近红外光响应的双相抗菌介孔生物活性玻璃复合支架的制备及抗菌性能研究

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作者 张博 付一敏 +2 位作者 陈政 石澳 朱敏 《无机材料学报》 北大核心 2025年第10期1137-1144,共8页

骨植入材料易感染且具有高发性、迟发性和复发性。然而,目前常见的抗菌手段通常缺乏选择性,容易在杀菌的同时对正常组织和细胞造成损害。基于此,本研究以介孔生物活性玻璃(MBG)为原料,结合S-NO键的近红外(NIR)光热响应释放NO自由基及Cu^... 骨植入材料易感染且具有高发性、迟发性和复发性。然而,目前常见的抗菌手段通常缺乏选择性,容易在杀菌的同时对正常组织和细胞造成损害。基于此,本研究以介孔生物活性玻璃(MBG)为原料,结合S-NO键的近红外(NIR)光热响应释放NO自由基及Cu^(2+)抗菌性能,采用氨基化偶联S-亚硝基硫醇(RSNO)制备了MBG-RSNO粉体以供给NO·,并通过多巴胺聚合及Cu^(2+)螯合合成了PMBG@Cu粉体。将上述两种粉体材料经3D打印得到PMBG@Cu/MBG-RSNO复合抗菌支架。该支架具有NIR光热响应特性,在808 nm激光脉冲辐照条件下,支架持续释放的一氧化氮自由基(NO·)含量高达113.71μg/100 mg MBG-RSNO,且光热作用将温度升高至约40℃,有利于实现高效灭菌。进一步使用金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coli)评估复合支架在有/无外部NIR刺激条件下的抗菌效果。实验结果显示,PMBG@Cu/MBG-RSNO复合支架对两种菌种的抗菌效率均达到了99.9%。综上所述,PMBG@Cu/MBG-RSNO复合支架为解决骨植入材料的感染问题并实现骨缺损修复提供了一种潜在的解决方案。 展开更多

关键词 介孔生物活性玻璃 抗菌 一氧化氮 光热效应

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铜离子掺杂径向介孔生物活性玻璃复合微球的制备及性能研究 被引量：1

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作者 李柯廷 李政 +1 位作者 尤德强 王小健 《材料工程》 北大核心 2025年第8期93-100,共8页

介孔生物活性玻璃(MBG)因其具有良好的生物活性、高比表面积以及有序介孔结构,在骨修复领域具有良好的应用前景。而添加治疗性无机离子或有机分子可以赋予更多的生物学特性。通过微乳液辅助溶胶-凝胶法合成了掺杂铜离子(摩尔分数分别为1... 介孔生物活性玻璃(MBG)因其具有良好的生物活性、高比表面积以及有序介孔结构,在骨修复领域具有良好的应用前景。而添加治疗性无机离子或有机分子可以赋予更多的生物学特性。通过微乳液辅助溶胶-凝胶法合成了掺杂铜离子(摩尔分数分别为1%,3%,5%)的径向结构介孔生物活性玻璃复合微球。结果表明,复合微球保留了MBG原有的球形形态和介孔结构,孔径为10~20 nm,粒径为250~310 nm。随铜离子含量的增加复合微球的比表面积从336.5 m^(2)/g降低为149.1 m^(2)/g。复合微球快速诱导了磷灰石的形成,显示出良好的生物活性。铜的引入显著提升了MBG的抗菌性,随着铜含量的增加复合微球的抗菌性随之增强,其中5Cu-MBG和大肠杆菌共培养24 h后的抗菌率达80%以上。 展开更多

关键词 介孔生物活性玻璃 铜 抗菌性 生物活性

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介孔生物活性玻璃介孔结构对生物活性的影响及其应用

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作者 钱进 陈毅 张海悦 《化工新型材料》 北大核心 2025年第S1期356-361,366,共7页

