盘点：生物活性玻璃近期研究新进展

生物活性玻璃（bioactive glass，BAG）是一种硬、固态透明的生物活性材料，其主要结构是硅酸盐，植入体内后其表面可形成一种高反应性的富硅凝胶层，具有良好的生物相容性和力学性能，其特点是具有迅速的成骨作用，既有骨生成性，又有骨引导性，与骨和软组织都有良好的结合性。因此，BAG被认为是可应用在修复领域的良好生物材料。这里，梅斯小编整理了近期关于生物活性玻璃的最新研究进展与大家一同分享。

【1】新型的生物活性玻璃纤维可较好的促进骨再生

电纺生物活性玻璃纤维由于其骨细胞外基质的建筑仿生学及其成分能够为骨再生和重构提供可溶性生物活性线索，而使得其在骨组织工程支架中具有很大的应用潜力。在生物活性玻璃中掺杂微量元素可进一步促进骨再生期间的成骨和血管生成。新的一项研究中，该研究人员制造并表征掺杂锶和铜的电纺生物活性玻璃纤维，并评估其体外骨修复/再生的潜力。结果显示，掺杂纤维释放的锶和铜在40 h内达到有效浓度，可持续4周。另外，体外实验中，不同类型细胞在电纺生物活性玻璃纤维的提取溶液中培养，显示在达到理想目标的情况下，各掺杂比例的生物活性玻璃均不会引起明显的细胞毒性。

【2】载锂生物活性玻璃可促进血管再生

由于锂（Li⁺）参与血管生成，局部和控释Li⁺离子的生物活性玻璃（BGS）或是具有高度血管化的组织再生和修复的一种很有前途的替代疗法。本研究中，研究人员使用由（wt%）45% SiO 、24.5%₂Na₂O、24.5% CaO和6% P₂O₅构成的45S5 BG微粒，其中Na₂O部分由5%Li₂O取代（45s5.5li）进行探究。结果表明，45s5.5li BG的IDPs可作为无机抗菌剂来提高组织的修复和再生，在没有外源性生长因子情况下可人脐静脉内皮细胞增殖和迁移。

【3】作为细胞支架，氟磷灰石/生物活性玻璃可较好的修复骨缺损

骨缺损是临床骨科和口腔医学中常见的问题。由于存在自然骨移植的限制、疾病传播风险、手术费用、供体部位的发病、感染和免疫反应相关的并发症，研发骨重建材料则成了至关重要一点。新的一项研究评估了氟磷灰石/生物活性玻璃（FA/BG）作为重建细胞支架在大鼠胫骨修复中的组织病理学、组织形态学及影像学特点。结果显示，植入后大鼠体内没有异物反应。此外，骨生物材料与骨接触处直接发生骨修复，而无结缔组织。植入组成骨细胞的数量减少，而骨小梁厚度和新骨形成率均增加。表明该复合纳米材料可以作为组织工程中组织修复的治疗选择。

【4】Ti-Co复合磷酸盐玻璃可促进成骨细胞的生长和血管的形成

产生大量的功能化血管化骨组织目前在临床上仍无法实现。由于其较高的比表面积和使用模块法组装的能力，使得微载体成为了一个潜在的解决方案。本研究中，研究人员在掺杂5%摩尔的钛白粉和不同浓度的氧化钴（0%，2%和5% mol）的磷酸盐玻璃微球中培养人成骨肉瘤细胞系MG-63，分别在静态和动态条件下（150和300 RPM摇床）进行培养。结果显示，在试验浓度下，没有发现钴出现细胞毒性，也没有改变细胞的代谢。钴掺杂微载体诱导成骨细胞上调血管内皮生长因子（VEGF）的水平，但未发现随钴氧化物含量增加而呈线性增加。表明Ti-Co复合磷酸盐玻璃可促进成骨细胞的生长和团聚体的形成，是组织形成和血管内皮生长因子产生的必要前提，VEGF水平的升高可促进血管的生成。

【5】Ga-MBG/CHT或可作为新的止血剂应用

基于壳聚糖的止血剂是即刻止血的一种有希望的候选者。然而，这种止血剂具有一些缺点，需要进一步改进以达到所需的止血效果。在此基础上，研究人员通过冻干法制备了一系列含1％Ga2O3的介孔生物活性玻璃-壳聚糖复合支架（Ga-MBG/CHT），研究了不同浓度的Ga-MBG（10,30和50wt％）对CHT支架的止血功能，并与当前市售的壳聚糖涂覆的止血纱布Celox Rapid纱布（CXR）相比较。结果显示，与CXR相比，本研究所制备的支架为> 79％的孔隙率，且吸水性增加。凝血研究的结果显示，与CXR相比，纯CHT和复合支架的止血性能更优。此外，与纯CHT支架相比，Ga-MBG含量最高（50 wt％）的复合支架在血栓形成、凝血和血小板粘附及聚集方面的能力更强。表明Ga-MBG/CHT支架或可更好的止血，可用于危急情况下的止血。