生物活性玻璃适度溶解
生物活性玻璃
生物活性玻璃一、引言生物活性玻璃（bioactive glass，BAG）是一种具有良好生物相容性和生物活性的材料，具有广泛的应用前景。
其中，BAG-被用来修复和再生骨骼和牙齿组织，被广泛应用于医疗领域。
二、生物活性玻璃的历史20世纪50年代，全欧洲的学者和医生都在寻找一种可以更好地修复骨骼缺陷的方法，而玻璃领域的科学家们则在研究如何用玻璃代替骨骼的缺陷。
这些研究最终导致了生物活性玻璃的发现。
1969年，英国剑桥大学的Larry Hench教授首先提出了生物活性玻璃的概念。
Hench通过在玻璃中添加天然的人体成分和改变玻璃化学构成来使玻璃具有生物活性，并被称为“胡萝卜玻璃”，因为它的配方中包含了苹果、胡萝卜和菠菜。
在BAG-45S5的构成和材料所使用的原理上，也是Hench教授在20世纪70年代末期发明的。
20世纪70年代末期，Hench创造了第一种BAG， BAG-45S5，它包括SiO2、Na2O、CaO和P2O5。
BAG-45S5存储在A-W慢晶体基质的研究并且在存储后才释放出离子，该研究是BAG行业的里程碑。
三、生物活性玻璃的材料和制造方法生物活性玻璃是由玻璃形成材料和可释放出溶解离子的化学元素的混合物组成的。
BAG的组成可以通过改变其成分控制所释放的离子，包括Na+、Ca2+和SiO4^-4等。
BAG的制造方法大多基于锻造、键合、重燃及溶胶-凝胶等步骤，其中，溶胶-凝胶法是被广泛运用的一种。
四、生物活性玻璃的生物活性及应用BAG具有良好的生物活性是由于其表面的氢氧根离子与生物体的液体接触产生化学反应，释放出有益于骨细胞生长和修复的离子。
因此，BAG在医学领域被广泛应用于骨科修复和牙科修复。
（一）BAG在骨科修复中的应用1、 BAG可以加速骨细胞形成和骨重构，它的离子能够引发生长因子的生物化学反应，加速骨细胞的分化和增殖。
2、 BAG可以促进骨重构，并增强骨密度、硬度、强度和抗扭曲性等物理特性。
生物活性玻璃材料的合成与性能研究
生物活性玻璃材料的合成与性能研究引言生物活性玻璃是一种可以与人体骨组织相结合的特殊材料，具有广泛的应用前景。
为了实现更好的疗效和生物相容性，对生物活性玻璃材料的合成与性能进行深入研究具有重要意义。
合成方法目前，合成生物活性玻璃材料的方法有多种，其中最常见的是烧结法和溶胶-凝胶法。
烧结法是将特定比例的无机物粉末制备成块状，然后高温加热使粉末熔融并冷却形成玻璃材料。
溶胶-凝胶法是将适量的金属盐或金属有机物在溶剂中制备成胶体溶液，然后通过加热和干燥过程形成玻璃材料。
性能研究生物活性玻璃材料具有一系列特殊的性能，如生物相容性、生物固定性和生物可解性。
生物活性玻璃材料能够与人体骨组织形成化学结合，促进骨再生。
此外，它还能够释放出有益的离子，如钙离子，促进骨细胞的增殖和分化。
这些特殊性能使得生物活性玻璃材料在骨修复和组织工程等领域具有广泛的应用前景。
性能与合成的关系研究合成方法对生物活性玻璃材料的性能有着重要影响。
溶胶-凝胶法合成的生物活性玻璃材料具有较高的孔隙度和比表面积，有利于药物的吸附和释放，从而提高治疗效果。
烧结法合成的生物活性玻璃材料则具有较高的力学强度，可用于骨缺损更为困难的情况下。
因此，选择合适的合成方法对于获得具有特定性能的生物活性玻璃材料至关重要。
应用前景生物活性玻璃材料的研究和应用已经涉及到多个领域。
在骨修复领域，生物活性玻璃材料可以用于治疗骨折、骨缺损以及关节置换术后的骨修复。
在牙科领域，生物活性玻璃材料可以用于治疗牙髓炎、牙周病等口腔疾病。
此外，在组织工程和药物传递领域，生物活性玻璃材料也被广泛应用于三维打印技术和药物缓释系统的研究。
结论生物活性玻璃材料的合成与性能研究是一个具有重要意义的领域。
合成方法对于生物活性玻璃材料的性能具有重要影响，不同的合成方法可以制备出具有特定性能的生物活性玻璃材料。
生物活性玻璃材料具有广阔的应用前景，在骨修复、牙科、组织工程和药物传递等领域具有重要价值。
生物活性玻璃实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解生物活性玻璃的制备方法及其基本原理；2. 掌握生物活性玻璃的性能测试方法；3. 研究生物活性玻璃在不同条件下的性能变化。
二、实验材料与仪器1. 实验材料：硅砂、硼砂、氧化钙、氧化钠、氧化铝等；2. 实验仪器：高温炉、研磨机、电子天平、分析天平、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子吸收光谱仪等。
三、实验方法1. 生物活性玻璃的制备（1）按一定比例称取硅砂、硼砂、氧化钙、氧化钠、氧化铝等原料；（2）将原料混合均匀，加入适量去离子水；（3）将混合物放入高温炉中，在1200℃下熔融；（4）将熔融物倒入模具中，自然冷却；（5）将冷却后的玻璃块研磨成粉末，过筛，得到生物活性玻璃。
2. 生物活性玻璃的性能测试（1）X射线衍射分析（XRD）：分析生物活性玻璃的晶体结构；（2）扫描电子显微镜（SEM）：观察生物活性玻璃的微观形貌；（3）原子吸收光谱仪（AAS）：测定生物活性玻璃中各元素的含量；（4）力学性能测试：测定生物活性玻璃的抗压强度、抗折强度等；（5）生物活性测试：模拟人体生理环境，研究生物活性玻璃的溶出性能和细胞毒性。