介孔生物活性玻璃因具有较大的比表面积、可调控的介孔结构以及良好的生物相容性,使其能以可控的方式释放离子,为其在生物材料领域的应用提供了巨大潜力。介孔生物五活性玻璃作为一种新型的生物材料,尤其在骨组织修复、口腔修复方面的... 介孔生物活性玻璃因具有较大的比表面积、可调控的介孔结构以及良好的生物相容性,使其能以可控的方式释放离子,为其在生物材料领域的应用提供了巨大潜力。介孔生物五活性玻璃作为一种新型的生物材料,尤其在骨组织修复、口腔修复方面的研究较为热门。从介孔生物活性玻璃的基本概念入手,着重介绍其介孔结构对生物活性影响和介孔生物活性玻璃的应用前景,并对介孔生物活性玻璃未来在生物医学领域的发展进行总结和展望。 展开更多

关键词 介孔生物活性玻璃 介孔结构 骨组织修复 生物医学

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介孔生物活性玻璃的合成工艺研究进展

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作者 陈雨 王雨霏 张凌琳 《材料科学与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1007-1015,共9页

介孔生物活性玻璃(mesoporous bioactive glass,MBG)在生物医学领域得到了广泛的应用。通过在MBG合成过程中掺加金属离子、改变MBG合成的最终形态或利用MBG进行载药,可以进一步开发MBG的应用可能性。而MBG的合成主要依赖于Sol-gel法和... 介孔生物活性玻璃(mesoporous bioactive glass,MBG)在生物医学领域得到了广泛的应用。通过在MBG合成过程中掺加金属离子、改变MBG合成的最终形态或利用MBG进行载药,可以进一步开发MBG的应用可能性。而MBG的合成主要依赖于Sol-gel法和有机模板法的结合,且引入的有机模板作为结构导向剂可以调控介孔的尺寸、分布和几何排列。合成过程中涉及的金属醇盐化合物、溶剂及催化剂也是关键的调控因素。多个变量之间存在协同和拮抗作用,最终共同影响MBG颗粒的形貌。MBG前体溶液与其他聚合物形成的纤维及支架结构也表现出良好的机械强度和细胞粘附效果,在软硬组织再生工程中应用潜力巨大。本文介绍了近5年MBG颗粒、MBG纤维及MBG支架材料的不同制备工艺进展,比较工艺特点、产物活性及应用前景,并对现有工艺的不足和改进方向进行了讨论和展望,以期为MBG类材料的个性化合成提供有益参考。 展开更多

关键词 介孔生物活性玻璃 SOL-GEL法 喷雾热解法 生物活性

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新型有序纳米介孔生物活性玻璃对成骨细胞IGF-Ⅱ基因调控的影响 被引量：5

5

作者 张权 谢寒 +1 位作者 余承忠 易静 《复旦学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期313-316,327,共5页

目的研究新型有序纳米介孔生物活性玻璃的体外生物活性及其对鼠成骨细胞的IGF-Ⅱ基因表达效果,探讨其可能的调控机制。方法定量选取新型的生物活性玻璃MBG(80S15C),浸泡于MEM培养液中,取离子浸出液培养大鼠成骨细胞,使用MTT法和PNPP法... 目的研究新型有序纳米介孔生物活性玻璃的体外生物活性及其对鼠成骨细胞的IGF-Ⅱ基因表达效果,探讨其可能的调控机制。方法定量选取新型的生物活性玻璃MBG(80S15C),浸泡于MEM培养液中,取离子浸出液培养大鼠成骨细胞,使用MTT法和PNPP法测定成骨细胞增殖和ALP的活性,RT-PCR法测定IGF-Ⅱ的mRNA表达,ELISA法测定IGF-Ⅱ蛋白和IGFBP的浓度。结果实验组成骨细胞的ALP活性为对照组的126%,IGF-Ⅱ基因表达为对照组的126%,IGF-Ⅱ蛋白和IGFBP的浓度分别是对照组175%和237%,细胞增殖为对照组的92%。结论MBG的离子浸出液能够明显促进成骨细胞的分化,其机制可能是通过诱导激活IGF-Ⅱ基因的表达,增加IGF-Ⅱ蛋白,IGFBP的合成和分泌,进而促进成骨细胞的分化。 展开更多

