生物材料生物活性玻璃和弹性复合材料高分子化学论文
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。
骨修复用生物玻璃复合材料研究进展
骨修复用生物玻璃复合材料研究进展Progress in the research on bioactive glass composites for bone repair摘要:人造的骨基质是由弹性复合材料制成,因此,可以为在动态环境中受损的骨头提供具有机械完整性和灵活性的骨基质。
综述了生物玻璃复合材料的研究现状,并探讨了该类材料目前存在的不足,展望了其发展趋势。
Abstract: Artificial bone matrix is made from elastic composite material, therefore, can provide bone matrix with mechanical integrity and flexibility in dynamic environment is damaged bones. Present situation of research on bioactive glass composites is reviewed, and discusses the current problems of the material, the prospect of its development trend.关键词: 生物活性玻璃(Bioactive glass)复合材料(Compound material)骨修复(The bone repair)一、骨修复用生物玻璃发展现状生物玻璃是一类性能优良的生物材料,它具有良好的生物活性和生物相容性,作为骨修复植入体可以在材料界面与人体骨组织之间形成化学键合,诱导骨的修复与再生。
将生物玻璃与其它材料进行复合, 可以制备出生物活性和机械性能优良的骨修复复合材料。
随着骨损伤和相关疾病所带来的经济负担的不断增长,在组织工程领域中,最活跃的研究范围是生物材料在骨修复领域方面的发展。
特别要注意的是有关近年来有关含熔融Na的生物活性玻璃和硼酸盐系列的生物活性玻璃的发展,那些掺杂微量元素(如铜,锌,锶),和新颖的弹性复合材料。
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。
生物玻璃材料的研究及其应用
生物玻璃材料的研究及其应用生物玻璃材料是一种具有很高应用潜力的材料。
它们具有很高的生物相容性和生物活性,并且可以通过控制其化学成分和微观结构来调节其力学性能和生物学性能。
因此,在医疗、药物传递、细胞培养和组织工程等应用领域中得到了广泛的关注与研究。
一、生物玻璃材料的特点生物玻璃材料是指以SiO2为基础的无机非金属玻璃材料,其主要组成成分包括二氧化硅、钙、磷等元素。
与普通玻璃不同的是,生物玻璃还具有一定的生物学特性,如生物相容性、生物活性、溶解性和矿化性等。
这些特性使得生物玻璃材料在医学和生物学领域中具有广泛的应用前景。
1. 生物相容性:生物玻璃材料与人体组织具有良好的生物相容性,可以有效地避免免疫反应和排异现象,从而减少了术后感染和再手术的风险。
2. 生物活性:生物玻璃材料能够刺激人体细胞的生长和分化,促进骨细胞的再生,并在一定程度上调节人体免疫系统的功能。
3. 溶解性:生物玻璃材料在生物体内可以被分解、吸收和代谢,从而降低了其对人体的损害。
4. 矿化性:生物玻璃材料还具有矿化性质,能够与人体骨组织形成牢固的结合,使其在医学和生物学领域的应用更加广泛。
二、生物玻璃材料的应用由于生物玻璃材料具有良好的生物学特性,因此在医学和生物学领域中具有广泛的应用前景。
下面分别从医学领域和生物学领域来介绍其应用情况:1. 医学领域(1)骨科手术:生物玻璃材料可以用于各种骨科手术中,如骨折修复、骨外科手术、植入物的修复和替代等。
其生物活性和矿化性质使其能够与人体组织快速结合,促进骨细胞的再生和修复。
(2)口腔医学:生物玻璃材料可以用于牙齿修复和种植,具有良好的生物相容性和生物活性,能够与口腔组织快速结合,不会引起排异反应和感染。
(3)药物缓释:生物玻璃材料可以作为药物的载体,实现药物缓释和控制释放。
其溶解性能和生物相容性使其能够有效地提高药物治疗效果和降低副作用。
2. 生物学领域(1)细胞培养:生物玻璃材料可以作为细胞培养的载体,促进细胞生长和分化,提高细胞的活力和存活率。
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