四、实验结果与分析1. XRD分析通过XRD分析，发现制备的生物活性玻璃具有典型的玻璃晶体结构，表明制备方法合理。
2. SEM分析SEM分析显示，生物活性玻璃的微观形貌呈现出均匀的颗粒状，说明玻璃粉末具有良好的分散性。
3. 元素含量测定AAS测定结果表明，生物活性玻璃中Si、B、Ca、Na等元素的含量与理论值基本一致，表明原料配比合理。
4. 力学性能测试抗压强度和抗折强度测试结果表明，生物活性玻璃具有良好的力学性能。
5. 生物活性测试模拟人体生理环境下，生物活性玻璃具有良好的溶出性能，溶出物中Si、B、Ca等元素含量较高，表明生物活性玻璃具有良好的生物相容性。
细胞毒性实验结果显示，生物活性玻璃对细胞无明显毒性。
五、结论1. 本研究成功制备了生物活性玻璃，并通过XRD、SEM、AAS等方法对其进行了性能分析；2. 生物活性玻璃具有良好的生物相容性和力学性能，为生物医学领域提供了新的材料选择；3. 本实验为生物活性玻璃的制备与性能研究提供了参考，有助于进一步优化制备工艺和拓宽应用领域。
生物活性玻璃在医学中的应用
生物活性玻璃在医学中的应用摘要：生物活性玻璃（bioactive glasses，BG）是由氧化钙、五氧化二磷以及氧化硅等为主要成分的无机非金属材料组成，具有良好的生物相容性，在医学领域一直受到人们的密切关注。
对生物活性玻璃在医学中的应用进行综述。
关键词：生物活性玻璃；组织工程；再矿化生物活性玻璃（bioactive glasses，BG）是由氧化钙、五氧化二磷以及氧化硅等为主要成分的无机非金属材料组成，具有良好的生物相容性。
生物活性玻璃的结构呈网状，大多数由硅氧四面体组成[1]，它是由Si-O-P键与硅氧四面体连接，而钙离子作为网络的修饰体存在于结构中，然而钙离子的存在会使得四面体的结构容易断裂，使得网络结构变得疏松易破坏，离子容易溶出，在模拟体液中能够与溶液发生离子交换，钙离子与溶液中氢离子发生交换，使得四面体中氢离子浓度升高，PH下降，加速溶解。
另外钙离子与磷酸根离子以及碳酸根离子可以形成生成碳酸羟基磷灰石晶体（HCA）[2]。
羟基磷灰石具有良好的生物安全性，广泛应用骨组织工程，并且具有较好的修复、键合作用，且该材料生物安全性好植入体内后不发生炎症反应，目前被广泛地应用在生物医学领域[3]。
如颌骨缺损修复、牙体硬组织的矿化、软组织愈合的治疗等均具有较好的效果，近年来也被广泛地应用在牙科领域[4]。
以下就生物活性玻璃在医学领域的应用作一综述。
1、BG在骨组织工程中应用骨组织工程是近年来为临床解决骨缺损兴起的一门技术。
骨质工程材料是指能与组织活体细胞结合并能植入生物体的不同组织，并根据具体替代组织具备的功能的材料。
骨组织材料也必须满足一定条件：①生物相容性和表面活性：有利于细胞的黏附，无毒，不致畸，不引起炎症反应，为细胞的生长提供良好的微环境，能安全用于人体。
②骨传导性和骨诱导性：具有良好骨传导性的材料可以更好地控制材料的降解速度，具有良好骨诱导性的支架材料植入人体后有诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化并促进其增殖的潜能。
生物活性玻璃材料的制备与性能研究
生物活性玻璃材料的制备与性能研究I. 引言生物活性玻璃材料是一种具有广泛应用潜力的材料，可用于骨修复、医疗器械、药物传递等领域。
本文旨在探讨生物活性玻璃的制备方法以及其性能研究。
II. 生物活性玻璃的制备方法A. 熔融法熔融法是制备生物活性玻璃的常见方法之一。
通过将合适的化学成分混合，并在高温下熔融，然后迅速冷却，可得到无定形的玻璃材料。
此方法可实现大规模生产，但由于工艺复杂，可能导致玻璃中的结晶和气泡形成。
B. 反应法反应法是制备生物活性玻璃的另一种常见方法。
一种典型的反应法是溶胶-凝胶法。
通过将溶胶中的金属离子与氢氧根离子或多元羟基有机分子进行反应，形成凝胶。
凝胶可通过干燥、烧结等工艺得到生物活性玻璃材料。
此方法可控制材料的孔隙结构，但制备周期长。
III. 生物活性玻璃的性能研究A. 生物活性生物活性是衡量材料的重要性能之一。
生物活性玻璃具有良好的生物活性，即能在生物环境中与组织发生相互作用，促进骨组织再生。
该性能由玻璃中的离子交换和表面反应引起。
B. 生物相容性生物相容性是评价材料在体内应用时对机体无害性和可接受性的指标。
生物活性玻璃材料的低毒性和生物相容性使其成为理想的医疗材料。
研究表明，该材料对人体细胞具有良好的相容性。
C. 力学性能生物活性玻璃的力学性能对其在骨修复中的应用起着重要的作用。
优秀的力学性能可以保证材料在植入后的稳定性和持久性。
因此，研究人员对生物活性玻璃的强度、韧性、硬度等力学性能进行了广泛的研究。
D. 药物传递性能生物活性玻璃材料还具有良好的药物传递性能。
其孔隙结构和表面活性可用于控制药物缓释速率，实现局部治疗和药物输送。
许多研究表明，生物活性玻璃可有效提高药物传递效果。
IV. 结论生物活性玻璃材料的制备和性能研究已取得了不俗的进展。
熔融法和反应法是常用的制备方法，各有优劣。
生物活性、生物相容性、力学性能和药物传递性能是评价该材料的重要指标。
