大块状生物活性玻璃陶瓷表面复合骨髓-骨松质的成骨作用研究

将自体骨髓 -骨松质 (ABMC)复合于块状生物活性玻璃陶瓷 (BGC)表面 ,植入12条杂种狗无骨膜的下颌骨缺损区 ,分别于术后4周、12周、20周和40周处死 ,采用光镜、荧光显微镜及扫描电镜观察局部新骨生成与改建状况。发现术后4周时植入BGC上面有多量的新生骨形成 ,随时间的推移 ,此层骨组织增厚 ,并从不规则的骨芽向小梁骨转化 ,沉积在BGC表面或微孔内。而对照组始终末见骨形成。此结果表明BGC可以作为ABMC的生物载体 ,促进ABMC的异位成骨效应。BGC表面复合ABMC种植改善了BGC的力学强度 。

钛合金表面涂烧生物活性玻璃陶瓷涂层的性能与结构

采用涂烧法在钛合金表面制备出结合强度高，化学稳定性好，防组织液渗透和生物相容性良好的复合生物玻璃陶瓷涂层．用ＸＲＤ，ＦＴ－ＩＲ等方法研究了涂层的组成、结构和性能．结果表明：底釉由玻璃相、ＦＡＰ和榍石晶相组成；多孔生物玻璃陶瓷涂层由玻璃相、ＦＡＰ和β－ＣａＳｉＯ３晶相组成；复合涂层能与骨组织产生骨性结合．

溶胶-凝胶法制备生物活性玻璃陶瓷的研究

采用溶胶-凝胶法制备前驱体粉体,经高温煅烧制备了名义化学组成为MgO4.6,CaO44.9,SiO2 34.2,P2O516.3,CaF20.5(质量分数)的磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷。用造孔工艺制备了其多孔型材料。通过实验观察、差热和热重分析,体积密度和气孔率的测量,粒度测试、X射线衍射分析,扫描电镜观测,FTIR转换红外光谱分析等方法,研究了玻璃陶瓷前驱体粉末的溶胶-凝胶制备工艺条件,玻璃陶瓷的烧结工艺条件;分析了材料的晶相结构和显微结构。实验结果表明:溶胶-凝胶法可制备出微细的非晶态前驱体粉末,经烧结后玻璃陶瓷主晶相为磷灰石及β-硅灰石。造孔后,多孔型材料具有良好的贯通孔隙结构:微观孔隙约2～3 μm,宏观孔隙约300～400μm。鉴于其晶相组成及良好的微观结构,通过新型溶胶-凝胶工艺开发的生物活性玻璃陶瓷材料可望被用于骨修复材料及骨组织工程支架材料。

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 。

有机泡沫浸渍法制备多孔磷灰石-硅灰石(AW)生物活性玻璃陶瓷研究

0引言多孔磷灰石．硅灰石（apatite—wollastonite glass ceramic，AW-GC）生物活性玻璃陶瓷。具有良好的生物活性、骨透导性和一定的可降解性，近年在骨组织工程研究中倍受重视。理想的骨组织修复和支架材料应具备三维立体多孔结构．这种结构有利于细胞粘附增殖、细胞外基质沉积、营养和氧气进入及代谢产物排出，也有利于血管和神经长入。此外，多孔结构与组织具有更大的接触面积，能够使植入材料承受更复杂的应力状态。

A-W生物活性玻璃陶瓷的研究和发展

生物活性玻璃陶瓷和玻璃陶瓷是生物医用材料领域的一个重要研究方向 ,其生物活性使材料被植入后能与骨形成紧密的化学键结合。A- W(Apatite/ Wollastonite)生物活性玻璃陶瓷作为此类材料的杰出代表 ,不但拥有出色的生物活性和生物相容性 ,还具有优异的力学性能 ,因此在临床上得到了大量应用和发展。本文主要介绍了A- W生物活性玻璃陶瓷的研究进展、研制方法、性能、应用及骨结合机理 ,并对 A- W生物活性玻璃陶瓷的研究和发展作出了展望。

新型多孔磷灰石/硅灰石生物活性玻璃陶瓷材料的研究

通过溶胶 -凝胶工艺制备了一种新型玻璃陶瓷材料 ,X衍射图谱及傅立叶转换红外图谱表明该材料主晶相为含羟基基团的氟氧磷灰石 [Ca10 (PO4) 6(OH ,F) ]和 β 硅灰石 [β CaSiO3 ];扫描电镜分析显示材料显微结构含有大量微孔 ,孔径为 2～ 3μm。经造孔后 ,材料大孔孔径为 30 0～ 4 0 0 μm ,且孔道相互贯通 ;采用体外模拟体液浸泡实验表征了材料的生物活性 ,扫描电镜观测发现 ,材料表面 7天内已生成大量羟基磷灰石晶粒。结果表明 :采用新型溶胶 -凝胶工艺制备的磷灰石 / β 硅灰石玻璃陶瓷材料具有良好的生物活性 ,其多孔材料具有适宜的孔隙结构 ,微观孔与宏观孔相结合 ,是一类十分具有发展潜力的骨组织修复材料及骨组织工程支架材料。

