生物活性玻璃的应用及前景

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。

生物玻璃材料制备生物玻璃是一种新型的生物医用材料，它具有许多优异的性能，如高生物相容性、生物活性、生物降解性等。

因此，生物玻璃在骨科、牙科、眼科、耳科等医疗领域具有广泛的应用前景。

本文将对生物玻璃材料的制备方法进行介绍。

一、热熔法制备生物玻璃热熔法是一种传统的生物玻璃制备方法。

该方法是将对应的玻璃原料按一定比例混合后，在高温下进行熔融混合，再将熔融的玻璃浇铸成形。

生物玻璃的主要成分是SiO2、CaO、P2O5等。

因此，常用的原料包括二氧化硅、磷酸氢二铵、碳酸钙等。

在熔融过程中，还可以加入其他元素，如氟、锆等，以提高生物玻璃的性能。

热熔法制备生物玻璃的优点是制备过程简单，可以制备大尺寸的生物玻璃。

但该方法存在一些不足之处，如高温易使原料发生分解、氧化等反应，使生物玻璃中出现气泡、畸变等不良现象。

同时，由于生物玻璃的生产成本较高，成品价格也较贵，因此该制备方法在生产上应用不广泛。

二、水热法制备生物玻璃水热法是一种常用的生物玻璃制备方法。

该方法是将生物玻璃原料溶于水中，再通过加热和压力升高的方式促使原料在水的存在下反应，生成生物玻璃。

此方法制备的生物玻璃真实地还原了自然界中生物玻璃的生成过程，所以，生物玻璃具有良好的生物相容性和生物降解性。

另外，水热法制备的生物玻璃表面具有较高的生物活性。

水热法制备生物玻璃的优点是原料易得，制备过程中无需高温高压，可避免环境污染。

但由于该方法制备的生物玻璃结晶性较弱，易受化学、物理等外界因素影响，因此其力学性能不如热熔法制备的生物玻璃。

三、制备生物玻璃涂层生物玻璃涂层是生物医学领域中新兴的研究方向。

涂层可以延长生物玻璃的使用寿命、提高生物降解性、改善生物相容性等。

生物玻璃涂层的方法主要有化学法、物理法和生物合成法。

1. 化学法化学法是制备生物玻璃涂层的常见方法之一。

该方法往往是将生物玻璃与化学试剂在一定的条件下反应，生成一层涂层。

常见的化学法包括旋涂法、电沉积法等。

2. 物理法物理法制备生物玻璃涂层主要是通过物理气相沉积、磁控溅射、激光沉积等方法，将生物活性材料沉积在生物玻璃表面上，形成涂层。

生物活性玻璃的抗菌性能及其在根管感染控制中的应用朱洁;吴大明;刘卫红【摘要】The bioactive glass (BG) is a kind of biomaterial based onCaO⁃SiO2⁃P2O5composition, which has excellent bioactivity, biocompatibility, osteoconductivity and antibacterial properties. It has been widely applied in bone tissue engineering, plastic surgery, dentistry and other fields. BG has good antibacterial property not only for common pathogenic bacteria such as S. aureus, E. coli and P. aeruginosa, but alsofor some oral bacterium of aerobic and anaerobic bacteria such asS.sanguis, Aa and P. gingivalis. The mesoporous Bioactive Glass ( MBG) is a new type of BG, which possesses a highly ordered mesoporous channel, higher specific surface area and pore volume, better biocompatibility, osteoconductivity and osteogenesis. The unique mesoporous structure of MBG can deliver antibac⁃terial agents or metal ions, which releases slowly and gives play to long⁃term antibacterial effects.%生物活性玻璃（bioactive glasses，BG）是以CaO、SiO2、P2O5为主要成分的生物材料，具有良好的生物活性、生物相容性、抗菌和诱导骨形成性能，已广泛应用于骨组织工程、整形外科及牙科学等领域。

