生物活性玻璃的结构性能特点及在生物医用领域的应用
生物活性玻璃的结构性能特点及在生物医用领域的应用摘要
生物玻璃是重要的无机生物医用材料之一。本文论述了生物玻璃材料的发展历史、研究现状及发展方向，特别是详尽地讨论了生物玻璃的制备方法，以及因其具有良好的生物活性、生物相容性而广泛地应用于骨科、牙科的替代及骨组织工程中的领域，最后展望了生物玻璃材料的应用前景。
关键词：生物活性玻璃、制备方法、性质、应用
Abstract
Bioactive glass is one of the important inorganic biomaterials. This article discusses the history of the development of biological glass material, research status and direction of development, in particular a detailed discussion of the preparation of biological glass, and because of its good biological activity, biocompatibility and widely used in orthopedics, dentistry replacement and bone tissue engineering field, and finally the application prospect of bio-glass material.
Key words: bioactive glass、preparation method、property、application
1、绪论
生物玻璃（bioactiveglass，BAG）作为无机生物医用材料中的一个重要分支[1]，具有良好的生物相容性，没有毒副作用。此外，由于它们的化学组成与生物体的自然骨骼相似，容易与周围的骨骼形成紧密牢固的化学键合，或纤生物降解形成新的骨骼成分。生物玻璃材料的研究与临床应用已成为材料学、医学以及生物化学等学科的热点，愈来愈受到人们的重视。特别是一些高强度、可切削生物微晶玻璃的开发和内辐射医用玻璃微球、玻璃基骨水泥和药物载体以及具有铁磁发热等功能性的生物玻璃材料的开发成功。更是给人类医疗健康带来了又一突
破性的进展，广泛开展玻璃基生物材料的研究具有重要的理论和应用意义。
生物活性玻璃是一类能对机体组织进行修复、替代与再生、具有能使组织和材料之间形成键合作用的材料。BAG在1969年由Hench发现，由SiO2，Na2O，CaO和P2O5等基本成分组成的硅酸盐玻璃。生物活性玻璃的降解产物能够促进生长因子的生成、促进细胞的繁衍、增强成骨细胞的基因表达和骨组织的生长。是迄今为止唯一既能够与骨组织成键结合，同时又能与软组织相连接的人工生物材料。
1970年初,美国佛罗里达大学的Hench教授[2-3]发现了生物活性玻璃,并首次将其应用于生物医学领域, 从而开创了一个崭新的生物材料研究领域—生物活性玻璃和生物活性玻璃陶瓷。这类材料作为生物医学材料具有金属、高分子及生物惰性材料不可比拟的优势,能与人体骨形成直接的化学结合。因此,人们对这类新型材料产生了浓厚的兴趣,并研制出了大量生物活性陶瓷材料, 例如:45S5Biog lassOR 生物玻璃(Na2O-CaO-SiO2-P2O5系)、Ceravital 微晶玻璃(Na2O-K2O- MgO-CaO-P2O5-SiO2系)、A-W生物玻璃陶瓷(MgO-CaO-SiO2-P2O5系)、羟基磷灰石生物活性陶瓷( HA,组成为: Ca10 ( PO4 ) 6 ( O H) 2等。
相比于生物惰性材料，生物活性玻璃优势体现在其可降解性和生物活性。生物活性玻璃作为一类典型的硅酸盐材料，在体液环境中会被溶解，同时伴随着玻璃网络结构中的离子释放，导致玻璃网络骨架的破坏，从而生物活性玻璃发生降解，因此生物活性玻璃是一种生物可降解材料。同时，生物玻璃的降解过程与其体外诱导磷灰石形成过程密切相关。在体液环境下，材料中首先有大量的玻璃网络中的钙、钠等离子释放，与溶液中氢离子快速进行交换，表面形成大量的硅羟基基团，玻璃结构的Si-O-Si键断裂，可溶性硅溶出，材料与溶液界面形成更多的硅羟基，在这种弱碱环境下，硅羟基聚合形成带负电的富硅凝胶层，从而吸附钙离子和磷酸根离子沉积在硅凝胶层表面，形成无定形结构的磷酸钙层；磷酸钙晶化成后变为羟基磷灰石（HA），晶化过程中有碳酸根等进入晶格则形成碳酸羟基磷灰石（HCA）。在整个过程中，材料的离子释放与磷灰石的沉积是同时进行的，随着生物活性玻璃的降解，磷灰石也相继形成。磷灰石层形成后可吸附周围环境中蛋白分子，利于细胞粘附、增殖及分化后最终形成骨基质，参与到生命过程中。长久以来，生物活性玻璃在体液或者模拟体液中诱导HA 沉积的能力是评判生物活性玻璃材料生物活性高低的重要依据。影响磷灰石层形成能力的因素
有很多，其中包括材料组成、材料形态、孔结构、颗粒尺寸及比表面积等。2、生物活性玻璃的制备方法
Asgharnia S[4]等人通过静电纺丝技术制备出基于SiO2–CaO–P2O5–MgO基体的生物活性玻璃和玻璃-陶瓷纳米纤维。他们认为通过制备纳米纤维来提高材料的比表面积，从而提高其生物活性性能。通过对纳米纤维的XRD测试表明，生物活性玻璃始终保持非晶态，直至温度升至800℃，而且当羟基磷灰石晶体出现时，玻璃-陶瓷纳米纤维形成。实验结果表明，经过600℃的烧结，纳米纤维的直径从246nm降低到156nm，这归因于聚合物的消除。
Owens G[5]等人通过溶胶-凝胶法制备纳米结构的生物活性玻璃材料。溶胶-凝胶生物活性玻璃具有多孔的结构，且密度小，比表面积高，生物活性相对较高。在保持其生物活性的前提下，其化学组成可在较大范围内进行调整，其形貌，尺寸大小都可通过工艺来控制。并且可以在低温合成，降低了能耗，减少了材料制备过程中的热膨胀，避免热应力集中导致的裂纹开裂现象。
Ji L[6]等通过熔融法制备生物活性玻璃。熔融法主要是应用于早期块状生物活性玻璃的制备，其方法与普通玻璃的制备方法一样，首先将原料按照事先设计好的计量比均匀混合，置于高温条件下熔融，然后冷却后制得生物活性玻璃，该方法的缺点是对设备要求高，能耗大的；同时，该方法制备的生物活性玻璃结构致密，密度大，由于基本上不具备孔道结构，其比表面积小，材料的生物活性主要依赖于其化学组成。
相比较静电纺丝法和熔融法制备的生物活性玻璃而言,溶胶-凝胶生物活性玻璃具有以下优点：
(1)溶胶-凝胶工艺制备生物活性玻璃的整个过程所需的条件均比较温和，溶胶-凝胶过程基本上是在室温下进行，后续的热处理温度在600~700℃，这要比熔融法(1350℃)制备生物玻璃低得多，实验操作更加简便；最关键的是，该方法使制得的生物玻璃由致密材料变成了多孔材料。
(2)材料的纯度和组分均一性得到提高。化学成分的均勾性可达分子级别,比熔融法使用的微米级粉末原料的混合均匀度提高了104-105倍。Sol-Gel生物活性玻璃制备采用高纯度化学试剂为原料，同时可采用进一步纯化原料的工艺，从
而保证了所得材料的纯度。
(3)组成的可设计性提高。材料的组成和分子结构可以进行设计而赋予材料特定的理化和生物学特性,因而能满足所修复部位的组织需要。
(4)溶胶-凝胶生物活性玻璃因具有纳米级微孔、较高的比表面积及孔隙率、较高的化学活性及吸附特性，使其在制备组织修复材料领域具有重要的意义；如通过表面接枝、复合以及生物组装来实现骨修复有关的蛋白和生长因子的粘附与生长等，使材料具有了更好的组织修复功能。
