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生物活性玻璃 版權信息
- ISBN：9787030732118
- 條形碼：9787030732118 ; 978-7-03-073211-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
生物活性玻璃 本書特色
本書具有較高的學術價值，值得廣大從事生物材料相關領域的讀者參考學習。
生物活性玻璃 內容簡介
本書為“生物材料科學與工程叢書”之一。本書是作者在長期從事生物活性玻璃研究的工作基礎上完成的。書中對生物活性玻璃的發展歷史、**研究進展以及未來發展趨勢進行了較系統的論述。本書內容比較全面、信息量大，有很多內容是作者在生物活性玻璃的研究工作中得到的**手資料，充分反映了作者*直接的研究結論與觀點。本書共14章，其中第1章為概論，第2～11章分別介紹不同類型生物活性玻璃的制備、結構和性能研究；第12～14章重點介紹生物活性玻璃在齒科、骨科及皮膚創面修復方面的臨床應用研究。
生物活性玻璃 目錄
目錄
總序
前言
第1章 概論 1
1.1 生物活性玻璃的定義、發展歷史 1
1.2 生物活性玻璃的分類、臨床應用現狀及研究前沿 2
參考文獻 3
第2章 熔融法生物活性玻璃 5
2.1 熔融法生物活性玻璃的組成與制備 5
2.1.1 熔融法生物活性玻璃的組成 5
2.1.2 熔融法生物活性玻璃的制備 6
2.2 熔融法生物活性玻璃的結構與性能 7
2.2.1 熔融法生物活性玻璃的結構 7
2.2.2 熔融法生物活性玻璃的性能 9
2.3 熔融法生物活性玻璃的生物礦化 10
2.3.1 熔融法生物活性玻璃的體外生物礦化 11
2.3.2 熔融法生物活性玻璃的體內生物礦化 15
2.4 熔融法生物活性玻璃的組織修復性能研究 19
2.4.1 生物活性玻璃（45S5）骨組織修復性能研究 19
2.4.2 生物活性玻璃（45S5）的軟組織再生性能研究 20
2.4.3 生物活性玻璃（45S5）的基因激活作用 21
2.5 熔融法生物活性玻璃的動物實驗及臨床應用研究 23
2.5.1 中耳骨修復應用 23
2.5.2 牙槽嵴的保護與重建應用 24
2.5.3 牙周病治療中的應用 26
2.5.4 根分叉處骨缺損治療應用 26
2.5.5 頜骨缺損修復的應用 27
參考文獻 27
第3章 生物活性微晶玻璃 31
3.1 微晶玻璃 31
3.1.1 概述 31
3.1.2 生物活性微晶玻璃的性能要求 34
3.1.3 常見的生物活性微晶玻璃體系 35
3.1.4 生物活性微晶玻璃的制備技術 36
3.2 可切削生物活性微晶玻璃 39
3.2.1 可切削生物活性微晶玻璃概述 39
3.2.2 可切削生物活性微晶玻璃的應用 41
3.3 A/W生物活性微晶玻璃 43
3.3.1 A/W生物活性微晶玻璃概述 43
3.3.2 A/W生物活性微晶玻璃的應用 43
參考文獻 44
第4章 溶膠-凝膠生物活性玻璃 46
4.1 溶膠-凝膠生物活性玻璃概述 46
4.1.1 溶膠-凝膠技術的發展及現狀 46
4.1.2 溶膠-凝膠生物活性玻璃的特點 46
4.2 58S系列生物活性玻璃的組成設計、制備及研究現狀 48
4.2.1 58S系列生物活性玻璃的組成設計 48
4.2.2 58S系列生物活性玻璃的制備 52
4.2.3 58S系列生物活性玻璃的研究現狀 54
4.3 58S系列生物活性玻璃的結構與性能 55
4.4 58S系列生物活性玻璃的生物礦化 56
4.4.1 58S系列生物活性玻璃的礦化形成條件 57
4.4.2 58S系列生物活性玻璃的生物礦化步驟 58
4.4.3 58S系列生物活性玻璃的礦化性能及降解性能 59
4.5 58S系列生物活性玻璃的細胞學性能研究 62
4.5.1 58S系列生物活性玻璃與成纖維細胞的相互作用 63
4.5.2 58S系列生物活性玻璃與小鼠骨髓間充質干細胞的相互作用 64
4.6 58S系列生物活性玻璃的動物實驗及臨床應用研究 65
