中国粉体网讯生物活性玻璃(BG)是硅酸钙类生物陶瓷,在界面反应过程中释放的离子(如Ca2+、PO43?和Si4+),可以激活周围细胞的成骨反应。然而BG容易结晶,降解速度缓慢,不能与新骨形成的速度相匹配。通过引入模板剂合成的介孔生物活性玻璃(MBG)具备高度有序的孔隙结构、大比表面积等特点可用作药物或生长因子运输载体。同时MBG具有良好的成骨能力,在与体液接触后形成HAP层,是一类可用于骨修复的多功能材料、/p>
      
      介孔生物活性玻璂/strong>
      
      介孔生物活性玻璃为多组分的SiO2-CaO-P2O5体系,是在传统溶胶凝胶法制备BG的基础上,可溶性二氧化硅、磷酸盐和钙盐在有机模板周围聚集,高温煅烧去除模板后形成的特殊介孔结构。整个成胶、老化及干燥(除了煅烧去模板)都可在接近室温条件下完成。通过调整表面活性剂的性质或浓度、活性成分的比例、不同微环境中自组装以及煅烧温度等可改变结构形貌和改良理化性质、/p>
      
      MBG通常以纳米颗粒的形式获得,具备优越的生物活性和形态特征,包括大比表面积、有序介孔结构、可调孔径、易于表面功能化等。通过调控介孔结构和化学成分,可以实现对MBG的性能优化,在骨修复、药物载体等方面都显示出了良好的应用潜力、/p>
      
      介孔生物活性玻璃工程策?/strong>
      
      MBG可通过各种工程策略改善其结构和功能,在生物医学领域具有广泛应用。主要工程策略为:表面功能化、调整纳米结构及介孔网络修饰、/p>
      
      ?)表面功能化:将各种生物活性成分与MBG表面硅羟基相互作用,使MBG成为合成、自组装和靶向传递客体分子的理想平台、/p>
      
      有机硅烷偶联剂如3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)结构中的烷氧基经水解后形成硅醇键,可与MBG表面基团发生反应,形成强化学键。共缩合和后接枝是主要采用的表面功能化方法。其中后接枝是通过将制备好的纳米粒子与有机硅烷偶联剂在甲苯、环己烷等惰性有机溶剂中反应,最终实现硅基介孔材料的表面功能化。在MBG表面修饰聚合物涂层,可应对各种外部和生物刺激,作为新型的药物传递载体。如在MBG表面修饰聚氨酯制备的注射性水凝胶以温度敏感的方式实现功能离子和药物的持续共递送。此外MBG表面可经多肽分子修饰制备成特定的门控系统响应各种刺激或主动靶向到特定部位发挥作用、/p>
      
      ?)调整纳米结构:通过优化合成技术,可制备出具有可控结构和形态的先进MBG基生物材料、/p>
      
      金属离子会破坏磷氧四面体与硅氧四面体形成的硅氧网络结构,形成非桥接氧键(-Si-O-M+)。随着非桥接氧键和网络断点的增加,Na+和Ca2+在MBG中的释放速率和生物矿化速率均有所加快。利用溶胶凝胶法和诱导相分离技术成功合成径向介孔生物活性玻璃(rMBG),具有径向孔隙结构、良好的分散性和优越的矿化能力。N,N-二甲基十胺和1,3,5-三甲基苯等扩孔剂的使用可以显著提高MBG的孔径,用于负载大分子药物和蛋白质、/p>
      
      ?)介孔网络修饰:由于MBG表面存在大量的硅羟基,可将有机成分掺杂到这些生物活性位点,得到兼具优越理化性能、生物诱导活性和机械性能的有?无机纳米杂化材料、/p>
      
      通过将治疗性金属离子预浸入纳米颗粒或调整成分掺入金属氧化物可以改变MBG网络。拓宽MBG在成骨、成血管、抗菌和抗肿瘤等领域应用、/p>
      
      介孔生物活性玻璃成骨应?/strong>
      
      MBG因其优越生物活性和结构优势在骨缺损修复中得到广泛应用。当与体液接触时,离子溶解产物与细胞相互作用发挥功能。如Si(OH)4刺激I型胶原的形成和成骨细胞的分化,Ca2+有利于成骨细胞增殖、分化和细胞外基质(ECM)矿化。MBG用于骨修复的主要应用形式为纳米颗粒和复合支架。MBG具有较大的比表面积、可调节的孔隙结构(如孔隙体积、孔径)和大量的表面Si-OH,可作为药物(如抗生素、生长因子)和生物活性离子递送的优良载体,发挥成血管、抗菌、成骨或免疫调节作用、/p>
      
      MBG可整合到其他支架材料中构建复合材料,发挥骨诱导、改善机械性能和调节孔径等作用。MBG可以缓慢释放Ca2+、Si4+,作为原位缓释型交联剂构建复合水凝胶、/p>
      
      参考来源:
      葛敏.功能化介孔生物活性玻璃纳米粒子的制备及其在骨缺损修复中的应用
      
      (中国粉体网编辑整理/青黎(/p>
      
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