(5)材料外观的多样性。利用溶胶-凝胶法可制备出超细粉体、纤维、薄膜、涂层等多种形式的生物活性玻璃材料，而利用熔融法则较难实现。溶胶-凝胶材料由于具有上述一系列优点，近年来引起生物材料学界的髙度重视。溶胶-凝胶生物玻璃被誉为新一代的生物活性玻璃[7]。
3、生物活性玻璃的结构特点、性质
生物活性玻璃一般为CaO-SiO2-P2O5系统，部分含有MgO、K2O、Na2O、Al2O3、B2O3、TiO2等，玻璃网络中非桥氧所连接的碱金属和碱土金属离子在水相介质存在时，易溶解释放一价或二价金属离子，使生物玻璃表面具有溶解性，即为玻璃具有生物活性的基本原因。所以非桥氧所占比例越大，玻璃的生物活性越高，其结构特点如下：
（1）基本结构单元磷氧四面体中有3个氧原子与相邻四面体共用，另一氧原子以双键与磷原子相连，该不饱和键处于亚稳态，易吸收环境水转化为稳态结构，表面浸润性好。
（2）随碱金属和碱土金属氧化物含量增加，玻璃网络结构逐渐由三维变为二维、链状甚至岛状，玻璃的溶解性增强，生物活性也增强。向磷酸盐玻璃中引入Al3+、B3 +、Ga3 +等三价元素，可打开双键，形成不含非桥氧的连续结构群，使电价平衡，结构稳定，生物活性降低。
作为生物材料重要组成部分的生物活性玻璃(BGs)，具有良好的生物相容性和生物活性它的性能主要体现在以下两个方面[8-9]：
(1)生物活性高。生物活性玻璃的重要特性之一是具有较高的生物活性，在植入体内后，通过体液的循环，能与生物环境发生一种特殊的表面反应，在生物
玻璃与骨及软组织之间会发生密切的离子交换，使材料与骨组织形成牢固的化学键合。这种离子交换导致的矿化作用，最终形成了轻基磷灰石(Hydroxyapatite，HAp)层，羟基磷灰石与正常骨组织的无机组分形态一致，从而能够更加迅速地诱导骨修复与再生。这种形成化学键合的机理比较复杂，其中包括一系列较为复杂的超结构的现象以及化学反应。
(2)材料组成的可设计性和性能的可调节性。与其他单组分无机生物材料相比，生物活性玻璃可通过改变其组成或玻璃微晶体中晶相的种类及含量来调节其降解性、生物活性和力学性能等，进而满足临床需求。如将少量磷成分引入到CaO-SiO2玻璃系统中[10-11]，就能显著提高材料的生物活性。将氟金云母和磷灰石相引入到玻璃相中，就能提高材料的可切削性能，同时保持材料的生物活性。通过对生物活性玻璃进行晶化处理，这使材料的生物活性略有降低，但是机械性能却得到了大幅度提高。
4、生物活性玻璃的应用
4、1 生物活性玻璃在骨骼修复方面的作用
骨骼的修复与填充，是生物玻璃的一个重要应用。由于生物玻璃表面在人体的生理环境中可发生一系列的化学反应，并可直接参与人体骨组织的代谢与修复过程，最终可以在材料表面形成与人体骨相同的无机矿物成分——碳酸羟基磷灰石，并诱导骨组织的生长，所以可用于人体骨损失的填充与修复。华南理工大学的陈晓峰[12]利用溶胶-凝胶法制备了CaO-P2O5-SiO2系统生物活性材料，实验表明该类材料为非晶态材料，具有良好的生物活性、组织与细胞亲和性及生物矿化功能，是一种新型的骨修复和骨组织工程材料，可单独或与具有良好生物相容性的高分子类生物材料复合制成性能理想的新型骨组织工程支架。山东轻工业学院的张梅梅等[13]同样通过溶胶-凝胶法制备了CaO-P2O5-SiO2系统生物活性玻璃，并通过一定的烧结工艺将其制备成用作骨组织工程支架的多孔材料。
4、2 生物玻璃在创口愈合中应用
生物活性玻璃用于促进创口的愈合也是当今的一个研究方向。国内外的一些
专利对此均有涉及。如美国的 D.C.格林斯潘登等[14-15]就在其专利中介绍了一种用于加速创伤和烧伤愈合的组合物，其中就含有组分（质量分数）为SiO2（40%-60%）、CaO（10%-30%）、Na2O（10%-35%）、P2O5（2%-8%）、CaF2（0%-25%）、B2O3（0%-10%）、K2O（0%-8%）、MgO（0%-5%）的生物活性玻璃。
4、3 生物玻璃在牙科治疗中的应用
生物玻璃在牙科中的应用研究也比较多，比如用于髓室穿孔的覆盖修复材料[16]。生物活性玻璃微粒由于其植入髓室穿孔处与血液及牙槽骨骨组织接触时，可在瞬间与组织间发生复杂的离子交换，在生物玻璃表面形成富硅凝胶层，并聚集形成碳酸羟基磷灰石层，通过钙磷层的快速形成并沉积在穿孔区牙周组织内，最终钙化，形成牙骨质和牙周新附着。由于可以克服以往覆盖修复材料生物相容性差、炎症反应重、妨碍牙周组织修复的缺点，生物活性玻璃有望成为髓室穿孔的理想覆盖修复材料。当牙髓受到龋病和外伤的侵袭，容易引发牙髓损伤，从而影响牙齿的健康与功能，因此保存活髓或诱导牙髓牙本质再生是牙髓病学领域的研究热点。生物活性玻璃作为第三代生物活性材料具有生物相容性、骨传导和骨诱导性，是一类重要的骨修复材料，而牙本质的组成和形成机制与骨类似，提示它用于牙髓牙本质修复再生治疗的可能性。
4、4生物玻璃在药物载体方面的应用
药物治疗载体是生物玻璃最有前景的应用之一[17]。各种各样的药物存储在多孔的生物玻璃中，然后植入人体的有关关键部位，随着生物玻璃表面反应的进行，药物将释放，达到有的放矢的治病目的，与传统的注射方法相比较，有均匀、长时间治疗等众多优点，有最大效率的疗效。
在感染部位直接持续使用高浓度的抗生素药物是治疗骨及深部软组织感染的理想方法。基于这一思想，已有选择具有生物活性的玻璃材料作为药物载体材料的文献报道[18]，他们将一些毒性较大或大量服用后易产生副作用的药物储存在预先设计好的载体中，然后进行释药实验，使得所载的药物有效、持续、稳定地向外释放，若将它们植入人体的有关部位，就可以起到填充骨缺损和药物治疗的双重作用，治疗效果最佳。而且与传统的给药方式(注射、口服) 相比，具有
均匀、长效和节约用药量等特点。因此生物玻璃用作药物载体的研究是极具有前景的。根据药物与载体的结合方法不同，药物在材料中的储存方式可以分成贮库型和整体型两种基本类型[19]。贮库型载体主要是以一些多孔或中空的玻璃为基体的材料，药物可事先包埋于其中；而整体型是指将准备搭载的药物与植入材料均匀混合后直接使用的一类药物载体材料。药物释放速度的控制可以从调节材料的内部结构和外部物理刺激响应体系、生物信号响应体系等方面的影响来实现。
5、生物活性玻璃的展望
生物玻璃的问世，为医用生物材料在牙科、骨科等领域的应用开辟了一条新的途径，它已经为人类的医学、健康医疗等作出了积极的贡献。笔者相信在不久的将来还会有更多的生物玻璃材料被开发和应用，造福于人类，推动人类生命科学研究的发展。但在临床上，目前生物玻璃材料的应用还不广泛，而且主要是被用作为牙科或骨科的填充材料。作为人工骨，尤其是长管骨缺损替代材料的应用不够，而作为药物或介入治疗用的载体材料、骨组织细胞支架材料等的应用实例则更少。究其原因主要是一方面至今还存在着一些亚待解决的技术问题，例如材料的生物力学性能、材料的可梯度降解性能和孔结构等问题，另一方面也是由于现有的生物材料缺乏必要的仿生功能，“智能化”程度较低所致。这些问题的存在既影响了玻璃基生物材料在临床治疗中的效果，也影响了研究成果的进一步推广和应用。因此今后的研究方向应该是致力于进一步提高玻璃基生物材料的技术含量，从仿生原理、组织工程、基质控制矿化的思想出发，研究和开发生物材料，以不断地满足人们对疾病治疗效果和治疗手段的各种要求，同时还应进一步加强材料学家和生物医学家的通力合作，开展跨学科的综合性研究。通过医工板块的互补效应，不断改进和完善玻璃基生物材料的材性和功能性，最大限度地满足临床要求，从而使其真正成为造福于人类的能够用于硬组织修复、替代的材料，成为各种疾病尤其是骨肿瘤疾病医疗用的载体材料。
参考文献
[1] 王德平. 玻璃基生物医用材料的研究进展[J]. 材料导报, 2002, 16(5): 36-38.
