記者從中科院合肥研究院獲悉，該院強(qiáng)磁場(chǎng)中心王俊峰研究員和福州大學(xué)張騰教授合作，依托穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，制備出納米級(jí)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(jìn)了硼酸鹽生物玻璃對(duì)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)成果日前發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》國(guó)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(fù)領(lǐng)域成為生物醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。硼酸鹽生物玻璃是以硼元素為玻璃網(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)出巨大潛力。硼酸鹽生物玻璃發(fā)揮生理功能的機(jī)制是組分中的硼、鈣等元素，經(jīng)過(guò)新陳代謝會(huì)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，硼酸鹽生物玻璃會(huì)釋放大量的堿性離子，這些離子的爆發(fā)性釋放會(huì)改變玻璃材料周?chē)M織的酸堿環(huán)境，從而抑制細(xì)胞增殖。另外，微米級(jí)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(wú)生物毒性且生物性能優(yōu)良的納米級(jí)硼酸鹽生物玻璃是亟待解決的問(wèn)題。
本研究中，科研人員創(chuàng)新性地采用流動(dòng)相對(duì)熔融法制備微米級(jí)硼酸鹽生物玻璃進(jìn)行體外預(yù)處理，最終得到納米級(jí)，表面覆蓋非晶態(tài)層的硼酸鹽生物玻璃。在處理過(guò)程中，流動(dòng)相中的離子會(huì)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(duì)細(xì)胞的生物毒性。
體外降解實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納米級(jí)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(xì)胞的遷移，而且上調(diào)了傷口處的血管相關(guān)生長(zhǎng)因子的表達(dá)。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。