4.6.1 58S系列生物活性玻璃在軟組織修復中的應用 65
4.6.2 58S系列生物活性玻璃顆粒的骨內植入實驗 67
參考文獻 71
第5章 硼酸鹽系統生物活性玻璃 74
5.1 硼酸鹽玻璃概述 74
5.2 硼酸鹽生物活性玻璃的設計與制備 76
5.2.1 硼酸鹽生物活性玻璃的設計原理 76
5.2.2 硼酸鹽生物活性玻璃的設計方法 77
5.2.3 硼酸鹽生物活性玻璃的制備方法 78
5.3 硼酸鹽生物活性玻璃的組成、結構特征與性能 80
5.3.1 硼酸鹽生物活性玻璃組成的設計由來 80
5.3.2 硼酸鹽生物活性玻璃的結構特征與性能 82
5.4 硼酸鹽生物活性玻璃的生物活性和組織學研究 84
5.4.1 硼酸鹽生物活性玻璃的生物活性 84
5.4.2 硼酸鹽生物活性玻璃的細胞生物學研究 89
5.5 硼酸鹽生物活性玻璃的應用研究 99
5.5.1 作為骨組織工程支架的應用研究 99
5.5.2 作為骨疾病治療用藥物載體的應用研究 109
5.5.3 含銅硼酸鹽玻璃纖維/PLGA復合敷料的應用研究 115
5.5.4 樣品體外生物相容性和血管生成評估 116
5.5.5 硼酸鹽生物活性玻璃基骨水泥及其應用研究 123
參考文獻 135
第6章 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃 142
6.1 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃概述 142
6.1.1 鈣硅酸鹽生物活性玻璃組成設計及微量元素摻雜 142
6.1.2 介孔鈣硅酸鹽生物活性玻璃 145
6.1.3 鈣硅酸鹽生物活性玻璃三維打印 147
6.2 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在硬組織修復中的應用 149
6.2.1 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在牙組織修復中的應用 149
6.2.2 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在骨修復中的應用 152
6.3 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在軟組織修復中的應用 153
6.3.1 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在皮膚組織修復中的應用 154
6.3.2 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在軟骨組織修復中的應用 160
6.3.3 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在神經組織修復中的應用 162
6.3.4 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在其他軟組織修復中的應用 163
6.4 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃作為藥物載體的應用 164
參考文獻 168
第7章 微納米生物活性玻璃 176
7.1 微納米生物活性玻璃概述 176
7.2 微納米生物活性玻璃的組成設計及制備 177
7.2.1 微納米生物活性玻璃的制備方法 177
7.2.2 溶膠-凝膠生物活性玻璃微納米結構的制備與控制 182
7.3 微納米生物活性玻璃的生物活性、組成與性能 184
7.3.1 微納米生物活性玻璃的生物活性 184
7.3.2 生物活性玻璃微球的組分調控及其性能研究 187
7.4 微納米生物活性玻璃細胞學及組織學研究 193
7.4.1 微納米生物活性玻璃的細胞學研究 193
7.4.2 微納米生物活性玻璃的組織學研究 199
7.5 微納米生物活性玻璃在藥物/基因載體方面的應用研究 202
7.5.1 微納米生物活性玻璃在藥物載體方面的應用研究 203