[2] Hench L L, A genetic theory of bioactive materials. Bioceramics, 2000(13);575-580.
[3] Hench L L,Wilson J. An introduction to Bioceramics. Singapore:World Scientific Publishing Co,1993,47-59.
[4] Asgharnia S, Alizadeh P. Synthesis and characterization of SiO2–CaO–P2O5–MgO based bioactive glass and glass-ceramic nanofibres by electrospinning[J]. Materials Letters, 2013, 101: 107-110.
[5] Owens G, Singh R K, Foroutan F, et al. Sol-gel Based Materials for Biomedical Applications[J]. Progress in Materials Science, 2016.
[6] Ji L, Si Y, Li A, et al. Progress of three-dimensional macroporous bioactive glass for bone regeneration[J]. Frontiers of Chemical Science and Engineering, 2012, 6(4): 470-483.
[7] Hench L L. Bioceramics: from concept to clinic[J]. Journal of the American Ceramic Society, 1991, 74(7): 1487-1510.
[8]Hench L L. Bioactive materials: the potential for tissue regeneration[J]. Journal of biomedical materials research, 1998, 41(4): 511-518.
[9] Hench L L, Xynos I, Edgar A, et al. 激活基因的玻璃[J]. 无机材料学报, 2002, 17(5): 897-909.
[10] Izquierdo-Barba I, Salinas A J, Vallet-Regí M. In vitro calcium phosphate layer formation on sol-gel glasses of the CaO-SiO2system[J]. Journal of biomedical materials research, 1999, 47(2): 243-250.
[11] Wakasugi T, Matsuda K, Fukunaga J, et al. PREPARATION OF CaO-SiO2 GEL BY SOL-GEL METHOD AND ITS STRUCTURAL EVOLUTION BY HEAT TREATMENT[J]. Journal of the Ceramic Society of Japan, 1997, 105(7): 577-581. [12] 陈晓峰. 溶胶-凝胶生物活性材料的研制及其生物矿化性能的研究[D][D]. , 2003.
[13] 张梅梅, 陈晓峰, 王迎军, 等. CaO-P2O5-SiO2系统溶胶-凝胶生物活性多孔材料的降解特性及生物活性研究[J]. 玻璃与搪瓷, 2003, 31(3): 15-20.
[14] 维斯特JK. 加速创伤和烧伤愈合的组合物和方法[P][D]. , 1997.
[15] Greenspan D C, West J K. Composition and method for acceleration of wound
and burn healing: U.S. Patent 5,834,008[P]. 1998-11-10.
[16] 唐倩, 梁焕友. 溶胶-凝胶法制备的生物活性玻璃的研究进展[J]. 国际口腔医学杂志, 2006, 33(04): 275-277.
[17] 杨宇霞. CaO-P2O5-SiO2系统生物活性纳米材料的制备及其生物性能研究[D]. 华南理工大学, 2004.
[18] 王德平, 黄文旵, 陈天丹. 多孔微晶玻璃作为药物载体材料的制备及其体外释药研究[J]. 无机材料学报, 2001, 16(6):1195-1198.
[19] 王德平, 周丽绘. 载体用多孔Na2O—TiO2—P2O5—CaO微晶玻璃的研制[J]. 建筑材料学报, 2003, 6(1):45-49.
生物活性肽的研究及其进展汇总
生物活性肽的研究及其进展 摘要：生物活性肽作为一种来源广泛、种类繁多、功能性良好的生命因子，目前已成为全球范围内的研究热点。研究表明这些肽除具有常规的生物活性,如增加矿物质吸收、调节血压、抗菌、抗氧化、降胆固醇、免疫调节之外还对人类营养有调节作用,因而受到广泛关注。本文综述了生物活性肽的种类、生理功能、吸收、制备研究进展,以期为生物活性肽的进一步研究和应用提供参考。 关键词：生物活性肽，生理活性，吸收 Research and progress of biological active peptide Abstract:Bioactive peptides as one rich sources, wide variety, good functional life factors have been a global research hot spot. Studies have shown that these peptides have some conventional biological activities, such as increase mineral absorption, adjust blood pressure, antibacterial, antioxidant, decrease cholesterol, regulate immune. What’s more, they also have a regulating effect on human nutrition, so they have attracted widely attention. The kinds of bioactive peptides was reviewed in this paper, preparation research progress of physiological function, absorption and biological active peptide in order to provide reference for further research and application. Key words:Biological active peptide, Physiological activity, Absorb 1.功能肽的简介 肽(peptides)是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,是蛋白质的结构与功能片段,并使蛋白质具有数以千万计的生理功能。肽本身也具有很强的生物活性。是由蛋白质中20种天然氨基酸以不同的组合和排列的方式构成的，从二肽到复杂的线性或者环状的多肽的总成。一般说来,肽链上氨基酸数目在10个以内的叫寡肽,10～50个的叫多肽,50个以上的叫蛋白质。人们习惯上也把寡肽中的二、三肽称为小肽。由于构成肽的氨基酸种类、数目与排列顺序的不同,决定了肽纷繁复杂的结构与功能。 生物活性肽( biologically active peptide/ bioactive peptide/ biopeptide) 是指对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物,又称功能肽(functional peptide)[1]。肽由氨基酸组成,人体存在20 种氨基酸,由不同的氨基酸的种类排列,加上数量排列形成,再加上还可能有的二级、三级结构,其种类是十分庞大的[2,3]。每一种活性肽都具有独特的组成结构,不同活性肽的组成结构决定了其功能。此外活性肽在生物体内的含量是很微量的,但却具有显著的生理活性。据研究,有些多肽在10 - 7mol/ L 的浓度时仍具有生理活性,就是说1 mL 的多肽用60 倍水稀释后,仍然具有生理功能。功能肽是源于蛋白质的多功能化合物，是多样化且来源充足的食品原料，具有多种人体代谢和生理调节功能，如易消化吸收、促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等[4] 现代营养学研究发现，人体摄入蛋白质经消化道中的酶作用后，大部分是以寡肽的形式