生物活性玻璃(bioactive glass)是一种与生物体组织具有相似化学成分和结构的无机材料,其主要成分为SiO2、CaO、Na2O和P2O5等。
生物活性玻璃展现出在人体内具有良好的生物相容性、生物活性、生物降解性和组织再生诱导能力等特点,因此广泛用于医学
领域及各种软组织修复中。
生物活性玻璃具有多种能够促进软组织修复的生物学效应。
首先,通过其表面含有的
诱导生长因子,例如骨形态发生蛋白(BMP)以及成纤维细胞生长因子(FGF),可以促进
细胞迁移、增殖和分化,从而促进组织重建和修复。
此外,生物活性玻璃的可生物降解性,可以调节组织的生长和修复过程,利于软组织愈合。
最后,生物活性玻璃的生物活性可以
提高其在组织修复过程中的接近程度和修复效率。
近年来,生物活性玻璃已被广泛用于软组织修复过程中。
例如,生物活性玻璃可以制
成各种机械支架和载体,用于软骨、腱骨连接以及软组织缺陷修复等。
在软骨修复应用中,研究表明生物活性玻璃可促进皮肤细胞和软骨细胞的生长、分化和胶原合成,推动软骨愈
合和重建。
在腱骨连接修复应用中,生物活性玻璃也可以提高软组织接触,增强软组织愈
合和附着。
总体而言,生物活性玻璃在软组织修复中具有广泛的应用前景和强大的生物学效应。
未来,随着对其物理化学性能和生物学行为的深入探究和扩展应用,其在各种软组织修复
中的应用前景将进一步展现出来。
生物功能玻璃的发展现状(论文)
生物功能玻璃的发展现状、存在问题及发展趋势摘要:生物功能玻璃是一种新型玻璃。
长久以来,玻璃多被用于容器。
自1971年Hewch 等人发现生物玻璃以来,人们便对玻璃和玻璃基材料用作生物、组织和器官损伤的修复及癌症的治疗给予了很大的关注,并开发了高强度、可切割、可迅速固化、铁磁性等各种功能的生物活性玻璃和微晶玻璃。
关键词:生物活性玻璃;功能化;生物活性;生物矿化性能生物玻璃还具有良好的细胞相容性,并且在一定程度上能促进细胞的增殖.细胞的分子生物学机理研究表明,生物玻璃能通过对那些调节诱发细胞周期开始和进程的基因进行直接控制,从而促进骨修复和形成.通过等离子体发射光谱仪(ICP)测试了这三种生物玻璃在细胞培养液中溶出离子的浓度,并研究了离子浓度的差异对细胞增殖及ALP活性的影响.通过这些研究可以得出生物玻璃不同组分和结构对生物玻璃矿化性能及其细胞亲和性的影响.通过对生物玻璃这一系列基础的理解,可以为设计新一代生物材料、以及新一代细胞活化的组织工程生物降解支架材料提供分析依据.2.2生物玻玻的体外矿化实验3.1生物活性玻璃的研究进展自19世纪70年代Hench教授发明熔融法生物玻璃4555以来[[40],生物活性玻璃作为生物活性材料中的重要组成部分,近年来越来越多地受到国际生物材料学界关注。
生物活性玻璃具有良好的生物活性,能够与骨形成牢固的化学结合,一问世便引起国际生物材料学界的高度关注。
生物活性玻璃的种类主要包括:熔融法生物活性玻璃;生物活性微晶玻璃;溶胶一凝胶生物活性玻璃等。
熔融法生物活性玻璃是研究最早的生物活性玻璃,最具有代表性的并且己应用于骨、齿科临床的是4555系列的生物玻璃。
4555生物玻璃的化学组成是以Na20-Ca0-Si02-P20:四元系统为主。
目前己成功应用于临床治疗的产品有用于牙周缺损修复、领骨囊肿摘除后骨缺损填充、牙槽脊增高及人工种植牙根周围固定用的PerioGlas风拔牙后牙陷窝填充用的ERMI.,四肢及脊椎骨修复用的NovaB oneTM,中耳骨修复用的DUKE-MIDTM等,这些产品在临床应用中收到良好的治疗效果。
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
高分子0902 吴俊3090705061生物活性玻璃研究及应用摘要: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。
主要介绍了生物活性玻璃的制备方法、特殊活性以及在各方面的广泛应用。
关键字:生物活性玻璃制备活性应用绪论生物材料,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。
由于其具有较高的生物活性、生物相容性和化学稳定性,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。
1.生物活性玻璃的制备与传统玻璃制备工艺一样,最早的生物玻璃和微晶玻璃都是通过熔融法制备的。
随着溶胶凝胶技术的发展,该方法被引用到生物玻璃的制备中来,该方法制备的生物玻璃由于具有高的比表面积,显示出了较高的生物活性。
