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【生医视界】生物活性玻璃,骨组织和软组织的“无缝修补剂”

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玻璃,生物材料,这两个看似完全不相干的东西是怎么联系在一起的呢?

  骨组织,软组织历来是人类医学修补方面难以突破的难关。而它们又是靠什么成为人类探索组织修补并融入实践的前沿阵地呢?

  这一系列问题的答案,就是生物材料阵营的一个强力角色-生物活性玻璃。

【生物活性玻璃概述】


生物活性玻璃(bioactiveglass,BAG)是一类能对机体组织进行修复、替代与再生、具有能使组织和材料之间形成键合作用的材料。BAG在1969年由Hench发现,由SiO2,Na2O,CaO和P2O5等基本成分组成的硅酸盐玻璃。生物活性玻璃的降解产物能够促进生长因子的生成、促进细胞的繁衍、增强成骨细胞的基因表达和骨组织的生长。是迄今为止唯一既能够与骨组织成键结合,同时又能与软组织相连接的人工生物材料。

【生物活性玻璃的组成】


生物活性玻璃(bioactiveglass,BAG),它是由SiO2,Na2O,CaO和P2O5等基本成分组成的硅酸盐玻璃。生物活性玻璃及玻璃陶瓷最显著的特征是植入人体后,表面状况随时间而动态变化,表面形成生物活性的碳酸羟基磷灰石(HCA)层,为组织提供了键合界面。多数生物活性玻璃是A类生物活性材料,既有骨生成性(osteoproductive)又有骨引导(osteoconductive)作用,与骨和软组织都有良好的结合性,BAG被认为是可应用在修复领域的良好生物材料。此种修复性材料的用途不但极为广泛,而且在众多领域的专业性产品上有着无法替代的神奇功效,如肌肤护理、美白去皱、烧伤烫伤、口腔溃疡、肠胃溃疡、皮肤溃烂、杀灭真菌、骨骼修复、软组织和骨组织的键合等,相信它的出现将为人类健康作出卓越贡献。此外,BAG还具有快速的表面反应;无定形二维结构使强度及断裂韧性低;弹性模量(30-35MPa)低,与皮质骨接近;可切削生物玻璃具有良好的加工性能。

【生物活性玻璃背景历史】


上个世纪60年代,惨烈的越南战场,由于美军在战争中因受伤及热带雨林的恶劣环境造成士兵皮肤溃烂、骨骼受损而无法得到快速有效的治疗,为此美国政府开始着手研制一种既能对皮肤软组织受伤有效又能对骨组织受损修复的新型药物,政府每年拨专项巨款用于开发研制,大批科研人员投入研发行列,可是直到越战结束,这种新型药物仍在研制中。但美方科学家坚持研究,终于在1971年,由Hench首次提出生物活性概念,研制出目前世界上唯一“同时对软组织与骨组织具有修复和键合作用的”生物活性材料——生物活性玻璃体。

【生物活性玻璃临床应用及产品】


1.45S5生物活性玻璃用于中耳小骨置换、颌骨缺损修复、牙周缺损修复、骨嵴维护植入体,不引起细胞损伤、无降解产物、无感染性。

2. Ceravital生物活性玻璃陶瓷用于中耳外科手术,是一种低钠、钾的生物活性玻璃陶瓷。

3.磷灰石-硅灰石活性玻璃-A-WGC,用作脊椎假体、胸、额骨修复以及骨缺损修复,已成功应用于数万名患者。

4.可切削生物活性玻璃-MBGC],主要用在颌面、脊椎、牙槽硬组织修复以及 口腔修复,其特点是具有优良的可加工行及骨结合性。

5.PerioGlas(倍骼生)是由生物活性玻璃材料开发出的一种牙科口腔组织修复材料,用于牙种植中促进骨组织生长、牙周炎的缺损修复、囊肿切除后的填充、上颌窦提升等。在全世界范围临床应用已12多年。

6.NovaBone(固骼生)是由生物活性玻璃材料开发出的一种骨科组织修复材料,用于各种骨缺损、骨折的修复愈合,临床应用已5年。

 生物活性玻璃随着时代的发展,将进一步融入大众医学之中,相信它将给与我们更多的治疗手段与治疗环境,更好的为大家服务。

供稿:霍雨佳

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