玻璃酸生物活性玻璃中的微结晶效应:可控制的生物活性元素释放和体外降解特性
Chengyun Jin1, Minhui Zhang1, Jian Lin1,2
1School of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|January 11, 2024
概括
在酸生物活性玻璃中控制微结晶,平衡元素的释放,改善细胞活力和矿化. 这提高了生物安全性和生物活性,用于更好的骨再生应用.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 材料化学 材料化学
- 生物陶是生物陶中的一种.
背景情况:
- 酸生物活性玻璃提供良好的生物活性和降解,但面临着快速初始离子释放的挑战,可能会损害细胞.
- 后期的降解阶段显示矿化减少和控制生物活性元素的释放.
- 在整个降解过程中平衡离子释放对于优化玻璃性能至关重要.
研究的目的:
- 准备一种具有特定成分的新型玻璃玻璃酸盐生物活性玻璃 (18SiO2-6Na2O-8K2O-8MgO-22CaO-2P2O5-36B2O3mol%).
- 研究微结晶对体外降解和生物活性元素释放的影响.
- 优化玻璃性能,以提高生物安全性和生物活性.
主要方法:
- 使用融方法制备玻璃酸盐生物活性玻璃.
- 进行受控的热处理,以诱导不同程度的微结晶 (脱化).
- 在体外降解研究监测pH值变化和沉浸溶液中的元素释放.
- 使用骨髓介质干细胞和小鼠胚胎骨质母细胞评估细胞活力.
- 矿产化能力的评估.
主要成果:
- 在620°C以上的温度下进行热处理,形成微晶相 (Ca2SiO4,CaB2O4,CaMgB2O5).
- 最佳的除玻璃化 (620-640°C) 减缓了初始的pH升高,使生物活性元素的持续释放和受控的降解成为可能.
- 过度的除导致pH和降解趋势的逆转.
- 适当的微结晶增强了细胞活力和矿化能力,有利于pH敏感细胞.
结论:
- 微结晶化提供了一种方法来控制酸生物活性玻璃的降解率和离子释放概况.
- 达到适当程度的除化是平衡生物安全和生物活性的关键.
- 这种方法为开发用于骨组织工程的先进生物活性眼镜提供了途径.
