生物玻璃（精选5篇）
生物玻璃 篇1
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。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。该研究小组研究人员成功地从生物活性玻璃中提取出纳米纤维。这种材料与用于医药的材料相同, 能够促进骨骼再生。
激光纺纱技术能够从组成物中提取出玻璃纳米纤维, 而其他方法是不能达到这个目的的。该新技术的一个亮点是使用高能量激光, 用于前置物质, 通过再加热, 然后一个强大的气体电流用来延长和冷却产生的超精细纤维材料。另一重要突破是, 新技术已经能够在相对共同的环境条件下使用, 甚至该技术每项过程都能在该条件下轻松进行。这意味着在产品生产出来期间, 科学家将更容易地控制生产环境, 这在纳米技术生产领域是很难看到的。研究人员说, 在不久的将来, 这项新成就可用于医院。由于其纳米结构, 玻璃纳米纤维的多种生物活性更富弹性, 更耐用, 这意味着它可以促进骨骼再生。根据以往的研究, 新的骨细胞更容易接受纳米材料的介入。这项新技术也可用于其他用途, 如生产阻燃面料, 二氧化碳捕获系统, 甚至复合材料。
生物活性玻璃抗菌机制的探究 篇2
1971年,美国佛罗里达大学的Hench教授发明生物活性玻璃。这是一种具有良好的生物活性,在生物机体内可以与周围的骨形成稳定结合的新型材料。将其定义为玻璃是因为它含有硅元素,实际上它只是一种含硅的无机盐,并非真正的“玻璃”。如今,生物活性玻璃做为医疗器械在牙科、骨科骨缺损修复以及软组织损伤愈合等方面在全世界范围广泛使用。在安全性和临床有效性上已得到美国FDA(美国食品药品监督管理局)、欧共体以及中国国家药品监督管理局的认可。
随着这种新型材料科学的发展,近年来关于生物活性玻璃具有抗菌作用的报道屡见不鲜。比如:1998年,Stoor把1600mg/ml的S53P4生物活性玻璃粉体加入到具有口腔致病细菌的悬浮培养液中,1小时后测得90%以上的细菌死亡。2001年,Allan的实验报道了1000mg/ml的45S5生物活性玻璃粉体对口腔牙槽附近的常见微生物有明显抑制作用。用溶胶凝胶法制备的S53P4和CaPSiO这两种生物活性玻璃对多种临床常见需氧和厌氧致病菌都有明显抑制作用。
2、生物活性玻璃的抗菌机制
做为一种具有抗菌性能的新型材料,对其抗菌机制的研究和讨论对评估它的抗菌性能和临床的发展应用提供了重要的理论依据。生物活性玻璃的杀菌机制被称为碎片机制。
碎片机制是一种可以抵御细菌抗药性的新型杀菌方式。将生物活性玻璃粉体加入到细菌浸提液中,材料表面会产生大量的针状小碎片。这些小碎片可以破坏细菌的细胞壁而进入细胞,而破坏细胞壁本身就可以导致细菌死亡,这种特异性的杀菌方式与青霉素杀菌机制较类似,可针对性地破坏细菌细胞壁杀菌,而对没有细胞壁的动物细胞没有任何损伤,所不同的是青霉素是阻碍细胞壁的合成,而这种“活性碎片”是破坏已经合成的细胞壁。因此不会产生抗药性,对临床医学的发展具有重要意义。其次,碎片在穿透细胞壁后可以进入细胞内破坏细胞内物质造成细胞内环境紊乱,导致细菌死亡。
下面我们可以通过一个负染色实验来观察生物活性玻璃碎片的形态。称取10mg 300孔粒径的45S5生物活性玻璃放入EP管中,先加入1mlTSB培养液到EP管中,再加入铜网,混匀,让生物活性玻璃充分落在铜网上,等待铜网风干。用FEITecnai G220TWIN透射电镜观察它的内部形态。电镜照片如下:
如图,是不同放大倍数的生物活性玻璃碎片形态。可以看出在生物活性玻璃浸入液体环境后,在靠近粉体表面有小的碎片形成。(标记单位均为纳米级别)这些小碎片可以穿透细胞壁,继而可以进入细菌细胞内部造成细菌死亡。