人骨形态发生蛋白2基因转染的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃陶瓷修复颅骨缺损

背景:目前已有将体外培养的骨髓基质细胞与支架复合修复骨缺损的临床报道。但是由于该类复合材料中缺乏骨生长因子作用,在原位的成骨作用并不十分理想。目的:探讨携带人骨形态发生蛋白2基因的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃陶瓷材料在修复兔颅骨缺损中的原位成骨作用。设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-02/2008-11在辽宁医学院解剖学实验室完成。材料:生物活性玻璃陶瓷由中国科学院四川成都光电研究所提供,转人骨形态发生蛋白2和转pcDNA3载体的骨髓间充质干细胞由辽宁医学院解剖学教研室骨组织工程研究所保存。方法:制备兔双侧颅骨骨缺损模型,将基因转染的骨髓基质细胞与生物活性玻璃陶瓷复合培养物植入骨缺损区,术后第4,8,12周对植骨区进行大体观察、X射线摄片、组织切片、组织化学检测。主要观察指标:①复苏后的转染人骨形态发生蛋白2的骨髓基质细胞的生长特性。②从大体、X射线结果和组织学等方面观察复合材料在原位修复骨缺损的作用。结果:转染的骨髓基质细胞在细胞形态及增殖特性方面与未转染的细胞无明显差异。扫描电镜显示基因转染的骨髓基质细胞在生物活性玻璃陶瓷表面呈星形紧密排列,长入生物活性玻璃陶瓷孔隙中。复合材料植入免颅骨缺损后,X射线观察术后第4周骨缺损外周骨质与复合材料之间大部分被高密度阴影充填,术后第12周骨缺损外周骨质与复合材料之间完全被高密度阴影充填;光镜观察术后第8周骨小梁大部分相连成片,术后第12周骨小梁粗大,骨髓再生。结论:基因转染的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃陶瓷材料基本符合骨组织工程学的要求,在骨缺损区原位具有良好的成骨作用。

含锰锌铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷制备工艺及其性能研究

在磷灰石/硅灰石生物活性玻璃陶瓷(A-WGC)中掺杂锰锌铁氧体,制备出一种新型的磁性生物活性玻璃陶瓷,并研究了不同制备工艺对其磁性和生物活性的影响.结果表明,使用不同掺杂工艺制备的材料的主晶相均为硅灰石、磷灰石、氟磷灰石和分子式为Zn_(0.75)Mn_(0.75)Fe_(1.5)O_4的锰锌铁氧体.在充磁至7.96×10~5A·m^(-1)时,各材料的饱和磁化强度相差不大,在5.4～5.9A·m^2·kg^(-1)之间.材料的生物活性与烧结前和锰锌铁氧体前驱体复合的A-WGC原料的反应活性有关,A-WGC原料的反应活性越低,材料的生物活性越好.比较各材料,采用将A-WGC前驱体高温煅烧后再与锰锌铁氧体前驱体固相混合的工艺制备的材料具有良好的磁性和较高的生物活性.

磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷表面接枝多肽改性研究

为在磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷(Apatite-Wollastonite Bioactive Glass-Ceramic,AW)表面引入能够促进细胞粘附的RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)多肽以提高其生物活性,采用低温等离子法在材料的表面引入活性氨基基团,并通过浸渍法使氨基基团与多肽发生反应。采用XRD、XPS、ATR-FTIR对AW的相组成及表面改性特性进行表征,确认通过低温等离子法在AW表面接上氨基,RGD多肽分子与氨基反应以化学键合的形式接枝到材料表面(RGD-AW),实现了在AW表面接枝生物大分子的改性。将改性前后的材料分别与类成骨细胞(MG63细胞)混合培养并使用荧光显微镜、SEM及MTT等测试方法对材料的细胞生物学性能进行了表征。细胞实验结果表明:接枝RGD多肽分子的材料在细胞培养的早期阶段比AW更有利于细胞的粘附及铺展。

生物活性玻璃陶瓷人工骨材料的研究进展

生物活性玻璃陶瓷人工骨材料的研究进展山东医科大学附属医院（２５００１２）汤继文张玉德刘春梅７０年代初，美国的Ｈｅｎｃｈ教授〔１〕在研究玻璃成分时，有意识地将化学稳定性差、容易降解的玻璃植入生物体内，作为骨骼和牙齿的替代物。其发现材料中某些成分可以同生...

