人口老齡化加劇、運動損傷和交通事故增多所帶來的人體器官、組織機能的受損或喪失，都對現代醫療行業提出了更高的要求和新的挑戰。對科研人員研究適合于人體組織缺損修復、替代的生物醫用材料，不斷提出新的課題。

生物材料應運而生

傳統藥物不能再滿足人們對于健康的要求，專家們致力于研究一種可以修復或者取代受損器官或組織的、能與人體相容的功能材料。這種情況下，生物材料應運而生。自90年代后期以來，世界生物材料科學和技術的迅速發展，推動了生物材料在生物體內的應用。應用較成熟的生物材料有生物陶瓷材料、生物活性玻璃和磷酸鈣陶瓷材料。

生物活性玻璃

研究進展

2017年三月份的中國國際美博會在廣州順利閉展，貴范8018展出的一款生物活性玻璃牙膏引起美容行業的廣泛關注。生物活性玻璃中的活性成分在口腔中遇水或唾液后，會生成神奇的生物活性離子，刺激肌體細胞再生，促進牙骨組織生長和再礦化，輕輕松松解決讓口腔醫生都頭疼的兒童齲齒、口腔潰瘍、牙周不適等突出口腔問題。

實際上，生物活性玻璃不僅可以作為牙膏等日用品的添加物，更多對生物活性玻璃的研究集中在了醫療領域。據了解，中國科學院上海硅酸鹽研究所正在研究生物活性玻璃涂層人工牙根的項目。目前已有近500例臨床植入實驗，并取得了良好的結果。被香港世界華人重大學術成果評審委員會評為世界華人重大學術成果。

什么是生物活性玻璃？

生物活性玻璃（bioactiveglass，BAG）是一類能對肌體組織進行修復、替代與再生、具有能使組織和材料之間形成鍵合作用的材料。生物活性玻璃的降解產物能夠促進生長因子的生成、促進細胞的繁衍、增強成骨細胞的基因表達和骨組織的生長。是迄今為止唯一既能夠與骨組織成鍵結合，同時又能與軟組織相連接的人工生物材料。

生物活性玻璃在機體內作用圖

生物活性玻璃的組成主要為：二氧化硅、氧化鈉、氧化鈣、五氧化二磷等。與傳統的鈉鈣硅體系玻璃相比，二氧化硅的含量低；氧化鈉、氧化鈣含量高；氧化鈣/五氧化二磷比例高三大特點。在制備工藝上，生物活性玻璃的制備工藝與傳統的玻璃制備工藝基本相同。

生物活性玻璃的活性

生物活性玻璃之所以擁有活性，最主要的原因是生物活性玻璃器官或組織植入人體后與人體體液發生反應，在表面生成碳酸羥基磷灰石結構層，經過一段時間的反應，碳酸羥基磷灰石晶相支架層形成，它具有較大的表面積且表面帶有負電荷，適合吸附大量的生物分子，為組織提供了鍵合界面，因此羥基磷灰石晶相層成為新組織生長的基床。細胞在生物活性玻璃表面快速增殖與分化，最終與周同組織相融合。

生物活性玻璃的應用

生物活性玻璃擁有很好的生物相容性和生物活性。應用大致可以分為四類：（1）應用于骨骼修復中；（2）在口腔治療中用作髓室穿孔的覆蓋修復材料和牙科植入材料；（3）應用于創口愈合中；（4）添加在美容護膚高檔化妝品中。

生物活性玻璃在骨骼中應用有以下優點：（1）骨形成迅速，除骨引導作用以外，在顆粒內部及其周圍也可見骨生成。（2）顆粒大小均勻，由于顆粒之間空隙和材料表面的大量微孔存在，為血管和組織的長人和緊密結合提供了良好條件。（3）操作性能良好，生物相容性好，有黏附性和局部止血作用。（4）X線阻射，便于術后檢查。（5）具有降解性，顆粒可被吸收，最終形成骨樣結構。但是與人體骨相比生物活性玻璃的脆性大，抗彎性差，這也是生物活性玻璃在應用方面的致命不足，嚴重限制了該材料的使用范圍。目前主要應用在骨損傷修復和骨料填充等非承載部位。

生物活性玻璃在口腔治療中的應用較多。美國生物公司開發的PerioGlas 粉劑是牙周炎的克星。他的填入可以使牙根和牙床再次緊密結合。含有生物玻璃粉末的牙膏，可以用于治療牙齒對冷熱過敏及牙周疾病。

在創口愈合中由于生物活性玻璃在體內降解可刺激生長因子的生長，進而修復受損細胞和組織，并且還有消炎殺菌等作用。據了解BG已成功應用于口腔潰瘍和燒傷的治療，并取得良好的效果。

隨著材料科學與生命科學的發展，仿生技術、納米技術、復合技術、3D打印技術必將廣泛應用于人體植入材料的研究。由于生物活性玻璃具有高生物活性、生物相容性和化學穩定性等特點，可以修復、替代或再生肌體組織，必將在醫療領域中得到更多應用，為人類健康做出更多貢獻。

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