3、总结
生物活性玻璃的抗菌主要是以碎片机制来作用的。碎片会穿透细胞壁,破坏细菌结构,进入细胞内部,破坏细菌细胞内环境,最终造成细菌死亡。研究表明生物活性玻璃的粉体浓度越高,反应面积就会越大,就会产生更多的碎片,抑菌率就越高。总之,生物活性玻璃抗菌机制的研究对开发新型抗菌材料、克服抗药性研究、临床应用甚至人类健康都会产生意义深远的影响。
摘要：长期以来,细菌等微生物作为病原菌,对人类健康产生极大威胁。虽然抗生素的发现,大大缓解了这个问题。但随着抗生素的被滥用,近年来有关抗药性的报道屡见不鲜。因此,传统的抗菌方式已经不能满足人们的需求。开发新型的抗菌方式势在必行。而生物活性玻璃的抗菌性研究便是其中之一。本文从其抗菌机制入手对它的抗菌性能进行探讨。
关键词：生物活性玻璃,抗菌,碎片机制,细胞壁
参考文献
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[2]Stoor P,Soderling E,SalonenJI.Antibacterial effects of a bioactive glass paste on oral microorganisms.Acta Odontol Scand.1998,56(3):161-5.
生物玻璃 篇3
1 生物玻璃
生物玻璃(bioglass)是能实现特定的生物、生理功能的玻璃总称。将生物玻璃植入人体骨缺损部位,它能与骨组织直接结合,起到修复骨组织、恢复其功能的作用。生物玻璃主要成分有Na2O、CaO、SiO2和P2O5,若添加少量其他成分,如MgO2、CaF2则可得到一系列有实用价值的生物玻璃。跟一般的玻璃不同之处就是生物玻璃降低了Si的含量(<60%),同时增加Na跟P的含量,提高了P/Ca比例。其重要成分里含有磷元素跟钙元素,所以也广泛应用于骨修复[3]。生物玻璃的机械强度低,只能用于承力不大的体位,如耳小骨、指骨等的修复。目前,生物玻璃大多数涂敷于钛合金或不锈钢表面,结合金属的机械强度来作骨置换。
2 实验
2.1 将生物玻璃与Si O2、P2O5、Na2O、CaO混合(见图1),发现煅烧至1200oC时,随着生物玻璃含量的增加,HA支架的机械强度也增强;而煅烧至1300oC时,随着生物玻璃的含量增加,支架的机械强度反而下降[4]。
2.2 Goller等人[5]比较不同生物玻璃,结合煅烧温度,观察生物玻璃加入HA的不同含量对磷酸钙陶瓷机械性能的影响。生物玻璃Ⅰ仅仅是由P2O5和CaO两种氧化物在1200oC煅烧而成。生物玻璃Ⅱ则在生物玻璃Ⅰ成分的基础上加入Na2CO3,三种氧化物在1200oC下煅烧形成。从图2可以看到,随着生物玻璃Ⅰ含量的增加,支架的机械强度也随之增强;但在1200oC下煅烧形成的支架强度明显高于在1300oC下所形成的。
从图3与图2比较发现,含有生物玻璃II的支架的机械强度明显低于含有生物玻璃I的支架。但此实验并不能证明,含三种氧化物的生物玻璃复合材料的机械强度就低于含二种氧化物的生物玻璃,只是加入适量的Na2CO3后所产生的结果。同时从图3可以看出,在煅烧至1200℃时随着生物玻璃含量的增加,支架的机械强度增强;在煅烧至1300℃的时,支架的机械强度反而下降。
2.3 Kapoor等人[6]将CaO、P2O5、Na2O氧化物混合制备的生物玻璃,发现在煅烧至1250oC时,发现混合支架的机械强度随着生物玻璃含量的提高而增强见图4。
2.4 由SiO、Na2O、CaO、Al2O3、MgO等5种氧化物材料混合制备得到的生物玻璃,被马莉等人[7]用于增强HA烧结的高温粘接剂。从图5可以看出,当生物玻璃含量不变3wt.%的情况下,随着煅烧温度的上升(<1200oC),支架的机械强度也相应增强。同时从图6曲线显示,在相同温度下,随着生物玻璃含量的增加,磷酸钙支架的机械强度也相应提高。