掺镧多孔生物活性玻璃陶瓷的制备与表征

使用溶胶凝胶法和有机泡沫浸渍工艺制备了(45-x)CaO-xa_2O_3-4.5MgO-33SiO_2-16P_2O_5-0.5CaF_2(0≤x≤5)(质量分数)体系的多孔生物活性玻璃陶瓷。研究了不同含量的氧化镧对材料的晶相组成、力学强度、生物活性、磁性和生物相容性的影响。研究结果表明,La_2O_3的掺入量x≤5时,提高了生物活性玻璃陶瓷的力学强度,赋予了材料一定的磁性能,但当掺入量为x=5时,对材料的生物相容性造成了一定的影响。

生物玻璃活性陶瓷复合人骨形态发生蛋白2基因修饰骨髓间充质干细胞修复颅骨缺损

背景:目前已有将体外培养的骨髓来源间充质细胞与支架复合后修复骨缺损的临床报道,但是由于该类复合材料中缺乏骨生长因子作用,其原位的成骨作用并不十分理想。目的:观察人骨形态发生蛋白2基因修饰的骨髓间充质干细胞与生物活性玻璃陶瓷复合材料在修复兔颅骨缺损中的原位成骨作用。方法:复苏冻存的人骨形态发生蛋白2基因修饰的骨髓间充质干细胞,与生物活性玻璃陶瓷复合培养获得人工植骨材料;制备兔双侧颅骨全层骨缺损模型,实验组将人工植骨材料植入骨缺损区,并设置空白质粒转染的骨髓间充质干细胞+生物活性玻璃陶瓷、骨髓间充质干细胞+生物活性玻璃陶瓷、空白组作对照,术后第4,8,12周对植骨区进行大体观察、X射线摄片、组织化学检测和生物化学检测。结果与结论:转染人骨形态发生蛋白2的骨髓间充质干细胞与生物活性玻璃陶瓷复合培养的人工植骨材料植入后第4周,骨缺损外周骨质与复合材料之间大部分被高密度阴影充填;第12周,完全被高密度阴影充填;第8周,骨小梁大部分相连成片;第12周,骨小梁粗大,骨髓再生。生物化学检测结果与组织化学检测结果一致,并且成骨效果及成骨活性明显优于对照组。说明携带人骨形态发生蛋白2基因的骨髓间充质干细胞与生物活性玻璃陶瓷复合构成的人工植骨材料基本符合骨组织工程学的要求,在骨缺损区原位具有良好的成骨作用。

烧结法制备生物活性玻璃陶瓷材料

以氧化锆为成核剂,采用烧结法制备了基玻璃化学组成为49.6%(质量分数,下同)SiO2,21.7%CaO,22.7%Na2O,6.1%P2O5的生物活性玻璃陶瓷材料.通过XRD、TF-XRD、SEM等测试分析对其物相及生物活性进行了研究.结果表明:在基玻璃中引入适量的氧化锆,可获得物相组成良好的材料,且该材料具有较高的生物活性.

可加工生物活性云母/氟磷灰石玻璃陶瓷的制备及生物活性

采用高温熔铸法制备可加工生物活性云母/氟磷灰石玻璃陶瓷;用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM/EDS)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析等手段对材料的相组成和微观形貌进行研究,测定材料的抗弯强度、硬度和断裂韧性等力学性能;采用体外模拟体液(SBF)浸泡法测试材料的生物活性。研究结果表明:氟磷灰石相呈针状,与人体骨和牙齿的磷灰石形貌相似,有利于提高材料的生物活性和生物相容性;氟磷灰石的形成是材料被迅速加热至高温进行热处理,使磷灰石以螺旋位错生长机制沿c轴晶化长大所致;经热处理获得的材料具有优良的力学性能,基本满足骨科和齿科用生物材料的性能要求;材料在体外模拟体液中浸泡3 d后,样品表面已有磷灰石层生成,表明该材料具有较高的生物活性。

磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷对谷氨酸的吸附

背景:磷灰石-硅灰石生物玻璃陶瓷是近年发展起来的优良骨修复支架材料,可为种子细胞提供良好的生长环境。但是细胞与载体的相互作用及变化机制尚未完全清楚。目的:考察溶胶-凝胶法制备的磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷对谷氨酸的吸附行为,探讨温度、溶液pH值、质量浓度对谷氨酸吸附量的影响。设计、时间及地点:观察实验,于2008-03/09在四川大学材料科学与工程学院完成。材料:用溶胶-凝胶法制备的磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷。方法:将片状磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷浸泡于谷氨酸溶液中,改变谷氨酸溶液质量浓度、pH值、温度等吸附条件。主要观察指标:测量不同条件下的谷氨酸吸附量。结果:①磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷初次对谷氨酸吸附时,属于Freundlich型吸附,包括物理吸附和化学吸附。②谷氨酸较适宜的吸附条件为pH3.4或者8,温度为37℃左右。结论:磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷对谷氨酸的吸附受溶液pH值、温度、谷氨酸质量浓度等因素的影响,且存在一定的规律。