关键词 有序纳米介孔生物活性玻璃 IGF-Ⅱ 基因调控

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自然唾液中介孔生物活性玻璃诱导牙釉质仿生再矿化研究 被引量：3

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作者 董志红 聂志萍 周长春 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期88-94,共7页

将介孔生物活性玻璃用于修复酸蚀的牙釉质,样品经模拟刷牙后,浸泡在自然唾液中。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、聚焦离子束(FIB)切割后透射电镜(TEM)观察、X射线能谱分析(EDX)、选区电子衍射(SAED)分析,及纳米压痕力学测试等表征... 将介孔生物活性玻璃用于修复酸蚀的牙釉质,样品经模拟刷牙后,浸泡在自然唾液中。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、聚焦离子束(FIB)切割后透射电镜(TEM)观察、X射线能谱分析(EDX)、选区电子衍射(SAED)分析,及纳米压痕力学测试等表征显示,经过介孔生物活性玻璃处理后的牙釉质,在唾液中浸泡6 h,牙釉质表面形成棒状类骨磷灰石;浸泡24 h,表面形成均匀矿化层,厚度约为100 nm,且和牙釉质基体结合紧密,钙磷比接近牙釉质基体。矿化层在300μN作用下,出现划痕爆破值,其显微力学性能为(3.37±0.62)GPa,弹性模量为(60.48±4.56)GPa,均达到未酸蚀牙釉质的75%。实验结果表明,介孔生物活性玻璃可较快地诱导矿化,有望用于酸蚀牙釉质修复及早期龋齿的预防。 展开更多

关键词 牙釉质 介孔生物活性玻璃 再矿化

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改良介孔生物活性玻璃在颌面部骨缺损修复中的研究进展 被引量：3

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作者 汪洋 申玉芹 +1 位作者 于文雯 孙新华 《国际口腔医学杂志》 CAS CSCD 2018年第1期32-35,共4页

介孔生物活性玻璃是一类能够与骨组织形成键合作用的多孔径生物活性材料,具有良好的生物相容性、生物降解性、骨生成和骨传导性能,在骨组织工程领域具有极大的潜力。近年来,研究者致力于改变介孔生物活性玻璃结构的研究,以提高其生物学... 介孔生物活性玻璃是一类能够与骨组织形成键合作用的多孔径生物活性材料,具有良好的生物相容性、生物降解性、骨生成和骨传导性能,在骨组织工程领域具有极大的潜力。近年来,研究者致力于改变介孔生物活性玻璃结构的研究,以提高其生物学性能,从而提升其潜在的临床应用价值。本文就改良介孔生物活性玻璃在颌面部骨缺损修复领域的研究进展进行综述。 展开更多

关键词 改良介孔生物活性玻璃 颌面部骨缺损 修复

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介孔生物活性玻璃/脱钙骨复合支架的制备及性能研究

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作者 薛士壮 朱海霖 +2 位作者 陈建勇 冯新星 常江 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1068-1072,共5页

将介孔生物活性玻璃(MBG)与脱钙骨(DB)复合,利用浸渍法制备出MBG/DB复合支架材料.采用红外光谱(FTIR),扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),电子万能材料试验机等方法对牛松质骨(CB)、DB、MBG/DB复合支架进行表征.结果表明,CB经浸酸处理后制备... 将介孔生物活性玻璃(MBG)与脱钙骨(DB)复合,利用浸渍法制备出MBG/DB复合支架材料.采用红外光谱(FTIR),扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),电子万能材料试验机等方法对牛松质骨(CB)、DB、MBG/DB复合支架进行表征.结果表明,CB经浸酸处理后制备的DB,孔径大小在200～600μm范围内,孔隙率约为71%,抗压性能比CB明显降低(1.10±0.31)MPa,而采用浸渍法制备的复合支架,孔隙率降为40%左右,而压缩强度明显提高(8.49±2.14)MPa.体外生物活性测试表明:复合支架具有良好的生物活性. 展开更多

