征,并测定不同浸泡时间下样品的质量损失率以及浸泡液的pH值。结果表明,微晶化处理前后的含锶的硼硅酸盐玻璃试样在浸泡实验中都可以转化成含锶羟基磷灰石,即微晶化后的试样仍然具有体外生物活性;并且微晶化后试样的离子溶出速度能够减缓,降低了原玻璃相对骨组织生长来说的较高的降解速度,可以更加匹配骨组织生长的周期。因此,微晶化处理硼硅酸盐玻璃可实现对降解速度的调控,使该微晶化的生物玻璃有可能在骨组织修复中得到临床应用。     

烧结法制备生物活性玻璃陶瓷材料

以氧化锆为成核剂,采用烧结法制备了基玻璃化学组成为49.6%(质量分数,下同)SiO2,21.7%CaO,22.7%Na2O,6.1%P2O5的生物活性玻璃陶瓷材料.通过XRD、TF-XRD、SEM等测试分析对其物相及生物活性进行了研究.结果表明在基玻璃中引入适量的氧化锆,可获得物相组成良好的材料,且该材料具有较高的生物活性.     

生物活性玻璃/聚乳酸组织工程支架在SBF溶液中的降解和矿化性能

利用扫描电镜、X衍射仪以及红外漫反射仪,并通过对生物活性玻璃/聚乳酸组织工程支架在模拟体液（SBF）中失重率及模拟体液pH值的变化的检测,系统研究了生物活性玻璃/聚乳酸组织工程支架在SBF中的降解和矿化性能。结果发现：随着含有生物活性玻璃的聚乳酸支架在SBF溶液中浸泡时间的增长,SBF的pH值不断下降;含有生物活性玻璃...     

含钙铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷热种子的制备与表征

本工作将钙铁氧体与溶胶-凝胶法制得的生物活性玻璃陶瓷复合,制备了含钙铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷磁热种子。对所制得材料的物相组成、磁性、体外生物活性、磁生热能力及磁热对肿瘤细胞的杀伤效应、组织相容性进行了表征。结果表明,材料主晶相为CaSiO₃、Ca₅(PO₄)₃F和CaFe₂O₄。充磁约8×10⁵ A·m-1时,材料饱和磁化强度约5 A·m²·kg-1,矫顽力约2×10⁴ A·m-1。暴露在342 kHz、1×10³ A/m的交变磁场下,0.1 g材料20 min内即能实现升温约40 ℃。在浸泡入模拟体液中14 d后,材料表面能形成不连续的含有碳酸根生物的活性层。MTT细胞增殖实验显示材料无细胞毒性,MG63细胞能在材料上粘附和生长。将材料与VX2细胞在交变磁场下复合培养20 min,材料周围出现明显的死亡细胞圈。兔肌肉植入实验显示材料组织相容性良好。     

Sol-Gel生物活性玻璃降解性能及矿化沉积的体外模拟研究

本研究采用溶胶-凝胶法制备了CaO-P2O5-SiO2系统生物活性玻璃粉体,并通过成型、烧结工艺制成多孔材料,样品在体外模拟实验系统中进行材料降解性能研究.通过测量溶液pH值、Ca2 浓度及样品的XRD、SEM、FTIR测试,认为生物活性玻璃本身发生降解的同时表面有一层类骨碳酸羟基磷灰石生成.     

生物玻璃的研究与发展

生物玻璃的研究已达二十多年，现已成为材料学、生物化学以及分子生物学的交叉学科。由于生物玻璃具有人体硬或软生命组织有机联结的特点，在骨科、牙科、中耳等方面，对人体的伤害部位可进行修护治疗以至康健，其前景可观。生物玻璃主要由Ｓｉ、Ｎａ、Ｃａ以及Ｐ的氧化物组成。被发现具有生物活性的玻璃已有一系列组成，并且对这些系列玻璃已积累了大量的模拟人体溶液实验数据。常用的模拟人体溶液有两种：其一是Ｔｒｉｓ缓冲液；其