生物活性玻璃
高分子0902 吴俊3090705061 生物活性玻璃研究及应用 摘要：生物活性玻璃是一种具有特殊组成和结构的硅酸盐玻璃材料。主要介绍 了生物活性玻璃的制备方法、特殊活性以及在各方面的广泛应用。 关键字：生物活性玻璃制备活性应用 绪论 生物材料，包括生物玻璃、生物玻璃陶瓷、生物磷酸钙陶瓷以及生物复合材 料、生物涂层等，是一类可对肌体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能的 材料。由于其具有较高的生物活性、生物相容性和化学稳定性，近几十年来的研 究十分活跃。 生物活性玻璃(bioactive glass，BG) 是一种具有特殊组成和结构的硅酸盐 玻璃材料，由美国佛罗里达大学Hench教授在1969年研发出来的。具有与骨组 织形成化学性结合能力，与骨组织和软组织均有良好的结合能力，在植入体内后 生物活性玻璃表面即与体液发生离子反应，最终在玻璃表面形成类似骨中无机矿 物的低结晶度碳酸羟基磷灰石层(HCA)，因化学组成与生物体的骨骼相似，容易 与周围的骨骼形成牢固的化学键合即骨性结合，具有优良的骨诱导性、骨传导性 及生物相容性，已成为材料科学、医学以及生物科学等学科的热点，越来越受到 人们的重视，特别是生物活性玻璃复合材料的研发成功，更是给人类健康带来了 又一突破性进展，广泛开展生物活性玻璃复合材料的研究具有重要的理论价值和 应用价值。 1.生物活性玻璃的制备 与传统玻璃制备工艺一样，最早的生物玻璃和微晶玻璃都是通过熔融法制备 的。随着溶胶凝胶技术的发展，该方法被引用到生物玻璃的制备中来，该方法制 备的生物玻璃由于具有高的比表面积，显示出了较高的生物活性。 1.1熔融法 高温熔融法是大规模工业生产的主要方法也是传统的玻璃制备方法，这种方法具 有工艺成熟，操作简单，制得玻璃质量高等特点。高温熔融法制备玻璃时在反应 中参与反应的组分的原子或离子受到晶体内聚力的限制，所以反应动力学的决定 因素有晶体结构和缺陷、物质的化学反应活性和能量等内在因素;也有反应温度、 参与反应气相物质的分压、电化学反应中电极上的外加电压、射线的辐照、机械 处理等外部因素。本研究充分利用实验室现有的条件，所有试样均采用高温熔融 冷却法制备。实验在空气环境下，于硅碳棒加热炉中熔化;玻璃均化好后在加热 的铁板上淬火成型，之后在马弗炉中退火处理。所有玻璃均采用氧化铝柑祸熔制。
各种生物活性肽
各种生物活性肽 乳蛋白肽： 乳蛋白肽又称乳肽，是为了应付婴幼儿中发生的牛奶变态反应的需要而开发的。因此主要的应用领域是婴幼儿食品，以及有关对平衡营养食品、运动食品和普通食品进行改良之用。日本森永乳社首先使用调整奶粉的低变态反应原肽，除了8种已上市的乳蛋白肽之外，市场还出售各种等级的肽原料。在1997年首次出售了抗变态反应用的育儿奶粉。新产品则将酪蛋白的抗原性降低到10-8以下，当分子量在1000道尔顿以下时，产品几乎全部由氨基酸和低聚肽（oligopeptide）构成，其作为营养肽、用于抗变态反应的点心和婴儿食品，受到好评。而自酪蛋白还可以制出具有显著的发泡性、乳化性的多肽。 新西兰制造的乳肽在美国已有销售，主要用于健康食品、运动食品和对抗变态反应的食品。日本市场有代表性的4种肽原料中，经肠营养和育儿奶粉用的有3种（平均分子量1100、500、390道尔顿）和酪蛋白为原料的医疗用流食/运动食品1种（平均分子量350道尔顿）。 蛋清肽： 作为蛋白质中营养效价最高、氨基酸最为平衡的蛋清，其酶解后可得到蛋清肽。因为含巯基多，所以略有异味。蛋清肽能将原来得100分的平衡氨基酸很好地保持下来，由于水解使得分子量变小，所以加热不会发生凝固，因此可添加到液态食品中。 在日本，蛋清肽已市售、平均分子量1100，其水溶液呈乳状，广泛用于营养辅助食品和点心；此多肽再经高度水解后，可得到平均分子量约300道尔顿的药品级多肽，其水溶液透明，与蛋壳钙配合在营养上具有协同效果，用于婴儿食品、以及老年人食用的“银色食品”。
大豆肽： 大豆肽除具有易消化、吸收的营养效果外，还可能具有低变应原性，抑制胆固醇、促进脂质代谢，促进肠道发酵的功能等。大豆肽的特性使其利用领域相当宽广，如住院患者经常应用的经肠营养、老人应用的易消化吸收食品，对抗变态反应的食品，运动食品和有恢复疲劳等作用的健康食品。 玉米肽： 日本开发了以玉米蛋白为原料制成的肽——“peptino”。玉米蛋白质与其他蛋白质的氨基酸组成相比，富含缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等支链氨基酸和丙氨酸。对运动后疲劳恢复、改善肝脏病、防止醉酒、肠功能障碍有作用。目前韩国制药公司以醒酒饮料的形式上市，其对中性脂肪的抑制效果等功能在研究之中。 豌豆肽： 从豌豆蛋白水解而得，豌豆肽的PH值呈中性。豌豆肽没有苦味，且价格较低廉，与前述乳蛋白肽共同添加、其不仅营养合理，成本上也容易接受，有望应用在育儿调制奶粉方面。 氨基酸是人体必须的营养物质，但人体有8种氨基酸不能自身合成，需由外界摄取。豌豆多肽中这8种氨基酸的含量除蛋氨酸稍低外，其余的氨基酸比例接近于FAO/WHO推荐模式。 中国的豌豆蛋白资源广泛，价格便宜，但由于这些氨基酸基本上以聚合的形式存在于蛋白质中，严重影响人体对它们的吸收和利用。Mattews等课题组的研究成果告诉人们，蛋白质经消化道酶作用后主要以小分子肽的形式吸收，通过试验证明低肽的吸收率比氨基酸的吸收率大，比氨基酸更易更快被人体吸收、利用。基于这种理论，利用生物工程定向酶切技术开发出的豌豆多肽具有广泛的应用价值。
简析生物陶瓷材料
简析生物陶瓷材料 姓名： 班级： 学号：
摘要：生物陶瓷是一种具有与生物体或生物化学有关的区别于传统陶瓷材料的新型材料，有着传统陶瓷所不具备的特殊功能。随着材料科学的发展，生物陶瓷材料越来越为人们所重视和关注，应用也越来越广泛，成为生物医学材料中不可或缺的一部分。本文将回顾生物陶瓷材料的发展，介绍生物陶瓷材料的分类、性能和优点，并展望其发展热点。 关键词：生物陶瓷材料种类性能应用发展热点 现代医学中，人们对生物医学材料的需求越来越大，而在这众多生物材料中，目前应用比较广泛且生产工艺比较成熟的是生物陶瓷材料。它是指与生物体或生物化学有关的新型陶瓷。它能同人体骨骼起生物化学作用，导致成骨过程，使移植体或骨骼修补物能于人体组织长合在一起，从而达到治疗目的。 生物陶瓷材料的发展备受关注也越发迅速，本文将回顾生物陶瓷材料的发展，对其分类、性能、优点以及发展前景等作简要介绍。 1生物陶瓷材料的发展简史 当今人类社会使用的材料可分为三大类：金属及其合金材料、有机材料、无机非金属材料。这些材料都曾先后被用作人工硬组织的代替物, 并在应用中取得了宝贵的经验、教训。回顾历史, 可分为以下几个阶段。 1.1人工骨研究的启蒙阶段 18世纪前, 主要采用天然材料作为骨修复材料, 如柳枝、木、麻、象牙及贵金属等。 1.2自然发展阶段 约19世纪前, 由于冶金技术和陶瓷制备工艺的发展, 开始用纯金、纯银、铂等贵金属。 1.3探索阶段 20世纪中叶以前, 由于冶金的进步, 纯钦和钦合金年等被应用到人工骨领域, 开始有目的地探索新材料, 有机玻璃等高分子材料年也开始应用临床, 并在医学种植技术与病例选择方面积累了丰富经验，但基础理论的研究还很不深人。1.4迅速发展阶段 20世纪60年代初, 在新技术革命浪潮推动下, 材料科学迅速发展。人们开始有目的、有计划地探索、发现和合成新材料, 其中最有代表性的生物陶瓷的研究和应用获得了突飞猛进的发展。生物陶瓷的发展虽然还不到几十年, 但也同样经历了上述时期。起初以单晶氧化铝陶瓷为先导, 随后是多晶氧化铝、表面呈珊瑚状的氧化铝等。其后是生物活性陶瓷, 包括生物玻璃, 经基磷灰石和玻璃陶瓷类。 自20世纪70年代起, 生物陶瓷显露头角, 世界各国相继开展了理论和应用研究, 并且不断取得突破性进展。 2生物陶瓷材料的分类 2.1 根据其用途分类 根据用途，广义的生物陶瓷可以分为以下两大类： （1）植入陶瓷：又称生物体陶瓷，主要有人造牙、人造骨、人造心脏瓣膜、人