7.5.2 微納米生物活性玻璃在基因載體方面的應用研究 205
參考文獻 207
第8章 生物活性玻璃組織工程支架 211
8.1 組織工程支架概述 211
8.1.1 骨組織工程支架 212
8.1.2 組織工程中的皮膚修復 215
8.2 燒結法制備生物活性玻璃支架 216
8.2.1 生物活性玻璃燒結理論 217
8.2.2 添加造孔劑法制備生物活性玻璃支架 219
8.2.3 聚合物泡沫模板法制備生物活性玻璃支架 220
8.2.4 凝膠注模成型法制備生物活性玻璃支架 221
8.2.5 溶膠-凝膠發泡法制備生物活性玻璃支架 224
8.2.6 定向冷凍成型法制備生物活性玻璃支架 226
8.3 生物活性玻璃支架的細胞學與組織學研究 227
8.3.1 生物活性玻璃支架的細胞學研究 228
8.3.2 生物活性玻璃支架的組織學研究 233
參考文獻 238
第9章 生物活性玻璃復合材料 242
9.1 生物活性玻璃/高分子復合材料 242
9.1.1 生物活性玻璃/化學合成高分子復合材料 243
9.1.2 生物活性玻璃/微生物合成高分子復合材料 243
9.1.3 生物活性玻璃/天然高分子復合材料 244
9.2 生物活性玻璃/金屬復合材料 247
9.2.1 生物活性玻璃涂層與金屬的界面結合強度的影響因素 248
9.2.2 生物活性玻璃在金屬表面制備涂層的方法 248
9.2.3 生物惰性金屬表面不同類型生物活性玻璃涂層的制備 250
9.2.4 可降解金屬表面生物活性玻璃涂層的制備 251
9.2.5 生物活性玻璃直接與金屬混合制備復合材料 253
9.3 生物活性玻璃陶瓷復合材料 253
9.3.1 生物活性玻璃陶瓷的特點 254
9.3.2 生物活性玻璃陶瓷的組成 254
9.3.3 生物活性玻璃陶瓷的發展現狀 254
9.3.4 生物活性玻璃陶瓷復合材料的改性 255
9.3.5 生物活性玻璃陶瓷復合材料的應用前景 259
參考文獻 260
第10章 生物活性玻璃/高分子雜化材料 264
10.1 生物活性二氧化硅溶膠-高分子雜化材料 264
10.1.1 生物活性二氧化硅溶膠合成與結構 265
10.1.2 生物活性二氧化硅溶膠-高分子雜化材料制備與性能 266
10.1.3 生物活性二氧化硅溶膠-高分子雜化材料細胞相容性研究 267
10.2 生物活性玻璃溶膠-高分子雜化材料 267
10.2.1 生物活性玻璃溶膠的結構 268
10.2.2 生物活性玻璃溶膠-高分子雜化材料制備與性能 268
10.2.3 生物活性玻璃溶膠-高分子雜化材料細胞相容性研究 271
10.3 生物活性硅氧烷功能化高分子雜化材料 271
10.3.1 生物活性硅氧烷功能化高分子雜化材料的結構 272
10.3.2 生物活性硅氧烷功能化高分子雜化材料的制備與性能 272
10.3.3 生物活性硅氧烷功能化高分子雜化材料細胞相容性研究 276
10.4 生物活性玻璃/高分子雜化材料動物實驗評價研究與應用前景 277
10.4.1 生物活性玻璃基高分子雜化材料動物實驗研究 278
10.4.2 生物活性玻璃基高分子雜化材料組織再生應用展望 278
參考文獻 279
第11章 pH中性生物活性玻璃 281
11.1 生物活性玻璃對環境pH的影響概述 281
11.2 pH中性生物活性玻璃的意義及設計理念 283
11.3 pH中性生物活性玻璃實例（PSC玻璃） 284
11.4 PSC玻璃的結構及理化性質 285
11.4.1 X射線衍射（XRD）和傅里葉變換紅外光譜（FTIR） 285
11.4.2 高能X射線衍射（HEXRD）和核磁共振（NMR） 286
11.4.3 離子溶出曲線和中性pH性質 289
11.4.4 降解性能 290
11.4.5 體外生物活性和細胞相容性 291
11.4.6 燒結性能 293
11.5 PSC玻璃在生物醫學應用方面的研究 295
11.5.1 可注射生物活性玻璃復合骨水泥 295
11.5.2 PSC誘導牙髓牙本質復合體再生 298
參考文獻 302
第12章 生物活性玻璃在口腔醫學中的研究與應用 306
