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。

再生丝素蛋白-纳米生物活性玻璃复合膜的制备和表征

将再生丝素蛋白(SF)与纳米生物活性玻璃(NBG)粉体复合成膜,制备出一种新型生物材料。采用场发射扫描电镜(FESEM)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)等方法对复合膜结构进行表征。结果表明:NBG均匀分散在丝素膜中,随着NBG含量的增加,复合膜中丝素的构象部分由无规线团或SilkⅠ向SilkⅡ转变,同时力学性能变差。体外生物活性研究表明:复合膜表面沉积出较多的类骨羟基磷灰石(HA),说明其具有较高的生物活性及优良的诱导类骨HA沉积的能力。

新型微纳米生物活性玻璃的模板仿生合成

生物活性玻璃具有优良的生物活性和生物相容性,是一类重要的硬组织修复材料。本文对华南理工大学国家人体组织功能重建工程技术研究中心在微纳米生物活性玻璃方面的研究进行总结,重点包括微纳米生物活性玻璃粉体的制备、结构及性能调控、材料的生物矿化性能及其对细胞行为的影响研究。

微纳米生物活性玻璃的细胞基因激活性能研究

微纳米生物材料目前已成为生物医用材料领域一个研究热点和难点。大量研究表明具有微纳米结构特征的生物材料表现出了积极的生物学响应。生物活性玻璃(BG)具有较高的生物活性、生物相容性,是一类重要的骨修复材料。而微纳米生物活性玻璃(MNBG)因其具有特殊的形态结构和理化性能,引起众多研究者的关注。但是目前对MNBG的研究还主要集中在制备、表征以及其表面类骨羟基磷灰石矿物在SBF溶液中的形成活性等方面,关于MNBG的细胞相容性以及基因激活性能方面的研究还鲜有报道。通过溶胶-凝胶法结合模板仿生技术合成了具有特殊微纳米结构和形态的MNBG,并将其浸提液与MG-63细胞共培养,研究生物玻璃溶出物对细胞增殖,成骨相关基因和蛋白表达的影响,结果证明相比于传统的熔融法制备的生物玻璃(45S5)浸提液,MNBG浸提液能够明显促进细胞增殖,激活细胞成骨相关基因,上调相关蛋白的表达,为设计和制备具有基因介导作用的新型生物活性玻璃骨修复材料提供了理论依据。

溶胶凝胶微纳米生物活性玻璃对恒河猴牙槽骨缺损的修复作用

目的建立较大面积牙槽骨缺损植入溶胶凝胶微纳米生物活性玻璃材料修复的恒河猴动物模型,探讨微纳米生物活性玻璃对牙槽骨缺损的修复作用。方法选成年雌性恒河猴4只,拔除恒河猴双侧下颌尖牙和第一、第二前磨牙区牙齿,去除牙槽间隔和颊侧至牙槽窝根尖部全部牙槽嵴,仅保留舌侧骨皮质,修整拔牙区牙槽骨。右侧为实验组植入溶胶凝胶微纳米生物活性玻璃材料,左侧不植入任何材料作为对照组,两侧拔牙区植入材料后骨膜覆盖防止材料流失。分别于4、8、12、16周行大体及X线片观察,大体观察牙槽骨局部生长情况,X线片观察牙槽骨缺损部位新骨形成情况。结果实验组大体观和X线片观可见明显的骨修复,新生骨与正常骨密度基本一致,植入材料完全降解吸收。对照组未见明显骨修复。结论溶胶凝胶微纳米生物活性活性玻璃具有良好的生物活性、生物可降解性,能促进牙槽骨修复,可以作为一种新的牙槽骨大面积缺损的修复材料。

口腔组织再生领域应用中的纳米生物活性玻璃材料

背景:纳米生物活性玻璃的发展为口腔组织再生修复提供了更多的选择,是现今口腔组织再生材料的研究热点。目的:通过对国内外相关论文的总结讨论,综述纳米生物活性玻璃的口腔组织再生领域的研究进展。方法:以"生物玻璃,纳米"为中文检索词,以"bioactive glass,nanostructure,mesoporous"为英文检索词,应用计算机检索中国期刊全文数据库CNKI和Pub Med数据库中2000年1月至2017年3月有关纳米生物活性玻璃应用于口腔组织方面的文章。结果与结论:与传统生物活性玻璃相比,纳米生物活性玻璃材料具有更优秀的生物活性、降解性能、载药性、抗菌性等。为进一步提高纳米生物活性玻璃材料的理化和生物性能,可在材料中添加镁、锌、锶、铜、银等元素。目前制备纳米生物活性玻璃材料的方法有溶胶-凝胶法、模板合成法、微乳液法、火焰喷雾法、3D打印等,其中的3D打印技术可能为今后制备纳米生物活性玻璃材料的较理想方法。纳米生物活性玻璃在口腔组织再生中的应用基本停留在体外和动物实验阶段,已证明其可促进颌骨和牙体硬组织的再生,但尚未见临床报道,所以未来依然需要更多长期详细的研究,使各类纳米生物活性玻璃材料能够在临床上安全有效的使用。

