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生物活性玻璃,让你”重返18岁”!

中国粉体网 2017/7/7 17:11:35 点击 7220 次

导读 自90年代后期以来,世界生物材料科学和技术的迅速发展,推动了生物材料在生物体内的应用。应用较成熟的生物材料有生物陶瓷材料、生物活性玻璃和磷酸钙陶瓷材料。

人口老龄化加剧、运动损伤和交通事故增多所带来的人体器官、组织机能的受损或丧失,都对现代医疗行业提出了更高的要求和新的挑战。对科研人员研究适合于人体组织缺损修复、替代的生物医用材料,不断提出新的课题。


生物材料应运而生


传统药物不能再满足人们对于健康的要求,专家们致力于研究一种可以修复或者取代受损器官或组织的、能与人体相容的功能材料。这种情况下,生物材料应运而生。自90年代后期以来,世界生物材料科学和技术的迅速发展,推动了生物材料在生物体内的应用。应用较成熟的生物材料有生物陶瓷材料、生物活性玻璃和磷酸钙陶瓷材料。




生物活性玻璃


研究进展


2017年三月份的中国国际美博会在广州顺利闭展,贵范8018展出的一款生物活性玻璃牙膏引起美容行业的广泛关注。生物活性玻璃中的活性成分在口腔中遇水或唾液后,会生成神奇的生物活性离子,刺激肌体细胞再生,促进牙骨组织生长和再矿化,轻轻松松解决让口腔医生都头疼的儿童龋齿、口腔溃疡、牙周不适等突出口腔问题。


实际上,生物活性玻璃不仅可以作为牙膏等日用品的添加物,更多对生物活性玻璃的研究集中在了医疗领域。据了解,中国科学院上海硅酸盐研究所正在研究生物活性玻璃涂层人工牙根的项目。目前已有近500例临床植入实验,并取得了良好的结果。被香港世界华人重大学术成果评审委员会评为世界华人重大学术成果。


什么是生物活性玻璃?


生物活性玻璃(bioactiveglass,BAG)是一类能对肌体组织进行修复、替代与再生、具有能使组织和材料之间形成键合作用的材料。生物活性玻璃的降解产物能够促进生长因子的生成、促进细胞的繁衍、增强成骨细胞的基因表达和骨组织的生长。是迄今为止唯一既能够与骨组织成键结合,同时又能与软组织相连接的人工生物材料。



生物活性玻璃在机体内作用图


生物活性玻璃的组成主要为:二氧化硅、氧化钠、氧化钙、五氧化二磷等。与传统的钠钙硅体系玻璃相比,二氧化硅的含量低;氧化钠、氧化钙含量高;氧化钙/五氧化二磷比例高三大特点。在制备工艺上,生物活性玻璃的制备工艺与传统的玻璃制备工艺基本相同。



生物活性玻璃的活性


生物活性玻璃之所以拥有活性,最主要的原因是生物活性玻璃器官或组织植入人体后与人体体液发生反应,在表面生成碳酸羟基磷灰石结构层,经过一段时间的反应,碳酸羟基磷灰石晶相支架层形成,它具有较大的表面积且表面带有负电荷,适合吸附大量的生物分子,为组织提供了键合界面,因此羟基磷灰石晶相层成为新组织生长的基床。细胞在生物活性玻璃表面快速增殖与分化,最终与周同组织相融合。


生物活性玻璃的应用


生物活性玻璃拥有很好的生物相容性和生物活性。应用大致可以分为四类:(1)应用于骨骼修复中;(2)在口腔治疗中用作髓室穿孔的覆盖修复材料和牙科植入材料;(3)应用于创口愈合中;(4)添加在美容护肤高档化妆品中。


生物活性玻璃在骨骼中应用有以下优点:(1)骨形成迅速,除骨引导作用以外,在颗粒内部及其周围也可见骨生成。(2)颗粒大小均匀,由于颗粒之间空隙和材料表面的大量微孔存在,为血管和组织的长人和紧密结合提供了良好条件。(3)操作性能良好,生物相容性好,有黏附性和局部止血作用。(4)X线阻射,便于术后检查。(5)具有降解性,颗粒可被吸收,最终形成骨样结构。但是与人体骨相比生物活性玻璃的脆性大,抗弯性差,这也是生物活性玻璃在应用方面的致命不足,严重限制了该材料的使用范围。目前主要应用在骨损伤修复和骨料填充等非承载部位。

生物活性玻璃在口腔治疗中的应用较多。美国生物公司开发的PerioGlas 粉剂是牙周炎的克星。他的填入可以使牙根和牙床再次紧密结合。含有生物玻璃粉末的牙膏,可以用于治疗牙齿对冷热过敏及牙周疾病。


在创口愈合中由于生物活性玻璃在体内降解可刺激生长因子的生长,进而修复受损细胞和组织,并且还有消炎杀菌等作用。据了解BG已成功应用于口腔溃疡和烧伤的治疗,并取得良好的效果。

随着材料科学与生命科学的发展,仿生技术、纳米技术、复合技术、3D打印技术必将广泛应用于人体植入材料的研究。由于生物活性玻璃具有高生物活性、生物相容性和化学稳定性等特点,可以修复、替代或再生肌体组织,必将在医疗领域中得到更多应用,为人类健康做出更多贡献。

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