人口老齡化加劇、運(yùn)動(dòng)損傷和交通事故增多所帶來(lái)的人體器官、組織機(jī)能的受損或喪失，都對(duì)現(xiàn)代醫(yī)療行業(yè)提出了更高的要求和新的挑戰(zhàn)。對(duì)科研人員研究適合于人體組織缺損修復(fù)、替代的生物醫(yī)用材料，不斷提出新的課題。

生物材料應(yīng)運(yùn)而生

傳統(tǒng)藥物不能再滿(mǎn)足人們對(duì)于健康的要求，專(zhuān)家們致力于研究一種可以修復(fù)或者取代受損器官或組織的、能與人體相容的功能材料。這種情況下，生物材料應(yīng)運(yùn)而生。自90年代后期以來(lái)，世界生物材料科學(xué)和技術(shù)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了生物材料在生物體內(nèi)的應(yīng)用。應(yīng)用較成熟的生物材料有生物陶瓷材料、生物活性玻璃和磷酸鈣陶瓷材料。

生物活性玻璃

研究進(jìn)展

2017年三月份的中國(guó)國(guó)際美博會(huì)在廣州順利閉展，貴范8018展出的一款生物活性玻璃牙膏引起美容行業(yè)的廣泛關(guān)注。生物活性玻璃中的活性成分在口腔中遇水或唾液后，會(huì)生成神奇的生物活性離子，刺激肌體細(xì)胞再生，促進(jìn)牙骨組織生長(zhǎng)和再礦化，輕輕松松解決讓口腔醫(yī)生都頭疼的兒童齲齒、口腔潰瘍、牙周不適等突出口腔問(wèn)題。

實(shí)際上，生物活性玻璃不僅可以作為牙膏等日用品的添加物，更多對(duì)生物活性玻璃的研究集中在了醫(yī)療領(lǐng)域。據(jù)了解，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所正在研究生物活性玻璃涂層人工牙根的項(xiàng)目。目前已有近500例臨床植入實(shí)驗(yàn)，并取得了良好的結(jié)果。被香港世界華人重大學(xué)術(shù)成果評(píng)審委員會(huì)評(píng)為世界華人重大學(xué)術(shù)成果。

什么是生物活性玻璃？

生物活性玻璃（bioactiveglass，BAG）是一類(lèi)能對(duì)肌體組織進(jìn)行修復(fù)、替代與再生、具有能使組織和材料之間形成鍵合作用的材料。生物活性玻璃的降解產(chǎn)物能夠促進(jìn)生長(zhǎng)因子的生成、促進(jìn)細(xì)胞的繁衍、增強(qiáng)成骨細(xì)胞的基因表達(dá)和骨組織的生長(zhǎng)。是迄今為止唯一既能夠與骨組織成鍵結(jié)合，同時(shí)又能與軟組織相連接的人工生物材料。

生物活性玻璃在機(jī)體內(nèi)作用圖

生物活性玻璃的組成主要為：二氧化硅、氧化鈉、氧化鈣、五氧化二磷等。與傳統(tǒng)的鈉鈣硅體系玻璃相比，二氧化硅的含量低；氧化鈉、氧化鈣含量高；氧化鈣/五氧化二磷比例高三大特點(diǎn)。在制備工藝上，生物活性玻璃的制備工藝與傳統(tǒng)的玻璃制備工藝基本相同。

生物活性玻璃的活性

生物活性玻璃之所以擁有活性，最主要的原因是生物活性玻璃器官或組織植入人體后與人體體液發(fā)生反應(yīng)，在表面生成碳酸羥基磷灰石結(jié)構(gòu)層，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的反應(yīng)，碳酸羥基磷灰石晶相支架層形成，它具有較大的表面積且表面帶有負(fù)電荷，適合吸附大量的生物分子，為組織提供了鍵合界面，因此羥基磷灰石晶相層成為新組織生長(zhǎng)的基床。細(xì)胞在生物活性玻璃表面快速增殖與分化，最終與周同組織相融合。

生物活性玻璃的應(yīng)用

生物活性玻璃擁有很好的生物相容性和生物活性。應(yīng)用大致可以分為四類(lèi)：（1）應(yīng)用于骨骼修復(fù)中；（2）在口腔治療中用作髓室穿孔的覆蓋修復(fù)材料和牙科植入材料；（3）應(yīng)用于創(chuàng)口愈合中；（4）添加在美容護(hù)膚高檔化妝品中。

生物活性玻璃在骨骼中應(yīng)用有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）骨形成迅速，除骨引導(dǎo)作用以外，在顆粒內(nèi)部及其周?chē)部梢?jiàn)骨生成。（2）顆粒大小均勻，由于顆粒之間空隙和材料表面的大量微孔存在，為血管和組織的長(zhǎng)人和緊密結(jié)合提供了良好條件。（3）操作性能良好，生物相容性好，有黏附性和局部止血作用。（4）X線阻射，便于術(shù)后檢查。（5）具有降解性，顆?？杀晃?，最終形成骨樣結(jié)構(gòu)。但是與人體骨相比生物活性玻璃的脆性大，抗彎性差，這也是生物活性玻璃在應(yīng)用方面的致命不足，嚴(yán)重限制了該材料的使用范圍。目前主要應(yīng)用在骨損傷修復(fù)和骨料填充等非承載部位。

生物活性玻璃在口腔治療中的應(yīng)用較多。美國(guó)生物公司開(kāi)發(fā)的PerioGlas 粉劑是牙周炎的克星。他的填入可以使牙根和牙床再次緊密結(jié)合。含有生物玻璃粉末的牙膏，可以用于治療牙齒對(duì)冷熱過(guò)敏及牙周疾病。

在創(chuàng)口愈合中由于生物活性玻璃在體內(nèi)降解可刺激生長(zhǎng)因子的生長(zhǎng)，進(jìn)而修復(fù)受損細(xì)胞和組織，并且還有消炎殺菌等作用。據(jù)了解BG已成功應(yīng)用于口腔潰瘍和燒傷的治療，并取得良好的效果。

隨著材料科學(xué)與生命科學(xué)的發(fā)展，仿生技術(shù)、納米技術(shù)、復(fù)合技術(shù)、3D打印技術(shù)必將廣泛應(yīng)用于人體植入材料的研究。由于生物活性玻璃具有高生物活性、生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，可以修復(fù)、替代或再生肌體組織，必將在醫(yī)療領(lǐng)域中得到更多應(yīng)用，為人類(lèi)健康做出更多貢獻(xiàn)。

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