微纳米生物活性玻璃诱导牙本质再矿化研究

封闭牙本质小管能有效减轻牙齿过敏症。本研究以不同粒径的微纳米生物活性玻璃球(MNBGs)为分散质、海藻酸钠–磷酸盐缓冲溶液为分散液,制备了用于牙本质脱敏治疗的MNBGs糊剂(MNBGP)。在牙本质切片表面进行体外矿化并系统评价了糊剂与牙本质的结合性能,以及糊剂体外诱导牙本质再矿化、封闭牙本质小管的能力。研究结果表明,不同粒径MNBGs制备的糊剂均能与牙本质界面紧密结合,粒径较小的MNBGs在脱矿牙本质切片表面分布更加均匀。MNBGP在人工唾液(AS)中能较好地诱导牙本质再矿化形成磷灰石(HA)以堵塞封闭牙本质小管,脱矿牙本质切片表面形成的HA层随矿化时间延长而增厚,矿化28 d HA层的厚度可达到5~10μm。MNBGs的尺寸影响其诱导牙本质再矿化的效果,当颗粒大小与牙本质小管直径匹配时,MNBGs可以更好地封闭牙本质小管。因此, MNBGP具有良好的治疗牙本质过敏的应用前景。

锶掺杂纳米生物活性玻璃改性复合树脂机械性能的实验研究

目的通过合成锶掺杂纳米生物活性玻璃(SrNBG)并将其加入复合树脂进行改性,研究SrNBG改性复合树脂的机械性能。方法采用溶胶-凝胶十二胺法合成纳米生物活性玻璃(NBG)及3种不同锶掺杂比的SrNBG,通过体外羟基磷灰石(HA)活性测试得到最为合适的锶掺杂比,再将其分别以质量占比5%、10%、15%替换复合树脂中的无机填料,制成3种改性复合树脂,分别为实验组1、实验组2和实验组3,以未采用SrNBG替换的复合树脂作为对照组,利用电子万能实验机进行机械性能测定。结果溶胶-凝胶十二胺法合成的SrNBG呈现出较为规则且直径约200 nm的球形颗粒,分散性较好。当SrNBG中锶掺杂比为5 mol%和10 mol%时,复合树脂均呈现出良好的生物活性。SrNBG改性复合树脂实验组中,SrNBG替换质量占比为5%和10%的机械性能与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05);当SrNBG替换质量占比为15%时,径向拉伸强度(DTS)和挠曲强度(FS)低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论利用溶胶-凝胶十二胺法合成的SrNBG粒径大小较均匀,分散性良好且生物活性优异。SrNBG替换质量占比为10%对改性复合树脂的机械性能无影响。

纳米生物活性玻璃对牙周支持组织缺损修复的研究

目的:研究纳米生物活性玻璃微球材料对牙周病导致的牙槽骨垂直吸收修复的作用,为口腔临床医生治疗牙周病提供新的途径。方法:选取佛山市妇幼保健院2018年4月至2020年4月收治的20例牙周病伴有牙槽骨垂直吸收的成人患者20例,所有患者牙槽骨缺损部位均植入纳米生物活性玻璃微球材料诱导骨再生,治疗前和治疗后拍摄X线片,观察治疗前后牙槽骨修复再生情况。结果:治疗前牙槽骨垂直缺损部位,经填入纳米生物活性玻璃治疗后,缺损部位牙槽骨生长成正常骨,与周围骨组织界限不清,高度一致,骨密度差别不明显,牙齿松动度明显减小。结论:纳米生物活性玻璃微球材料可有效地引导牙周病致牙槽骨垂直吸收缺损部位的牙槽骨再生,可作为修复牙槽骨垂直缺损修复的参考方法之一。

纳米生物活性玻璃对早期釉质龋再矿化作用的研究

目的评价纳米级生物活性玻璃对于促进早期釉质龋的再矿化效果。方法将30颗离体牙制成早期人工釉质龋模型标本,用扫描电镜观察脱矿后釉质表面的平滑情况,然后将30个标本随机分为三组,每组10个。将三组标本每日3次,10分钟每次分别浸泡于纳米级生物活性玻璃配制液、氟化钠配制液及人工唾液内。其余时间采用pH循环法模拟人口腔环境,将标本在人工致龋液和人工唾液中循环浸泡30天。对于矿化及再矿化情况以扫描电镜技术观察检测。结果实验组经纳米生物活性玻璃处理液处理过的牙釉质表面比其他两组处理液处理过的牙釉质表面光滑平整,且未见空隙存在。结论经体外实验研究表明:纳米生物活性玻璃有促进早期釉质龋再矿化作用。

