生物玻璃

第1篇一、实验目的1. 了解生物活性玻璃的制备方法及其基本原理；2. 掌握生物活性玻璃的性能测试方法；3. 研究生物活性玻璃在不同条件下的性能变化。

二、实验材料与仪器1. 实验材料：硅砂、硼砂、氧化钙、氧化钠、氧化铝等；2. 实验仪器：高温炉、研磨机、电子天平、分析天平、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子吸收光谱仪等。

三、实验方法1. 生物活性玻璃的制备（1）按一定比例称取硅砂、硼砂、氧化钙、氧化钠、氧化铝等原料；（2）将原料混合均匀，加入适量去离子水；（3）将混合物放入高温炉中，在1200℃下熔融；（4）将熔融物倒入模具中，自然冷却；（5）将冷却后的玻璃块研磨成粉末，过筛，得到生物活性玻璃。

2. 生物活性玻璃的性能测试（1）X射线衍射分析（XRD）：分析生物活性玻璃的晶体结构；（2）扫描电子显微镜（SEM）：观察生物活性玻璃的微观形貌；（3）原子吸收光谱仪（AAS）：测定生物活性玻璃中各元素的含量；（4）力学性能测试：测定生物活性玻璃的抗压强度、抗折强度等；（5）生物活性测试：模拟人体生理环境，研究生物活性玻璃的溶出性能和细胞毒性。

四、实验结果与分析1. XRD分析通过XRD分析，发现制备的生物活性玻璃具有典型的玻璃晶体结构，表明制备方法合理。

2. SEM分析SEM分析显示，生物活性玻璃的微观形貌呈现出均匀的颗粒状，说明玻璃粉末具有良好的分散性。

3. 元素含量测定AAS测定结果表明，生物活性玻璃中Si、B、Ca、Na等元素的含量与理论值基本一致，表明原料配比合理。

4. 力学性能测试抗压强度和抗折强度测试结果表明，生物活性玻璃具有良好的力学性能。

5. 生物活性测试模拟人体生理环境下，生物活性玻璃具有良好的溶出性能，溶出物中Si、B、Ca等元素含量较高，表明生物活性玻璃具有良好的生物相容性。

细胞毒性实验结果显示，生物活性玻璃对细胞无明显毒性。

五、结论1. 本研究成功制备了生物活性玻璃，并通过XRD、SEM、AAS等方法对其进行了性能分析；2. 生物活性玻璃具有良好的生物相容性和力学性能，为生物医学领域提供了新的材料选择；3. 本实验为生物活性玻璃的制备与性能研究提供了参考，有助于进一步优化制备工艺和拓宽应用领域。

生物活性玻璃在医学中的应用摘要：生物活性玻璃（bioactive glasses，BG）是由氧化钙、五氧化二磷以及氧化硅等为主要成分的无机非金属材料组成，具有良好的生物相容性，在医学领域一直受到人们的密切关注。

对生物活性玻璃在医学中的应用进行综述。

关键词：生物活性玻璃；组织工程；再矿化生物活性玻璃（bioactive glasses，BG）是由氧化钙、五氧化二磷以及氧化硅等为主要成分的无机非金属材料组成，具有良好的生物相容性。

生物活性玻璃的结构呈网状，大多数由硅氧四面体组成[1]，它是由Si-O-P键与硅氧四面体连接，而钙离子作为网络的修饰体存在于结构中，然而钙离子的存在会使得四面体的结构容易断裂，使得网络结构变得疏松易破坏，离子容易溶出，在模拟体液中能够与溶液发生离子交换，钙离子与溶液中氢离子发生交换，使得四面体中氢离子浓度升高，PH下降，加速溶解。

另外钙离子与磷酸根离子以及碳酸根离子可以形成生成碳酸羟基磷灰石晶体（HCA）[2]。

羟基磷灰石具有良好的生物安全性，广泛应用骨组织工程，并且具有较好的修复、键合作用，且该材料生物安全性好植入体内后不发生炎症反应，目前被广泛地应用在生物医学领域[3]。

如颌骨缺损修复、牙体硬组织的矿化、软组织愈合的治疗等均具有较好的效果，近年来也被广泛地应用在牙科领域[4]。

以下就生物活性玻璃在医学领域的应用作一综述。

1、BG在骨组织工程中应用骨组织工程是近年来为临床解决骨缺损兴起的一门技术。

骨质工程材料是指能与组织活体细胞结合并能植入生物体的不同组织，并根据具体替代组织具备的功能的材料。

骨组织材料也必须满足一定条件：①生物相容性和表面活性：有利于细胞的黏附，无毒，不致畸，不引起炎症反应，为细胞的生长提供良好的微环境，能安全用于人体。

②骨传导性和骨诱导性：具有良好骨传导性的材料可以更好地控制材料的降解速度，具有良好骨诱导性的支架材料植入人体后有诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化并促进其增殖的潜能。

