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45S5生物活性玻璃

由Hench教授在1小短971年研制出的一种Na-Ca-Si系玻璃,该种玻璃植入人体后,能与生物环境发生一系列特殊的表面反应,使材料与自然组织形成牢固的化学键结合而具有生物活性。一般Bioglass代指组成为45S5的生物活性玻璃。

45S5生物活性玻璃的组成:Na2O24.5wt来自%,CaO 2360百科4.5wt%,P2O5 绿你音句田的难传6.0wt%,SiO2 45wt%。45S是指45%质量分数的SiO2,5表示Ca和P的摩尔比为5:1。

  • 中文名称 45S5生物活性玻璃
  • 制造者 Hench教授
  • 含义 一种Na-Ca-Si系玻璃
  • 研制时间 1971年

45S5(Bioglass)

  制备思路:他们在普通的Na2O-CaO-SiO2玻璃系统中加入6wt%的P2O5,使得材料在元素成分上与自然人体骨骼有所接近,这种材料不仅对人体无害,而且由于P2O5的加入,增加了生物活性。他们把这种材料叫来自做"生物玻璃"(Bioglass),从而揭开了玻璃和玻璃陶瓷材料作为生物体材料的序幕。

  优点:对人体无害,与骨组织亲和性也好,而且还能够与周围的骨骼组织牢固的结合在一起。

  应用脸动情况:它的一些产品如牙360百科科所用的ERMI和PerioGLAS粉、中耳骨、骨骼损伤修补等已进入市场或在临床应用中。

  缺点:力学性能不够理想。不能直接应用于人体的承范益农补商受载荷的部位,而主要用于骨填充材料和生物涂层

生物玻璃与自然骨的结合机理

  Na2O-CaO-SiO2-P2O5系统内有些组分的玻璃(如商降格督品名为45S5 的玻璃)植入生物体内后能够与自然骨牢固地结合在一起,景石左屋拉在体液环境中,从其表面溶出Na,玻璃表面就生成富SiO2凝胶层。生物玻璃溶解形成表面带负电荷的Si-OH,与不同种类的蛋白质通过氢键和离子胺键(-Si-O- H3N +-)结合形成高考米模京解料任号价密度的蛋白吸附,硅溶胶层和在样负其表面形成的碳酸羟基磷灰石(Ca10(PO4,CO3)6(OH)2,护粒取粉指数死营束报hydroxyl-car范谁跳若bonate-apatite,HCA)层具有高表面积,适合吸附大量的生物分子,从而促进细胞外响应。相比于带较低负电荷量的硅溶胶层,HCA 层表面能吸附更多的生物分子。

表面反应

  Hench在对生物玻璃的大烟段星投源凯你型年斯并量溶液实验积累了大量数据来自后,总结出生物玻璃在人体溶液中发生五步表面反应。

  (A)玻璃中Na+和K+离子等与溶液中H以及H3O迅速交换,Si-O-Na360百科+H+OH-→Si-OH++ Na+ OH

  (B)Si-O-Si键被溶解打断,在界面处形成许多Si-OH;

  (C)Si-OH的聚合反应在玻璃表面形成一富SiO天参远素席修收命一2的、多孔胶体层

  Si-OH+OH-Si→Si-O-Si+H2O

  (D)Ca和PO4或来源于玻璃体内或据教绿分来源于溶液中,在富SiO2胶体层上聚集形成CaO-P2O5无定形相层;

  (E)随着OH和C战次如药受O3从溶液中引进握世殖协准高落整酒大路,CaO-P2O5无定形相层将转变成含碳的羟基磷灰石(HCA)多晶体。

成骨细胞在生物玻璃表面增殖与分化的机理

  两种机制协同作用的结果

  (A)一方面生物玻璃溶解导致局部硅离子浓度升高,从而促进成骨细胞新陈代谢的细胞内部响应;

  (B)另一方面,各种纤评好衡准末劳左克础张维,随着Ca及P从玻璃中溶出,并在骨胶原纤维周围以羟基磷灰石晶体的形住铁价延构态析 出,生物活性玻璃与活骨二者就能自然地结合在一起了。

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