人造骨头是什么材料人造骨头，顾名思义就是由人工合成的材料制成的骨头。

在医学领域，人造骨头被广泛应用于骨科手术、植入物制造等领域。

那么，人造骨头是由什么材料制成的呢？接下来，我们将从不同角度来探讨人造骨头的材料及其特点。

首先，人造骨头的材料种类多样，常见的有生物陶瓷、生物活性玻璃、生物高分子材料等。

生物陶瓷是一种由氧化铝、氧化锆等高纯度陶瓷材料制成的人工骨头，具有高强度、耐腐蚀、生物相容性好等特点，是目前应用最为广泛的人造骨头材料之一。

生物活性玻璃是一种具有生物活性的玻璃材料，能够与人体组织发生化学结合，促进骨头生长和修复，因此在骨科手术中得到了广泛的应用。

生物高分子材料则是一种由生物可降解高分子材料制成的人造骨头，能够在人体内逐渐降解并被吸收，不需要二次手术取出，因此在一些特殊情况下也被广泛应用。

其次，人造骨头的材料特点各异。

生物陶瓷具有高强度、硬度大、抗腐蚀、生物相容性好等特点，能够在人体内长期稳定存在，成为了骨科手术中的首选材料之一。

生物活性玻璃具有良好的生物相容性和生物活性，能够促进骨头生长和修复，因此在骨折愈合、骨缺损修复等方面有着广泛的应用前景。

生物高分子材料具有良好的降解性能和生物相容性，能够逐渐降解并被人体吸收，不需要二次手术取出，因此在一些特殊情况下也得到了广泛的应用。

最后，人造骨头的材料选择应根据具体情况而定。

在临床应用中，医生会根据患者的具体情况，选择合适的人造骨头材料进行植入。

例如，对于需要长期稳定存在的骨科手术，常常选择生物陶瓷材料；而对于需要促进骨头生长和修复的情况，常常选择生物活性玻璃材料；对于一些特殊情况，例如儿童骨折修复、老年人骨缺损修复等，常常选择生物高分子材料。

综上所述，人造骨头是由生物陶瓷、生物活性玻璃、生物高分子材料等多种材料制成的，每种材料都具有独特的特点和应用领域。

在临床应用中，医生会根据患者的具体情况选择合适的人造骨头材料进行植入，以达到最佳的治疗效果。

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。

生物陶瓷材料表面功能化及其生物医学应用生物陶瓷材料因其独特的物理化学性质和生物相容性，在生物医学领域得到了广泛的应用。

随着科学技术的发展，对生物陶瓷材料表面功能化的研究逐渐深入，以满足更复杂的生物医学需求。

本文将探讨生物陶瓷材料表面功能化的策略及其在生物医学领域的应用。

一、生物陶瓷材料概述生物陶瓷材料是指那些能够与生物体组织或体液接触，且具有良好的生物相容性和生物活性的陶瓷材料。

这些材料在硬组织修复、药物释放系统、组织工程支架等方面有着广泛的应用。

生物陶瓷材料的种类繁多，包括但不限于羟基磷灰石、生物活性玻璃、磷酸钙等。

这些材料因其优异的生物相容性和生物活性，被认为是理想的生物医学材料。

1.1 生物陶瓷材料的特性生物陶瓷材料具有许多独特的物理化学性质，如高硬度、耐磨性、良好的化学稳定性和生物相容性。

这些特性使得生物陶瓷材料在生物医学领域具有广泛的应用前景。

例如，羟基磷灰石因其与人体骨骼成分相似，被广泛用于骨修复和替换。

生物活性玻璃则因其能够促进骨组织生长而受到关注。

1.2 生物陶瓷材料的应用场景生物陶瓷材料的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 硬组织修复：用于骨折修复、牙齿修复和关节置换等。

- 药物释放系统：作为药物载体，控制药物释放速率和模式。

- 组织工程支架：作为细胞生长的支架，促进组织再生和修复。

- 人工器官：用于制造人工心脏瓣膜、人工血管等。

二、生物陶瓷材料表面功能化策略生物陶瓷材料的表面功能化是指通过物理、化学或生物方法改变材料表面的性质，以提高其生物相容性、生物活性或特定功能。

表面功能化可以增强材料与生物体的相互作用，提高材料的生物医学性能。

2.1 物理表面改性物理表面改性是通过改变材料表面的物理结构来改善其性能。

常见的物理表面改性方法包括：- 等离子体处理：利用等离子体的高能粒子轰击材料表面，改变表面化学组成和结构。

- 激光表面处理：使用激光束照射材料表面，引起表面熔化、蒸发或化学反应，从而改变表面性质。