1.1熔融法高温熔融法是大规模工业生产的主要方法也是传统的玻璃制备方法,这种方法具有工艺成熟,操作简单,制得玻璃质量高等特点。
高温熔融法制备玻璃时在反应中参与反应的组分的原子或离子受到晶体内聚力的限制,所以反应动力学的决定因素有晶体结构和缺陷、物质的化学反应活性和能量等内在因素;也有反应温度、参与反应气相物质的分压、电化学反应中电极上的外加电压、射线的辐照、机械处理等外部因素。
生物活性玻璃的抗菌性能及其在根管感染控制中的应用
生物活性玻璃的抗菌性能及其在根管感染控制中的应用朱洁;吴大明;刘卫红【摘要】The bioactive glass (BG) is a kind of biomaterial based onCaO⁃SiO2⁃P2O5composition, which has excellent bioactivity, biocompatibility, osteoconductivity and antibacterial properties. It has been widely applied in bone tissue engineering, plastic surgery, dentistry and other fields. BG has good antibacterial property not only for common pathogenic bacteria such as S. aureus, E. coli and P. aeruginosa, but alsofor some oral bacterium of aerobic and anaerobic bacteria such asS.sanguis, Aa and P. gingivalis. The mesoporous Bioactive Glass ( MBG) is a new type of BG, which possesses a highly ordered mesoporous channel, higher specific surface area and pore volume, better biocompatibility, osteoconductivity and osteogenesis. The unique mesoporous structure of MBG can deliver antibac⁃terial agents or metal ions, which releases slowly and gives play to long⁃term antibacterial effects.%生物活性玻璃(bioactive glasses,BG)是以CaO、SiO2、P2O5为主要成分的生物材料,具有良好的生物活性、生物相容性、抗菌和诱导骨形成性能,已广泛应用于骨组织工程、整形外科及牙科学等领域。
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
一、生物活性玻璃的特性
生物活性玻璃是由硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐等成分组成的玻璃,它可以引起体内的生物反应,自身发生骨化,使体内的骨和软骨新生,并被人体所吸收。
生物活性玻璃具有良好的生物相容性和可降解性,可在人体内发生逐渐的溶解作用,逐渐被骨细胞和软组织细胞所吸收,并在体内释放出钙、磷等离子元素,从而形成生物反应。
生物活性玻璃还具有形成新生骨和软组织生长的特性,这是其在软组织修复中应用的重要特点。
生物活性玻璃中的钙、磷等元素可以促进组织的生长和再生,从而促进软组织的修复和再生。
随着生物活性玻璃的发展和应用范围的不断扩大,生物活性玻璃在软组织修复中也得到了广泛应用。
它可以用来修复和再生各种软组织,如肌肉、皮肤、软骨、腱等。
下面简要介绍生物活性玻璃在软组织修复方面的研究进展和应用情况。
1、在皮肤修复方面的应用
生物活性玻璃可以促进皮肤细胞的生长和再生,加速皮肤创伤愈合。
其中,钙、磷等离子元素可以促进皮肤细胞的生长和分裂,提高皮肤细胞的活力和代谢率。
此外,生物活性玻璃中的氧化镁和氧化铝等氧化物也可以抑制炎症反应,减轻组织感染。
因此,生物活性玻璃可以用于治疗各种皮肤创伤和破损,加速皮肤愈合。
生物活性玻璃也可以在软骨修复中得到应用。
它可以促进软骨细胞的生长和增殖,促进软骨修复和再生。
研究表明,生物活性玻璃可以促进软骨细胞的增殖,加速软骨再生。
三、结论。
