硅酸盐生物活性玻璃纤维对磷酸钙骨水泥性能的影响

背景:磷酸钙骨水泥的力学性能差、成骨能力弱等问题阻碍了其进一步发展。硅酸盐生物活性玻璃因具有良好的生物活性及成骨能力而备受青睐,同时其纤维结构能够加强材料的力学强度。目的:探究硅酸盐生物活性玻璃纤维复合磷酸钙骨水泥的力学性能、生物相容性及成骨效果。方法:将不同质量百分比(0%,10%,20%)的硅酸盐生物活性玻璃纤维分别加入磷酸钙骨水泥固相中,与液相混合后固化48 h,得到磷酸钙骨水泥与硅酸盐生物活性玻璃纤维复合磷酸钙骨水泥,表征骨水泥的力学性能、凝固时间及离子析出情况。将3组骨水泥浸提液分别与MC3T3-E1细胞共培养,通过CCK-8检测、活死染色、鬼笔环肽染色评估材料的细胞相容性;成骨诱导后,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色、RUNX2免疫荧光染色及RT-PCR检测评估材料的成骨诱导能力。结果与结论:①随着硅酸盐生物活性玻璃纤维含量的增加,骨水泥的抗压强度与抗弯强度均升高,凝固时间延长;将骨水泥浸泡于模拟体液中均可检测到硅离子、钙离子、磷离子析出,并且随着硅酸盐生物活性玻璃纤维含量的增加,骨水泥释放的硅离子、磷离子质量浓度升高,钙离子质量浓度降低;②活死染色、鬼笔环肽染色结果显示,硅酸盐生物活性玻璃纤维复合磷酸钙骨水泥对MC3T3-E1细胞无毒性作用;CCK-8检测结果显示,硅酸盐生物活性玻璃纤维复合磷酸钙骨水泥可促进MC3T3-E1细胞的增殖;③随着骨水泥中硅酸盐生物活性玻璃纤维含量的增加,MC3T3-E1细胞的碱性磷酸酶活性及细胞外钙沉积均增加,RUNX2蛋白表达增加,碱性磷酸酶、骨钙素、骨桥蛋白、RUNX2 mRNA表达增加;④结果表明,硅酸盐生物活性玻璃纤维可增强磷酸钙骨水泥的力学性能与成骨诱导能力,其中以20%硅酸盐生物活性玻璃纤维的效果更明显。

含铜介孔生物活性玻璃的体外成血管及成骨性能

背景:介孔生物活性玻璃因优异的生物相容性、骨诱导活性在骨修复方面具有巨大的应用潜力,将治疗性离子融入介孔生物活性玻璃颗粒中可赋予材料更加理想的生物学特性。目的:合成含铜介孔生物活性玻璃,探讨其体外促血管形成及成骨分化性能。方法:采用微乳液辅助溶胶-凝胶法合成介孔生物活性玻璃与含铜介孔生物活性玻璃,通过扫描电镜、透射电镜、能谱分析和X射线衍射等手段表征材料的形貌、结构和成分及离子缓释性能。将介孔生物活性玻璃浸提液、含铜介孔生物活性玻璃浸提液分别与小鼠成纤维细胞L929共培养,通过活死染色、CCK-8实验评价材料的生物相容性。将两种材料浸提液分别与人脐静脉内皮细胞共培养,通过Transwell实验、划痕实验和CD31免疫荧光染色评价材料的促血管形成性能。将两种材料浸提液分别与小鼠骨髓间充质干细胞共培养,通过碱性磷酸酶染色(未加入成骨诱导液)、茜素红染色(加入成骨诱导液)评估材料的促成骨性能。结果与结论:①表征结果显示,介孔生物活性玻璃和含铜介孔生物活性玻璃均呈现紧密排列的颗粒状形貌,内部介孔结构相似,含铜介孔生物活性玻璃可持续释放铜离子;②活死染色与CCK-8实验结果显示,相较于介孔生物活性玻璃,含铜介孔生物活性玻璃可促进L929细胞的增殖,具有良好的生物相容性;③Transwell实验、划痕实验和CD31免疫荧光染色结果显示,相较于介孔生物活性玻璃,含铜介孔生物活性玻璃可促进人脐静脉内皮细胞的迁移与CD31蛋白表达,促进血管形成;④碱性磷酸酶染色与茜素红染色结果显示,含铜介孔生物活性玻璃的促成骨性能强于介孔生物活性玻璃。结果表明:含铜介孔生物活性玻璃具有优异的生物相容性和促血管形成及骨再生潜力。