12.1 生物活性玻璃牙本質脫敏劑的研究與應用 307
12.1.1 生物活性玻璃脫敏劑的作用機理 307
12.1.2 生物活性玻璃脫敏劑的應用現狀 308
12.1.3 生物活性玻璃脫敏劑的研究與改進 309
12.2 生物活性玻璃蓋髓劑的研究與應用 311
12.2.1 以硅酸鹽為
總序
前言
第1章 概論 1
1.1 生物活性玻璃的定義、發展歷史 1
1.2 生物活性玻璃的分類、臨床應用現狀及研究前沿 2
參考文獻 3
第2章 熔融法生物活性玻璃 5
2.1 熔融法生物活性玻璃的組成與制備 5
2.1.1 熔融法生物活性玻璃的組成 5
2.1.2 熔融法生物活性玻璃的制備 6
2.2 熔融法生物活性玻璃的結構與性能 7
2.2.1 熔融法生物活性玻璃的結構 7
2.2.2 熔融法生物活性玻璃的性能 9
2.3 熔融法生物活性玻璃的生物礦化 10
2.3.1 熔融法生物活性玻璃的體外生物礦化 11
2.3.2 熔融法生物活性玻璃的體內生物礦化 15
2.4 熔融法生物活性玻璃的組織修復性能研究 19
2.4.1 生物活性玻璃（45S5）骨組織修復性能研究 19
2.4.2 生物活性玻璃（45S5）的軟組織再生性能研究 20
2.4.3 生物活性玻璃（45S5）的基因激活作用 21
2.5 熔融法生物活性玻璃的動物實驗及臨床應用研究 23
2.5.1 中耳骨修復應用 23
2.5.2 牙槽嵴的保護與重建應用 24
2.5.3 牙周病治療中的應用 26
2.5.4 根分叉處骨缺損治療應用 26
2.5.5 頜骨缺損修復的應用 27
參考文獻 27
第3章 生物活性微晶玻璃 31
3.1 微晶玻璃 31
3.1.1 概述 31
3.1.2 生物活性微晶玻璃的性能要求 34
3.1.3 常見的生物活性微晶玻璃體系 35
3.1.4 生物活性微晶玻璃的制備技術 36
3.2 可切削生物活性微晶玻璃 39
3.2.1 可切削生物活性微晶玻璃概述 39
3.2.2 可切削生物活性微晶玻璃的應用 41
3.3 A/W生物活性微晶玻璃 43
3.3.1 A/W生物活性微晶玻璃概述 43
3.3.2 A/W生物活性微晶玻璃的應用 43
參考文獻 44
第4章 溶膠-凝膠生物活性玻璃 46
4.1 溶膠-凝膠生物活性玻璃概述 46
4.1.1 溶膠-凝膠技術的發展及現狀 46
4.1.2 溶膠-凝膠生物活性玻璃的特點 46
4.2 58S系列生物活性玻璃的組成設計、制備及研究現狀 48
4.2.1 58S系列生物活性玻璃的組成設計 48
4.2.2 58S系列生物活性玻璃的制備 52
4.2.3 58S系列生物活性玻璃的研究現狀 54
4.3 58S系列生物活性玻璃的結構與性能 55
4.4 58S系列生物活性玻璃的生物礦化 56
4.4.1 58S系列生物活性玻璃的礦化形成條件 57
4.4.2 58S系列生物活性玻璃的生物礦化步驟 58
4.4.3 58S系列生物活性玻璃的礦化性能及降解性能 59
4.5 58S系列生物活性玻璃的細胞學性能研究 62
4.5.1 58S系列生物活性玻璃與成纖維細胞的相互作用 63
4.5.2 58S系列生物活性玻璃與小鼠骨髓間充質干細胞的相互作用 64
4.6 58S系列生物活性玻璃的動物實驗及臨床應用研究 65
4.6.1 58S系列生物活性玻璃在軟組織修復中的應用 65
4.6.2 58S系列生物活性玻璃顆粒的骨內植入實驗 67
參考文獻 71
第5章 硼酸鹽系統生物活性玻璃 74
5.1 硼酸鹽玻璃概述 74
5.2 硼酸鹽生物活性玻璃的設計與制備 76
5.2.1 硼酸鹽生物活性玻璃的設計原理 76
5.2.2 硼酸鹽生物活性玻璃的設計方法 77
5.2.3 硼酸鹽生物活性玻璃的制備方法 78
5.3 硼酸鹽生物活性玻璃的組成、結構特征與性能 80
5.3.1 硼酸鹽生物活性玻璃組成的設計由來 80
5.3.2 硼酸鹽生物活性玻璃的結構特征與性能 82
5.4 硼酸鹽生物活性玻璃的生物活性和組織學研究 84
5.4.1 硼酸鹽生物活性玻璃的生物活性 84
