近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強磁場中心研究員**俊峰和福州大學(xué)教授張騰合作，依托穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置，制備出納米級硼酸鹽生物活性玻璃（nano-HCA@BG），該生物玻璃不僅大大降低了硼酸鹽生物玻璃的生物毒性，提高了玻璃的生物兼容性，并且顯著促進(jìn)了硼酸鹽生物玻璃對皮膚修復(fù)的效果，有望成為下一代皮膚傷口修復(fù)敷料。相關(guān)成果發(fā)表在Chemical Engineering Journal上。
皮膚是人體面積**大的重要器官之一，皮膚損傷不僅影響人體的生理功能甚**危及生命**，目前皮膚組織修復(fù)領(lǐng)域成為生物醫(yī)學(xué)研究的熱點。硼酸鹽生物玻璃是以硼（B）元素為玻璃網(wǎng)絡(luò)基體，能夠?qū)崿F(xiàn)特定生理功能的玻璃，具有良好的可摻雜性和可降解性，在皮膚組織修復(fù)領(lǐng)域展現(xiàn)出較大潛力。硼酸鹽生物玻璃發(fā)揮生理功能的機制是組分中的硼、鈣等元素，經(jīng)過新陳代謝會被釋放到體液中，這些元素可刺激血管生成進(jìn)而促進(jìn)傷口愈合。然而，硼酸鹽生物玻璃仍存在一些問題：首先，硼酸鹽生物玻璃會釋放大量的堿性離子，這些離子的爆發(fā)性釋放會改變玻璃材料周圍組織的酸堿環(huán)境，從而抑制細(xì)胞增殖。另外，微米級硼酸鹽生物玻璃在傷口處與組織接觸的有效比表面積小，且玻璃表面離子不利于膠原蛋白的沉積，從而愈合后的傷口處容易形成疤痕。因此制備一種無生物毒性且生物性能優(yōu)良的納米級硼酸鹽生物玻璃是亟待解決的問題。
在該研究中，研究人員創(chuàng)新性地采用流動相對熔融法制備微米級硼酸鹽生物玻璃進(jìn)行體外預(yù)處理，**終得到納米級（～50nm）、表面覆蓋非晶態(tài)HCA層的硼酸鹽生物玻璃（Nano-HCA@BG）。在處理過程中，流動相中的離子（PO43-和CO32-）會在玻璃的表面沉積，形成無定形HCA層，有效抑制剩余玻璃中硼、鈣元素的快速釋放，從而降低玻璃本身對細(xì)胞的生物毒性。另外，HCA是骨骼中重要的無機成分，具有良好的生物兼容性，可以加速誘導(dǎo)組織中膠原蛋白的合成。
經(jīng)過體外降解實驗、細(xì)胞實驗以及動物實驗的結(jié)果表明，相比現(xiàn)有的45S5@，Hydroxyapatite和微米級的硼酸鹽生物玻璃，nano-HCA@BG緩釋的硼鈣等元素不僅有效加速傷口處細(xì)胞的遷移，而且上調(diào)了傷口處的血管相關(guān)生長因子的表達(dá)。此外玻璃表面的非晶態(tài)HCA層不僅降低了玻璃的快速釋放，還可以促進(jìn)傷口處膠原蛋白的沉積，進(jìn)而更加快速促進(jìn)傷口的愈合。
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