关键词 介孔生物活性玻璃 脱钙骨 复合支架 生物活性

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3D打印纯钛骨支架表面掺银介孔生物活性玻璃涂层的性能研究 被引量：6

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作者 陈倩 赵雪阳 +4 位作者 尤德强 曾戎 于振涛 李卫 王小健 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期34-45,共12页

术后感染是临床上常见且最具挑战性的问题之一,开发新型抗菌涂层是解决该问题的有效策略,具有重要的科学及社会意义。在3D打印多孔钛骨支架表面制备了具有抗菌功能的生物活性涂层,研究发现,银(Ag)以单质的形式存在于介孔生物玻璃(MBG)... 术后感染是临床上常见且最具挑战性的问题之一,开发新型抗菌涂层是解决该问题的有效策略,具有重要的科学及社会意义。在3D打印多孔钛骨支架表面制备了具有抗菌功能的生物活性涂层,研究发现,银(Ag)以单质的形式存在于介孔生物玻璃(MBG)涂层之中,随着Ag含量的增加(0%,0.5%,1%,1.5%,摩尔分数),介孔涂层的比表面积从377.6 m^(2)/g下降到363.35 m^(2)/g。体外矿化结果表明,随着Ag含量的增加,磷灰石诱导能力略微下降。抗菌实验表明,银的添加显著提高了支架的抗菌性能。添加少量的银(0.5%)即可达到100%的抗菌率。支架与MC3T3-E1细胞共培养的实验结果表明,Ag掺杂的MBG涂层具有良好细胞相容性,且添加少量银能促进MC3T3-E1细胞增殖。使用一种简单的浸渍提拉法将掺Ag的MBG涂层应用于具有复杂的多孔结构3D打印钛支架上,使得支架的矿化性能、杀菌性能以及细胞相容性显著提高。本研究为进一步开发多功能骨植入支架提供了新思路。 展开更多

关键词 介孔生物活性玻璃涂层 银 骨感染 3D打印 纯钛支架

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基于介孔硼硅酸盐生物活性玻璃微球的可注射复合骨水泥 被引量：6

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作者 常宇辰 林子扬 +6 位作者 谢昕 吴章凡 姚爱华 叶松 林健 王德平 崔旭 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1398-1406,共9页

以溶胶-凝胶法制备的介孔硼硅酸盐生物活性玻璃微球(MBGS)作为固相,海藻酸钠(SA)溶液作为液相,开发了一种可注射复合骨水泥。对MBGS中氧化硼/氧化硅的比例对其质构性能及骨水泥的可操作性、抗压强度和生物活性的影响进行表征。实验结果... 以溶胶-凝胶法制备的介孔硼硅酸盐生物活性玻璃微球(MBGS)作为固相,海藻酸钠(SA)溶液作为液相,开发了一种可注射复合骨水泥。对MBGS中氧化硼/氧化硅的比例对其质构性能及骨水泥的可操作性、抗压强度和生物活性的影响进行表征。实验结果表明,随着硼含量的增加,MBGS的比表面积从161.71 m^2/g增大至214.28 m^2/g,平均孔径以及总孔容也随之增长,加速了玻璃相中钙离子的释放,使得玻璃与SA的快速交联,改善了骨水泥可操作性能和力学性能,凝固时间由21 min缩短至9 min,抗压强度由3.4 MPa提升至4.1 MPa,体外矿化性能也随之提高。综合各方面性能表现,BC-30骨水泥兼具良好的可操作性能、力学性能和体外矿化能力,是最合适的骨水泥组分。总之,提高MBGS的质构性能是增强复合骨水泥的可操作性、抗压强度和生物活性的有效方法。 展开更多