3 讨论
3.1 烧结温度对磷酸钙陶瓷性能和强度的影响
在烧结初期,颗粒之间开始只有点接触,但是随着温度的升高,一方面羟基磷灰石(HA)内部颗粒增大,颗粒间接触面积扩大,并且由于表面能的作用使颗粒聚集,体积收缩,气孔率减少,致密化程度升高;另一方面,生物玻璃在700oC时开始软化,从玻璃固体相逐渐熔化成玻璃液相。在高温和表面能的作用下,玻璃液相以空隙作为通道,通过表面扩散和流动等物质迁移形式,在HA颗粒或团聚体表面形成一层液相膜,促进HA颗粒及团聚体的移动和重排,以达到最密实的排布,从而使样品体积收缩,气孔率减少,致密化程度升高,这样就导致了样品强度的增强。而在1300oC时,随着温度的上升,部分HA与生物玻璃发生反应,致使原料中的羟基磷灰石缺钙,而缺钙HA由于不稳定,部分HA逐渐转变成b-磷酸钙(b-TCP)相。注意到图1实验曲线与图3实验曲线所使用的生物玻璃都含有钠的氧化物,高温下会形成以TCP为基的钠的化合物,此化合物的机械强度相对较差,从而影响了整个多孔材料的机械性能。同时注意到图4实验曲线与图5实验曲线同样使用了氧化钠作为生物玻璃的添加成分,但其烧结温度为均为1250oC(<1300oC),不会影响整体材料的机械性能。
3.2 生物玻璃含量对多孔生物陶瓷性能和强度的影响
在烧结温度相同的情况下,随着生物玻璃含量的增加,多孔陶瓷样品的收缩率逐渐减小,孔隙率逐渐减小,抗弯强度逐渐增大。这是由于添加生物玻璃会在样品烧结时产生液相,坯体内的陶瓷颗粒会受到毛细管力的作用以及液相本身的粘性流动,使颗粒调整位置、重新分布以达到最密实的排布,故使样品逐渐致密化,即孔隙率减小。同时,液态生物玻璃可以修复HA在风干时所形成的裂痕,从而提高多空支架的机械强度。
3.3 生物玻璃成分对多孔生物陶瓷性能和强度的影响
以上6个实验分别用6种不同的生物玻璃测试,不能得出某种生物玻璃是最适合增加机械性能的材料。但生物玻璃中所含有的成分会影响其机械性能。在图3所示的实验曲线中减少了CaO,增加了Na2CO3,不能得出两种氧化物合成的生物玻璃一定比三种氧化物合成的生物玻璃具有较好的机械性能的结论,而在图3所示的实验曲线中可以发现,Ca的含量直接影响生物玻璃的机械性能,从而影响多孔陶瓷支架的机械强度。
4 结论
不同实验者由于所使用的材料与支架不同,虽然最终的具体数值不存在可比性,但从他们所得到的实验曲线趋势可以反映温度以及生物玻璃的含量对HA多孔陶瓷机械性能的影响。
4.1 生物陶瓷在煅烧至1200oC时,支架的机械强度随着生物玻璃量增加而增强;而当在1300oC情况下,支架的机械强度反而因为生物玻璃量的增加而降低。
4.2 生物玻璃含量对多孔生物陶瓷的物相组成也有一定的影响,但影响较小。此外,生物玻璃的加入使样品的机械性能强度明显提高。
4.3 生物玻璃的组成成分对多孔陶瓷性能跟其含有的成分有较大影响。
摘要：骨修复材料的选择一直是困扰研发和临床的新问题,主要涉及材料的坚固性以及其生物相容性。磷酸钙陶瓷属于生物活性陶瓷,成为人工骨替代的研究热点,但材料本身的机械强度制约了其发展。在磷酸钙陶瓷里加入生物玻璃不仅增强了它的坚固性,更提高了其生物活性。
关键词：生物玻璃,羟基磷灰石,支架强度
参考文献
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生物玻璃 篇4