未来应进一步深入研究和优化制备方法，以实现其在医学领域的广泛应用。
生物可降解材料
⽣物可降解材料可⽣物降解的材料有天然⾼分⼦、⽣物合成⾼分⼦、⼈⼯合成⾼分⼦、⽣物活性玻璃、磷酸三钙等。
天然⾼分⼦均为亲⽔性材料,如胶原、明胶、甲壳素、淀粉、纤维素、透明质酸等,它们在⼈体内的降解速度与材料在⼈体⽣理环境下的溶解特性有关。
例如明胶分⼦能够溶于与体液相似pH 值为714 的⽣理盐⽔中,因⽽必须先进⾏交联才能作为材料在⼈体中使⽤[4～6 ] ,其交联产物在⼈体内降解2溶解的速度很快,⼏天内就可被⼈体完全吸收。
与此相对应,在正常⽣理环境下不溶解的天然⾼分⼦,如甲壳素(在酸性环境下溶解) [7 ] ,其降解速率就要慢得多。
磷酸三钙具有良好的⽣物相容性、⽣物活性以及⽣物降解性,是理想的⼈体硬组织修复和替代材料,在⽣物医学⼯程学领域⼀直受到⼈们的密切关注。
医学上通常使⽤的是磷酸三钙的⼀种特殊形态—β-磷酸三钙。
β-磷酸三钙主要是由钙、磷组成，其成分与⾻基质的⽆机成分相似，与⾻结合好。
动物或⼈体细胞可以在β-磷酸三钙材料上正常⽣长，分化和繁殖。
通过⼤量实验研究证明：β-磷酸三钙对⾻髓造⾎机能⽆不良反应，⽆排异反应，⽆急性毒性反应，不致癌变，⽆过敏现象。
因此β-磷酸三钙可⼴泛应⽤于关节与脊柱融合、四肢创伤、⼝腔颌⾯的外科、⼼⾎管外科，以及填补⽛周的空洞等⽅⾯。
随着⼈们对β-磷酸三钙研究的不断深⼊，其应⽤形式也出现了多样化，幵在临床医学中体现了较好的性能。
梁⼽等通过实验发现其溶⾎程度<5%，当β-磷酸三钙被植⼊⼈体内后，其在体液中能发⽣降解和吸收，钙、磷被体液吸收后进⼊⼈体循环系统，⼀定时间后植⼊⼈体的β-磷酸三钙逐渐溶解消失，形成新⾻。
Arai等利⽤β-磷酸三钙多孔陶瓷填充8～15cm 的腓⾻节段缺损，获得了腓⾻再⽣。
平均术后2个⽉即可达到重建。
不会发⽣踝关节及胫⾻的移位。
郑承泽等将β-磷酸三钙与⾃体⾻髓复合应⽤于临床，修复包括肿瘤性⾻缺损和陈旧性⾻折⾻缺损,经术后调查，结果显⽰植⼊材料的成⾻作⽤明显，说明β-磷酸三钙与⾃体⾻髓复合是⼀种治疗⾻缺损理想的⽅法。
生物活性玻璃在软组织修复的研究
生物活性玻璃在软组织修复的研究引言生物活性玻璃是一种具有生物活性的材料，能够与生物体组织发生良好的相容性，被广泛应用于骨外科领域。
近年来研究发现生物活性玻璃在软组织修复中也具有潜在的应用价值。
本文将就生物活性玻璃在软组织修复中的研究进展进行综述，探讨其在软组织修复中的应用前景。
生物活性玻璃的基本特性生物活性玻璃是一种由硅酸盐玻璃和生物活性物质组成的材料，具有优异的生物相容性和生物活性。
在生物活性玻璃表面，存在着富含羟基（OH-）的无定形结构，使其具有良好的生物吸附性和生物活性。
生物活性玻璃还具有可溶性的特性，能够释放出活性离子，如钙离子、磷酸盐离子等，促进组织修复和再生。
这些特性使得生物活性玻璃成为一种优秀的软组织修复材料。
生物活性玻璃在软组织修复中的应用主要包括两个方面：一是作为软组织填充材料；二是作为软组织修复支架材料。
作为软组织填充材料，生物活性玻璃可以用于填充软组织缺损，如皮肤损伤、软组织创面等。
研究表明，生物活性玻璃具有良好的渗透性和形态可控性，能够填充软组织缺损并促进软组织再生。
生物活性玻璃还能够释放出钙离子等活性离子，促进软组织细胞的增殖和分化，加速软组织修复过程。
近年来，越来越多的研究关注生物活性玻璃在软组织修复中的应用。
一些研究表明，将生物活性玻璃与生物活性材料（如生物活性陶瓷、生物活性高分子材料）复合应用，可以提高软组织修复材料的生物活性和机械性能，促进软组织修复和再生。
另一些研究表明，通过表面改性和纳米结构设计，可以调控生物活性玻璃的生物活性和可降解性，实现对软组织修复的精准促进。
一些研究还关注生物活性玻璃的生物降解性能和组织材料相互作用机制，以期能够更好地发挥其在软组织修复中的作用。
结论与展望生物活性玻璃在软组织修复中具有广阔的应用前景，但也面临一些挑战。
目前，生物活性玻璃在软组织修复中的研究还处于初步阶段，需要进一步深入研究其与软组织的相互作用机制和作用方式。
还需要完善生物活性玻璃的制备工艺和应用技术，提高其生物活性和可降解性，以更好地满足软组织修复的临床需求。
生物活性玻璃的制备和应用
生物活性玻璃是一种具有组织修复功能的特种玻璃材料，最初由佛罗里达大学的Hench教授于19世纪70年代研制开发出来，属于硅酸盐体系且具有特定的化学组成。
其在植入体内后能够产生键合作用从而紧密的结合骨组织，同时不产生炎症等不利反应，具有良好的生物相容性和生物活性，因而引起了生物医用材料界的高度关注，并且随着材料制备技术的发展，生物活性玻璃的特性、制备工艺、化学组成、组织结构以及理化性能也在不断改进，应用前景也越来越广泛。
生物活性玻璃的制备1、熔融法熔融法生物玻璃是第一代生物玻璃，被广泛应用于临床。
其制备方法与普通玻璃的方法类似，首先将一定纯度的粉体原料按照一定化学计量比均匀混合，然后将混合原料在高温条件下（1300~1500℃）熔融，再将高温熔体在水中淬冷，最后通过干燥、研磨和过筛得到生物活性玻璃粉体。
Hench使用熔融法制备了生物活性玻璃(45S5)。
研究发现，45S5生物玻璃具有良好的生物相容性、高生物活性和优异的骨修复性能，其产品已在牙科和整形外科等临床中得到很好的应用，如中耳骨修复、牙周缺损修复以及牙槽脊增高等，并取得良好的治疗效果。