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AbstractBioactive glass is one of the important inorganic biomaterials. This article discusses the history of the development of biological glass material, research status and direction of development, in particular a detailed discussion of the preparation of biological glass, and because of its good biological activity, biocompatibility and widely used in orthopedics, dentistry replacement and bone tissue engineering field, and finally the application prospect of bio-glass material.Key words: bioactive glass、preparation method、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。
生物玻璃的研究进展及趋势
生物玻璃的研究进展及趋势Progress in Research and Development of Bioglass Materials高分子1201 31207050摘要:生物玻璃是一类性能优良的生物材料,具有良好的生物活性和生物相容性,作为骨修复植入体可以在材料界面与人体骨组织之间形成化学键合,诱导骨的修复与再生。
本文综述了生物玻璃材料的研究进展、增韧方法、目前的临床应用情况及相关复合材料,展望了其发展趋势。
关键词:生物玻璃;增韧;应用;复合Key words:bioglass;strengthen;application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。
1.生物玻璃发展现状1972年美国佛罗里达大学教授Dr. Larry Hench 发明了Na2O-CaO-SiO2-P2O5系统生物玻璃(Bioglass)后,生物玻璃便因与其它惰性生物材料所不同的生物活性和与人体软组织牢固的结合性以及良好的稳定性而很快引起了人们的广泛关注。
继Hench 之后,又有多种生物活性玻璃不断被开发研制出来。
如西德Bromerx 等在生物活性玻璃成分基础上,减少钾、钠含量,增加钙、磷含量,合成了塞拉维托玻璃[1];1982年,日本京都大学的小久保正等研制成功A-W 微晶玻璃;后在A-W 微晶玻璃中添加少量的32O Al 、32O B 研制成BGC 人工骨[2]。
为满足临床使用的需要,生物材料必须被加工成一定形状,这就要求所使用的生物材料具有良好的加工性能。
目前,研究较成功的生物玻璃有SiO2-Na2O-CaO-P2O5系统、CaO-P2O5-SiO2系统、K2O-MgO-SiO2-B2O3-F 系统等。
生物玻璃材料被广泛应用于软骨、硬骨和肌体组织的修复、替代、再生以及用作大肠、气管、血管等软组织修复所要求的支架材料,此外还用于人体骨缺损的填充和整形外科手术骨头移植用的支架制造等方面。
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。
生物活性玻璃在软组织修复的研究
生物活性玻璃在软组织修复的研究
生物活性玻璃是一种具有生物活性的材料,可以在人体内修复软组织。
在软组织修复的研究中,生物活性玻璃已经展现出了广泛的应用前景。
生物活性玻璃具有良好的生物相容性。
由于其与人体组织接触时不会引起明显的异物反应,所以可以直接放置在软组织缺陷处进行修复。
在实验中,研究人员将生物活性玻璃植入小鼠的软组织中,观察了一段时间后发现,植入体周围没有明显的组织炎症反应,并且玻璃表面没有明显的异物积聚。
这表明生物活性玻璃可以在人体内长期存在而不引起明显的副作用。
生物活性玻璃具有良好的生物活性。
生物活性玻璃能够与周围的生物组织发生化学反应,形成钙磷化合物层,并与周围的骨组织结合。
这种钙磷化合物层与人体骨组织的成分相似,可以促进软组织修复,加速愈合过程。
在实验中,研究人员将生物活性玻璃植入小鼠的软组织缺陷中,观察了一段时间后发现,软组织缺陷得到了明显的修复,新生组织与周围的正常组织连接紧密。