新型生物活性玻璃对乳牙根尖周炎常见细菌抗菌效果评价

目的:研究不同浓度新型生物活性玻璃(bioactive glass,BG)对乳牙根尖周炎常见细菌的抗菌效果。方法 :采用纸片扩散法检测并观察新型BG处理粪肠球菌、牙龈卟啉单胞菌和具核梭杆菌后形成的抑菌环直径(mm),同时测定粪肠球菌、牙龈卟啉单胞菌和具核梭杆菌的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)、最小杀菌浓度(minimal bactericidal concentration,MBC)和最小菌斑清除浓度(minimal biofilm eradication concentration,MBEC),20、40、60、80 mg/mL新型BG处理3种菌的混合菌斑24 h,于激光共聚焦显微镜(confocal laser scanning microscopy,CLSM)下摄片观察新型BG对混合菌斑的抑菌效果。采用GraphPad Prism 10.0软件对数据进行统计学分析。结果:新型BG对乳牙根尖周炎常见细菌显示出很强的抗菌潜力;新型BG对菌斑的MBEC显著大于对粪肠球菌、牙龈卟啉单胞菌和具核梭杆菌的MIC和MBC。随着新型BG浓度加大,混合菌斑死菌数量显著增加,与空白对照组有显著差异(P<0.05)。结论:新型BG对乳牙根尖周炎常见细菌粪肠球菌、牙龈卟啉单胞菌和具核梭杆菌具有显著抗菌功效。

硼硅酸盐生物活性玻璃的矿化及机理初探

目的探讨硼硅酸盐生物活性玻璃体外矿化成类骨层状结构的机理。方法模拟体内环境,将硅酸盐玻璃(0B)、硼硅酸盐玻璃(2B)和硼酸盐玻璃(3B)浸泡于SBF溶液和含有明胶的SBF溶液中1周;随后采用质量损失分析、SEM、EDS、XRD及FTIR等测试方法对多种生物活性玻璃的矿化产物进行系统分析与比较;采用固体核磁NMR对生物玻璃进行玻璃结构分析。结果浸泡1周后,SEM观察到硼硅酸盐玻璃(2B)和不含硅的硼酸盐玻璃(3B)表面产生层状矿化产物,而硅酸盐玻璃(0B)表面只有一层矿化产物层;XRD和FTIR结果显示3种玻璃的表面产物均为含有部分羟基磷灰石的钙磷化合物;固体核磁波谱(11B)测试结果表明硼硅酸盐玻璃(2B)和不含硅的硼酸盐玻璃(3B)都存在大量[BO_(3)]平面三角体。最后,当硼硅酸盐玻璃(2B)浸泡在含有明胶的SBF溶液后,其矿化产物仍能维持层状结构;通过EDS分析可知形成明胶有机层和含羟基磷灰石的无机层相互堆积的特殊层状结构。结论2B和3B玻璃内部存在大量[BO_(3)]平面三角体所构造的二维平面结构。矿化过程中,不溶性反应物沉积在二维平面结构上,从而使矿化产物呈现层状结构。在浸泡液中添加一定量的明胶后,其可以有效地与硼硅酸盐玻璃的层状矿化结构相互匹配结合,最终堆叠形成有机相层与无机层相互交错的特殊结构。