但是，熔融法自身却存在一些不容忽视的缺点，比如高温熔融工艺能耗较大，生物玻璃中的碱金属成分在高温下易腐蚀坩锅造成成分污染，研磨过筛进一步导致有害杂质摻杂且导致颗粒形貌不规则、粒度不均匀，混料不均和分相现象导致成分不均匀，材料呈块状且致密无孔，比表面积小，离子释放和降解速度慢，不利于新生组织的长入等。
2、溶胶－凝胶法溶胶－凝胶法是在酸或碱催化下，使含有Ca、P、Si等化合物前驱体在溶液中发生水解生成玻璃溶液，后经过陈化等后处理形成玻璃态凝胶，最后通过干燥工艺去除凝胶材料中未反应的挥发有机物得到生物活性玻璃的方法。
相对于传统的熔融法，制备的产品具有颗粒小、比表面积大等优点。
此外，烧结温度远低于熔融法制备玻璃温度，该工艺技术对设备要求较低，制备的材料具有更高的物理化学稳定性及相容性。
生物活性玻璃的结构性能特点及在生物医用领域的应用
生物活性玻璃的结构性能特点及在生物医用领域的应用摘要生物玻璃是重要的无机生物医用材料之一。
本文论述了生物玻璃材料的发展历史、研究现状及发展方向，特别是详尽地讨论了生物玻璃的制备方法，以及因其具有良好的生物活性、生物相容性而广泛地应用于骨科、牙科的替代及骨组织工程中的领域，最后展望了生物玻璃材料的应用前景。
关键词：生物活性玻璃、制备方法、性质、应用Abstract,researchstatusanddirectionofdevelopment,inparticularadetaileddiscussiono fthepreparationofbiologicalglass,andbecauseofitsgoodbiologicalactivity,biocom patibilityandwidelyusedinorthopedics,dentistryreplacementandbonetissueenginee ringfield,andfinallytheapplicationprospectofbio-glassmaterial.Keywords:bioactiveglass、preparationmethod、property、application1、绪论生物玻璃（bioactiveglass，BAG）作为无机生物医用材料中的一个重要分支[1]，具有良好的生物相容性，没有毒副作用。
此外，由于它们的化学组成与生物体的自然骨骼相似，容易与周围的骨骼形成紧密牢固的化学键合，或纤生物降解形成新的骨骼成分。
生物玻璃材料的研究与临床应用已成为材料学、医学以及生物化学等学科的热点，愈来愈受到人们的重视。
特别是一些高强度、可切削生物微晶玻璃的开发和内辐射医用玻璃微球、玻璃基骨水泥和药物载体以及具有铁磁发热等功能性的生物玻璃材料的开发成功。
更是给人类医疗健康带来了又一突破性的进展，广泛开展玻璃基生物材料的研究具有重要的理论和应用意义。
生物活性玻璃材料的制备与应用研究
生物活性玻璃材料的制备与应用研究近年来，随着生物医学领域的不断发展，生物活性玻璃材料作为一种具有广泛应用潜力的新型材料备受关注。
生物活性玻璃材料以其良好的生物相容性和生物活性，可以广泛用于骨组织修复、药物传递以及组织工程等多个领域。
本文将对生物活性玻璃材料的制备和应用进行探讨。
一、生物活性玻璃材料的制备方法1. 熔融法制备：熔融法是生物活性玻璃材料制备的常用方法。
通过将多种金属氧化物和无机盐混合加热熔融，然后迅速冷却得到玻璃材料。
不同的成分配比可以获得不同性质的玻璃材料。
2. 溶胶-凝胶法制备：溶胶-凝胶法是一种制备高纯度、纳米级生物活性玻璃材料的方法。
通过将金属盐和有机预体进行水解、缩合和烧结等过程，最终得到具有良好生物活性的纳米级生物活性玻璃材料。
3. 生物结构仿生法制备：生物结构仿生法是新近出现的一种生物活性玻璃材料制备方法。
通过对自然界中的生物材料进行分析，模仿其结构和组成，最终制备出具有类似生物结构的生物活性玻璃材料。
二、生物活性玻璃材料的应用1. 骨组织修复：生物活性玻璃材料具有良好的生物相容性和生物活性，可以与骨组织充分结合，促进骨细胞生长和骨再生。
因此，生物活性玻璃材料被广泛应用于骨组织修复领域，如骨水泥、骨粉和骨填充材料等。
2. 药物传递：生物活性玻璃材料具有较大的比表面积和孔隙结构，能够有效地嵌载和释放药物。
通过调节材料的孔隙结构和表面性质，可以实现不同速率和方式的药物释放，从而提高药物的治疗效果。
3. 组织工程：生物活性玻璃材料可以作为三维支架用于组织工程。
通过将生物活性玻璃材料与干细胞或组织片段相结合，可以促进细胞附着、增殖和分化，从而实现组织再生和修复的目标。
4. 软硬组织接合修复：生物活性玻璃材料还可以在软硬组织接合修复过程中发挥重要作用。
通过使用生物活性玻璃材料作为介质，可以促进软组织和硬组织的接合，提高修复效果。
总结生物活性玻璃材料作为一种具有广泛应用潜力的新型材料，在生物医学领域得到了广泛关注。
生物活性玻璃的制备及应用的研究进展
生物活性玻璃的制备及应用的研究进展摘要：生物活性玻璃是一种具有特殊组成和结构的硅酸盐玻璃材料。
通过熔融法、溶胶-凝胶法等制备的生物活性玻璃，广泛应用于骨骼修复、口腔治疗以及创口愈合等方面。