功能陶瓷材料总复习讲解学习
功能陶瓷材料总复习
功能陶瓷材料总复习 绪论 什么是功能陶瓷？常见的功能陶瓷的分类、特性与用途。 1、定义：指具有电、磁、光、声、超导、化学、生物等特性，且具有相互转化功能的一类陶瓷。 2、分类：电容器陶瓷、压电、铁电陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷、导电、超导陶瓷、生物与抗菌陶瓷、发光与红外辐射陶瓷、多孔陶瓷。 3、特性：性能稳定性高、可靠性好、资源丰富、成本低、易于多功能转化和集成化等 4用途：在自动控制、仪器仪表、电子、通讯、能源、交通、冶金、化工、精密机械、航空航天、国防等部门均发挥着重要作用。举例：电容器陶瓷、谐振器元器件基材料、压电式动态力传感器、压电式振动加速度传感器。 介电陶瓷 以感应的方式对外电场作出响应，即沿着电场方向产生电偶极矩或电偶极矩的改变，这类材料称为电介质 各种极化机制以及频率范围。 极化机制：电子极化、离子极化、偶极子极化、空间电荷极化 松弛极化 频率范围：
铁电体， 晶体在某温度范围内具有自发极化Ps,且自发极化Ps的方向能随外电场而取向，称为铁电体。材料的这种性质称为铁电性。 电畴:铁电体中自发极化方向一致的微小区域 铁电体的特性:铁电体特性包括电滞回线Hysteresis loop、电畴Domains、居里点Tc及居里点附近的临界特性。 电滞回线: 铁电体的P 滞后于外电场E而变化的轨迹（如图
居里点Tc:顺电相→铁电相的转变温度 T>Tc 顺电相 T
生物活性玻璃的效果：文献回顾
生物活性玻璃的效果：文獻回顧 顏瑞瑩1林怡君1, 2陳恆理2賴玉玲1, 2 1台北榮民總醫院牙科部 2國立陽明大學牙醫學院 生物活性玻璃為一具有生物相容性的人工合成移植骨，廣泛應用於骨科及牙科。臨床上，生物活性玻璃可單獨使用或合併使用其他骨移植物進行牙周手術的骨缺損填補、骨豐隆術、骨嵴保留術或充當上顎提升的移植骨。本文藉文獻回顧介紹生物活性玻璃的主要成份、探討生物活性玻璃於骨缺損中骨組織的癒合情形並比較生物活性玻璃與其他骨移植物或再生材料於不同適應症的臨床效果。近來的研究指出生物活性玻璃與目前所使用的生物材料的臨床效果相似，並且發現使用生物活性玻璃可改善患者的骨缺損。 關鍵語：生物活性玻璃、骨缺損、治療效果。 連絡及抽印本索取地址：台北市北投區石牌路二段201號台北榮民總醫院牙科部賴玉玲醫師E-mail: yllai@https://www.360docs.net/doc/7318383392.html,.tw 前言 生物活性玻璃(bioactive glass)為人工合成移植骨(alloplast)，是骨科及牙科的一種骨填補材料。其成分主要是45S5生物活性玻璃含有重量百分比45%的二氧化矽(SiO2)、24.5%的氧化鈉(NaO2)、24.5%的氧化鈣(CaO)及6%磷酸(P2O5)1,2。二氧化矽組成核心，氧化鈉、氧化鈣及磷酸形成外殼，其中氧化鈉及氧化鈣提供放射線不透射性(radiopaque)，方便放射線攝影的判讀。在牙科治療中，將此生物活性玻璃填充在牙周骨缺損中，也可在拔牙齒槽中放置生物活性玻璃進行骨嵴保留步驟，亦可將此材料運用於上顎竇提升後的骨移植。本文藉由文獻回顧探討生物活性玻璃於各種牙周手術中的臨床成效及組織學下癒合的情形、於骨嵴保存術及
常见的一些生物活性肽
常见的一些生物活性肽 1 大豆肽 大豆多肽是指大豆蛋白经酶解或微生物技术处理而得到的水解产物，它以 3-6个氨基酸组成的小分子肽为主，还含有少量大分子肽、游离氨基酸、糖类和无机盐等成分。大豆多肽的分子质量以l 000 Da的为主，主要出现在300—700 Da 内。与大豆蛋白相比，大豆多肽具有消化吸收率高，能降低胆固醇、降血压和促进脂肪代谢的生理功能，以及无豆腥味、无蛋白变性、酸性不沉淀、加热不凝固、易溶于水和流动性好等良好的加工性能。大豆多肽还具有抑制蛋白质形成凝胶、调整蛋白质食品的硬度、改善口感和易消化吸收等特性，其氨基酸组成几乎与大豆蛋白完全一样。研究发现，大豆肽能够有效预防“负氮平衡”所引起的不良反应，增加肌红蛋白的合成，缓解机体的缺氧症状，达到抗疲劳的效果以及增强机体免疫功能。同时，大豆肽能够有效抑制血管紧张素转换酶(ACE)的活性，对于因ACE引起的人体血压升高具有一定的控制作用。 2 酪蛋白磷酸肽 酪蛋白磷酸肽：简称CPP，是以牛乳酪蛋白为原料，通过生物技术制得的具有生物活性的多肽，有α-酪蛋白磷酸肽β-酪蛋白磷酸肽，富含磷酸丝氨酸的天然多肽。CPP能在人和动物的小肠内与Ca+2、Fe+2等二价无机离子结合形成可溶性络合物，促进其吸收利用。 3 玉米肽 玉米肽是从天然食品玉米中提取的玉米蛋白，经过酶降解及特定小肽分离技术而获得的小分子多肽物质。 玉米肽作为玉米蛋白经过酶降解而获得的多种小肽的混合物，除具有肽类物质的优良特性——优于氨基酸或蛋白质的直接吸收、溶解性强（在大范围的pH 值下均能完全溶于水，无浑浊和沉淀物产生）、稳定性强（对热稳定，组分不改变，功能不丧失）、安全性高（天然食品蛋白，安全可靠，无毒副作用）等特性以外，还具有自己所独有的特殊功能。玉米肽所独有的特殊功能源于它特别的氨基酸分布，通过实验室的检测，发现玉米肽的氨基酸分布非常特别，它与大豆低聚肽中各种氨基酸分布均匀的特点不同，玉米肽中氨基酸的分布主要以丙氨酸、亮氨酸和谷氨酸3种氨基酸为主，这也就注定了玉米肽拥有以下与大豆低聚肽不一样的特殊功能。玉米肽具有抗疲劳、保肝、提高机体免疫力等功能；玉米肽独特的氨基酸构成，有利于促进酒精代谢，具有醒酒作用；玉米肽具有抑制血管紧张素转换酶的作用，从而降低血压；
医用生物活性玻璃的红外光谱分析及其生物活性探讨
医用生物活性玻璃的红外光谱分析及其生物活性探讨 生物医学工程学杂志 1999年第0期第16卷 无机生物材料及有机/无机复合材料组 作者：付 静 陈晓峰 张梅梅 张晓凯 单位：付 静 陈晓峰 张梅梅（山东轻工业学院 无机材料系）；张晓凯（山东师范大学 分 析测试中心） 关键词：生物玻璃；模拟生理溶液；碳酸羟基磷灰石(HCA)；生物活性；红外光谱 摘要 生物玻璃在模拟生理溶液中浸泡，表面生成与人体骨骼无机矿物成分相似的碳酸羟基磷灰石(HCA)［Ca 10(PO 4)6)(2HO -，］，本实验主要应用傅立叶红外变换光谱仪对其进行测定，并辅以扫描电镜(SEM)分析手段，通过体外实验(In Vitro)观察了HCA 的形成 过程及其表面形貌，探讨了生物玻璃的活性机理。 Infro-Red Spectrum Analysis on A Medical Bioactive Glass and Investigation on Its Bioactivity 1 引 言 生物玻璃的生物活性在于植入人体后，通过一系列表面化学反应，生成碳酸羟基磷灰石(HCA)，与人体活骨组织产生牢固的化学结合，HCA 是衡量材料生物活性的标志。红外光谱 分析是用来测定HCA 的准确而又快捷的手段。在红外光谱图上，波数在602 cm -1和560 cm -1处的反射峰是HCA 的特征峰［1］，对浸泡不同时间的生物玻璃进行红外光谱分析，根据HCA 特征峰出现的早晚，确定生物玻璃活性的高低。 2 实 验 2.1 本实验样品的化学组成(表1［2］)。 表1 生物玻璃化学组成 生物成玻璃的制备： 2.2 模拟生理溶液的制备 采用分析纯试剂，根据人体细胞外液(血浆)中各离子的浓度，制得模拟人体细胞外液 (SBF)，如表2。 表2 SBF 溶液及人血浆中各离子的浓度(mM)
生物活性肽
