生物活性玻璃(BG)表面改性
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生物活性玻璃(BG)表面改性
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研究背景 卵磷脂对BG的表面改性 改性效果评价 机理与结论
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1.研究背景
能与硬组织和软组织发生键合的材料
特点： 良好的生物相容性
生物活性优良 可降解 可促进细胞增殖和基因表达 局限性
生物活性玻璃的力学性能较差
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生物活性玻璃
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PC
图6. BG改性示意图
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1.将PC与BG粉体在高速球磨的条件下进行复 合,在粉碎过程中, 利用机械应力对粒子表面 进行激活,以改变其表面物理化学结构。 2.PC亲水的极性头部可以和BG颗粒表面发生 吸附作用, 在生物玻璃的表面形成一层包覆 膜, 而疏水的非极性尾部与壳聚糖分子有很 好的相容性, 促使了基体和无机颗粒表面完 全浸润, 可以显著地改善生物玻璃和壳聚糖 之间的界面结合性能。 3.PC在一定程度上可以改善BG与壳聚糖的界面 结合力，提高BG在壳聚糖中的分散性。
2.提高BG粉体的分散性
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3.改性效果评价
⑴改性前后BG的FTIR分析
466cm-1,791cm-1Si-O振动吸收峰； 900-1100cm-1出现宽的吸收带，P-O, Si-O； 1456cm-1，PC中脂肪酸中的羰基的伸缩 振动吸收峰。 2926cm-1,2852cm-1,PC中脂肪酸部分的亚 甲基的不对称伸缩振动和对称伸缩振动 的吸收峰；
改性后生物活性玻璃粉体的表面附着了 一定量的卵磷脂。
图1. 58S 生物活性玻璃粉体改性前(a)后(b)的FTIR图谱
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⑵改性前后显微结构分析
图2. 生物活性玻璃粉体改性前后的扫描电镜照片 改性前BG粉体粒度分布范围较宽，大颗粒较多，颗粒团聚较严重。 改性后颗粒粒度明显减小，粒度分布均匀。
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BG与高分子材料复合用于制备骨组织工程支架，但 高分子材料与无机材料具有不同的表面基团及亲疏 水性，因此，导致无机粉体在高分子基体中的分散 性差，且两者结合较松散，影响材料的力学性能。
卵磷脂是一种以磷酸基为亲水基团的生 物表面活性剂，具有两亲分子结构。 改性目的：1.提高BG粉体与有机基相的界面结合能力
制备方法：熔融法（致密，活性依赖于组成）； 溶胶凝胶法（ 多孔，活性高，活性与降解性由组成与 结构共同决定）
应用领域
1.口腔方面：牙周病治疗，牙槽嵴的保持与重建，作为护牙剂成分等 2.癌症治疗方面：生物活性铁磁陶瓷对癌细胞进行热疗 3.药物治疗载体方面 4.注射阻止尿失禁
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2.卵磷脂(PC)对BG的表面改性
⑶改性前后BG表面亲疏水性
图3. 改性前后生物活性玻璃的表面接触角照片
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图4. 改性前后生物玻璃的表面接触角测试结果
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⑷改性前后BG在壳聚糖中的分散情况
图5. 改性前后生物玻璃粉体在壳聚糖基体中分散的SEM照片
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4.机理与结论
PC
HO BG OH OH
HO
PC
PC
氢键ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
BG
PC
生物活性玻璃(BG)表面改性
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研究背景 卵磷脂对BG的表面改性 改性效果评价 机理与结论
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1.研究背景
能与硬组织和软组织发生键合的材料
特点： 良好的生物相容性
生物活性优良 可降解 可促进细胞增殖和基因表达 局限性
生物活性玻璃的力学性能较差
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生物活性玻璃
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PC
图6. BG改性示意图
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1.将PC与BG粉体在高速球磨的条件下进行复 合,在粉碎过程中, 利用机械应力对粒子表面 进行激活,以改变其表面物理化学结构。 2.PC亲水的极性头部可以和BG颗粒表面发生 吸附作用, 在生物玻璃的表面形成一层包覆 膜, 而疏水的非极性尾部与壳聚糖分子有很 好的相容性, 促使了基体和无机颗粒表面完 全浸润, 可以显著地改善生物玻璃和壳聚糖 之间的界面结合性能。 3.PC在一定程度上可以改善BG与壳聚糖的界面 结合力，提高BG在壳聚糖中的分散性。
2.提高BG粉体的分散性
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3.改性效果评价
⑴改性前后BG的FTIR分析
466cm-1,791cm-1Si-O振动吸收峰； 900-1100cm-1出现宽的吸收带，P-O, Si-O； 1456cm-1，PC中脂肪酸中的羰基的伸缩 振动吸收峰。 2926cm-1,2852cm-1,PC中脂肪酸部分的亚 甲基的不对称伸缩振动和对称伸缩振动 的吸收峰；
改性后生物活性玻璃粉体的表面附着了 一定量的卵磷脂。
图1. 58S 生物活性玻璃粉体改性前(a)后(b)的FTIR图谱
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⑵改性前后显微结构分析
图2. 生物活性玻璃粉体改性前后的扫描电镜照片 改性前BG粉体粒度分布范围较宽，大颗粒较多，颗粒团聚较严重。 改性后颗粒粒度明显减小，粒度分布均匀。
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BG与高分子材料复合用于制备骨组织工程支架，但 高分子材料与无机材料具有不同的表面基团及亲疏 水性，因此，导致无机粉体在高分子基体中的分散 性差，且两者结合较松散，影响材料的力学性能。
卵磷脂是一种以磷酸基为亲水基团的生 物表面活性剂，具有两亲分子结构。 改性目的：1.提高BG粉体与有机基相的界面结合能力
制备方法：熔融法（致密，活性依赖于组成）； 溶胶凝胶法（ 多孔，活性高，活性与降解性由组成与 结构共同决定）
应用领域
1.口腔方面：牙周病治疗，牙槽嵴的保持与重建，作为护牙剂成分等 2.癌症治疗方面：生物活性铁磁陶瓷对癌细胞进行热疗 3.药物治疗载体方面 4.注射阻止尿失禁
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2.卵磷脂(PC)对BG的表面改性
⑶改性前后BG表面亲疏水性
图3. 改性前后生物活性玻璃的表面接触角照片
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图4. 改性前后生物玻璃的表面接触角测试结果
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⑷改性前后BG在壳聚糖中的分散情况
图5. 改性前后生物玻璃粉体在壳聚糖基体中分散的SEM照片
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4.机理与结论
PC
HO BG OH OH
HO
PC
PC
氢键ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
BG
PC