已成为材料科学、医学以及生物科学等学科的热点，越来越受到人们的重视。
本文主要介绍了生物活性玻璃的相关性质、制备方法以及在各方面的广泛应用。
关键词：生物活性玻璃；溶胶-凝胶法；骨骼修复正文生物材料，包括生物玻璃、生物玻璃瓷、生物磷酸钙瓷以及生物复合材料、生物涂层等，是一类可对肌体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能的材料[1、2]。
由于其具有较高的生物活性、生物相容性和化学稳定性[3]，近几十年来的研究十分活跃。
生物活性玻璃(bioactive glass，BG) 是一种具有特殊组成和结构的硅酸盐玻璃材料，由美国佛罗里达大学Hench教授在1969年研发出来的。
具有与骨组织形成化学性结合能力，与骨组织和软组织均有良好的结合能力，在植入体后生物活性玻璃表面即与体液发生离子反应，最终在玻璃表面形成类似骨中无机矿物的低结晶度碳酸羟基磷灰石层(HCA)，因化学组成与生物体的骨骼相似，容易与周围的骨骼形成牢固的化学键合即骨性结合，具有优良的骨诱导性、骨传导性及生物相容性，已成为材料科学、医学以及生物科学等学科的热点，越来越受到人们的重视，特别是生物活性玻璃复合材料的研发成功，更是给人类健康带来了又一突破性进展，广泛开展生物活性玻璃复合材料的研究具有重要的理论价值和应用价值[4-6]。
1 生物活性玻璃的制备方法1.1 熔融法熔融法是制备生物玻璃最常用的办法之一，采用该方法制备的生物玻璃密实无孔、比表面积小。
熔融法的一般制备工艺是将原料混合均匀后，在千摄氏度以上的高温下熔融成玻璃液，保温一段时间后淬冷，得到成品。
熔融法制备工艺简单、易于大规模生产，但是通过熔融法制得的生物玻璃，其组成围和生物活性都受到一定的局限，因为高温容易使配料中的磷等元素挥发、使其成分的控制难以精确，而且玻璃的高温熔制容易导致Si-OH官能团的减少，且得到的生物材料中Ca2+的溶解性能相对较低，这些因素都会降低材料的生物活性。
《生物活性玻璃》课件
特点
生物活性玻璃具有化学稳 定性好、可生物降解、与 组织相容性高、促进骨组 织再生等特点。
合成方法
1 微晶玻璃法
2 烧结法
通过控制材料成分和制备条件得到具有微 晶结构的生物活性玻璃。
将粉末状的生物活性玻璃在高温下烧结成 块状材料。
3 溶胶-凝胶法
通过溶胶-凝胶过程制备生物活性玻璃。
4 等离子体喷涂法
应用
骨修复
生物活性玻璃可用 于骨折修复、骨切 除术后填充以及髓 内钉等领域。
植入物上生 物活性涂层
生物活性玻璃可作 为生物活性涂层应 用于植入物表面， 提高其生物相容性。
修复牙齿
生物活性玻璃可用 于修复龋齿、牙髓 炎等牙齿疾病。
治疗骨科感染
生物活性玻璃可用 于治疗骨科感染， 抑制病原菌生长并 促进组织愈合。
优缺点
优点 与组织相容性好 生物降解 促进骨组织再生
缺点 抗压强度相对较低 制备过程较为复杂
结论
生物活性玻璃作为一种新型材料，具有巨大的应用潜力。然而，依然需要在 合成方法和性能方面进行改进和优化，以满足不同领域的需求。
利用等离子体技术将生物活性玻璃喷涂到 循环
生物活性玻璃在体内会释放出离子，
离子交换作用
2
与体内液体中的硅酸盐发生溶解和再 沉淀循环。
生物活性玻璃表面的离子与体液中的
离子可以发生交换作用，加速材料与
组织之间的相互作用。
3
蛋白吸附作用
生物活性玻璃表面的蛋白质吸附，可 以促进组织细胞的附着和生长。
《生物活性玻璃》PPT课 件
生物活性玻璃是一种具备生物活性的材料，具有广阔的应用前景。本课件将 介绍生物活性玻璃的定义、历史、合成方法、生物活性机制、应用领域以及 优缺点。
生物材料工程导论_无机2_生物玻璃
生物玻璃（bioglass）是能实现特定的生物、生 理功能的玻璃，主要用于牙科和骨组织修复。 通常生物玻璃的主要成分有Na2O、CaO、SiO2 和P2O5。添加少量其他成分，如K2O、MgO、 CaF2、B2O3等，可得到一系列有实用价值的生 物玻璃。
生物材料工程导论 材料科学与工程学院 东南大学
2014-12-12
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生物材料工程导论 材料科学与工程学院 东南大学
生物活性玻璃
美国人 L.亨奇（Larry L. Hench）在1969年首先 由提出“生物活性”的概念。在研究生物玻璃时 发现，Na2O-CaO-SiO2-P2O5系列玻璃材料植入体 内后，能与生物环境发生一种特殊的表面反应， 使材料与自然组织形成牢固的化学键结合。 Hench命名这种玻璃叫生物活性玻璃，命名具有 这种特性的材料叫生物活性材料，他第一次在无 机生物材料领域引入了生物活性的概念，开创了 一个新的研究领域。
2014-12-12Fra bibliotek9生物材料工程导论 材料科学与工程学院 东南大学
玻璃陶瓷
玻璃陶瓷的性能，主要由析出晶体的种类、晶粒 大小、晶相的多少以及残存玻璃相的种类及数量 所决定。
以上诸因素，又取决于玻璃的组成及热处理制度。
此外，成核剂的使用是否适当，对玻璃的微晶化 也起着关键的作用。
2014-12-12
关于玻璃