5.4.2 硼酸鹽生物活性玻璃的細胞生物學研究 89
5.5 硼酸鹽生物活性玻璃的應用研究 99
5.5.1 作為骨組織工程支架的應用研究 99
5.5.2 作為骨疾病治療用藥物載體的應用研究 109
5.5.3 含銅硼酸鹽玻璃纖維/PLGA復合敷料的應用研究 115
5.5.4 樣品體外生物相容性和血管生成評估 116
5.5.5 硼酸鹽生物活性玻璃基骨水泥及其應用研究 123
參考文獻 135
第6章 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃 142
6.1 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃概述 142
6.1.1 鈣硅酸鹽生物活性玻璃組成設計及微量元素摻雜 142
6.1.2 介孔鈣硅酸鹽生物活性玻璃 145
6.1.3 鈣硅酸鹽生物活性玻璃三維打印 147
6.2 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在硬組織修復中的應用 149
6.2.1 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在牙組織修復中的應用 149
6.2.2 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在骨修復中的應用 152
6.3 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在軟組織修復中的應用 153
6.3.1 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在皮膚組織修復中的應用 154
6.3.2 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在軟骨組織修復中的應用 160
6.3.3 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在神經組織修復中的應用 162
6.3.4 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃在其他軟組織修復中的應用 163
6.4 鈣硅酸鹽系統生物活性玻璃作為藥物載體的應用 164
參考文獻 168
第7章 微納米生物活性玻璃 176
7.1 微納米生物活性玻璃概述 176
7.2 微納米生物活性玻璃的組成設計及制備 177
7.2.1 微納米生物活性玻璃的制備方法 177
7.2.2 溶膠-凝膠生物活性玻璃微納米結構的制備與控制 182
7.3 微納米生物活性玻璃的生物活性、組成與性能 184
7.3.1 微納米生物活性玻璃的生物活性 184
7.3.2 生物活性玻璃微球的組分調控及其性能研究 187
7.4 微納米生物活性玻璃細胞學及組織學研究 193
7.4.1 微納米生物活性玻璃的細胞學研究 193
7.4.2 微納米生物活性玻璃的組織學研究 199
7.5 微納米生物活性玻璃在藥物/基因載體方面的應用研究 202
7.5.1 微納米生物活性玻璃在藥物載體方面的應用研究 203
7.5.2 微納米生物活性玻璃在基因載體方面的應用研究 205
參考文獻 207
第8章 生物活性玻璃組織工程支架 211
8.1 組織工程支架概述 211
8.1.1 骨組織工程支架 212
8.1.2 組織工程中的皮膚修復 215
8.2 燒結法制備生物活性玻璃支架 216
8.2.1 生物活性玻璃燒結理論 217
8.2.2 添加造孔劑法制備生物活性玻璃支架 219
8.2.3 聚合物泡沫模板法制備生物活性玻璃支架 220
8.2.4 凝膠注模成型法制備生物活性玻璃支架 221
8.2.5 溶膠-凝膠發泡法制備生物活性玻璃支架 224
8.2.6 定向冷凍成型法制備生物活性玻璃支架 226
8.3 生物活性玻璃支架的細胞學與組織學研究 227
8.3.1 生物活性玻璃支架的細胞學研究 228
