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生物玻璃的种类与特点

发布时间:2016/5/26

与羟基磷灰石(HA)相比,生物玻璃材料具有多元组成,可在较大的范围内调节其组 成、结构和相成分,因而可具有新的功能。根据其特殊的用途,目前常见的功能性生物玻 璃有。

①放射疗法用玻璃此种生物玻璃内掺人了可放射卩射线的化学元素,制成一种P射 线源材料,把它植人肿瘤附近,可达到直接照射癌细胞又不损伤周围正常组织的目的,具有 这种功能的玻璃有含钇玻璃和含磷玻璃。

②热疗用玻璃利用癌细胞耐热性差,加热至43°C以上就死亡的规律,在肿瘤附近埋 人强磁体,施加交变磁场,体内深部的肿瘤即被加热而又无损于正常组织。已开发研制出的 这种微晶玻璃有Li20-Fe203-P205系微晶玻璃和Fe203-Ca0-Si02系微晶玻璃。

③抗菌性生物玻璃生物材料被植入体内后,常会伴生感染,引起炎症,导致植入失 败。为解决此问题,人们利用银具有抗菌广谱、杀菌效率高、不易产生抗药性等特点,开发 研制出含银抗菌性生物玻璃。通常是将生物玻璃制作成多孔材料,通过银离子交换或附着对 基体材料进行载银处理,制备具有抗菌耐久性的多孔微晶玻璃。实验证明,这种材料具有抗 菌性能稳定、杀菌作用时间长、使用方便等优点。

继Hench研制开发出45S5生物玻璃之后,又有多种生物活性微晶玻璃不断被研制开发 出来。到目前为止,已研制开发出的生物玻璃和生物微晶玻璃有:Bioglass、Cerabone (AW生物微晶玻璃)、Ceravital和可切削微晶玻璃Bioverit等,其中有许多生物活性玻璃已 大量用于临床。



45S5生物活性玻璃

生物活性玻璃在组成上的特点是:Si〇2的含量少于60%(摩尔分数),较高的Na20和 Ca()含量,高的Ca0/P2 05比,因此生物玻璃接触水相介质如模拟体液时具有很高的反应

第23章生物玻璃775

活性。Bioglass 45S5是第1种能在生物体内与自然骨牢固结合的生物玻璃U5S是指45% 质量分数的Si〇2,5表示CaO和P25的比为5 : 1),以45S5玻璃组 成为基础,用5%〜15%(质量分数)的B203替代45S5中的Si〇2,或用12. 5%(质量分数) 的CaF2取代CaO,或进行热处理使其部分晶化,所有这些操作对材料的生物活性影响均很 小。但是,当45S5中A1203含量达到3%(质量分数)时,生物玻璃即失去生物活性。



玻璃微晶化虽能提高玻璃的机械性能,但有研究表明,生物活性玻璃晶化后活性降低甚 至变为惰性材料。45S5玻璃晶化后,随着晶相含量的增加,碳酸羟基磷灰石(HCA)层开 始生成的时间由45S5的8h增加至完全晶化时的22h。当晶相含量超过60%时,玻璃表面反 应的速度变得相当缓慢。P205-Na20-Ca0-Si02系统玻璃晶化得到Na20-2Ca0-3Si02晶相, 体外实验中有HCA层生成,其生成动力学也同45S5—样,但随着晶相含量的增加,HCA 层开始形成的时间逐渐增加,由于长时间热处理析出磷灰石晶相,降低了玻璃的生物活性。 玻璃相中p2o5的存在对其生物活性是至关重要的,不含P25玻璃的生物活性比较差,但 仍高于许多生物微晶玻璃的活性,晶化不影响该系统玻璃的表面反应动力学。

块状Bioglass广泛用于中耳骨修复、拔牙后的颚骨缺损修复、面部整容和神经性耳聋的 医治,而颗粒状Bioglass则在治疗牙周病方面获得了成功。



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