玻璃是一种透明液体物质，在熔融时形 成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐 增大、硬化，并且不结晶的硅酸盐类非 金属材料。普通玻璃的主要成份是二氧 化硅，化学组成接近Na2O· CaO· 6SiO2。
2014-12-12
2
生物材料工程导论 材料科学与工程学院 东南大学
生物活性玻璃3篇
生物活性玻璃第一篇：生物活性玻璃的概述生物活性玻璃是一种新型的生物医学材料，它是在玻璃基质中加入了适量的生物活性元素（如钙、磷等）和化合物，使其能够与人体骨组织直接结合并促进骨的再生。
生物活性玻璃具有生物相容性好、生物活性强、可降解性佳等特点，在骨组织修复、关节置换、组织工程和口腔修复等领域得到了广泛的应用。
生物活性玻璃的发展历史可以追溯到20世纪50年代初，当时美国犹他大学的Kokubo等人研究发现SiO2-CaO-P2O5-B2O3晶体玻璃能够同时发挥骨刺激作用和骨替代作用。
1991年，日本山口大学的Ishikawa等人开发出了一种基于SiO2-CaO-P2O5体系的生物活性玻璃（BAG），这是生物活性玻璃的第一代产品。
自此之后，生物活性玻璃逐渐走向实用化和产业化。
目前，世界上生物活性玻璃的研究机构、生产企业和应用领域都在不断扩大和深化，生物活性玻璃也逐渐成为生物医学材料领域的重要研究对象。
第二篇：生物活性玻璃的制备方法生物活性玻璃的制备方法有多种，主要包括热熔、凝胶、溶胶-凝胶以及快速溶胶-凝胶法等。
其中最为普遍的是快速溶胶-凝胶法，其制备过程如下：1. 溶液准备：取适量的硝酸盐和磷酸盐等生物可降解的物质溶解于去离子水中，得到一定浓度的预混合溶液。
2. 溶胶制备：将硅酸盐类物质（如TEOS）加入到预混合溶液中，搅拌均匀，制得非晶态溶胶。
3. 凝胶制备：将溶胶倒入模具中，在常温下放置一定时间使得溶胶形成凝胶。
4. 热处理：将凝胶放入炉中进行不同温度和时间的烧结或熔融，得到具有一定生物活性的生物活性玻璃。
此外，还有氧化物-玻璃法、共晶法、双碱法等生产生物活性玻璃的方法，但大多数方法都是基于溶胶-凝胶法的改进和优化。
第三篇：生物活性玻璃的应用前景随着生物科技的迅猛发展，生物活性玻璃在医学领域的应用前景越来越广阔。
目前，生物活性玻璃已被广泛应用于以下方面：1. 骨组织修复：生物活性玻璃可以促进骨细胞增殖和分化，加速骨组织愈合，对于骨缺损修复、关节置换等方面有广泛应用。
生物活性玻璃及其壳聚糖复合多孔材料的研究的开题报告
生物活性玻璃及其壳聚糖复合多孔材料的研究的开题报告一、研究背景：生物活性玻璃是一种可溶解的无机材料，其具有良好的生物相容性和生物活性，在医疗、生物工程、组织工程等领域有着广泛的应用。
由于生物活性玻璃具有较高的肉芽组织生长能力，可以促进骨修复，因此在人工骨和关节置换、骨海绵和骨水泥的制备和修复等方面得到了广泛的应用。
壳聚糖作为一种天然的多孔材料，在医疗和食品行业中也得到了广泛的应用。
壳聚糖与生物活性玻璃的复合可以有效地改善生物活性玻璃的力学性能和可加工性，同时保持其良好的生物相容性和生物活性。
二、研究目的：本研究旨在通过将壳聚糖与生物活性玻璃复合形成多孔材料，探究其在骨修复和组织工程等领域中的应用。
具体目的包括：1. 合成具有不同壳聚糖含量的生物活性玻璃/壳聚糖复合材料，并对其物理化学性质进行表征。
2. 研究生物活性玻璃/壳聚糖复合材料的生物学性能，包括细胞黏附、增殖和分化等方面的影响。
3. 探索生物活性玻璃/壳聚糖复合材料在骨修复和组织工程中的应用前景，包括人工骨的制备和修复、组织工程支架的应用等。
三、研究方法：1. 合成不同壳聚糖含量的生物活性玻璃/壳聚糖复合材料。
通过溶胶-凝胶法，将生物活性玻璃和壳聚糖混合，并制备出不同组成比例的复合材料。
2. 对生物活性玻璃/壳聚糖复合材料的物理化学性质进行表征。
包括霍尔效应测量、红外光谱分析、热重分析和X射线衍射分析等。
3. 研究生物活性玻璃/壳聚糖复合材料的生物学性能。
采用细胞培养等方法，评估其对细胞黏附、增殖和分化等方面的影响。
4. 探索生物活性玻璃/壳聚糖复合材料在骨修复和组织工程中的应用前景。
通过制备人工骨和组织工程支架等方法，探究其应用潜力。
四、研究意义：本研究将生物活性玻璃和壳聚糖两种材料进行复合，可以有效地提高生物活性玻璃的力学性能和可加工性，同时保持其良好的生物相容性和生物活性。
在骨修复和组织工程等领域中具有广阔的应用前景，有望为相关领域的研究提供新思路和新方法，推动相关技术的发展和创新。
生物活性有序介孔Sr-SiO2玻璃的物理和生物性质表征
a: b: c: d:
2.07 1.40 0.89 2.93
0.08g 0.05g Байду номын сангаас0.03g 0.13g
负载效率 27.6% 18.6% 11.8% 39%
Fig. 9. Drug (DEX) release behavior for the mesoporous Sr–Si glass powders with different Sr contents. (a) Full time period, (b) early stage and (c) the relation of the drug release rate and the square root of time (h1/2).