纳米生物活性梯度涂层牙种植体

本种植体采用特殊涂层组分设计，提高界面结合强度，减少表面微裂纹；采用晶化处理工艺，获得具有良好完整性的活性涂层，提高种植效果；

纳米生物活性梯度涂层牙种植体

本项目为山东省科委立项的山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目。与山东省立医院口腔种植研究中心、山东大学口腔医院合作，经过多年研究，获得了满意的结果。

微纳米生物活性玻璃的制备与应用

微纳米生物活性玻璃(MNBG)已被证明具有良好的生物活性,在骨、齿及皮肤创面修复及组织工程领域受到高度关注。在近些年的研究中,多种金属离子在MNBG的制备过程中被掺入材料的网络结构中,从而赋予MNBG各种理化及生物学功能特性。然而,MNBG的离子释放产物与人体细胞之间相互作用的确切机制尚不完全清楚,这促使国内外研究者对离子掺杂的MNBG进行了较深入的研究。本文综述了有关MNBG的制备方法和工艺流程及其溶解产物在骨、齿等硬组织修复,皮肤组织修复,癌症治疗及细胞成像等方面的应用。为进一步开发应用于生物医学领域的新型MNBG提供参考。

新型有序纳米介孔生物活性玻璃对成骨细胞IGF-Ⅱ基因调控的影响

目的研究新型有序纳米介孔生物活性玻璃的体外生物活性及其对鼠成骨细胞的IGF-Ⅱ基因表达效果,探讨其可能的调控机制。方法定量选取新型的生物活性玻璃MBG(80S15C),浸泡于MEM培养液中,取离子浸出液培养大鼠成骨细胞,使用MTT法和PNPP法测定成骨细胞增殖和ALP的活性,RT-PCR法测定IGF-Ⅱ的mRNA表达,ELISA法测定IGF-Ⅱ蛋白和IGFBP的浓度。结果实验组成骨细胞的ALP活性为对照组的126%,IGF-Ⅱ基因表达为对照组的126%,IGF-Ⅱ蛋白和IGFBP的浓度分别是对照组175%和237%,细胞增殖为对照组的92%。结论MBG的离子浸出液能够明显促进成骨细胞的分化,其机制可能是通过诱导激活IGF-Ⅱ基因的表达,增加IGF-Ⅱ蛋白,IGFBP的合成和分泌,进而促进成骨细胞的分化。

生物活性纳米骨浆复合自体红骨髓经皮注射修复实验性兔尺骨骨不连

背景:纳米科技的发展和对自体红骨髓的深入认识为治疗骨不连提供了新的思路。目的:探讨经皮注射生物活性纳米骨浆复合自体红骨髓微创治疗兔尺骨骨不连的可行性。方法:取4月龄新西兰大白兔制备尺骨不连模型成功后随机分为4组,于骨不连处经皮植入生物活性纳米骨浆复合自体浓缩红骨髓、生物活性纳米骨浆、自体浓缩红骨髓或不做任何处理(空白对照组)。术后进行X射线片检查并进行放射学骨愈合评分,12周动物处死后取材,进行大体观察,生物力学测定和组织学观察。结果与结论:放射学评分显示新骨形成的速度:生物活性纳米骨浆复合自体浓缩红骨髓组>生物活性纳米骨浆组>自体浓缩红骨髓组>空白对照组(P<0.01)。生物力学测定显示生物活性纳米骨浆复合自体浓缩红骨髓形成新骨的生物力学强度高于生物活性纳米骨浆(P<0.01),但低于正常骨组织(P<0.01)。组织学观察显示生物活性纳米骨浆复合自体浓缩红骨髓组新生骨量较多,骨不连处形成了新的骨性连接;生物活性纳米骨浆组新生骨量多,骨不连处有软骨团形成,部分形成骨性连接;自体浓缩红骨髓组有部分软骨样组织形成,无骨性连接;空白对照组尺骨骨不连处纤维组织形成,无骨性连接。结果提示生物活性纳米骨浆复合自体浓缩红骨髓后具有一定的骨诱导作用,注入体内后成骨速度、形成新骨的质量及力学强度明显优于单纯的纳米骨浆或红骨髓,可用于经皮注射修复实验性骨不连。

明胶基复合水凝胶中微纳米生物活性玻璃含量对其体外矿化及降解性能的影响

近年来,基于明胶和微纳米生物活性玻璃(MNBG)的复合水凝胶被广泛用于组织再生领域,然而MNBG对水凝胶矿化和降解性能的调控规律尚不明确。通过制备不同MNBG含量的明胶基复合水凝胶,探究了MNBG含量对复合水凝胶体外矿化及降解性能的影响。结果表明:复合水凝胶体系不影响MNBG的生物活性离子释放,而表层高含量MNBG团聚体形成负曲率接触界面则是复合水凝胶发生体外矿化的必要条件;此外,提高MNBG的含量和快速矿化形成羟基磷灰石层均能够有效降低明胶基复合水凝胶的降解速率。