生物活性玻璃材料的制备与应用研究近年来，随着生物医学领域的不断发展，生物活性玻璃材料作为一种具有广泛应用潜力的新型材料备受关注。

生物活性玻璃材料以其良好的生物相容性和生物活性，可以广泛用于骨组织修复、药物传递以及组织工程等多个领域。

本文将对生物活性玻璃材料的制备和应用进行探讨。

一、生物活性玻璃材料的制备方法1. 熔融法制备：熔融法是生物活性玻璃材料制备的常用方法。

通过将多种金属氧化物和无机盐混合加热熔融，然后迅速冷却得到玻璃材料。

不同的成分配比可以获得不同性质的玻璃材料。

2. 溶胶-凝胶法制备：溶胶-凝胶法是一种制备高纯度、纳米级生物活性玻璃材料的方法。

通过将金属盐和有机预体进行水解、缩合和烧结等过程，最终得到具有良好生物活性的纳米级生物活性玻璃材料。

3. 生物结构仿生法制备：生物结构仿生法是新近出现的一种生物活性玻璃材料制备方法。

通过对自然界中的生物材料进行分析，模仿其结构和组成，最终制备出具有类似生物结构的生物活性玻璃材料。

二、生物活性玻璃材料的应用1. 骨组织修复：生物活性玻璃材料具有良好的生物相容性和生物活性，可以与骨组织充分结合，促进骨细胞生长和骨再生。

因此，生物活性玻璃材料被广泛应用于骨组织修复领域，如骨水泥、骨粉和骨填充材料等。

2. 药物传递：生物活性玻璃材料具有较大的比表面积和孔隙结构，能够有效地嵌载和释放药物。

通过调节材料的孔隙结构和表面性质，可以实现不同速率和方式的药物释放，从而提高药物的治疗效果。

3. 组织工程：生物活性玻璃材料可以作为三维支架用于组织工程。

通过将生物活性玻璃材料与干细胞或组织片段相结合，可以促进细胞附着、增殖和分化，从而实现组织再生和修复的目标。

4. 软硬组织接合修复：生物活性玻璃材料还可以在软硬组织接合修复过程中发挥重要作用。

通过使用生物活性玻璃材料作为介质，可以促进软组织和硬组织的接合，提高修复效果。

总结生物活性玻璃材料作为一种具有广泛应用潜力的新型材料，在生物医学领域得到了广泛关注。

神奇的生物活性玻璃一、生物活性玻璃1、生物活性材料的历史上世纪60年代的越南战场，有大批受伤的美军士兵由于长期处于热带雨林的恶劣环境中，皮肤溃烂、骨骼受损等疾病久治不愈，伤亡惨重。

为此美国政府斥巨资，聚集了大量的科研人员集中研制能快速治愈软组织溃烂、修复受损骨组织并能牢固键合二者的新型材料。

由于提取该材料活性成分的难度极高，日本研制约十六年后放弃此项目。

而美方历经三十余载，耗资巨大，终于研制出目前世界上唯一同时对软组织和骨组织具有修复和键合作用的“生物活性玻璃（bioglss,BAG）”，美国科学家希金斯为此获得了当年的诺贝尔医学奖。

其结构和普通玻璃类似，并含有Na（硅），Ca（钙），Si（锶）等元素。

生物活性玻璃具有高度的生物相容性、骨引导性、骨生成性、良好的止血效果和抗菌潜力等，此材料一经在众多领域运用，即展现了它的神奇功效，如：烧烫伤、杀灭有害菌、皮肤溃疡、肠胃溃疡、骨骼修复等。

