可降解钙磷生物玻璃陶瓷制备及性能研究(4)

ＤｉａｓＡＧ１２２Ｊ等在钙磷玻璃中掺入Ｔｉ０２，此体系热处理后可得到大量ａ－Ｃａ２Ｐ２０７、１３－Ｃａ２Ｐ２０７、ＣａＴｉ４（Ｐ０４）６和ＴｉＰ２０７相，这些晶相都有良好的生物相容性，并且可以在体内以不同的速度降解，这种特性使得此钙磷玻璃系统具有不同的医学应用。ＴＯＳＩ（！ＭＢ等通过在钙磷体系中加入Ｔｉ０２和Ａ１２０３来研究不同的晶化温度所得到的晶相对生物活性的影响，取得了一些有价值的成果ｆ２３】。

国内李延报等用两步析晶法制出了主晶相为ｐ．Ｃａ２Ｐ２０７的Ｎａ２０．Ｔｉ０２．ＣａＯ．Ｐ２０５系微晶玻璃，分析了热处理条件与微晶玻璃中ｐ．Ｃａ２Ｐ２０７晶相含量的关系，发现在核化温度一定时，晶化温度的提高和晶化时间延长都有利于微晶玻璃中１３－Ｃａ２Ｐ２０７含量的增加，对１３．Ｃａ２Ｐ２０７含量不同的微晶玻璃经模拟体液浸泡后，发现ｐ－Ｃａ２Ｐ２０７相对含量的增加有利于提高微晶玻璃的生物活性Ⅲ】。同济大学材料科学与工程学院的王德平教授采用ＣａＯ．Ｐ２０５．Ｔｉ０２－Ｎａ２０体系作为药物缓释材料，研究了材料的孔结构和气孔率与药物释放速度的关系，同时还采用利福平为载体药物研究此体系释药的稳定性，也取得了一定的成果１４５］。

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１．２．３钙磷玻璃生物活性的表征方法

理想的生物材料必须具有良好的生物活性和生物相容性，能被机体接受，植●

入后无不良反应。因此，在研究各种玻璃基的生物材料的过程中需要进行大量的模拟人体实验和动物实验，在积累了大量的生物性能数据的基础上，才能进行人体的临床实验。玻璃材料的生物活性实验通常采用模拟人体体液实验（ｉｎ实验）、动物体内实验（ｉｎｖｉｖｏ实验）和细胞培养实验等三种方法。ｖｉｔｒｏ

１．２．３．１生物玻璃的模拟人体体液实验（ｉｎｖｉｔｒｏ体外实验）

模拟人体体液体外浸泡实验是检测材料生物活性的常用方法。在体外实验中，材料表面积（ＳＡ）与溶液体积（Ｖ）的比值影响着材料的表面反应，由此得到的成份对生物活性的影响基本上同体内实验是一致的。生物玻璃的体内活性可由模拟体液浸泡时磷灰石的形成能力体现出来，因而，检测溶液中磷灰石的形成对于确认材料在体内的生物活性是至关重要的。常用的模拟人体溶液有三种：（１）Ｔｒｉｓ缓冲溶液【４６】

Ｔｒｉｓ是ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ—ａｍｉｎｏｍｅｔｈａｎｅ的简称。分子式为（ＨＯＣＨ２）３ＣＮＨ２。Ｔｒｉｓ缓冲溶液由Ｔｒｉｓ溶于非常稀的盐酸水溶液中制成，最后调节ｐＨ值为７．２５，与人体体液的ｐＨ相似。它是Ｈｅｎｃｈ为了检验，ＢｌｏｇｌａｓｓＲ活性而开发的。由于其组成过于简单，与人体体液浓度相差较大，目前已基本上少被使用。

（２）ＳＢＦ９溶液１２６］

ＳＢＦ（ＳｔｉｍｕｌａｔｅｄＢｏｄｙＦｌｕｉｄ）是模拟人体体液的简称。日本Ｋｕｋｏｂｏ教授制备了一系列模拟人体溶液，其中ＳＢＦ９与人体体液最为相似。其特点不仅是ｐＨ值为７．２５的缓冲液，而且溶液中各离子浓度也与人体体液中相似，由此，ＳＢＦ９已逐渐广泛使用。

（３）ＰＢＳ缓冲液

ＰＢＳ（ＰｈｏｓｐｈａｔｅＢｕｆｆｅｒＳｏｌｕｔｉｏｎ）是磷酸盐缓冲液的简称。它起初是用于细胞培养的缓冲液，现在也用于一些可降解材料的降解缓冲液。ＰＢＳ是由ＮａＣＩ、ＫＣＩ、Ｎａ２ＨＰ０４、ＫＨｚＰ０４溶于水中并加入非常稀的盐酸溶液调ｐＨ值至７．４所得的，它与人体的ｐＨ值较为相似。