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2009年1月~2013年1月本院收治的60例烧伤患者为研究对象, 按照治疗方法的不同, 分为对照组与观察组, 每组30例。对照组男性23例, 女性7例, 年龄15~57岁, 平均 (38.5±2.9) 岁, 病程9 d~3个月, 平均 (27.6±12.5) d, 其中深Ⅱ度烧伤10例, Ⅲ度烧伤残余肉芽创面13例, 植皮后间隙7例;观察组男性25例, 女性5例, 年龄16~59岁, 平均 (39.3±3.5) 岁, 病程12 d~3个月, 平均 (32.5±15.3) d, 其中深Ⅱ度烧伤9例, Ⅲ度烧伤残余肉芽创面15例, 植皮后间隙6例。两组患者在性别、年龄、病程、创面类型等方面比较差异无统计学意义。
1.2 治疗方法
观察组给予空白药剂治疗, 将患者创面进行清创消毒处理, 使用空白膏剂对创面进行均匀的涂抹, 厚度控制为1~2 mm, 最后使用凡士林纱布对创面进行覆盖, 根据患者情况, 外铺10~20层无菌纱布后采用绷带进行固定, 根据创面恢复情况进行每1~2天换一次药。对照组给予生物活性玻璃创面凝胶治疗, 用药方法与观察组相同。
1.3 观察指标
在治疗后的第1、3、6、11、16、21天观察患者肉芽的生长情况及创面愈合的速度, 同时定期进行肝肾功能检查, 记录患者是否出现全身或是局部敏感、发热、水肿等现象。
1.4 疗效判定标准[2]
根据患者创面愈合的情况进行判定, 显效:经21 d治疗后, 患者肉芽生长情况良好, 创面愈合面积>2/3;有效:经21 d治疗后, 创面愈合面积>1/3;疑似有效:经21 d治疗后, 患者创面愈合面积<1/3;无效:经21 d治疗后, 患者创面延迟愈合。总有效率= (显效+有效) /总例数×100%。肉芽组织呈现鲜红色且湿润, 触碰后容易出血可判定为生长良好。
1.5 统计学方法
本次研究数据采用SPSS14.0软件包进行数据处理, 计数资料采用χ2检验, 计量资料以 (±s) 表示, 采用t检验, 检验结果以P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组患者经过21 d用药治疗后的临床效果
对照组用药6 d后, 出现新鲜肉芽、渗出减少患者2例, 用药11 d后, 出现新鲜肉芽8例, 均未痊愈, 用药16 d后, 创面减小1/3患者6例, 仍然有15例患者创面肉芽无显著变化, 用药21d后, 创面减小2/3以上患者2例, 减小1/3以上患者13例, 减小1/3以下患者15例, 未发生愈合的创面, 均出现不同程度的缩小, 渗出液减少, 并长出新鲜肉芽;观察组用药6 d后, 出现新鲜肉芽、渗出减少患者27例, 用药11 d后, 出现新鲜肉芽1例, 29例未痊愈, 用药16 d后, 22例患者创面愈合, 用药21 d后, 7例创面发生愈合, 创面减小2/3以上患者27例, 减小1/3以上患者1例, 减小1/3以下患者2例。具体情况, 详见表1。
2.2 不良反应
两组患者治疗后经肝、肾功能检查均未见明显异常, 经血常规检查发现, 除白细胞降低明显外, 其余各项指标均未见明显异常。观察组患者创面偶见疼痛, 疼痛时间多控制在0.5 h内, 耐受, 可自行缓解, 无其他严重不良反应。
3 结论
在烧伤患者的治疗中, 对于创面的的修复是整个治疗过程中最为重要的一步。创面的愈合不仅极为复杂, 同时还受多种因素的影响, 所以其恢复时间较长[3]。近年来, 临床上对创面愈合的研究逐渐深入, 各种用于促进创面愈合的材料也层出不穷, 其中最常见的是生物活性玻璃与透明质酸钠。生物活性玻璃在临床中的使用率较高, 其安全性与有效性也得到临床的认同。