特别是21世纪开始在牙病治疗和口腔护理方面的临床使用，更是具有划时代的意义，填补了世界口腔医学的空白。

在欧洲很多国家已经早就开始用生物活性材料治疗口腔疾病。

价值：15美金 /克，国外健齿膏产品中含有16克=80美金=人民币1680元/支。

牙齿健康是文明象征，美国人对牙齿的厚爱早已形成了一种文化。

在交际中，尤其是在较高档次的场合，牙齿不整洁会被人看不起，口臭更被认为不讲礼貌。

牙不整洁、口不清爽，甚至会影响到求职就业。

在美国，牙科诊所比医疗门诊要多得多。

他们并非等到牙齿痛了才来看病，而是来洗牙、矫牙、做口腔保健的，半年洗一次牙是非常普遍和正常的。

为什么美国的旅馆，不为客人配备牙刷牙膏?因为每个人都会根据牙医的建议，购买适合自己使用的牙具。

世界卫生组织1981年制定牙齿健康标准①牙齿清洁②无龋洞②无疼痛感④牙龈颜色正常⑤无出血现象，我国达到牙齿健康标准的人口不足1％。

据了解，中国口腔病患病率高达97.6%，几乎人人都有牙病。

生物活性玻璃的制备及应用的研究进展摘要：生物活性玻璃是一种具有特殊组成和结构的硅酸盐玻璃材料。

通过熔融法、溶胶-凝胶法等制备的生物活性玻璃，广泛应用于骨骼修复、口腔治疗以及创口愈合等方面。

已成为材料科学、医学以及生物科学等学科的热点，越来越受到人们的重视。

本文主要介绍了生物活性玻璃的相关性质、制备方法以及在各方面的广泛应用。

关键词：生物活性玻璃；溶胶-凝胶法；骨骼修复正文生物材料，包括生物玻璃、生物玻璃瓷、生物磷酸钙瓷以及生物复合材料、生物涂层等，是一类可对肌体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能的材料[1、2]。

由于其具有较高的生物活性、生物相容性和化学稳定性[3]，近几十年来的研究十分活跃。

生物活性玻璃(bioactive glass，BG) 是一种具有特殊组成和结构的硅酸盐玻璃材料，由美国佛罗里达大学Hench教授在1969年研发出来的。

具有与骨组织形成化学性结合能力，与骨组织和软组织均有良好的结合能力，在植入体后生物活性玻璃表面即与体液发生离子反应，最终在玻璃表面形成类似骨中无机矿物的低结晶度碳酸羟基磷灰石层(HCA)，因化学组成与生物体的骨骼相似，容易与周围的骨骼形成牢固的化学键合即骨性结合，具有优良的骨诱导性、骨传导性及生物相容性，已成为材料科学、医学以及生物科学等学科的热点，越来越受到人们的重视，特别是生物活性玻璃复合材料的研发成功，更是给人类健康带来了又一突破性进展，广泛开展生物活性玻璃复合材料的研究具有重要的理论价值和应用价值[4-6]。

1 生物活性玻璃的制备方法1.1 熔融法熔融法是制备生物玻璃最常用的办法之一，采用该方法制备的生物玻璃密实无孔、比表面积小。

熔融法的一般制备工艺是将原料混合均匀后，在千摄氏度以上的高温下熔融成玻璃液，保温一段时间后淬冷，得到成品。

熔融法制备工艺简单、易于大规模生产，但是通过熔融法制得的生物玻璃，其组成围和生物活性都受到一定的局限，因为高温容易使配料中的磷等元素挥发、使其成分的控制难以精确，而且玻璃的高温熔制容易导致Si-OH官能团的减少，且得到的生物材料中Ca2+的溶解性能相对较低，这些因素都会降低材料的生物活性。

348材料导报2008年8月第22卷专辑Ⅺ生物活性玻璃的制备、应用及活性机制陈良，徐玲玲，张志宾(南京工业大学材料学院，南京210009)摘要生物活性玻璃作为生物材料的一种，由于其具有较高的生物活性、生物相容性和化学稳定性，在医药领域已经受到了越来越多的关注。

介绍了生物活性玻璃的生物活性机理、应用以及制备方法。

运用溶胶一凝胶法制备生物玻璃，不仅可以克服传统熔融法反应温度较高等缺点，还能够提高生物玻璃的生物活性，具有十分广阔的应用前景。

关键词生物玻璃生物材料溶胶一凝胶S t udy on Pr epa r at i on，A ppl i ca t i on a nd A ct i vat i ng M ec hani sm of B i oact i ve G l a ssC H E N L i ang，X U L i ngl i ng，Z H A N G Zhi bi n(Col l ege of M at er i al S c i e nce a nd Engi neer i ng，N anj i ng U ni ve r si t y of Tec hnol ogy，N a nj i ng210009)A bs t ractB i o act i ve gl a s s(B G)，one s or t of bi oact i v e m a t er i al s，ha s at t r act ed m o r e and m ore i nt er es t s i n t hem e di ca l f ield be ca us e of i t s hi g h bi ol ogi cal act i vat i ng，bi ocom pat i bi l i t y and che m i c al s t abi l it y．I n t h i s pa per，t h e biologi—eal act ivi t y m echani s m of hi o act i ve gl as s i s i nt r oduced．I n ad di t i on，t he appl i cat i on and pr epa r at i on m et hod of bi oaet i ve gl as s ar eal so r ec om m e nde d．U s i ng t he gel—s o l m et hod t o pr e pa r e B G，w hi ch c a n no t onl y ov er com e t he s h ort c o m i ng of t he t r adi t i onal m e l t i ng m et hod，but al s o i m prove t he bi ol ogi cal act i vi t y，has a w i del appl i cat i on pr o s pect．K ey w or ds bi oae t i ve gl ass，bi oae t i ve m at er i al，gel-sol0前言生物材料，包括生物玻璃、生物玻璃陶瓷、生物磷酸钙陶瓷以及生物复合材料、生物涂层等，是一类可对肌体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能的材料[1．2]。