１．２．３．２生物玻璃的动物实验（ｉｎｖｉｖｏ体内实验）

动物体内植入实验是检测材料生物活性的重要直接手段。材料是否具备生物

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活性的一个重要标志就是能否在植入骨缺损部位后与骨形成紧密结合，玻璃是否具有骨诱导性则根据材料植入软组织后能否异位成骨来判定，不具有骨诱导性的生物玻璃在经过吸附成骨因子后可具有骨诱导性１４丌。但体内实验影响生物活性的因素远较体外复杂，并且实验周期长，通常的实验动物有兔、猴、牛和狗等。这些动物的实验都表明，当生物玻璃尤其是现在广泛应用Ｉ拘ＢｉｏｇｉａｓｓＫ和～Ｗ生物微晶玻璃在植入体内一定时间后，既能表现出骨的诱导性和骨的形成性，提供一个有生物相容性的骨形成界面，而且还能够提供一个被在手术区游离的成骨干细胞定植的生物活性表面，正是这种既能结合骨又能结合软组织的界面行为使得生物活性玻璃具有不同于其它异质移植材料的特性。

１．２．３．３细胞培养实验

细胞培养最初是用来评价研究骨组织细胞在材料中的生长情况的【４８｜，但是近些年来也被用来评价生物材料的生物活性、生物相容性和生理毒性等。例如，Ｈ．Ｏｈｇｕｓｈｉ和Ｃ．Ｌｏｔｙ等在细胞培养之前将～Ｗ微晶玻璃材料浸入ＳＢＦ获得磷灰石表面层后，用幼鼠颅盖骨细胞以及成骨髓细胞培养不同天数后发现，磷灰石表面层能促进细胞活性，对骨髓细胞的繁殖、分化也有积极的作用，表明该材料具有良好的生物活性和生物相容性。Ｈｅｎｃｈｌ４６Ｊ等认为生物玻璃能够增强细胞的活性和细胞的分化速度，并具有骨组织特征的矿化细胞基质是因为其表面缓释的可溶性硅、可溶性钙和可溶性磷激发了成骨细胞转化生长因子１３，生长因子ｐ又在活性玻璃表面的氢氧化硅磷酸钙凝胶层内可逆地吸附和解吸，不断地激发生物玻璃周围骨组织的干细胞的分化和生长所致。玻璃生物材料的细胞培养实验还证实了细胞能否顺利地在材料表面上吸收和生长与该材料的离子溶出率有很大的关系【４９１。１．３钙磷生物玻璃的制备方法

１．３．１传统熔融法

最早制备生物活性玻璃的方法是熔融法。通常原料要求有一定纯度，不含有超过限量或未知的对生物体有害的成分。粉状原料在配合时应按适当的称量步骤及次序称出，并放在一起混合，混合时又须注意使配合料保持一定的湿度，以避免粉尘飞扬，一般水分可控制在４～１０％之间。从不同类型生物玻璃中可以看出，多数玻璃都含有ＣａＯ和Ｐ２０５的组分，与生物骨骼和牙齿的组成相适应，从熔融玻璃的技术角度来说，一般Ｐ２０５组分都用磷酸盐作为原料引入，如果组分中同时含

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有Ａ１２０３则部分也可用磷酸铝引入，对Ｐ２０５的不足部分亦可用磷酸引入，或使之与其它原料反应以合成盐类，这样制得的配合料可避免Ｐ２０５的大量挥发，从而使玻璃组成得以控制。高碱和含磷较高的生物玻璃的熔制，最高温度约在１３００＂＂１３５０℃。但以ＣａＯ．Ａ１２０３．Ｐ２０５系统为基础的玻璃，常需要在１５００。Ｃ下用铂坩埚盛料熔制。熔好的玻璃视使用要求不同，可水淬成碎屑，或浇注成型。在需要作微晶化处理时，一般在６００℃左右保温一定时间，以进行核化，然后在更高温度范围使之晶化。

１．３．２溶胶一凝胶法

相对于传统熔融法制备的玻璃而言，溶胶．凝胶法制备的玻璃其比表面积是传统熔融法所制备生物玻璃的上万倍，这种显著的提高影响了玻璃的网络结构，加速了生物玻璃的降解；并且其更大的比表面能为无定形磷灰石的形成提供更多的成核空间，因而其表面形成ＨＡ层的速度也更快，具有更高的生物活性。另外，由于结构和组成上的特性，采用溶胶．凝胶法制备的生物玻璃其组成完全可以按照原始配方和化学计量准确获得，直接获得均匀的材料，同时还能在分子水平上控制可溶解化学元素的释放，进而更好地调控体内降解。并 …… 此处隐藏：2278字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……