顶盛健齿膏——生物活性玻璃的应用及前景.doc

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1、生物活性玻璃的应用及前景随着社会的进步、技术的发展和人13老龄化的加剧．全球对生物医学材料及其制品的需求逐年增加。器官的人工化成为当今医学科学的尖端技术之一。其潜在的核心是医用生物材料的研发。1969年美国Florida的Hench教授等发现一定组成的生物活性玻璃植入体内后其表面不形成纤维包裹层，而是与骨组织形成紧密的结合，其结合面的强度甚至高于骨和材料本身．在此基础k研制出了45S5生物玻璃并提出了生物活性的概念。生物活性医用玻璃一般为CaO—SiO，一P20，系统．部分含有MgO、丸0、Na20、A120，、B203、TIO：等。玻璃网络中非桥氧

2、所联结的碱金属和碱土金属离子在水相介质存在时．易溶解释放出一价或二价金属离子．使生物活性玻璃表面具有良好的溶解性．这就是生物活性玻璃具有生物活性的基本原因。非桥氧键所占比例越大，玻璃的生物活性也就越高。一、生物活性玻璃的应用(一)对生物活性材料在体内与骨组织结合面的研究发现．材料在体内环境中表面会形成一层类骨羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)层．骨组织通过HA层与材料进行结合。在力学实验中．断裂不是发生在骨的一侧就是发生在材料一侧．界面结合处却完好无损，表明HA层与骨结合密切．材料在体液环境中沉积HA层的能力成为评判材料活性的一个莺要依

3、据。以Ca—Si为基础的生物玻璃。在体液环境中。其表面形成一层富硅层．诱导HA的沉积，从而显示出生物活性。与磷酸钙生物材料相比．生物活性玻璃的组分范嗣要广．各种对人体无害和能促进骨组织生长的离子都可以添加到生物活性玻璃中以改善其性能。由于生物活性玻璃优良的生物活性和可调节的化学组成，其性能如活性、降解性和力学性能都可以人为调节和控制．使生物活性玻璃成为骨组织修复材料的一个研究热点。(二)生物活性玻璃可做成局部的物药制剂施用于创伤．例如以悬浮液。洗剂，霜剂，药膏或凝胶的形式。除生物活性玻璃之外，制剂中还能包含其他治疗物质，例如抗生素，抗病毒素．愈合促进

4、物质，抗炎物质等。在一个实施方案中．治疗物质是一种如若不然在其释放位点上会引起炎症的物质，而生物活性玻璃微粒减轻相关的炎症。许多其他化合物当经由肺给药。即经由一个吸入器施用时。会导致发炎。不用任何载体或赋形荆而将生物活性玻璃直接放在一个创伤面中或～个灼伤上是可行的。优选在用于局部施用的任何医药可接受的载体中单独混合生物活性玻璃或与～种或多种其他治疗物质组合的生物活性玻璃，例如梁杰(哈尔滨师范大学化学化工学院，哈尔滨150001)【关键词】生物活性玻璃：应用；前景悬浮液、油膏霜剂或凝胶，从而有利于施用到创伤。二、现阶段存在的问题及解决措施生物活性玻璃具

5、有金属材料及有机材料无法比拟的优点．如生物相容性好．无毒副作用，可与骨骼形成骨性键合．并且耐化学腐蚀等，但是它同样存在着致命的不足，与人体骨相比生物活性玻璃脆性大，尤其是抗弯强度不足．严莺限制了该类材料的使J}}j范围。目前生物活性玻璃还主要用于骨损伤修复及骨料填充等非承载部位，如何弥补其不足，更好地开发利用该类材料便成为各国材料工作者研究的重点。(一)调节玻璃组分。生物活性玻璃化学组分多，组成复杂．因而通过适当调整玻璃组成，可获得特定的结构．从而显著改善玻璃的性质．但在调整生物活性玻璃组分时要注意以保证其生物活性为前提。(二)改进制备工艺。传统制备

6、生物活性玻璃的方法为高温熔融法，在玻璃制备过程中通过调节气氛、熔制温度、退火温度、保温时问等可使玻璃产生特定的结构，并使其在热处理过程巾晶化．在晶化过程巾通过控制晶体种类、晶体颗粒大小以及含量等因素来改善玻璃的一系列性质。如适当调整制备工艺、细化晶粒来提高生物活性玻璃的断裂韧性。近期发展起来的Sol—geI法与传统的高温熔融法相比具有以下优势：在Sol一胛l法制备过程中．原料组分可在分子水平上均匀混合．所得制品具有均匀性高、纯度高等优点，且制备过程中热处理温度低。近年来人们还发现利用Sol—gel法町扩大生物活性玻璃的组分范围．制备出的材料比表面积大

7、．残余轻基多，能与生物机体内的蛋白质氨基酸以低能途径形成肤键．更快更多地实现骨键合，冈此Sol—gel法是制备生物活性玻璃一条新途径。(i)制备复合材料。通过不同材料的复合．利用不同材料性能的互补可以达到增强材料的日的。材料复合的方法有很多种，可以按与生物玻璃复合的材性质分类．也-口T按复合的方法分类。研究者在生物材料的组成、制备工艺等方面作出了很多工作并取得了一系列进展．但都没有从根本上解决材料抗弯强度不高的问题。近年来通过不I司种材料复合来达到增韧补强的目的已成为国内外研究的趋势。三．生物活性玻璃未来的发展方向Hench等在1998年时生物玻璃未

8、来发展的展望中谈到：在下一个千年(也就是2l世纪)．生物材料的重点应该是制备具有和种植部位自体组织功能一致的