掺锶介孔生物活性玻璃负载双膦酸盐改善去卵巢小鼠骨流失

背景:双膦酸盐通过抑制破骨细胞活性延缓骨质疏松进展,然而双膦酸盐严重的并发症如下颌骨坏死、非典型性股骨骨折等严重限制了其临床应用,需要寻求有效的替代疗法改善现有的临床困局。目的:制备掺锶介孔生物活性玻璃负载双膦酸盐(BPS@Sr-MBG),分析其抗骨质疏松活性。方法:采用溶胶-凝胶法制备掺锶介孔生物活性玻璃,然后加入阿仑膦酸盐饱和溶液中制备BPS@Sr-MBG。①细胞实验:将小鼠骨髓巨噬细胞接种于96孔板内,加入含巨噬细胞集落刺激因子、核因子κB受体活化子配体的ɑ-MEM完全培养基进行破骨细胞诱导分化实验,同时分3组培养,空白组加入PBS,对照组加入双膦酸盐,实验组加入BPS@Sr-MBG。培养5 d后,F-肌动蛋白环染色观察破骨细胞分化情况。②动物实验:将24只雌性C57/BL小鼠随机分为4组,每组6只。除假手术组外,切除去卵巢组、BPS组、BPS@Sr-MBG组小鼠双侧卵巢构建骨质疏松模型,造模1周后,BPS组、BPS@Sr-MBG组小鼠分别腹腔注射双膦酸盐溶液、BPS@Sr-MBG溶液,假手术组、去卵巢组小鼠腹腔注射PBS,1次/周。连续注射8周后,取小鼠股骨进行Micro-CT扫描及苏木精-伊红染色分析。结果与结论:①细胞实验:F-肌动蛋白环染色显示,与空白组比较,对照组破骨细胞面积占比与破骨细胞数量均减少(P<0.01);与对照组比较,实验组破骨细胞面积占比与破骨细胞数量均减少(P<0.01)。②动物实验:股骨Micro-CT扫描结果显示,与假手术组比较,去卵巢组小鼠骨密度、骨小梁骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁数目均降低(P<0.05,P<0.01),骨小梁间距、结构模型指数升高(P<0.01);与去卵巢组比较,BPS组、BPS@Sr-MBG组小鼠上述骨参数均得到明显改善(P<0.01),其中以BPS@Sr-MBG组各指标改善更明显。股骨苏木精-伊红染色进一步证实了Micro-CT扫描结果。③结果表明:BPS@Sr-MBG可通过抗破骨效应与促骨形成发挥抗骨质疏松活性。

生物活性玻璃在骨及软组织修复的研究进展

生物活性玻璃(bioactive glass,BG)因其相容性、生物活性和形成结晶羟基磷灰石层的能力而被用作骨及软组织修复材料的候选。本文介绍了BG离子释放机制,探讨了硼硅酸盐生物活性玻璃(borosilicate bioactive glass, BBG)在骨和软组织修复中的应用,并就BBG在骨水泥、支架、水凝胶和纤维研究应用中的潜力及所面临的临床转化挑战展开综述。

生物活性玻璃3D打印仿生支架与不同来源的骨块移植材料在兔颅骨垂直骨增量中成骨的比较研究

目的比较3D打印生物活性玻璃仿生支架与异种骨、同种异体骨及自体骨的微观结构特征及体内垂直骨增量的成骨功效。方法仿骨小梁及哈弗森管进行支架设计,并采用A-W生物活性玻璃进行数字光处理3D打印,烧结成型。将3D打印支架与牛异种骨块、人同种异体骨块及兔自体骨块进行电镜和Micro-CT扫描,研究其形貌和微观结构特征,并将4种骨移植材料随机植入16只新西兰白兔颅顶骨进行体内垂直骨增量实验。每只兔接受4个不同类型的骨移植物,尺寸均为直径6 mm、高5 mm的圆柱体。采集4、12周兔颅骨样本进行Micro-CT扫描分析及组织切片分析,评估并比较4种骨移植材料新骨的形成。结果4种骨移植材料的多孔微观形貌特征存在显著差异。Micro-CT和组织切片分析显示,4周时,3D打印支架新生骨高度显著高于同种异体骨,新生骨面积显著高于异种骨和兔自体骨。12周时,3D打印支架和异种骨的新生骨高度、面积和体积均显著高于同种异体骨。3D打印支架、异种骨、同种异体骨及兔自体骨的维持空间体积降至74.73±5.23%、77.91±7.03%、29.81±8.09%、47.30±10.94%。结论本研究具有一定局限性。初步表明,生物活性玻璃仿生打印支架与临床产品的骨块移植物相比,在体内促进垂直骨增量方面表现出较快较好的成骨性能。