生物活性玻璃还具有较好的力学性能。
由于其具有一定的强度和硬度,可以为软组织提供支撑,减轻软组织的负荷。
在实验中,研究人员将生物活性玻璃植入大鼠的软组织缺陷中,观察了一段时间后发现,植入体能够支撑周围的组织,减轻了软组织的负荷,从而促进了软组织的修复。
生物活性玻璃在软组织修复的研究中展现出了良好的应用前景。
其具有良好的生物相容性、生物活性和力学性能,在软组织修复中具有较高的效果。
未来,还需要进一步的研究来探索生物活性玻璃在软组织修复领域的潜力,为临床应用提供更好的支持。
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
生物活性玻璃是一种具有生物活性的无机材料,因其良好的生物相容性和生物活性,被广泛用于医学领域的软组织修复。
本文将对生物活性玻璃在软组织修复方面的研究进行综述。
生物活性玻璃在软组织修复中可以用作支架材料。
由于其具有类似骨组织的结构和成分,可以为软组织提供良好的支撑和生物环境。
研究表明,生物活性玻璃支架可以促进软组织细胞的附着、增殖和分化,有利于软组织的再生和修复。
生物活性玻璃还可以用于修复软组织缺损。
软组织缺损是一种常见的临床问题,传统的修复方法效果欠佳。
研究发现,生物活性玻璃可以刺激软组织细胞的迁移和增殖,促进新生血管的形成,并具有抗菌和抗炎的作用,有助于软组织缺损的修复和再生。
生物活性玻璃还可以与其他生物材料结合,构建复合材料用于软组织修复。
将生物活性玻璃与聚合物或金属材料组合使用,可以兼具生物活性和机械性能,提高修复效果。
研究表明,生物活性玻璃复合材料在软组织修复中具有良好的生物相容性、生物活性和机械性能,是一种理想的软组织修复材料。
生物活性玻璃在软组织修复方面的研究取得了显著进展。
未来的研究可以进一步探索生物活性玻璃的生物作用机制,优化材料的组成和结构,提高修复效果。
还可以将生物活性玻璃应用于多种软组织修复领域,如软骨修复、神经再生等,为临床治疗提供更好的选择。
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生物材料用于骨组织工程的进展和挑战:生物活性玻璃和弹性复合材料
作者:Qizhi Chen1*, Chenghao Zhu1 and George A Thouas2摘要:随着骨损伤和相关疾病所带来的经济负担的不断增长,在组织工程领域中,最活跃的研究范围是生物材料在骨修复领域方面的发展。
这篇文章提供了一种最近提出的有关具有生物活性的生物材料用于骨头再生的最新发展。
特别要注意的是有关近年来有关含熔融Na的生物活性玻璃和硼酸盐系列的生物活性玻璃的发展,那些掺杂微量元素(如铜,锌,锶),和新颖的弹性复合材料。
虽然生物活性玻璃对于骨组织工程已经不是什么新材料,但是它们可调谐的机械性能,以及生物降解率和支持骨和血管再生的能力就和原始的干细胞分化而来的造骨细胞一样优越于其他生物陶瓷。
最近有关硼酸盐生物活性玻璃和掺杂有元素兴奋剂的生物活性玻璃的发展进程已经扩展了生物活性玻璃范围。
虽然硼等微量元素产生了对骨重塑和相关血管生成的有利影响,但是它所造成毒性的高风险在设计新的合成生物活性材料时必须高度重视,以至于在释放这些因素时必须做到令人满意地低于他们的生物安全水平。
弹性复合材料优于更常用的具有热塑性的基质复合材料,由于弹性体明确的弹性性能被认为是理想的替代胶原,所以成为骨组织中的关键的弹性蛋白。
人造的骨基质是由弹性复合材料制成,因此,可以为在动态环境中受损的骨头提供具有机械完整性和灵活性的骨基质。
关键词:生物陶瓷,弹性体,复合材料,机械性能,降解
介绍
组织工程学是“应用工程学和生命科学的方法来获得一个基本结构正常的哺乳动物组织,并开发生物替代品来恢复、维持或改善组织功能”。
一个常见的方法是:获得一个体外的扩展活组织并为生物材料支架提供适当的支撑结构。
它允许外科医生来操纵当地组织环境, 在重建手术中提供更多的生理替代方法。
首先是生物相容性的衬底材料。
这个材料必须不引起炎症。
如所有的材料接触人类身体组织,脚手架必须容易灭菌来防止感染。
这特别适用于散装可降解的支架,无论表面还是散装材料必须消毒。
此外, 在处理期间,脚手架的机械性能必须是不破坏病人的正常活动。
因此,进一步要求脚手架,尤其是在骨工程,具有一个可控连通孔隙度,可以直接让细胞长成一个支持vascularisation的物理结构。
一个典型的孔隙度为90%,以及孔隙直径至少有100μm的血管化组织,可靠地生成呈网状结构。
材料用于骨组织工程的生物材料包括以下几点:(1)天然或合成聚合物。