关键词 可注射骨水泥 介孔硼硅酸盐生物活性玻璃 生物活性 可操作性

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掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷骨水泥的制备与性能表征 被引量：2

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作者 陈铖 丁晶鑫 +1 位作者 王会 王德平 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1245-1258,共14页

骨肉瘤是一种常见的恶性骨肿瘤,常通过手术切除进行治疗。但术后造成的骨缺损难以自愈,残余肿瘤细胞还会增加复发可能性。本研究开发了一种用于修复骨缺损和协同治疗骨肉瘤的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷骨水泥。首先通过溶胶–凝... 骨肉瘤是一种常见的恶性骨肿瘤,常通过手术切除进行治疗。但术后造成的骨缺损难以自愈,残余肿瘤细胞还会增加复发可能性。本研究开发了一种用于修复骨缺损和协同治疗骨肉瘤的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷骨水泥。首先通过溶胶–凝胶法结合固态反应制备了可作为光热剂和药物载体的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷微球(MBGC-xNd),然后将微球与海藻酸钠(SA)溶液混合制备了可同时进行光热治疗和化学治疗的可注射骨水泥(MBGC-xNd/SA)。结果表明掺Nd^(3+)赋予微球可控的光热性能,负载阿霉素(DOX)的微球显示出持续的药物释放行为。此外,载药骨水泥的药物释放量随着温度的升高而显著增加,说明光热疗法产生的热量可促进DOX释放。体外细胞实验结果表明,MBGC-xNd/SA具有良好的促成骨活性,并且光热–化学联合疗法对MG-63骨肉瘤细胞起到了更显著的杀伤作用,表现出协同效应。因此,MBGC-xNd/SA作为一种新颖的多功能骨修复材料,在骨肉瘤的术后治疗方面具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷 骨水泥 骨缺损修复 光热–化学联合疗法

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缓释米诺环素的介孔纳米生物玻璃载药系统 被引量：6

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作者 朱林 王聿栋 +1 位作者 董艳梅 陈晓峰 《北京大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期249-255,共7页

目的:构建介孔纳米生物活性玻璃(mesoporous nano-bioactive glasses,MNBG)微球装载及缓释米诺环素的载药系统。方法:采用溶胶-凝胶法制备MNBG微球作为药物载体,组分为SiO_2、CaO和P_2O_5,根据硅的含量分为60S、70S、80S和90S组。使用... 目的:构建介孔纳米生物活性玻璃(mesoporous nano-bioactive glasses,MNBG)微球装载及缓释米诺环素的载药系统。方法:采用溶胶-凝胶法制备MNBG微球作为药物载体,组分为SiO_2、CaO和P_2O_5,根据硅的含量分为60S、70S、80S和90S组。使用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察材料表面结构与粒径;氮气吸脱附实验计算材料的比表面积与孔径大小;傅里叶(Fourier)红外光谱及热重分析计算MNBG颗粒对米诺环素的装载率;紫外光分光光度计测定载药系统在21 d内的药物累积释放情况;琼脂扩散实验检测载药颗粒磷酸盐缓冲液(phosphate buffer saline,PBS)对粪肠球菌生成抑菌环的大小。结果:MNBG微球为分散良好,粒径较为均一的介孔纳米球形颗粒。MNBG颗粒对米诺环素盐酸盐的装载率与其孔径大小相关,其中含60S的载药率高于70S、80S和90S组,达到16.33%。60S载药系统在PBS溶液中对米诺环素的释放于24 h内呈现突释,达到总载药量的28%;随后药物缓慢释放,在第21天时米诺环素的释放量累积达到总载药量的35%,维持药物浓度达到47 mg/L。琼脂扩散实验结果显示60S载药系统可以抑制粪肠球菌生长。结论:60S MNBG可有效装载、缓释米诺环素,是较为理想的载药材料。 展开更多

关键词 介孔生物活性玻璃 米诺环素 载药系统 装载 释放

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