生物活性
生物活性是指材料在与生物组织接触时能够引发特定生物和化学反应的特性,这种反应可能导致材料与生物组织之间的化学键合。在生物矿化过程中,生物活性通常指的是生物材料与活体骨产生化学键合的能力,这是评估生物材料性能的一项关键指标。
理论背景
生物活性的概念最早由L.Hench在1969年研究生物玻璃时提出,并随后在生物陶瓷领域得到广泛应用。经过多年发展,生物活性已成为生物材料领域的基础概念,如β-磷酸钙可吸收生物陶瓷等材料,能够在体内被降解吸收并为新生组织所取代。羟基磷灰石因其与自然骨的主要无机化合物成分相似,植入体内不仅能够传导成骨,还能与新骨形成骨键合。生物活性材料的这些特殊生物学性质有助于人体组织的修复,是生物材料研究与发展的重要方向。
常见材料
磷酸钙材料
磷酸钙生物活性材料包括磷酸钙骨水泥和磷酸钙陶瓷纤维。前者广泛用于骨修补和关节固定,国内研究显示其抗压强度可达60MPa以上。后者则具有一定的机械强度和生物活性,适用于无机骨水泥的补强及制备有机与无机复合型植入材料。磷酸钙纤维或晶须具有良好的生物活性和生物相容性,对人体无毒副作用,是理想的增强材料。
羟基磷灰石是最常见的生物活性材料之一,其结构与脊椎动物骨和齿的主要无机化合物成分非常接近,与动物体组织的相容性良好,无毒副作用。羟基磷灰石广泛应用于生物硬组织的修复和替换材料,如口腔种植、牙槽脊增高、耳小骨替换、脊椎骨替换等领域。然而,由于其脆性和较低的抗折强度,羟基磷灰石在承重材料方面的应用受到限制。目前,制备多孔陶瓷和复合材料是该材料的重要发展方向。
生物活性玻璃
生物活性玻璃是由SiO2,Na2O,CaO和五氧化二磷等基本成分组成的硅酸盐玻璃,其降解产物能够促进生长因子的生成、细胞繁殖、增强成骨细胞的基因表达和骨组织的生长。生物活性玻璃是唯一既能与骨组织成键结合,又能与软组织相连的人工生物材料。
活性检测
成骨活性
通过测量材料表面在SBF中形成磷灰石的能力来反映材料的生物活性。具体的检测方法包括SBF溶液的正确配置和磷灰石形成能力的测试。SBF溶液的配置需要注意防止磷灰石沉淀的产生,而磷灰石形成能力的测试则可以通过测量样品在SBF中的变化来进行。
细胞活性
细胞活性的检测方法包括四唑盐(MTT)比色法和CCK-8法。这两种方法都能够通过测量细胞代谢产生的物质来评估细胞的生存和生长状态。
参考资料
生物活性材料在牙髓治疗中的应用.生物活性材料在牙髓治疗中的应用.2024-10-25
生物材料的特性有哪些.生物材料的特性有哪些.2024-10-25
生物活性是什么.中国化工企业联盟.2024-10-25