纳米级硼酸盐生物活性玻璃是下一代皮肤愈合材料

近日，科学家借助稳态强磁场实验装置，构建了纳米级硼酸盐生物活性玻璃(Nano-HCA@BG)，可有效降低硼酸盐生物玻璃的生物毒性，提高玻璃的生物相容性，并促进硼酸盐生物玻璃对皮肤修复的作用。

中国科学院(CAS)合肥物质科学研究所(HFIPS)王俊峰教授与福州大学张腾教授合作在这项研究中表示，“它有望成为下一代皮肤伤口修复敷料。”相关研究发表在Chemical Engineering Journal。

硼酸盐生物玻璃是以硼元素(B)为玻璃网络基质的玻璃。具有良好的可溶性和降解性，在皮肤组织修复领域具有巨大潜力。但是，它会释放出大量的碱性离子，这些离子的爆炸性释放会改变玻璃材料周围组织的酸碱环境，从而抑制细胞增殖。

此外，微米级硼酸盐生物玻璃在创面与组织接触的有效表面积较小，玻璃表面的离子不利于胶原蛋白的沉积，因此愈合后创面容易形成疤痕。因此，制备一种无生物毒性、生物性能优良的纳米级硼酸盐生物玻璃是亟待解决的问题。

在这项研究中，研究人员首次使用一种特殊的流动相，通过体外熔化法对微米级硼酸盐生物玻璃进行了预处理。他们获得了纳米级(~50nm)硼酸盐生物玻璃(Nano-HCA@BG)，上面覆盖着无定形羟基磷灰石(HCA)层。

在加工过程中，流动相中的离子(PO43-和CO32-)沉积在玻璃表面形成HCA层，有效抑制了剩余玻璃中硼和钙的快速释放，从而减少了生物玻璃本身对细胞的毒性。

此外，HCA作为骨骼中重要的无机成分，具有良好的生物相容性，可加速诱导组织内胶原合成。

体外降解实验、细胞实验和动物实验结果表明，与现有商品化的生物活性玻璃、HCA和微米级硼酸盐生物玻璃相比，纳米HCA@BG缓释硼钙等元素能有效加速伤口愈合。细胞迁移和进一步上调伤口中血管相关生长因子的表达。

此外，玻璃表面的无定形HCA层不仅降低了玻璃的快速释放，而且促进了胶原蛋白在伤口中的沉积，进而促进了伤口的更快愈合。

标签： 纳米级硼酸盐生物活性玻璃