SrO-SiO2玻璃的制备
• • • • • 摩尔组成： (a) 0SrO-100SiO2 (b) 2.5SrO-100SiO2 (c) 5SrO-100SiO2 (d) 10SrO-100SiO2
制备方法：改良的模板注入与自团聚改性法
1. 3.34gSr(NO3)2溶解于30ml水，得到Sr2+悬浮液 2. 20g非离子嵌段共聚物EO20PO70EO20(简称P123)溶于 300ml乙醇，搅拌1h 3. 将含Sr2+的悬浮液5.0 g 0.5moll/L的HCl加入P123乙醇溶液， 密封，室温下搅拌24h 4. 将获得的溶液注入培养皿，蒸发使之发生自团聚，将干 燥后的凝胶在700℃煅烧5h，得到粉末样品
生物活性有序介孔Sr-SiO2玻璃的物 理和生物性质表征
Bioactive SrO–SiO2 glass with well-ordered mesopores: Characterization, physiochemistry and biological properties
生物玻璃材料的生物活性行为分析
生物玻璃材料的生物活性行为分析近年来，生物玻璃材料作为一种新兴的生物医用材料，受到了广泛的关注和研究。
与传统的金属材料和聚合物材料相比，生物玻璃具有优异的生物活性行为，被广泛应用于骨组织修复和再生等领域。
本文将就生物玻璃材料的生物活性行为进行探讨。
一、生物玻璃的定义和分类生物玻璃是一种特殊的玻璃材料，其主要成分是无机矿物质，具有类似于骨骼组织的化学成分。
根据制备方法和成分的不同，生物玻璃可以分为硅酸型、磷酸型、碳酸型等多种类型。
其中，磷酸型生物玻璃在骨组织修复和再生中得到了广泛的应用。
二、生物玻璃的生物活性行为机制生物玻璃的生物活性行为是其与生物体相互作用并产生生物学效应的能力。
研究发现，当生物玻璃接触到生物体组织时，会发生一系列生物学反应，如离子溶解、表面生物活性物质的释放、细胞黏附和增殖等。
这些生物活性行为主要与生物玻璃的组成、表面特性以及晶体相等因素有关。
三、生物玻璃的生物活性效应生物玻璃具有良好的生物相容性和生物活性，可以促进骨组织的再生和修复。
通过释放离子，生物玻璃可以调控细胞活动、促进骨细胞增殖和分化，并促使骨组织再生。
此外，生物玻璃的孔隙结构和表面形态也对其生物活性效应起到重要作用。
生物玻璃的高比表面积和孔洞结构有利于细胞黏附和生长，从而促进骨组织再生过程。
四、生物玻璃在骨组织修复中的应用生物玻璃作为一种理想的骨组织修复材料，已经被广泛应用于临床和科研领域。
一方面，生物玻璃可以用于制备支架材料，通过仿生结构和生物活性，提供良好的骨修复平台。
另一方面，生物玻璃还可以制备成粉末、纤维和涂层等形式，用于局部骨缺损修复。
此外，生物玻璃还可以与其他材料（如聚合物）进行复合，共同构建功能骨组织工程材料。
五、生物玻璃材料的挑战与展望尽管生物玻璃材料在骨组织修复中展现出巨大的潜力，但目前仍面临一些挑战。
首先，生物玻璃的力学性能和生物降解性还需要进一步改进。
其次，如何控制生物玻璃的降解速率和生物活性效应仍然是亟待解决的问题。
生物活性玻璃材料在骨修复中的应用
生物活性玻璃材料在骨修复中的应用生物活性玻璃材料，作为一种具有优异生物相容性和生物活性的新型材料，已经广泛应用于骨修复领域。
其独特的化学成分和结构使其能够与人体骨组织发生良好的相互作用，促进骨再生和修复过程。
本文将综述生物活性玻璃材料在骨修复中的应用及其机理。
一、生物活性玻璃材料的特性生物活性玻璃材料是由无机离子和有机物质组成的复合材料，具有以下几个重要特性：1.生物相容性：生物活性玻璃材料在人体内没有毒性或刺激性反应，能与人体组织相容性良好。
2.生物活性：生物活性玻璃材料在体内能够与组织结合，促进骨组织再生和修复，具有良好的生物活性。
3.化学稳定性：生物活性玻璃材料能在体液环境下保持稳定，不易溶解或分解，有利于长期骨修复。
4.培养和控制细胞行为：生物活性玻璃材料能够促进细胞黏附和增殖，并对细胞的分化和功能产生调控作用。
二、生物活性玻璃材料在骨修复中的机理生物活性玻璃材料在骨修复中的应用主要通过以下几个方面发挥作用：1.骨结合能力：生物活性玻璃材料能够与骨组织发生化学结合，形成强大的骨–材料界面，促进骨组织再生和生物材料的稳定性。
2.生物活性：生物活性玻璃材料可以释放离子，如钙、磷等，模拟体内骨组织的微环境，促进骨细胞的生长和分化。
3.抗感染性：生物活性玻璃材料能有效抑制病原微生物的生长，减少感染和并发症的风险。
4.模拟骨组织：生物活性玻璃材料的孔隙结构和微纳米级结构可以模拟骨组织的微观结构，提供良好的生物环境和机械支撑。
三、生物活性玻璃材料在骨修复中的应用生物活性玻璃材料在骨修复中的应用涉及到多个方面，具体包括以下几个方面：1.骨替代材料：生物活性玻璃材料可以替代受损骨骼组织，填补骨缺损，促进骨再生和修复，用于骨折、骨损伤等手术治疗。
2.骨粘合剂：生物活性玻璃材料可以作为骨粘合剂，用于固定骨骼组织，促进骨折的愈合和骨切割术的粘合。
3.骨修复支架：生物活性玻璃材料可以制备成支架的形式，用于支撑和促进骨组织的再生和修复，提供骨组织生长的支持和导向。
生物活性玻璃的制备及应用的研究进展
生物活性玻璃的制备及应用的研究进展摘要：生物活性玻璃是一种具有特殊组成和结构的硅酸盐玻璃材料。
通过熔融法、溶胶-凝胶法等制备的生物活性玻璃，广泛应用于骨骼修复、口腔治疗以及创口愈合等方面。
已成为材料科学、医学以及生物科学等学科的热点，越来越受到人们的重视。
本文主要介绍了生物活性玻璃的相关性质、制备方法以及在各方面的广泛应用。
关键词：生物活性玻璃；溶胶-凝胶法；骨骼修复正文生物材料，包括生物玻璃、生物玻璃陶瓷、生物磷酸钙陶瓷以及生物复合材料、生物涂层等，是一类可对肌体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能的材料[1、2]。
由于其具有较高的生物活性、生物相容性和化学稳定性[3]，近几十年来的研究十分活跃。
生物活性玻璃(bioactive glass，BG) 是一种具有特殊组成和结构的硅酸盐玻璃材料，由美国佛罗里达大学Hench教授在1969年研发出来的。
