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記者從中科院合肥研究院了解到,該院強磁場中心研究員王俊峰與福州大學張騰教授合作,依托穩態強磁場實驗裝置,制備了納米尺度的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,還改善了玻璃的生物相容性,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創傷修復敷料。相關成果最近發表在《國際化學工程雜志》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,皮膚組織修復領域已經成為生物醫學研究的熱點。硼酸鹽生物玻璃是一種以硼為基質的玻璃網絡,可以實現特定的生理功能。它具有良好的摻雜性和降解性,在皮膚組織修復領域顯示出巨大的潛力。硼酸鹽生物玻璃的生理機制是成分中的硼、鈣等元素經過代謝后會釋放到體液中,能夠刺激血管生成,促進傷口愈合。
但是硼酸鹽生物玻璃會釋放大量的堿性離子,這些離子的爆炸釋放會改變玻璃材料周圍組織的酸堿環境,從而抑制細胞增殖。此外,微米硼酸鹽生物玻璃與組織接觸的有效比表面積小,玻璃表面的離子不利于膠原蛋白的沉積,因此愈合后傷口容易形成疤痕。因此,制備一種無生物毒性、生物性能優異的納米硼酸鹽生物玻璃是一個亟待解決的問題。
本研究創新性地采用流動相對熔融法制備了微米級硼酸鹽生物玻璃進行體外預處理,最終獲得了表面具有非晶層的納米硼酸鹽生物玻璃。在處理過程中,流動相中的離子會沉積在玻璃表面,有效抑制殘留玻璃中硼、鈣元素的快速釋放,從而降低玻璃本身對細胞的生物毒性。
體外降解實驗、細胞實驗和動物實驗結果表明,納米硼酸鹽生物玻璃釋放的硼、鈣等元素不僅有效地加速了創傷中細胞的遷移,而且上調了創傷中血管相關生長因子的表達。它不僅可以減少玻璃的快速釋放,還可以促進膠原蛋白在傷口處的沉積,從而更快地促進傷口的愈合。