生物活性肽 百科名片 生物活性肽是蛋白质中25个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能，易消化吸收，有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用，食用安全性极高，是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。 目录[隐藏] 概述 特性 作用 食品中的应用 1.殊营养品 2.保健食品 3.乳品 4.糕点 5.糖类 6.其他 重要活性肽研究简介 1.乳肽 2.大豆肽 3.高F值寡肽 4.谷胱甘肽（GSH） 活性肽的分类 生产方法 原料选择原则 中国活性肽研究进展 [编辑本段] 概述
现代营养学研究发现：人类摄食蛋白质经消化道的酶作用后，大多是以低肽形式消化吸收的，以游离氨基酸形式吸收的比例很小。进一步的试验又揭示了肽比游离氨基酸消化更快、吸收更多，表明肽的生物效价和营养价值比游离氨基酸更高。这也正是活性肽的无穷魅力所在。 生物活性肽是蛋白质中25个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能，易消化吸收，有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用，食用安全性极高，是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。 生物活性肽 20世纪末，科学家在破解基因的秘密的同时，也对存在于生物体内的另一类奇妙物质的研究发生极大的兴趣。这类物质就是生物活性肽，或称功能肽，由氨基酸组成，是一种小分子的蛋白质，比如胰岛素，就是一种多肽，再如在日本应用广泛的促进钙吸收的CCP，在欧美风靡一时的促进生长的HGH……。 [编辑本段] 特性 1、它有良好的吸收性，它的吸收效率比氨基酸和蛋白质都高。 2、它有独特的生理调节功能，胰岛素调节血糖就是一个例子。 3、肽的活性很高，往往很小的量就能起到很大的作用。 [编辑本段]
新型陶瓷材料的应用与发展
新型陶瓷材料的应用与 发展 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
新型陶瓷材料的应用与发展摘要：本文首先简单介绍了传统陶瓷材料向现代新型陶瓷材料转变的过程，新型陶瓷材料克服了传统陶瓷本身内部的缺陷，故使其性能大大提高，扩大了应用领域。然后论述了新型陶瓷材料分为结构陶瓷和功能陶瓷，以及它们耐高温、生物相容性能、电磁性、质量轻等特性及各自的应用领域，重点讨论了新型陶瓷材料在航空航天、军事、生物工程、电子工业等的应用，最后简单说明了新型陶瓷材料的近况和发展趋势。 关键字：新型陶瓷材料应用发展 引言：在当今科技高度发展的工业社会,每一项工业化的成就都与材料科学、材料的制造及实际使用有着密不可分的关联,它使得某些新的科学设想、构思及生产过程得以实现。离开了材料科学与材料工业,世界上的许多科学创造和发明都是难以实现或达到的。陶瓷材料是继金属材料,非金属高分子材料之后人们所关注的无机非金属材料中最重要的一种，因为它同时兼有金属和高分子材料两者的共同优点,此外在不断的改性过程中,已使它的易碎裂的性能有了很大的改善。因此,它的应用领域和各类产品都有一个十分明显的提高。 1.传统陶瓷材料到新型陶瓷材料的演变 陶瓷一词(Ceramics) 来源于古希腊Keramos 一词,意为地球之神。传统的陶瓷材料含意很广泛,它主要指铝、硅的氮化物,碳化物,玻璃及硅酸盐类。虽然传统陶瓷具有一定的耐化学腐蚀特性和较高的电阻率、熔点高,可耐高温,硬度高,耐磨损,化学稳定性高,不腐蚀等优点。但它也存在着塑料变形能力差,易发生脆性破坏和不易加工成型等缺点,这些原因大大地限制了在工业的应用范围，特别是在机械工业上的应用。而在电器上的应用也主要局限在高压电瓷瓶及其绝缘体部件等少数几个方面。 为此人们开展对传统的陶瓷材料进行改性研究和有关材料的人工合成开发,现代合成技术已经能够通过物理蒸发溅射(Vapor processing) 溶液法(Aqueous precipitation) 溶胶—凝胶技术(Solgel-technology) 及其它先进技术改造传统陶瓷或人工合成极少缺陷的陶瓷材料,其中较为重要的有Si3N4 ,A12O3 等。合成的陶瓷材料与传统陶瓷材料相比，它的性能大大提高,与其它材料相比,在同样强度下这些材料具有良好的化学、热、机械及摩擦学(tribology)特性。它质轻,可以耐高温,硬度高,抗压强度有时超过金属及合金,具有较强的抗磨性和化学隋性、电及热的绝缘性都相当好,特别是由于采用纯净材料,消除了缺陷( eliminate-defects) , 它的易脆性( brittleness) 得到了极大的改善,因此其应用,特在现代机械业的应用日益广泛。目前巳有大量的新型陶瓷材料被用于工业高温抗磨器件、机械基础元器件,除此之外,电子及电信行业,生物医疗器件乃至于陶瓷记忆材料,超导陶瓷等应用都与新型陶瓷材料的研制与开发有关。 2.新型陶瓷材料特性与分类 新型陶瓷材料按照人们目前的习惯可分为两大类，即结构陶瓷（Structural ceramics）（或工程陶 瓷）和功能陶瓷（ Functional ceramics），将具有机械功能、热功能和部分化学功能的陶瓷列为结构陶瓷， 而将具有电、光、磁、化学和生物体特性，且具有相互转换功能的陶瓷列为功能陶瓷。随着科学技术的发展， 各种超为基数和符合技术的运用，材料性能和功能相互交叉渗透，确切分类已经逐渐模糊和淡化。根据现代科 学技术发展的需要，通过对材料结构性能的设计，新型陶瓷材料的各种特性得到了充分的体现。 3.新型陶瓷的应用与发展 新型陶瓷是新型无机非金属材料, 也称先进陶瓷、高性能陶瓷、高技术陶瓷、精细陶瓷, 为什么能得到高 速发展, 归纳起来有四方面原因：①具有优良的物理力学性能、高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗热震 而且在热、光、声、电、磁、化学、生物等方面具有卓越的功能, 某些性能远远超过现代优质合金和高分子材料, 因而登上新材料革命的主角地位, 满足现代科学技术和经济建设的需要。②其原料取于矿土或经合成而得, 蕴藏量十分丰富。③产品附加值相当高, 而且未来市场仍将持续扩展。④应用十分广泛, 几乎可以渗透到各 行各业。 应用领域 功能陶瓷主要在绝缘、电磁、介电以经济光学等方面得到广泛应用；结构陶瓷除了耐低膨胀、耐磨、耐腐 蚀外，还有重量轻、高弹性、低膨胀、电绝缘性等特性。因而在很多领域得到应用应该是以陶瓷燃气轮机为代 表的耐高温陶瓷部件陶瓷广泛用于道具及模具等耐磨零件，这方面的应用主要是利用陶瓷的高硬度、低磨耗 性、低摩擦系数等特性。另一方面，陶瓷材料具有其他材料所没有的高刚性、重量轻、耐蚀性等特性，从而被 有效地应用在精密测量仪器和精密机床等上面。另外，因为陶瓷材料具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性，在生 物工程以及医疗等方面也得到广泛的应用。下面将分几方面来介绍新型陶瓷材料的应用领域。 1)航空航天材料:陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites） 当前耐高温材料已经成为航天先进材料中的由此岸优先发展方向，材料在高温下的应用对航天技术特别 是固体火箭等领域具有极其重要的推动作用。随着航空技术的发展气体涡轮机燃烧室中燃气的温度要求越来越高，并更紧密地依赖于高温材料的研究开发，而先进陶瓷及其陶瓷基复合材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀质 量轻等优异性能，是最具有希望代替金属材料用于热端部件的候选材料[4]。为此世界各国开展对陶瓷发动机的 研究工作。美、欧、日等越来越多的人体涡轮机设计者们开始用陶瓷基复合材料来制作旋转件和固定件。当前 对高温结构陶瓷的研究主要集中于Sic、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，尤其以Si3N4高温结构陶瓷最引人注目。这类 陶瓷的综合性能较突出，它们有良好的高温强度，已经在航空涡轮发动机等方面得到了应用，非常适用于制作
生物活性玻璃的研究现状及发展趋势