具有与骨组织形成化学性结合能力，与骨组织和软组织均有良好的结合能力，在植入体内后生物活性玻璃表面即与体液发生离子反应，最终在玻璃表面形成类似骨中无机矿物的低结晶度碳酸羟基磷灰石层(HCA)，因化学组成与生物体的骨骼相似，容易与周围的骨骼形成牢固的化学键合即骨性结合，具有优良的骨诱导性、骨传导性及生物相容性，已成为材料科学、医学以及生物科学等学科的热点，越来越受到人们的重视，特别是生物活性玻璃复合材料的研发成功，更是给人类健康带来了又一突破性进展，广泛开展生物活性玻璃复合材料的研究具有重要的理论价值和应用价值[4-6]。
1 生物活性玻璃的制备方法1.1 熔融法熔融法是制备生物玻璃最常用的办法之一，采用该方法制备的生物玻璃密实无孔、比表面积小。
熔融法的一般制备工艺是将原料混合均匀后，在千摄氏度以上的高温下熔融成玻璃液，保温一段时间后淬冷，得到成品。
熔融法制备工艺简单、易于大规模生产，但是通过熔融法制得的生物玻璃，其组成范围和生物活性都受到一定的局限，因为高温容易使配料中的磷等元素挥发、使其成分的控制难以精确，而且玻璃的高温熔制容易导致Si-OH官能团的减少，且得到的生物材料中Ca2+的溶解性能相对较低，这些因素都会降低材料的生物活性。
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在實驗中我們發現同一種核通常會有多於一種的共振頻率， 其位置視乎該核周遭的化學環境
乙醇的 碳13 NMR 譜
HH H C C OH
HH
碳13
相互作用
我們可設計不同的脈衝序列去測量不同核的空間距離
乙醇的 碳13 NMR 譜
HH H C C OH
HH
碳13
相互作用
NMR 結構
Mouse prion domain PrP(121-231)
新一代生醫材料
－ 細胞組織工程
細胞繁殖 / 過渡性平台
－ 原處組織再生
生物活性玻璃適度溶解 釋放化學分子或生長素
新一代生醫材料
－ 細胞組織工程
細胞繁殖 / 過渡性平台
－ 原處組織再生
生物活性玻璃適度溶解 釋放化學分子或生長素
生物礦化之分子機理？
生物活性玻璃表面的磷灰石
Formation of HAP on Bioactive Glasses
能 量
L
L
電磁波脈衝
氫核之NMR譜
B0 = 7.05 Tesla Simulation of AB (2003-12-31, 09:56:06)
Jab = 0.00 Vab = 0.00 Vcentr = 150.00 Va = 150.00 Vb = 150.00 Wa = 0.50 Right-Hz = 0.00 WdthHz = 300.00
Some nuclei (原子核) have spin (自旋)
B0
L
Larmor 頻率 (MHz) = B0 我們決定
自然界定規
For 1H
300 MHz = H (7.05 T)
900 MHz = H (21.15 T)
地球磁場, 0.00005 T
美國太平洋西北國家實驗室 900 MHz 超導磁場
生物體中礦物質形成之過程
磷灰石 (HAP)
Ca10(PO4)6(OH)2
Calcium phosphate
生物體中礦物質形成之過程
Calcite
CaCO3
Calcium carbonate
Shell
8 m
Gravity Sensor
Lenses
生物體中礦物質形成之過程
Amorphous Silica
Cube or Octahedron
CaCO3 之不同晶癖
蛋白質與晶面之相互作用
核磁共振光譜學
Isidor I. Rabi, Nobel prize 1944
Norman Ramsey, Nobel pri院長 (1997-2003)
台灣大學合聘教授
H+
光合作用
OH -
細胞
晶癖
Fast growing along one axis
Needle shaped
Slow-growing faces ? Fast-growing faces ?
Fast growing along two axes
Plate like
Fast growing along any axis
蛋白質與晶面之相互作用
生醫材料 – 生物惰性
1960s to 1970s 無毒性反應
相容於活細胞組織
Al2O3, ZrO2
生醫材料 – 生物活性
1970s to 1980s
與活細胞組織結合
矽玻璃、磷酸鈣
目前生物材料之限制
10 至 25 年之間 失效率: 30-50 %
非生物體 – 無法對生理變化 作相對反應
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
ppm
300 MHz
B0 = 7.05 Tesla
能 量
300 MHz
75 MHz
1H
13C
NMR 的頻譜屬於無線電波的波段
B0 = 7.05 Tesla
Larmor 頻率 (MHz) = B0
能 量
300 MHz
75 MHz
1H
13C
好像收音機一樣，我們要調到相關頻道，才能測量不同 核的 NMR 訊號
300 MHz
超導磁場
B0
具½自旋之原子核 (e.g. 1H):
只有上下兩種相對位置
Spin down
“下旋”
L
相同的 Larmor 頻率
但磁場能階不同
Spin up
“上旋”
B0
具½自旋之原子核 (e.g. 1H):
L
能 量
L
主磁場 B0
核 磁 共振 NMR
Interfacial reactions
BioGlasses
leaching
living tissues
HAP precipitation
polycondensation
歡迎加入Jerry’s Lab
SiO2·nH2O
Silicon Oxide
海洋單細胞生物
5 m
非晶態?
生物體中礦物質形成之過程
Magnetite Fe3O4
火星生物?
生物誘導礦化
Ca2+ + 2HCO3
CaCO3 + CO2 + H2O
HCO3H+
H+
HCO3- + OH -
+ Ca2+
CaCO3
外界
HCO3- 酶
OH - + CO2
Cube or Octahedron
晶癖
Fast growing along one axis
Needle shaped
Slow-growing faces ! Fast-growing faces ?
Fast growing along two axes
Plate like
Fast growing along any axis