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可高效修復(fù)皮膚損傷的“新型玻璃”問世

2021年07月08日17:03 | 來源:光明日?qǐng)?bào)
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原標(biāo)題:可高效修復(fù)皮膚損傷的“新型玻璃”問世

  近日,中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)中心研究員王俊峰和福州大學(xué)教授張騰合作,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。該生物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)成果發(fā)表于國(guó)際期刊《化學(xué)工程雜志》。

  皮膚是人體面積最大的重要器官之一,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,硼酸鹽生物玻璃仍存在一些問題,“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)改變玻璃材料周圍組織的酸堿環(huán)境,從而抑制細(xì)胞增殖!蓖蹩》褰榻B說,“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!币虼酥苽湟环N無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題。

  研究團(tuán)隊(duì)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)HCA(羥基檸檬酸)層的硼酸鹽生物玻璃。在處理過程中,流動(dòng)相中的離子會(huì)在玻璃的表面沉積,形成無定形HCA層,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。另外,HCA是骨骼中重要的無機(jī)成分,具有良好的生物兼容性,可以加速誘導(dǎo)組織中膠原蛋白的合成。研究表明,該生物玻璃表面的非晶態(tài)HCA層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。

(責(zé)編:嚴(yán)遠(yuǎn)、軒召強(qiáng))

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