收稿日期：2017-09-27 作者简介：马安博（1986-），男，讲师，研究方向：有色金属材料表面处理与生物材料。E -mail：mab -532@https://www.360docs.net/doc/7318383392.html, 。 摘要：论述了生物活性玻璃的研究现状，同时对不同制备方法进行了概述，重点介绍了溶胶-凝胶法制备生物活性玻璃及相关复合材料，并对生物活性玻璃的应用与发展前景进行了展望。 关键词：生物活性玻璃；溶胶-凝胶；骨骼修复 中图分类号：TQ437 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2018）02-0056-05 生物活性玻璃的研究现状及发展趋势 马安博 （西安航空职业技术学院，陕西 西安 710089） 生物活性玻璃是一类重要的无机非金属类骨、齿及皮肤创面修复材料，在临床应用中取得较好的治疗效果。近年来，学者们主要研究了微纳米生物活性玻璃（MNBG）的制备技术、结构、性能、材料与细胞的相互作用及其组织修复特性。细胞学研究表明，生物活性玻璃的促进成骨是通过激活P38和ERK 2条信号通路实现介导骨髓间充质干细胞[1]（MSC）向成骨细胞定向分化而实现的。动物实验研究表明，微纳米生物活性玻璃具有显著的异位成骨特性，其机制是通过玻璃颗粒中Si 、Ca 离子的释放，促进了骨祖细胞向[2]成骨细胞分化，从而加速了新骨形成。然而，生物活性玻璃的力学性能，可梯度降解性能和孔结构等问题在一定程度上影响了生物玻璃医疗器械的临床治疗效果。因此，克服生物活性玻璃的不足，进一步改善和提高生物活性玻璃材料的各项性质，将成为材料科学、生物科学及医学等交叉学科的研究热[3]点。 1 生物活性玻璃的研究现状 继Hench 教授研制开发出45S5生物玻璃之后，又有多种生物活性微晶玻璃不断被研制[4]开发出来。1973年，德国Bromer 等通过大幅度减少部分碱金属氧化物的含量，即减少钾、钠含量，增加钙、磷含量并应用玻璃的微晶技术，成功制备了Na O -K O -MgO -CaO -22P O -SiO 系统的微晶生物玻璃，主晶相为碳252酸磷灰石。其生物活性低于45S5玻璃，但其机械性能却有了较大的提高，可以应用于受力不明显的骨缺损填充，如颌骨的修补，也可作为骨水泥材料应用于临床上。由Hench 教授开发的45S5生物玻璃中，K 、Na 含量较高， 因而化学稳定性欠佳，从而影响其长期耐久性，且强度较低，应用受到限制。1982年，[5]日本京都大学的小久保正等通过热处理MgO -CaO -SiO -P O -CaF 玻璃制出了高强度2252的生物微晶玻璃（A -W 微晶玻璃），其玻璃基质中含有晶相磷灰石和β-硅灰石。因不含碱金属氧化物，所以其机械性能较好，是当前力学性能相对最好的医用微晶玻璃材料，各项力学性能均接近人骨，此外，其与骨骼组织的结合强度也较高。 为满足临床使用的需要，生物材料必须被加工成一定形状，这就要求生物材料具有[6]良好的可加工性。1983年，Holland 等研制成功了商品名为Bioverit 的可切削生物微晶玻璃，其主晶相是磷灰石和金云母晶体。这类微晶生物玻璃的特点是既具有一定的生物活性又具有较好的可切削加工性，并可根据临床需要和一般的机械加工方法制成各种不同形状，材料不会发生断裂。此外，近年来生物材料领域的研究者们相继研制出磷酸盐多孔微晶玻璃、铁磁玻璃陶瓷和含生物玻璃相的复合生物材料等一系列特定性能的生物活性玻璃。生物活性玻璃作为人工医学材料已得到广泛研究和临床应用，越来越显示出[7]惰性生物材料所不能比拟的优势。 2 生物活性玻璃的制备 与传统玻璃制备工艺一样，最早的生物玻璃和微晶玻璃都是通过熔融法制备的。随着溶胶-凝胶技术的发展，该方法被引用到生物玻璃的制备中来，这种生物玻璃由于具有较高的比表面积，因而显示出了较高的生物活性。 2.1 熔融法 056 综述 学术论文
各种生物活性肽
各种生物活性肽 各种生物活性肽 乳蛋白肽： 乳蛋白肽又称乳肽，是为了应付婴幼儿中发生的牛奶变态反应的需要而开发的。因此主要的应用领域是婴幼儿食品，以及有关对平衡营养食品、运动食品和普通食品进行改良之用。日本森永乳社首先使用调整奶粉的低变态反应原肽，除了8种已上市的乳蛋白肽之外，市场还出售各种等级的肽原料。在1997年首次出售了抗变态反应用的育儿奶粉。新产品则将酪蛋白的抗原性降低到10-8以下，当分子量在1000道尔顿以下时，产品几乎全部由氨基酸和低聚肽（oligopeptide）构成，其作为营养肽、用于抗变态反应的点心和婴儿食品，受到好评。而自酪蛋白还可以制出具有显著的发泡性、乳化性的多肽。 新西兰制造的乳肽在美国已有销售，主要用于健康食品、运动食品和对抗变态反应的食品。日本市场有代表性的4种肽原料中，经肠营养和育儿奶粉用的有3种（平均分子量1100、500、390道尔顿）和酪蛋白为原料的医疗用流食/运动食品1种（平均分子量350道尔顿）。 蛋清肽： 作为蛋白质中营养效价最高、氨基酸最为平衡的蛋清，其酶解后可得到蛋清肽。因为含巯基多，所以略有异味。蛋清肽能将原来得100分的平衡氨基酸很好地保持下来，由于水解使得分子量变小，所以加热不会发生凝固，因此可添加到液态食品中。 在日本，蛋清肽已市售、平均分子量1100，其水溶液呈乳状，广泛用于营养辅助食品和点心；此多肽再经高度水解后，可得到平均分子量约300道尔顿的药品级多肽，其水溶液透明，与蛋壳钙配合在营养上具有协同效果，用于婴儿食品、以及老年人食用的“银色食品”。 大豆肽： 大豆肽除具有易消化、吸收的营养效果外，还可能具有低变应原性，抑制胆固醇、促进脂质代谢，促进肠道发酵的功能等。大豆肽的特性使其利用领域相当宽广，如住院患者经常应用的经肠营养、老人应用的易消化吸收食品，对抗变态反应的食品，运动食品和有恢复疲劳等作用的健康食品。 玉米肽： 日本开发了以玉米蛋白为原料制成的肽——“peptino”。玉米蛋白质与其他蛋白质的氨基酸组成相比，富含缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等支链氨基酸和丙氨酸。对运动后疲劳恢复、改善肝脏病、防止醉酒、肠功能障碍有作用。目前韩国制药公司以醒酒饮料的形式上市，其对中性脂肪的抑制效果等功能在研究之中。
功能陶瓷材料概述
功能陶瓷材料概述 功能陶瓷由于其在电、磁、声、光、热、力等方面优异的性能，广泛应用于电子电力、汽车、计算机、通讯等领域，在科学技术发展和实际生产生活中发挥着越来越重要的作用。主要阐述了功能陶瓷电学、光学、磁学、声学、力学等基本性质，并介绍了功能陶瓷的种类和应用以及未来发展趋势。 标签： 功能陶瓷；性质;应用 1 前言 功能陶瓷是具有电、磁、声、光、热、力、化学或生物功能等的介质材料。它有别于我们所熟知的日用陶瓷、艺术陶瓷、建筑陶瓷等，而是指在电子、微电子、光电子信息和自动化技术以及能源、环保和生物医学领域中所使用的陶瓷材料。功能陶瓷以其独特的声、光、热、电、磁等物理特性和生物、化学以及适当的力学等特性，在相应的工程和技术中发挥着关键作用，如制造电子线路中电容器用的电介质瓷，制造集成电路基片和管壳用的高频绝缘瓷等。 2 功能陶瓷基本性质 功能陶瓷是利用其对电、光、磁、声、热等物理性质所具有的特殊功能而制造出的陶瓷材料。其电学、光学、磁学、声学、热学、力学等性质是研究和运用的重点。功能陶瓷的这些性质与其组成、结构和工艺等有着密切关系。 功能陶瓷电学性质可以用电导率、介电常数、击穿电场强度和介质损耗来表示，是功能陶瓷材料很重要的基本性质之一。光学性质指其在可见光、红外光、紫外光及各种射线作用时表现出的一些性质。表征磁学性质的参数有磁导率、磁化率、磁化强度、磁感应强度等。材料在外力作用下都会发生相应的形变甚至破坏，有必要研究材料的力学性能，功能陶瓷材料也具有弹性模量、机械强度、断裂韧度等表征力学性能的参数。 3 功能陶瓷种类及其应用 功能陶瓷的发展始于20世纪30年代，经历从电介质陶瓷→压电铁电陶瓷→半导体陶瓷→快离子导体陶瓷→高温超导陶瓷的发展过程，目前已发展成为性能多样、品种繁多、使用广泛、市场占有份额很高的一大类先进陶瓷材料。目前已经研究比较深入并大量使用的功能陶瓷有绝缘陶瓷、介电陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷、生物陶瓷和结构陶瓷等，下面将介绍几种主要的功能陶瓷及其应用。 3.1 绝缘陶瓷
生物陶瓷材料的研究及应用汇总
