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納米級硼酸鹽生物活性玻璃有望成為下一代皮膚傷口修復敷料

2021-07-07 09:45:27 來源：科技日報

記者從中科院合肥研究院獲悉，該院強磁場中心王俊峰研究員和福州大學張騰教授合作，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，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，并且顯著促進了硼酸鹽生物玻璃對皮膚修復的效果，有望成為下一代皮膚傷口修復敷料。相關成果日前發(fā)表在《化學工程雜志》國際期刊上。

皮膚損傷不僅影響人體的生理功能甚至危及生命安全，目前皮膚組織修復領域成為生物醫(yī)學研究的熱點。硼酸鹽生物玻璃是以硼元素為玻璃網(wǎng)絡基體，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，在皮膚組織修復領域展現(xiàn)出巨大潛力。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而促進傷口愈合。

然而，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。

本研究中，科研人員創(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行體外預處理，最終得到納米級，表面覆蓋非晶態(tài)層的硼酸鹽生物玻璃。在處理過程中，流動相中的離子會在玻璃的表面沉積，有效抑制剩余玻璃中硼、鈣元素的快速釋放，從而降低了玻璃本身對細胞的生物毒性。

體外降解實驗、細胞實驗以及動物實驗結(jié)果表明，納米級硼酸鹽生物玻璃緩釋的硼鈣等元素，不僅有效加速傷口處細胞的遷移，而且上調(diào)了傷口處的血管相關生長因子的表達。不僅降低了玻璃的快速釋放，還可以促進傷口處膠原蛋白的沉積，進而更加快速促進傷口的愈合。

標簽：納米級硼酸鹽生物活性修復敷料