生物活性玻璃:调整制备工艺和掺入元素来实现不同的应用形式和功能

背景:生物活性玻璃是一种多功能人工复合材料,可与组织亲和后缓释活性离子并表现一定的生物活性,其多样性源于制备工艺和组分的多变性,使其能够应用于不同的临床场景。目的:综述目前生物活性玻璃的主要应用形式、应用领域以及掺杂不同元素对其功能的影响。方法:以“生物活性玻璃,缓释离子,骨组织工程,复合支架,组织再生修复,生物医学工程”为检索词在中国知网及万方医学网检索;以“Bioactive glass,Slow-release Ions,Bone Tissue Engineering,Composite Scaffold,Tissue Regeneration and Repair,Biomedical Engineering”为检索词在PubMed和Web of Science数据库检索自2000-2023年收录的相关文献,最终纳入88篇文献进行综述。结果与结论:①在应用形式方面,生物活性玻璃可以根据不同临床场景的需要制作成包括涂层、颗粒、骨水泥及支架等形式,其中涂层能提高植入物生物活性,但易因降解导致植入物不稳定;颗粒适用于不规则骨缺损的修复,但传统方式制备的颗粒功能单一;骨水泥具备微创及可注射的优点,但不适用大尺寸骨缺损;支架具备优异的机械性能,常用于较大尺寸骨缺损,但韧性有限。②在应用领域方面,生物活性玻璃可用于包括口腔科、骨科、软组织工程以及癌症等多种组织再生修复和疾病治疗领域。③在元素掺杂方面,特定元素掺入生物活性玻璃后,不仅能提升其机械性能,还赋予了它特殊生物学功能,如生物活性、可降解性和抗菌性等。④生物活性玻璃作为一种多功能材料,可通过调整制备工艺和元素掺入来实现不同的应用形式和功能,满足不同的骨组织工程等临床需求,广泛应用于生物医学工程领域。

不同含量B_(2)O_(3)对生物活性玻璃支架力学性能与生物活性的影响

背景:生物活性玻璃骨修复材料具有骨结合能力、骨诱导能力及骨传导特性,但目前生物活性玻璃的性能尚不符合临床应用要求,添加硼元素有望改善生物活性玻璃的性能。目的:研究不同含量B_(2)O_(3)替代SiO_(2)对生物活性玻璃力学性能及生物活性的影响。方法:以含磷氮氧生物活性玻璃(成分为:SiO_(2)-CaO-ZnO-Na2O-Si3N4-P2O5)为基础,以B_(2)O_(3)部分替代其中的SiO_(2),采用高温熔融法烧制含B_(2)O_(3)质量分数分别为0%(A组),5%(B组),10%(C组),15%(D组)的基础玻璃(基础玻璃中SiO_(2)与B_(2)O_(3)的质量分数总和为41%),采用有机泡沫浸渍法制作多孔生物活性玻璃支架,利用万能力学试验机单轴压缩和三点弯曲法测试力学性能;将4组支架浸泡于模拟体液中,检测支架的降解性能,利用扫描电镜观察浸泡前后支架的形貌变化,以及X射线衍射分析浸泡前后的支架物相组成。结果与结论:①随着B_(2)O_(3)质量分数的增加,多孔生物活性玻璃支架的抗压强度与抗弯强度升高,4组支架的抗压强度与抗弯强度比较差异有显著性意义(P≤0.05);②浸泡于模拟体液中后,随着时间的延长,多孔生物活性玻璃支架逐渐降解;相同浸泡时间点下,随着B_(2)O_(3)质量分数的增加,支架的降解速率加快,4组支架的抗压强度与抗弯强度比较差异有显著性意义(P≤0.05);③浸泡于模拟体液后的扫描电镜显示,A、B组浸泡1 d后表面沉积大量的颗粒状物质,3 d后表面的颗粒状物质相互融合形成薄膜样沉积,7 d后表面的薄膜即相互融合成片,基本覆盖整个试件表面;C组浸泡1 d后表面形成薄膜样物质沉积,3 d后表面的薄膜即相互融合成片,基本覆盖整个试件表面;D组浸泡1 d后可见基本覆盖整个试件表面的片状物质;④浸泡于模拟体液中1 d后的X射线衍射分析显示,4组支架表面的沉积物为结晶态的羟基磷灰石;⑤B_(2)O_(3)替代部分SiO_(2)会增强多孔生物活性玻璃支架的力学性能、降解性能及体外矿化活性。

