新型放射状介孔生物活性玻璃的制备及其作为药物载体的研究

发布时间：2020-07-03 20:26

【摘要】：生物活性玻璃(bioactive glass,BG)是一种具有良好的生物相容性和生物矿化作用的钙磷硅酸盐类生物医用材料,在骨组织再生领域具有广阔的应用前景。近年来,随着制备工艺的发展,研究人员将溶胶-凝胶法与模板法相结合,制备出具有高比表面积和多孔结构的介孔生物活性玻璃(mesoporous bioactive glass,MBG),可用于负载药物和生物活性因子,提高生物活性玻璃的骨修复效果。然而,在多数的模板法制备介孔生物活性玻璃过程中,生物活性玻璃颗粒容易出现团聚以及钙、磷组分流失严重的问题,影响了MBG在药物载体领域的应用及其骨修复效果。因此,本文通过两步反应,先制备出了具有放射状介孔结构的SiO_2-P_2O_5纳米微球(SiO_2-P_2O_5 Nanosphere,SPN),再以SPN为模板,利用高温固态反应制备了一种具有良好分散性、钙磷组分含量较高的放射状介孔生物活性玻璃,并对MBG的结构、矿化性能、药物负载与释放性能、生物相容性进行考察。主要研究内容如下:(1)首先利用环己烷-水的双相分层体系,以表面活性剂与有机溶剂在油水界面处形成的具有曲率的O/W半乳液胶束作为孔道模板,成功制备了具有放射状形貌的介孔SiO_2-P_2O_5纳米微球。材料具有良好的分散性和较大的孔径,比表面积高,粒度在100 nm左右,并且有一定的矿化能力和良好的生物相容性,在适当浓度下能够促进细胞增殖。(2)利用制备出的具有大孔道的、分散性较好的放射状形貌的介孔SiO_2-P_2O_5纳米微球作为模板,通过高温固态反应的方法合成了具有放射状形貌的介孔生物活性玻璃。材料的分散性良好且CaO含量较高,具有较大的比表面积和优异的体外矿化性能。CaO含量越高的MBG体外矿化活性越强,形成羟基磷灰石层的速度越快。此外,这种材料还具有良好的生物相容性。(3)以阿司匹林作为药物模型,BSA为蛋白模型,考察了两种材料对药物和蛋白负载效率,以及在不同pH条件下的释放行为。实验结果表明,SPN和MBG对大分子蛋白具有较好的装载能力;分散性好、孔径与BSA分子尺寸匹配的材料具有高的蛋白负载量;MBG比SPN具有更高的蛋白装载能力和更好的缓释效果,体现出MBG在药物递送系统中具有更大的优越性。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R318.08
【图文】：

生物活性玻璃,离子,无机成分,羟基磷灰石

璃其主要成分包括 SiO2、P2O5、CaO、Na2O 等无机成分，在体内降解后可以释、钙离子、硅酸根和磷酸根离子，并通过矿化沉积羟基磷灰石而与骨组织发生[18,19]，具有较高的结合强度，因此在临床上取得了很大的成功。生物活性玻璃生物活性玻璃是一种具有骨组织修复功能的无机非金属材料，在 1971 年由佛学的 Hench 教授研制出来，具有良好的生物活性和生物相容性。在植入体内后发生离子交换，在材料表面形成与骨组织无机成分相似的羟基磷灰石层，从而组织形成骨性结合[20]。近年的研究发现，生物活性玻璃溶出的离子具有基因激除了对成骨细胞增殖和分化具有促进作用之外[21]，还具有诱导血管生成的潜 1-2 所示。由于生物活性玻璃具有多种优异的生物活性，得到了生物材料学界注。

示意图,反应原理,溶胶-凝胶法,生物活性玻璃

第一章绪论性玻璃的发展工艺的不同，生物活性玻璃的发展主要经历了三个阶段，依、溶胶-凝胶法生物活性玻璃和模板法生物活性玻璃。物活性玻璃通过高温熔融制得，其中最具代表的是的 45S5 活性玻璃为基础开发的产品，如人工中耳 MER ，在骨科领果[19]。尽管这类生物活性玻璃具有较好的骨结合特性和骨修生产制备要在 1400 °C 高温下进行，耗能大，所得材料的无孔，比表面积小，降解速率较慢，不利于新生组织长入[2

【参考文献】