生物活性玻璃创面凝胶是一种结合了生物活性玻璃与透明质酸钠的新型修复材料, 其中的生物活性玻璃在与组织接触的瞬间可发生一系列的化学反应, 在经过离子交换反应后, 有效提高创面的p H值和局部氧分压, 同时在创面形成大量的负电荷, 最终经过复杂的生化反应后形成一种以羟基磷灰石为主的多孔网状结构[4]。该网状结构能吸附大量有利于组织再生的物质, 例如胶原蛋白、纤维蛋白和各类愈合因子。羟基磷灰石网络对新生的组织还能起到支持的作用, 有助于新生组织向上攀爬[5]。透明质酸钠是一种高分子直链多糖, 在人体的结缔组织中大量存在。有学者报道称[6], 透明质酸钠能促进组织中表皮生长因子的生成, 平衡胶原蛋白的合成, 同时调节纤维组织的活性, 并具备一定的抗炎作用。在组织修复过程中, 如果透明质酸钠的合成受到抑制, 那么间质细胞与表皮细胞的分裂就会出现停滞[7]。经外国友人Berrocal-Revueltas Manuela等[8]研究发现, 透明质酸钠大量合成时, 纤维组织出现挛缩的情况就会被抑制, 直到组织修复成功, 同时不留瘢痕。持续性高浓度的透明质酸钠能为创面提供一个无菌的生长环境, 加快创面的愈合。与生物活性玻璃相结合, 对创面的修复及愈合起到了相辅相成的效果。
本次研究结果表明, 在使用含有生物活性玻璃与透明质酸钠的生物活性玻璃创面凝胶治疗后, 患者创面愈合速度及修复速度相比对照组更快, 同时用药过程中未出现严重的不良反应, 虽然白细胞在治疗后显著降低, 但仍在安全范围内, 说明药物对炎症反应起到了控制的作用。综上所述, 生物活性玻璃创面凝胶用于烧伤治疗能有效的促进患者肉芽组织生长, 加快其创面愈合的速度, 安全无副作用, 值得临床推广使用。
摘要：目的 探究生物活性玻璃创面凝胶 (上海诺帮生物科技有限公司生产研制, 产品注册证号:泸食药监械 (准) 字2010第2640859号 (更) 对烧伤的临床治疗效果, 为今后的临床工作提供合理的治疗方法。方法 选取2009年1月2013年1月本院收治的60例烧伤患者为研究对象, 按照治疗方法 的不同, 分为对照组与观察组, 对照组给予空白药剂治疗, 观察组给予生物活性玻璃创面凝胶治疗, 观察两组患者肉芽的生长速度与愈合情况及比较其用药安全性。结果 两组患者治疗后的总有效率比较χ2=13.6402 (P=0.0002) , 差异具有统计学意义;两组患者治疗后, 肝、肾功能检查均未见明显异常, 血常规检查发现, 除白细胞降低明显外, 其余各项指标均未见明显异常。观察组患者创面偶见疼痛, 疼痛时间多控制在0.5 h内, 耐受, 可自行缓解, 无其他严重不良反应。结论 生物活性玻璃创面凝胶用于烧伤治疗能有效的促进患者肉芽组织生长, 加快其创面愈合的速度, 安全无副作用, 值得临床推广使用。
关键词：生物活性玻璃创面凝胶,烧伤,愈合
参考文献
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生物玻璃 篇5
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取于2011年3月至2013年11月期间来我院因正畸需要进行拔牙的患者30例,共60颗上颌前磨牙。其中男性患者14例,女性患者16例,年龄介于16～25岁,平均年龄为(18±2.6)岁。60颗上颌前磨牙选取20颗牙根管治疗后制备金属桩核加金属烤瓷全冠修复模型为A组;20颗制备牙根管治疗后玻璃纤维桩核加金属烤瓷全冠修复模型为B组;20颗为完整离体牙为C组。
1.2 主要器械和材料
根管马达(NSK,日本)protaper (登士柏,美国)双固化粘结剂(派丽登,美国)玻璃纤维桩(3MRelyX TM,美国)INSTR0N 4302测试机(美国)
1.3 治疗方法