含钙铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷热种子的制备与表征

本工作将钙铁氧体与溶胶-凝胶法制得的生物活性玻璃陶瓷复合,制备了含钙铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷磁热种子。对所制得材料的物相组成、磁性、体外生物活性、磁生热能力及磁热对肿瘤细胞的杀伤效应、组织相容性进行了表征。结果表明,材料主晶相为CaSiO_3、Ca_5(PO_4)_3F和CaFe_2O_4。充磁约8×10~5 A·m^(-1)时,材料饱和磁化强度约5A·m^2·kg^(-1),矫顽力约2×10~4 A·m^(-1)。暴露在342kHz、1×10~3 A/m的交变磁场下,0.1g材料20min内即能实现升温约40℃。在浸泡入模拟体液中14d后,材料表面能形成不连续的含有碳酸根生物的活性层。MTT细胞增殖实验显示材料无细胞毒性,MG63细胞能在材料上粘附和生长。将材料与VX2细胞在交变磁场下复合培养20min,材料周围出现明显的死亡细胞圈。兔肌肉植入实验显示材料组织相容性良好。

生物活性玻璃陶瓷与骨膜源性成骨细胞体外相容性的实验研究

目的:探讨多孔状生物活性玻璃陶瓷(bioactive glass ceramics,BGC)与体外培养扩增的兔骨膜源性成骨细胞(periosteal-derived osteoblasts,POBs)的生物相容性,为骨组织工程载体材料的选择提供依据。方法:体外培养并扩增兔骨膜源性成骨细胞,运用MTT法和酶学测定法分别检测BGC提取液对细胞增殖和碱性磷酸酶(ALP)活性的影响,运用倒置相差显微镜、扫描电镜观察与BGC复合培养的细胞在材料内的生长情况。结果:BGC提取液对培养早期细胞的增殖有一定的抑制作用,对培养晚期细胞的增殖无明显影响;在细胞培养过程中能上调POBs分泌ALP的能力;细胞在BGC材料孔隙表面生长良好,并能增殖、分泌细胞外基质。结论:在体外多孔状BGC具有良好的细胞相容性,为BGC作为骨组织工程的细胞载体提供了实验依据。

生物活性玻璃陶瓷对成骨细胞影响的体外实验研究

目的探讨生物活性玻璃作为成骨细胞培养支架的可行性,为骨组织工程寻找一种良好的细胞载体。方法采用骨膜源性成骨细胞与生物活性玻璃陶瓷体外复合培养,通过光镜、电镜、上清液ALP测定及流式细胞仪观察及检测生物活性玻璃陶瓷对成骨细胞生物学性状的影响。结果成骨细胞在生物活性玻璃陶瓷的表面及空隙内生长状态良好,上清液ALP测定值及细胞凋亡率(Ap)两组对照无显著性差异。结论生物活性玻璃陶瓷具有良好的生物相容性、生物活性和成骨作用,可以成为骨组织工程中一种新型的细胞支架材料。

生物活性玻璃陶瓷修复下颌骨缺损远期超微结构及元素含量分析

目的 :对2例下颌骨缺损区生物活性玻璃陶瓷 (bioactiveglassceramics,BGC)植入术后8、10年的临床疗效、植入BGC前后标本的超微结构进行观察及元素含量测定。方法 :将2例患者的BGC手术标本用戊二醛固定后 ,冷冻断裂形成自然断面 ,真空干燥条件下喷金 ,以10年前留下的BGC为对照 ,作断面的扫描电镜观察 ,同时X线探针测定植入前后元素含量变化。结果 :BGC在尚有少量下颌骨支架残存或与自体骨复合移植时骨替代效果良好 ,但存在不能随颌骨同步生长发育的缺点 ,因而术后可导致面部外形畸形或咬合紊乱。大体标本及超微结构观察发现 ,骨组织可以完全长入10mm厚度的材料中 ,材料与颌骨外侧的板状骨几乎无明显界限 ,多数板状骨以钉突形式长入材料中。X线能谱元素分析发现 ,SiMg原子百分含量由植入前27.7 %降至植入后0.43 %或更低,Ca、P的原子百分含量由植入前的54.66 %和9.89 %分别上升至60.44 %和31.87 %以上 ,Ca/P原子个数接近正常骨组织。结论 :BGC复合自体骨植入有良好的临床效果 ,克服其脆性后有较大的临床应用前景。