8.3.2 生物活性玻璃支架的組織學研究 233
參考文獻 238
第9章 生物活性玻璃復合材料 242
9.1 生物活性玻璃/高分子復合材料 242
9.1.1 生物活性玻璃/化學合成高分子復合材料 243
9.1.2 生物活性玻璃/微生物合成高分子復合材料 243
9.1.3 生物活性玻璃/天然高分子復合材料 244
9.2 生物活性玻璃/金屬復合材料 247
9.2.1 生物活性玻璃涂層與金屬的界面結合強度的影響因素 248
9.2.2 生物活性玻璃在金屬表面制備涂層的方法 248
9.2.3 生物惰性金屬表面不同類型生物活性玻璃涂層的制備 250
9.2.4 可降解金屬表面生物活性玻璃涂層的制備 251
9.2.5 生物活性玻璃直接與金屬混合制備復合材料 253
9.3 生物活性玻璃陶瓷復合材料 253
9.3.1 生物活性玻璃陶瓷的特點 254
9.3.2 生物活性玻璃陶瓷的組成 254
9.3.3 生物活性玻璃陶瓷的發展現狀 254
9.3.4 生物活性玻璃陶瓷復合材料的改性 255
9.3.5 生物活性玻璃陶瓷復合材料的應用前景 259
參考文獻 260
第10章 生物活性玻璃/高分子雜化材料 264
10.1 生物活性二氧化硅溶膠-高分子雜化材料 264
10.1.1 生物活性二氧化硅溶膠合成與結構 265
10.1.2 生物活性二氧化硅溶膠-高分子雜化材料制備與性能 266
10.1.3 生物活性二氧化硅溶膠-高分子雜化材料細胞相容性研究 267
10.2 生物活性玻璃溶膠-高分子雜化材料 267
10.2.1 生物活性玻璃溶膠的結構 268
10.2.2 生物活性玻璃溶膠-高分子雜化材料制備與性能 268
10.2.3 生物活性玻璃溶膠-高分子雜化材料細胞相容性研究 271
10.3 生物活性硅氧烷功能化高分子雜化材料 271
10.3.1 生物活性硅氧烷功能化高分子雜化材料的結構 272
10.3.2 生物活性硅氧烷功能化高分子雜化材料的制備與性能 272
10.3.3 生物活性硅氧烷功能化高分子雜化材料細胞相容性研究 276
10.4 生物活性玻璃/高分子雜化材料動物實驗評價研究與應用前景 277
10.4.1 生物活性玻璃基高分子雜化材料動物實驗研究 278
10.4.2 生物活性玻璃基高分子雜化材料組織再生應用展望 278
參考文獻 279
第11章 pH中性生物活性玻璃 281
11.1 生物活性玻璃對環境pH的影響概述 281
11.2 pH中性生物活性玻璃的意義及設計理念 283
11.3 pH中性生物活性玻璃實例（PSC玻璃） 284
11.4 PSC玻璃的結構及理化性質 285
11.4.1 X射線衍射（XRD）和傅里葉變換紅外光譜（FTIR） 285
11.4.2 高能X射線衍射（HEXRD）和核磁共振（NMR） 286
11.4.3 離子溶出曲線和中性pH性質 289
11.4.4 降解性能 290
11.4.5 體外生物活性和細胞相容性 291
11.4.6 燒結性能 293
11.5 PSC玻璃在生物醫學應用方面的研究 295
11.5.1 可注射生物活性玻璃復合骨水泥 295
11.5.2 PSC誘導牙髓牙本質復合體再生 298
參考文獻 302
第12章 生物活性玻璃在口腔醫學中的研究與應用 306
12.1 生物活性玻璃牙本質脫敏劑的研究與應用 307
12.1.1 生物活性玻璃脫敏劑的作用機理 307
12.1.2 生物活性玻璃脫敏劑的應用現狀 308
12.1.3 生物活性玻璃脫敏劑的研究與改進 309
12.2 生物活性玻璃蓋髓劑的研究與應用 311
12.2.1 以硅酸鹽為
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生物活性玻璃 節選
