納米級硼酸鹽生物活性玻璃是下一代皮膚愈合材料

近日，科學(xué)家借助穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實驗裝置，構(gòu)建了納米級硼酸鹽生物活性玻璃(Nano-HCA@BG)，可有效降低硼酸鹽生物玻璃的生物毒性，提高玻璃的生物相容性，并促進(jìn)硼酸鹽生物玻璃對皮膚修復(fù)的作用。

中國科學(xué)院(CAS)合肥物質(zhì)科學(xué)研究所(HFIPS)王俊峰教授與福州大學(xué)張騰教授合作在這項研究中表示，“它有望成為下一代皮膚傷口修復(fù)敷料。”相關(guān)研究發(fā)表在Chemical Engineering Journal。

硼酸鹽生物玻璃是以硼元素(B)為玻璃網(wǎng)絡(luò)基質(zhì)的玻璃。具有良好的可溶性和降解性，在皮膚組織修復(fù)領(lǐng)域具有巨大潛力。但是，它會釋放出大量的堿性離子，這些離子的爆炸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。

此外，微米級硼酸鹽生物玻璃在創(chuàng)面與組織接觸的有效表面積較小，玻璃表面的離子不利于膠原蛋白的沉積，因此愈合后創(chuàng)面容易形成疤痕。因此，制備一種無生物毒性、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。

在這項研究中，研究人員首次使用一種特殊的流動相，通過體外熔化法對微米級硼酸鹽生物玻璃進(jìn)行了預(yù)處理。他們獲得了納米級(~50nm)硼酸鹽生物玻璃(Nano-HCA@BG)，上面覆蓋著無定形羥基磷灰石(HCA)層。

在加工過程中，流動相中的離子(PO43-和CO32-)沉積在玻璃表面形成HCA層，有效抑制了剩余玻璃中硼和鈣的快速釋放，從而減少了生物玻璃本身對細(xì)胞的毒性。

此外，HCA作為骨骼中重要的無機(jī)成分，具有良好的生物相容性，可加速誘導(dǎo)組織內(nèi)膠原合成。

體外降解實驗、細(xì)胞實驗和動物實驗結(jié)果表明，與現(xiàn)有商品化的生物活性玻璃、HCA和微米級硼酸鹽生物玻璃相比，納米HCA@BG緩釋硼鈣等元素能有效加速傷口愈合。細(xì)胞遷移和進(jìn)一步上調(diào)傷口中血管相關(guān)生長因子的表達(dá)。

此外，玻璃表面的無定形HCA層不僅降低了玻璃的快速釋放，而且促進(jìn)了膠原蛋白在傷口中的沉積，進(jìn)而促進(jìn)了傷口的更快愈合。

標(biāo)簽： 納米級硼酸鹽生物活性玻璃