首选进行开髓、拔髓、用机械或者化学方法彻底去除样本牙的牙髓组织,然后热牙胶充填。A、B截去冠1/2,常规金属烤瓷冠牙体预备,A组常规制备桩道后用硅橡胶取模,订做金属桩核,用双固化树脂粘接。B组按纤维桩要求制备桩道,用双固化粘结剂黏固纤维桩制作树脂桩核。C组仅光固化树脂充填的离体牙。
1.4 生物力学测定
将样本牙制作成生物力学测试试件,压缩试验机器采用INSTRON 4302测试机,进行测试时要采用专业的加载工具,加载位置设点在颊尖舌斜面三角嵴的中点处,方向为45°偏离牙体长轴,缓慢匀加速,记录试件破坏时的载荷[1]。
1.5 统计方法
本研究所有数据均采用SPSS 17.0数据统计包进行统计,计量资料采用均数±标准差()表示,组间比较采用t检验。P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果
A组、C组、B组牙体抗折能力依次为(0.54±0.09)、(0.95±0.19)、(1.54±0.42),两两间差异均具有统计学差异(P<0.05)。
3 讨论
牙髓疾病的炎症反应会增加患者的各种风险,如细菌进入血液循环后可诱发全身炎症反应,此外可以加剧糖尿病患者的病情。故切除炎症部分的牙周根治术十分适用于牙髓疾病,为了增加牙体抗性需联合应用牙体修复治疗,以改善患者的预后情况[2]。根管治疗是主要用于在根组织损伤的各种大面积的原因,并对牙齿根重建筑技术。牙齿不仅是用来咀嚼食物,而且还涉及到人的出现,不仅在修理所以要考虑的鲁棒性问题,认为审美的问题,玻璃纤维玻璃纤维组成,在桩占60%,设置在同一方向[3],在耐用性上有足够的韧性,对外观和色泽的基础是类似于正常的牙齿,符合修复的患者修复前牙的牙本质需求。与传统的金属桩相比,玻璃纤维桩由于耐酸碱,不易腐蚀,口服液,与牙周组织的组织相容性高,不易产生过敏性和排斥。
玻璃纤维桩体弹性模量为21 GPa与牙本质的弹性模量12～18.6 GPa很接近,能够有效地引导应力分散,减少根尖部的应力集中,进而明显降低根尖折断的发生[4]。而传统的金属桩核,由于其硬度比齿座高很多,当咀嚼,容易造成直接的压力使金属牙根,牙周组织损伤和炎症反应;患者的临床治疗证明,金属齿头部MRI或CT检查,金属齿的经验影响的核磁信号与CT结果,影像学表现,对其他疾病的治疗产生不利的影响。研究表明[5],玻璃纤维脏是连续的纤维被聚合物基质所包绕而构成的,纤维顺着桩的长轴方向,紧密、均匀的排列。聚合物基质属于一种环氧聚合物,其存在高度的转化性,具有高度的交联结构,能够对全部纤维施加同等的张力,进而让纤维桩产生高强度的物理性能。金属牙齿断裂修复的成功率很低,这些方面的玻璃纤维桩修复牙显示出优异的性能。本文比较了不用修复方式的牙体其抗折能力的差异。结果表明,银汞合金充填加金属烤瓷全冠修复牙本其抗折能力明显低于完整离体牙体,而玻璃纤维桩核加金属烤瓷全冠修复牙体其抗折能力明显高于完整离体牙体,差异均具有统计学差异。综上所述,玻璃纤维桩根管治疗后能够增加牙体的抗折能力,且临床功能率高,应广泛应用于临床。
摘要：目的 探讨将玻璃纤维桩应用于上颌前磨牙根管治疗后的生物力学影响。方法 选取因正畸需要拔除的完整上颌前磨牙60颗,选取20颗制备牙根管治疗后金属桩核加金属烤瓷全冠修复模型(A组);20颗制备牙根管治疗后玻璃纤维桩核加金属烤瓷全冠修复模型(B组);20颗为完整离体牙(C组),进行生物力学测试结果的比较。结果 A组、C组、B组牙体抗折能力依次上升,两两间差异均具有统计学差异(P<0.05)。结论 玻璃纤维桩根管治疗后能够增加牙体的抗折能力,应广泛应用于临床。
关键词：玻璃纤维桩,上颌前磨牙,根管治疗,生物力学
参考文献
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