功能化生物活性玻璃支架促眶骨再生

目的:通过金属离子掺杂增强生物活性玻璃(BG)支架诱导干细胞成骨分化功能,并在支架表面负载缺氧诱导处理的脂肪间充质干细胞外泌体(h Exo)以增强支架的新生血管、抗炎性能,最终实现眶骨缺损修复。方法:通过碱性磷酸酶(ALP)蛋白定量和PCR分析成骨相关基因表达实验比较骨形态发生蛋白-2(BMP2)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、hExo、Zn、Sr对兔脂肪间充质干细胞(rADSCs)成骨作用大小,找到最适成骨诱导剂并对其最佳作用浓度进行探索;将hExo负载于BG/Zn支架并对其新生血管、干细胞募集、抗炎功能进行体外探索。结果:本研究使用3D打印技术成功制备了Zn离子掺杂和hExo功能化的BG支架。体外实验结果发现Zn离子相对Sr离子可作为最适成骨掺杂剂,且将Zn离子掺杂到BG支架中的实验结果证明10 mmol/L掺杂量可显著促进ALP蛋白以及OPN、RUNX2、ALP、OCN和BMP2成骨相关基因表达(P<0.01);缺氧诱导的外泌体可显著促进血管生成相关因子HIF-1α、VEGF以及趋化因子SDF-1的表达(P<0.05),且hExo修饰到BG/Zn支架后,上述促血管功能保留(P<0.05)。最后分别将BG、BG/Zn、BG/Zn-hExo支架植入新西兰大白兔眶骨缺损部位进行体内实验,CT结果表明BG/Zn-hExo支架显著促进眶骨再生。结论:Zn离子与h Exo可作为一种安全有效的添加剂,使用它们对BG支架功能化后,可增强支架的成骨、成血管性能,实现骨组织工程移植材料的优化。

TiO_(2)掺杂含硼生物活性玻璃骨支架的制备与性能研究

采用熔融法制备了不同TiO_(2)掺杂量的含硼45S5生物活性玻璃,其中,TiO_(2)掺杂量分别为0 wt.%、2 wt.%、4 wt.%、6 wt.%、8 wt.%。将制备的玻璃研磨成粉末,与光敏树脂、光引发剂等均匀混合为浆料,先后采用光固化3D打印技术和高温脱脂烧结技术制备出三维多孔骨支架。采用X射线衍射仪(XRD)和万能试验机对支架进行测试分析,并使用扫描电子显微镜(SEM)对在模拟体液(SBF)中浸泡前后的支架进行显微观察,研究了不同TiO_(2)掺杂量对支架力学性能和生物性能的影响。结果表明,掺入的锐钛型TiO_(2)在高温下转变为金红石型,具有稳定结构,有效提升了支架的力学性能。当TiO_(2)掺杂量为4wt.%时,支架的抗压强度达到(12.56±1.06)MPa,符合骨组织工程骨小梁的强度要求,并且支架具有良好的生物活性。

生物活性玻璃促进成牙本质方向分化的研究进展

生物活性玻璃(BG)因其成骨、成血管作用在骨再生和牙周组织再生等领域广泛应用。近年来发现BG可以促进人牙髓干细胞(hDPSCs)或其他相关细胞朝着形成牙本质的方向发展,并能促进牙髓-牙本质复合体的形成。这对于牙髓疾病、根尖周病变等疾病的治疗具有重要意义。BG溶解释放出钙离子、硅离子等特定离子,从而促进牙体硬组织再生;BG溶解后通过离子交换形成碱性微环境,从而发挥抑菌作用;BG通过促进细胞间相互交流,从而增强细胞间联系。这些因素对促进牙源性细胞的成牙本质方向分化具有积极的意义。本文通过回顾和探究BG促进牙源性细胞成牙本质方向分化的作用及其机制,以期为牙髓疾病和根尖周疾病治疗提供研究基础。