生物陶瓷材料的研究及应用 张波化工07-3班 120073304069 摘要介绍了生物陶瓷的定义，对羟基磷灰石生物陶瓷材料、磷酸钙生物陶瓷材料、复合生物陶瓷材料、涂层生物陶瓷材料和氧化铝生物陶瓷的特性和制备方法进行了较为深入的分析，在现代医学中的应用及发展前景。 关键词生物陶瓷，磷酸钙，复合生物陶瓷材料，涂层生物陶瓷材料，氧化铝陶瓷，生物陶瓷应用。 Bioceramic Materials Research and Application Zhangbo Chemical Engineering and Technology 073 class 120073304069 Abstract This paper introduces the definition of bio-ceramics, bio-ceramic material of hydroxyapatite, calcium phosphate bio-ceramic materials, composite bio-ceramic materials, coating materials, bio-ceramics and alumina ceramics of biological characteristics and preparation methods for a more in-depth analysis In modern medicine the application and development prospects. Key words bio-ceramics, calcium phosphate, composite bio-ceramic materials, coating materials, bio-ceramic, alumina ceramic, bio-ceramic applications. 1 引言 生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，即直接用于人体或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。做为生物陶瓷材料，需具备如下条件：生物相容性；力学相容性；与生物组织有优异的亲和性；抗血栓；灭菌性并具有很好的 物理、化学稳定性。生物陶瓷材料可分为生物惰性陶瓷（如Al 2O 3 、ZrO 2 等）、生物活性 陶瓷(如致密羟基磷灰石、生物活性微晶玻璃等)和生物复合材料三类。生物陶瓷材料因其与人的生活密切相关，故一直倍受材料科学工作者的重视。 2 生物陶瓷材料的发展 目前世界各国相继发展了生物陶瓷材料，它不仅具有不锈钢塑料所具有的特性，而且具有亲水性、能与细胞等生物组织表现出良好的亲和性。因此生物陶瓷具有广阔的发展前景。生物陶瓷的应用范围也正在逐步扩大，现可应用于人工骨、人
生物活性玻璃材料在医学中的应用
生物活性玻璃材料在医学中的应用 学院：材料科学与工程 专业: 无机非金属 班级：0903 学号: 310906010318 姓名：刘松辉
生物活性玻璃在跟骨关节内骨折治疗中的应用 【摘要】目的探讨生物活性玻璃在跟骨关节内骨折治疗中的临床应用及其效果。方法回顾分析我院自2003年8月至2007年11月使用生物活性玻璃植骨加重建钢板内固定治疗跟骨关节内骨折22 例(26足)。结果全部病例均获得随访，6～18个月，平均12个月。疗效按Maryland足部系统法，优15足，良8足，可3足，优良率为88.5％。结论生物活性玻璃是一种理想的替代骨移植修复骨缺损的高生物活性材料。应用生物活性玻璃植骨治疗跟骨关节内骨折，对加快骨折愈合，防止跟骨塌陷，预防创伤性关节炎有显著疗效。 【关键词】生物活性玻璃；跟骨骨折；内固定；植骨跟骨骨折是最常见的跗骨骨折，占跗骨骨折的60％，约75％累及距下关节［1］。治疗方法上一直存在争议，近年来，随着研究的深入、影像学技术及其内固定器材的发展，多数学者主张对累及跟距关节的跟骨骨折进行切开复位内固定，从而恢复跟骨的正常解剖关系，并重建跟骨形态，避免晚期并发症的发生，取得了良好的治疗效果［2］。我院自2003年8月至2007年11月，采用生物活性玻璃填充植骨加重建钢板治疗跟骨骨折22 例(26足)，疗效满意，现报告如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料本组22 例(26足)，男性19 例，女性3 例；年龄25～60 岁，平均4 2.5 岁。左侧6 例，右侧12 例，双侧4
例。伤因：坠落伤17 例，交通伤5 例。合并脑外伤、腹部外伤1 例，腰椎骨折4 例，同侧股骨转子间骨折3 例，同侧踝部骨折1 例，同侧胫骨平台骨折1 例，同侧Colles骨折1 例。全部患者术前常规行X线和CT检查，骨折按Sanders分型［3］分类：Ⅱ型3足，Ⅲ型18足，Ⅳ型5足。 1.2 治疗方法患者均在伤后3～14 d内择期手术，连续硬膜外麻醉后，取侧卧位，患侧在上。手术采用跟骨外侧“L”型切口，采用无牵拉技术敞开暴露，即用3枚克氏针分别插入腓骨远端，距骨和骰骨，将其弯曲牵开切口皮瓣，暴露骨折端和距下关节。术中保护腓肠神经，分别用斯氏针、骨膜剥离子撬拨复位距下关节面、Bhler角、Gissane角、跟骨的长度、高度和宽度。关节复位后行生物活性玻璃填充被压缩的空隙，填充满意后，再用重建钢板塑形后置于跟骨外侧牢固固定。 1.3 术后处理术后均抬高患肢，常规预防性应用抗生素静脉滴注2～3 d，术后24 h即开始足趾的被动运动，48 h开始足趾和踝关节的主动运动。术后复查X线片，根据骨折愈合情况决定半负重和完全负重行走的时间。 2 结果 所有患者术后均接受X线摄片检查，术后伤足跟骨的Bhler 角、Gissane角、长度、高度和宽度均基本恢复。本组22 例获得6～18个月(平均12个月)的随访，功能恢复采用Maryland［3］足部评分标准评定，包括疼痛、功能两个方面，功能评定包括步
生物活性玻璃的结构性能特点及在生物医用领域的应用
生物活性玻璃的结构性能特点及在生物医用领域的应用摘要 生物玻璃是重要的无机生物医用材料之一。本文论述了生物玻璃材料的发展历史、研究现状及发展方向，特别是详尽地讨论了生物玻璃的制备方法，以及因其具有良好的生物活性、生物相容性而广泛地应用于骨科、牙科的替代及骨组织工程中的领域，最后展望了生物玻璃材料的应用前景。 关键词：生物活性玻璃、制备方法、性质、应用 Abstract Bioactive glass is one of the important inorganic biomaterials. This article discusses the history of the development of biological glass material, research status and direction of development, in particular a detailed discussion of the preparation of biological glass, and because of its good biological activity, biocompatibility and widely used in orthopedics, dentistry replacement and bone tissue engineering field, and finally the application prospect of bio-glass material. Key words: bioactive glass、preparation method、property、application 1、绪论 生物玻璃（bioactiveglass，BAG）作为无机生物医用材料中的一个重要分支[1]，具有良好的生物相容性，没有毒副作用。此外，由于它们的化学组成与生物体的自然骨骼相似，容易与周围的骨骼形成紧密牢固的化学键合，或纤生物降解形成新的骨骼成分。生物玻璃材料的研究与临床应用已成为材料学、医学以及生物化学等学科的热点，愈来愈受到人们的重视。特别是一些高强度、可切削生物微晶玻璃的开发和内辐射医用玻璃微球、玻璃基骨水泥和药物载体以及具有铁磁发热等功能性的生物玻璃材料的开发成功。更是给人类医疗健康带来了又一突