如蛋白质、热塑性塑料,水凝胶,热塑性弹性体和化学交联弹性体 (2)生物活性陶瓷如钙磷酸盐和生物活性眼镜或玻璃陶瓷(3)高分子复合材料和陶瓷 (4)金属材料制成钛和镁合金。
从材料科学的角度来看,骨是一个自然复合的无机磷酸钙和生物聚合物,包括胶原蛋白,它是沉积的骨细胞。
复合系统聚合物和陶瓷显然是以选择性的骨组织工程为代表,使用这些材料研究全球。
目前可生物降解的热塑性聚合物和生物活性陶瓷,包括制造复合支架的微观结构和力学性能,方法的体外和体内
评价。
在过去的10年里,Nacontaining的新工艺生物活性玻璃针对健康的骨骼生长或血管化进行开发研究。
与此同时,在组织工程领域,可降解弹性聚合物已经得到了越来越多的注意。
主要因为内在结构弹性的生物组织已经证明了复合支架由生物陶瓷和化学交联弹性体这两个有益方面的生物相容性。
本文旨在提供一个更新的进展生物材料开发的骨组织工程,集中在生物活性眼镜和弹性复合材料中显示并推进骨组织工程的潜力。
生物降解和表面易受侵蚀的热塑性聚合物基于他们的机械性能、高分子生物材料可分为弹性体和非弹性的热塑性塑料。
可生物降解的热塑性塑料。
综合讨论这些聚合物及其物理性质,详细提供了使用最广泛的由生物可降解聚合物合成的3 d支架饱和脂肪族聚酯,通常poly-α-hydroxy酯包括聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA),聚己内酯。
这些聚合物允许通过deesterification水解降解。
一旦退化,乳酸和乙醇酸单体通过组织代谢。
可降解缝合线和骨骼内部固定设备,已经通过了美国食品和药品管理局。
然而,突然释放这些酸性降解产物可以引起强烈发炎反应。
生物活性玻璃和钙磷酸盐,这个可能抵消这种酸性降解的物质是另一个提出使用复合材料的重要原因。
其他性能的热塑性塑料由它们优秀的加工性能来生成一个宽范围的降解率。
通过使用不同的分子重量和化学计量比。
在过去的10年里,越来越多的研究小组的工作在生物可降解生物材料的发展上开展弹性骨组织工程的应用程序。
有一个疏水性聚合物,接受一个异构水解过程,主要是仅限于聚合物水界面。
此属性称为表面侵蚀。
三个代表表面易受侵蚀的聚合物:聚兰格、芥酸二聚酸酐和聚磷腈。
这些表面聚合物一直作为药品。
当用作脚手架材料时,表面侵蚀特征提供了三个关键的优势:(1)保留机械完整性,维护质量的体积比,(2)最小的毒性作用,由于低溶解度和浓度的降解产物(3)显著增强的骨长入到多孔支架。
可生物降解的热塑性橡胶合成弹性体可以分为两类:热塑性弹性体和交联弹性体,交联弹性体是一个在共价键中创建硫化的过程,交联在热塑性弹性体中是一个较弱的偶极子或氢键。
线性热塑性弹性体通常包括:氢键硬段和无定形软段,氢键硬段提供机械强度和刚度,而软段提供的是灵活性。
基于热塑性复合材料,从生物学的角度来看,结合聚合物和陶瓷制造支架这是一个自然的策略。
骨组织工程,因为从结构上讲,本质上是一种天然的结合聚合物和生物磷灰石。
从材料科学看来,一个单一的材料类型并不总是提供必要的机械或和具有化学特性的应用程序。
在这些情况下,结合两种材料优势的复合材料设计可能是最合适的。
结论
理想的组织工程化——骨替代应该是一种材料,允许骨进行改造,这目标尚未实现。
设计一个支架,它是需要权衡利弊的。
在生物活性陶瓷中,生物活性玻璃提供大量的优势。
在生物的监管下,硅的角色是骨生成和解决潜在困境。
最近的进展是用硼酸来发展生物活性眼镜和跟踪元素掺杂生物活性玻璃,扩大生物活性玻璃的剧目。
尽管硼化物和其他微量元素有益于骨重建和相关的血管生成,高水平的毒性风险必须高度重视,所以释放这些元素必须被令人满意地低于他们的生物安全水平。
两个主要的散装降解和表面易受侵蚀的聚合物,散装降解类型是比表面腐蚀更有前途的集团,被替换成了新的骨组织是其中最重要的一个理想脚手架材料。
正如前面所讨论的。
交联合成弹性体(尤其是聚酯弹性体)是最具吸引力的,在组织工程的矩阵,作为替代胶原蛋白。
这是因为他们是弹性和最佳匹配的弹性生物组织。
其次,他们能够提供机械稳定性和结构完整性,使组织和器官不引起灾难性的机械植入失败。
第三,聚酯弹性体允许紧密控制结构和力学性能,适合各种不同应用程序。
最后,最重要的是,聚酯弹性体,其中大部分可以安全地击穿通过自然水解的代谢产物,来匹配愈合受伤的骨组织,而这很难通过电流热塑性塑料和热塑性橡胶。
然而,在骨组织工程支架未来的研究中,为建立最合适的陶瓷或矿物填料材料和加工条件,弹性体可能提供许多潜在的途径。
2010级化学一班倪扬扬
学号:201006010053。