第1章概論 1.1 生物活性玻璃的定義、發展歷史 20世紀60年代越南戰爭導致部分美軍士兵肢體損傷嚴重，且由于當時的醫療技術所限，這些創傷無法得到快速有效的治療，軍隊急需開發出不會被身體所排斥的生物材料[1]。在這樣一種社會背景下，美國佛羅里達大學的Larry L.Hench教授于1971年研發出一種新型的無機類骨修復材料—生物活性玻璃（bioactive glass，BG）。這種新型醫用材料具有良好的生物相容性，在生理環境下可通過其表面的礦化沉積作用生成一種類骨的碳酸羥基磷灰石（hydroxyl-carbonate-apatite，HCA）礦化層，從而實現材料與宿主組織的化學鍵合[1]。此材料的問世引起國際生物材料界及醫學界的極大興趣，進而催生了“生物活性材料”這一重要的生物醫學材料研究方向。 在以后的數年間，各國的生物材料研究人員又開發出不同類型的生物活性玻璃材料，并在臨床應用中取得成功。例如，1973年，德國的Bromer等在Hench的生物活性玻璃組成的基礎上，通過減少Na2O含量，并引入K2O和MgO等成分，研制了一種生物活性微晶玻璃，命名為“Ceravital”，并用于顎骨和聽骨的修復[2]；之后，德國科學家Vogel和在SiO2-Al2O3-MgO-Na2O-K2O-F-CaO-P2O5體系的基礎上，成功研制出了主晶相為磷灰石（apatite）晶體和氟金云母[（Na/K）Mg3AlSi3O10F2]晶體的可切削生物活性微晶玻璃Bioverit[3]。該材料能夠讓醫生在進行植入手術時，依據具體情況使用常規金屬工具對其進行必要的修整加工，非常適用于具有復雜形狀的組織部位的替換和修復，且材料可以同宿主骨形成牢固的化學鍵合。Bioverit被成功用于中耳、鼻、顎、頸、椎骨和顱骨等修復及頜面部整形。1982年日本京都大學的Kokubo教授成功研制出A/W生物活性微晶玻璃，其主晶相為磷灰石和β-硅灰石（β-wollastonite），還含有部分玻璃相。其中的磷灰石晶相賦予材料生物活性，而硅灰石晶相則起著纖維增強的作用，使材料的力學性能顯著提升。同時材料還可以同骨形成化學鍵合。A/W生物活性微晶玻璃產品被用于椎骨及其他不同部位的骨缺損修復[4]。1991年，Hench教授等在發明熔融法生物活性玻璃45S5的基礎上，又研發出溶膠-凝膠生物活性玻璃（sol-gel bioactive glass），這種新型生物活性玻璃，由于其巨大的比表面積、納米級孔隙結構和良好的降解特性等顯著提高了材料的生物活性，被稱為第二代生物活性玻璃[5]。溶膠-凝膠生物活性玻璃的問世，對于研究人員利用化學合成的方法制備具有高比表面積和高生物活性的生物醫學材料是一個重要啟發。自21世紀以來，華南理工大學陳曉峰教授課題組通過溶膠-凝膠與自組裝有機模板技術相結合的方法，開發出具有多種形貌、尺寸和微結構的新型生物活性玻璃：微納米生物活性玻璃（micro-nano bioactive glass，MNBG），在后續的幾年里，經過大量的細胞學和組織學研究，證明這類新型生物活性玻璃具有更好的促成骨、成血管及免疫調控功能，在骨、齒及皮膚創面修復、藥物及基因控釋、促進干（祖）細胞成骨定向分化等方面展現出重要的學術及應用價值，被稱為第三代生物活性玻璃。 1.2 生物活性玻璃的分類、臨床應用現狀及研究前沿 生物活性玻璃按加工工藝可以分為：熔融法生物活性玻璃和溶膠-凝膠生物活性玻璃。按其結晶形態可分為：生物活性玻璃及生物活性微晶玻璃。按玻璃網絡中主要的玻璃形成物分為：硅酸鹽生物活性玻璃、硼酸鹽生物活性玻璃、硅磷酸鹽生物活性玻璃。 生物活性玻璃材料具有兩個十分重要的性質：①生物活性。生物活性玻璃材料在植入體內生理環境后，材料表面可與生理環境發生快速的離子交換，*終通過礦化沉積作用在材料上形成類骨的碳酸羥基磷灰石層，該礦化層可以與骨組織或皮膚組織發生化學鍵合作用[17]。②結構和性能的可調節性。由于玻璃材料是具有無規則網絡結構的無機非晶態材料，其基本結構是由硅氧四面體、磷氧四面體或硼氧三角體（四面體）等通過頂角上的橋氧相互連接成的三維網絡結構。而網絡外體離子（Na+、Ca2+、Mg2+和Sr2+等）則起斷網作用。生物活性玻璃的理化和生物學性能在很大程度上受玻璃網絡結構的連接形式、開放程度和玻璃中離子種類的影響及調控。玻璃材料的無規則網絡的結構特點使其化學組成可以在較大的范圍內變動，形成一系列不同組成、不同性能的玻璃材料。而不像晶體材料那樣受到化學計量比的嚴格限制。