多功能58S生物活性玻璃/银/氧化物基生物复合材料具有有效的抗菌,细胞兼容性和机械性能
Indrajeet Singh1,2, Kaushal Shakya1, Pankaj Gupta3
1Department of Materials Science and Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, Kanpur, Uttar Pradesh 208016, India.
ACS applied materials & interfaces
|April 8, 2024
概括
这项研究开发了银和纳米粒子增强生物活性玻璃 (BGAC) 生物复合材料. 增强的BGAC材料表现出改善的抗菌,抗氧化和机械性能,用于骨组织工程应用.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 58S生物活性玻璃 (BG) 为骨组织工程提供良好的生物相容性和生物吸收性.
- 58S BG的局限性包括低于最佳的抗菌,抗氧化和机械性能.
- 提高BG特性对于先进的骨再生应用至关重要.
研究的目的:
- 通过将银和纳米颗粒纳入58S BG.开发新的BGAC生物复合材料.
- 评估开发的生物复合材料的抗菌,抗氧化,机械和细胞相容性特性.
- 评估BGAC生物复合材料在骨愈合应用中的潜力.
主要方法:
- 使用58S BG增强银和纳米颗粒制造BGAC生物复合材料.
- 通过磁盘扩散测定对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性的评估.
- 使用2,2-二-1-皮克里利德拉齐尔试验对抗氧化物质的评估.
- 机械性能的表征,包括弹性模量,硬度和断裂性.
- 在NIH3T3和骨髓 stromal 细胞上使用resazurin 减少和MTT 试验分析细胞相容性.
主要成果:
- BGAC生物复合物表现出显著的杀菌作用,抑制区为2.13毫米 (大肠杆菌) 和1.96毫米 (金黄色杆菌).
- 抗氧化特性增加了39.9%,机械特性显示了显著的改善:弹性模量 (~84.7%),硬度 (~54.5%),和断裂性 (~160%).
- 具体磨损率降低了55.2%,细胞兼容性测定证实了纤维细胞和骨髓 stromal 细胞的优异性能.
结论:
- BGAC生物复合材料通过增强抗菌,抗氧化和机械特性,有效地解决了58S BG的局限性.
- 开发的材料表现出类似于无骨的机械性能.
- 由于它们的联合有效性,BGAC生物复合材料显示出作为骨愈合的先进材料的有前途潜力.