丝素蛋白/生物活性玻璃复合纤维膜的制备及性能表征

背景:在构建具有生物功能的引导骨再生膜时,单一材料因功能不足而无法满足临床上的需要,因此将多种材料复合已成为目前组织修复工程的一种趋势。目的:通过静电纺丝技术制备丝素蛋白/生物活性玻璃复合纤维膜,表征其理化性能和体外生物相容性。方法:将0.8 g丝素蛋白溶解于10 mL六氟异丙醇中制备静电纺丝溶液,利用静电纺丝技术制备丝素蛋白纳米纤维膜(记为SF纤维膜);将0.1,0.3,0.5,0.8 g的生物活性玻璃分别加入静电纺丝溶液中,利用静电纺丝技术制备丝素蛋白/生物活性玻璃复合纤维膜(依次记为SF/1BG、SF/3BG、SF/5BG、SF/8BG纤维膜)。表征5组纤维膜的理化性能及生物相容性。结果与结论:①扫描电镜下可见5组纤维表面光滑、连续且均匀,无串珠样结构,丝纤维之间无明显粘连,均表现出随机排布的无序多孔结构,添加生物活性玻璃后纤维膜的纤维直径减小。傅里叶红外光谱与X射线衍射检测显示,纤维膜中丝素蛋白与生物活性玻璃的化学结构稳定。SF、SF/1BG、SF/3BG、SF/5BG、SF/8BG纤维膜表面的水接触角分别为105.02°,72.58°,78.13°,79.35°,72.50°。②将骨髓间充质干细胞分别接种于5组纤维膜上,CCK-8检测显示相较于SF、SF/8BG纤维膜,SF/1BG、SF/3BG、SF/5BG纤维膜可促进骨髓间充质干细胞的增殖;活/死细胞染色显示5组纤维膜表面的细胞活力较好,其中SF/5BG纤维膜表面的细胞数量更多、分布更均匀;罗丹明-鬼笔环肽染色与扫描电镜观察显示相较于SF纤维膜,SF/5BG纤维膜更有利于骨髓间充质干细胞的黏附。将骨髓间充质干细胞分别接种于5组纤维膜上进行成骨诱导分化,SF/3BG、SF/5BG组碱性磷酸酶活性高于其他3组(P<0.05,P<0.01,P<0.001);茜素红染色显示,添加生物活性玻璃后纤维膜的钙结节形成增加,并且以SF/5BG组钙结节形成最多。③结果表明,丝素蛋白/生物活性玻璃复合纤维膜具有良好的生物安全性和生物相容性。

B、Zn元素掺杂力学增强型45S5生物活性玻璃支架

对45S5生物活性玻璃多孔支架进行B、Zn元素的掺杂,B元素有效降低了熔融法制备生物活性玻璃的熔融温度,减轻了高温对45S5玻璃生物活性的损害,SEM观察到掺B后支架显微结构变得更加致密,抗压测试结果显示掺B的玻璃支架抗压强度是纯45S5玻璃支架的2~3倍,可达9.68 MPa,表明了B对支架的力学性能亦有明显的提升作用。然而,掺入B元素会降低45S5玻璃支架的体外生物活性,过量的B掺杂还会导致支架被烧毁。在确定B元素的相对最佳掺杂浓度后,向玻璃支架中继续掺入Zn元素,能够提升支架的烧结稳定性,支架的抗压强度可继续增强,最优可达14.52 MPa,能与人体松质骨性能相匹配。同时,在SBF模拟体液中浸泡7天后支架的扫描电镜图展示了Zn元素的掺入,使得45S5玻璃支架的体外生物活性显著提升。总之,对45S5生物玻璃多孔支架进行B、Zn元素共掺,制备出了一种具有良好生物活性的力学增强型骨修复材料,具有一定骨组织工程运用价值。

生物活性玻璃对大鼠成骨细胞增殖及YAP/TAZ表达的影响

目的:探讨生物活性玻璃(BG)对大鼠成骨细胞增殖及Yes相关蛋白(YAP)/PDZ结合基序的转录共激活因子(TAZ)表达的影响。方法:构建高密度聚乙烯(HDPE)、羟基磷灰石(HA)+HDPE复合物和BG+HDPE复合物3种生物材料,通过扫描电子显微镜(SEM)和宽角X射线衍射观察3种材料高分子相的晶体形态和结构;3种材料紫外消毒后固定于细胞培养皿底部,将大鼠成骨细胞接种至培养皿中培养7 d,利用相差显微镜和激光共聚焦显微镜观察细胞结构,CCK-8与流式细胞仪分别检测各组细胞增殖和凋亡情况,采用Western blot检测各组成骨细胞碱性磷酸酶(ALP)、Ⅰ型胶原蛋白(COL-1)、骨桥蛋白(OPN)、Runt相关转录因子2(Runx2)、YAP和TAZ蛋白表达。结果:3种材料中HDPE基体相为典型取向结构,HA和BG分散于基体相内。3组成骨细胞为长梭状,细胞形态完整,细胞骨架连续完整无断裂无缺失,细胞核圆润立体细胞呈现有丝分裂状;BG+HDPE组成骨细胞增殖活性高于其他两组细胞(P<0.05),3组细胞凋亡率均低于5%;BG+HDPE组成骨细胞ALP、COL-1、OPN、Runx2、YAP、TAZ蛋白表达高于其他两组(P<0.05)。结论:BG可促进大鼠成骨细胞增殖,其机制可能与上调YAP/TAZ及Runx2表达有关。