掺锌生物活性玻璃纳米颗粒对复合树脂力学性能影响的实验研究

目的制备具有生物活性的掺锌活性玻璃纳米颗粒(Zn@BGN)并利用其对复合树脂进行改性,研究Zn@BGN对改性复合树脂力学性能的影响。方法采用溶胶-凝胶模板法制备3种不同掺锌比例的Zn@BGN,通过体外生物活性实验筛选适宜的掺锌比例。将Zn@BGN分别以质量分数为10%、15%、20%的添加比例制备3组改性复合树脂实验组,以未改性复合树脂作为对照组,利用万能材料试验机及显微硬度仪测试挠曲强度(FS)、径向拉伸强度(DTS)、压缩强度和维氏硬度等力学性能。结果溶胶-凝胶模板法制备的Zn@BGN呈现为较规则的直径约150 nm的球形颗粒,单分散性良好。当Zn@BGN中掺锌质量分数为1.6%时,生物活性良好。3组改性复合树脂实验组中,当Zn@BGN添加质量分数为10%和15%时,与对照组相比,力学性能的差异无统计学意义(P>0.05);而当Zn@BGN添加质量分数为20%时,FS和DTS明显低于对照组(P<0.05)。结论溶胶-凝胶模板法可制备出粒径大小均匀、单分散性良好且生物活性优异的Zn@BGN。当Zn@BGN添加质量分数为15%时,改性复合树脂的力学性能不受影响。

国际专家成功研发生物活性玻璃纳米纤维

据报道，科学家近日研究一种生产玻璃纳米纤维的新方法，该方法依赖于众所周知的“激光纺纱”技术。该研究小组研究人员来自美国的维戈大学和罗格斯大学，英国的伦敦帝国理工学院。该小组成功地从生物活性玻璃提取出纳米纤维，这种材料与用于医药的材料相同，能够促进骨骼再生。该新技术的一个亮点是使用高能量激光，用于前置物质，然后再加热。

纳米活性材料在间充质干细胞治疗中的应用

干细胞由于具有自我更新和定向分化潜能,在疾病治疗中取得了重要进展,然而其治疗效果还有待进一步提高。近年来,人们通过纳米材料本身或负载化学小分子药物、细胞因子、核酸药物、多肽等组成一类具有生物活性的纳米材料,以改善干细胞存活和归巢、调控干细胞的行为、诱导干细胞的分化、增强干细胞的旁分泌等,从而显著提高干细胞的治疗效果。另外,为了解干细胞如何发挥治疗效用、优化治疗方法等方面的信息,一些纳米探针被用于标记示踪干细胞注射或移植后在体内的命运。从介绍干细胞治疗入手,综合分析了细胞治疗目前存在的问题以及干细胞联合生物材料治疗的必要性,并对纳米材料在干细胞示踪成像方面的应用以及纳米材料负载化学药物、基因药物提高干细胞治疗效果的研究现状进行了综述。随着纳米技术的发展以及人们对干细胞研究的深入,相信在不远的将来,纳米材料联合干细胞将在疾病的治疗中发挥越来越重要的作用。

n-ha/PA66 Cage生物活性材料的应用比较及效果分析

以纳米羟基磷灰石/聚酰胺66椎间融合器(n-ha/PA66 Cage)为例探讨活性纳米生物材料椎间融合器用于治疗腰椎退行性疾病的临床价值及其护理措施。采用n-HA/PA66 Cage行椎间植骨融合内固定术治疗的100例腰椎退行性变性患者,分为单节段组和双节段组,其中单节段组45例,双节段融合55例。比较2组围术期相关指标以及影像学评价结果。结果表明:2组患者在手术出血量、手术时长、术后引流,以及总住院时间相近(P>0.05)。影像学检测显示2组术后融合节段椎间隙高度较术前有效提高(P<0.05);术后3 d椎间隙高度相近(P>0.05),术后3个月双节段组椎间隙高度高于单节段组(P<0.05);2组术后3 d、3个月及末次随访时n-ha/PA66 Cage的植入深度相似(P>0.05);2组均随时间延长而植入的深度明显改变(P>0.05);2组患者在末次随访均实现骨性融合,改良ODI和VAS评分较基线下降(P<0.05);双节段组在VAS评分上劣于单节段组(P<0.05);其余各时间点VAS评分、改良ODI组间比较无差异(P>0.05)。说明n-HA/PA66材质的椎间融合器能有效重建并维持腰椎退变性侧凸患者融合节段椎间隙高度,增加脊柱稳定性,对双阶段患者效果更佳。