所以，可采用改變玻璃基礎組成或微量離子添加等方法，有效調控材料的性能。對于生物活性微晶玻璃，還可以通過調整材料組成和晶化處理工藝條件，改變其微晶相種類及比例，從而調節其可降解性、礦化能力、生物活性和力學性質，以適應臨床需求[18]。 目前生物活性玻璃的臨床應用主要集中在骨、齒及皮膚創面修復等方面，如用于骨缺損修復的固骼生（NovaBone）[19]，用于填補拔牙后牙陷窩的ERMI[20]和填充牙周缺損的倍骼生（PerioGlas）[21]，用于皮膚創面修復的肌膚生（Dermglas）[22]、德莫林（Dermlin）[23]和特膚生（Dermfactor）[24]。 目前生物活性玻璃臨床產品仍然還是以熔融法生物活性玻璃45S5系列為主，其高溫制備方法在一定程度上限制了材料的性能改善，材料的降解性能和生物活性還不夠理想。而溶膠-凝膠生物活性玻璃及通過自組裝有機模板法制備的微納米生物活性玻璃，因其高比表面積，良好的生物降解特性、體內礦化特性及生物相容性，而受到國內外生物醫學材料領域的廣泛關注。 研究發現，生物活性玻璃之所以具有很好的組織再生修復特性，其原因之一是可以激活多種細胞信號通路，包括促進骨組織形成、牙本質形成、軟骨組織形成、炎癥響應、干細胞定向分化、血管形成等多種關鍵基因[25]。生物活性玻璃對多種細胞如骨祖細胞、牙髓干細胞、血管內皮細胞、成纖維細胞、巨噬細胞、角質形成細胞分化行為具有顯著的基因調控作用，其作用機制影響因素主要包括材料表面化學組成、微觀結構、離子釋放特性及所受到的剪切應力等[26]。目前大部分相關研究文獻主要集中在報道生物活性玻璃調控不同基因表達的規律，較少涉及基因調控背后的分子生物學信號途徑，因此，闡明生物活性玻璃材料調控細胞分化和基因表達的分子生物學機制仍是目前該領域的研究熱點和前沿方向[27]。 第2章熔融法生物活性玻璃 2.1 熔融法生物活性玻璃的組成與制備 2.1.1 熔融法生物活性玻璃的組成 1971年美國佛羅里達大學的LarryL.Hench教授及其課題組成功研制出*早的生物活性玻璃（BG），其被用于骨缺損修復。這類通過高溫熔融法得到的生物活性玻璃組成屬于Na2O-CaO-SiO2-P2O5四元系統的硅磷酸鹽玻璃。Hench在設計玻璃成分時，通過適當減少SiO2和增加Na2O及CaO組分，從而使得玻璃具有較多的非橋氧（Onb）及網絡“斷點”數量，從而使該玻璃在水溶液中具有較高的離子溶出特性和礦化性能。另外也考慮到骨組織中的無機礦物主要為低結晶度的鈣磷礦物，所以在玻璃成分設計中引入一定比例的P2O5成分。動物體內植入實驗表明，該玻璃材料能夠與宿主骨形成牢固的化學鍵合（骨性結合），具有良好的骨修復效果，且不產生不良反應。Hench將此種玻璃稱為生物活性玻璃，并將其命名為45S5，商品名為Bioglass[1]。對材料的微觀結構研究證明，材料具有硅氧四面體通過頂點處的橋氧（Ob）相互連接而成的無規則網絡，其中Na+和Ca2+則作為網絡外體處于玻璃網絡斷點處的非橋氧（Onb）周圍，以維持玻璃網絡結構的電中性（圖2-1）。45S5玻璃具有生物活性的關鍵在于其特殊的組成和結構，如相比傳統硅酸鹽工業玻璃低得多的SiO2含量，以及較高CaO和Na2O含量及高鈣/磷比。Hench教授后來在45S5生物玻璃成分的基礎上進一步擴展了玻璃的組成范圍，得到了一系列具有生物活性的玻璃組成，如表2-1所示。 2.1.2 熔融法生物活性玻璃的制備 臨床*具代表性的骨、齒及皮膚創面修復用生物活性玻璃45S5的組成屬于Na2O-CaO-SiO2-P2O5四元系統[3]，各組分的質量分數（wt%）為SiO2：45%；CaO：24.5%；Na2O：24.5%；P2O5：6%。生物活性玻璃45S5編號中45代表45%（wt%）的SiO2，S代表玻璃網絡形成體SiO2，5代表Ca和P的物質的量比為5∶1。其中SiO2作為玻璃網絡形成體，構成玻璃網絡的基本骨架；CaO和P2O5的引入使玻璃具有類似骨的鈣磷成分，對玻璃在生理環境中通過離子交換形成類骨的碳
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