氧化铈纳米粒子锚定介孔生物活性玻璃复合粉体材料的制备与抗氧化性能表征

氧化铈纳米颗粒(CNPs)因其Ce3+/Ce4+的可逆转换反应,能有效应对氧化应激,在生物医药领域展现出应用潜力。为抵御骨修复过程中氧化应激损害,本文通过水热法成功制备了平均粒径3~5 nm、单分散的CNPs,并利用酮缩硫醇(thioketals, TK)将其牢固地锚定在介孔生物活性玻璃(MBG)粉体材料表面,获得具有抗氧化应激性能的CNPs@MBG复合粉体材料。使用H2O2溶液来模拟活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)环境,对CNPs@MBG复合粉体的抗氧化特性进行了探讨。实验结果显示,CNPs@MBG复合粉体展现出优良的H2O2分解性能,有效降低了ROS水平,避免了氧化应激。随着CNPs锚定含量的增加,抗氧化效果更为显著。

生物活性玻璃抗菌材料研究进展

通过对玻璃抗菌材料和生物活性玻璃材料的研究历史进行综述,重点介绍通过添加具有抗菌性能的金属元素(如银、锌、铜、锶等)对玻璃材料进行掺杂无机改性,进而开发出的新型抗菌生物活性玻璃材料的研究进展。研究认为,银、锌、铜、锶等金属元素,不仅赋予玻璃材料优异的抗菌性能,还增强其在临床医疗和公共卫生领域的应用潜力,为设计和开发新型多功能生物分子材料提供可借鉴的思路与方法。

纳米生物活性玻璃在牙体硬组织再矿化作用中的研究进展

纳米生物活性玻璃作为一种生物活性材料,有利于牙体硬组织骨性结合,在其再矿化作用中起重要作用。研究发现纳米生物活性玻璃对牙体硬组织的再矿化效果优于传统的氟制剂。本文对纳米生物活性玻璃的结构及再矿化机制、在牙体硬组织各部分再矿化作用的研究进展进行综述,以期为再矿化研究带来新思路,为今后的相关研究提供依据。

羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃复合多孔支架材料对骨缺损的修复作用

目的探讨羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃(PHBV/SGBG)复合多孔支架材料对骨缺损的修复能力。方法将PHBV/SGBG复合多孔支架材料植入兔的桡骨缺损模型中,PHBV/羟基磷灰石(HA)作为实验对照组,利用放射学、组织学、组织切片的计算机图像分析、生物力学测定等方法,观察其降解性、生物相容性以及成骨能力。结果PHBV/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,新生骨形成时间早:术后2周,植入材料内部有骨小粱形成,术后8周移植材料四周及内部均有大量新生骨形成,骨缺损区被新生骨填充;骨修复完成时间早:术后12周,新生皮质骨结构清晰,与宿主皮质骨自然连接,新生骨显示出正常骨结构,髓腔再通;抗压力强:12周时所修复骨缺损标本的抗压力,PHBV/SGBG组明显高于PHBV/HA组(P<0.05),而与自体松质骨组间差异无显著性(P>0.05);降解速度快:术后4周材料开始降解,术后12周材料大部分已被吸收,材料与新骨面积的百分比由4周时的60%下降到8%。结论PHBV/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,成骨时间早并且修复完全,材料本身可以完全降解,是一种理想的骨科替代材料,亦可以用于骨组织工程的支架材料。

钛合金人工关节柄烧结复合生物活性玻璃陶瓷涂层的研究

采用两步涂烧法在钛合金表面制备出防组织液渗透 ,结合强度高 ,生物相容性好的复合生物活性陶瓷涂层 。