一、定义
医用口腔用生物玻璃人工骨是一种用于口腔和颌面部骨缺损修复的生物活性材料。它结合了生物玻璃的优良生物活性、骨传导性和生物相容性,能够促进骨组织的再生和修复。这种材料主要用于牙槽嵴增高、颌骨骨折修复、颌骨肿瘤切除后的骨重建以及牙周骨缺损修复等临床场景。
二、组成
医用口腔用生物玻璃人工骨的组成主要包括以下几个部分:
生物玻璃基质
生物玻璃是这种材料的核心成分,通常由以下几种主要氧化物组成:
二氧化硅(SiO₂):是生物玻璃的主要成分之一,赋予材料良好的机械性能和生物相容性。
氧化钙(CaO):有助于生物玻璃与体液中的离子反应,形成羟基磷灰石(HA)层,从而促进骨组织的附着和生长。
氧化钠(Na₂O):降低生物玻璃的熔点,使其更容易加工成型。
磷酸钙(Ca₃(PO₄)₂):提供磷元素,有助于形成与骨组织相似的化学成分。
其他氧化物:如氧化镁(MgO)、氧化铝(Al₂O₃)等,可能根据具体需求添加,以调节材料的性能。
生物玻璃的典型组成(摩尔百分比)可能为:
SiO₂:45% - 60%
CaO:20% - 30%
Na₂O:10% - 20%
P₂O₅:5% - 15%
生物陶瓷或磷酸钙基材料
为了增强材料的机械性能和骨传导性,生物玻璃人工骨中可能添加以下成分:
羟基磷灰石(HA,Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂):是人体骨组织的主要无机成分,具有良好的生物相容性和骨传导性。
β-磷酸三钙(β-TCP,Ca₃(PO₄)₂):具有良好的生物可吸收性和骨诱导性,能够促进骨组织的再生。
其他生物陶瓷材料:如生物活性玻璃陶瓷复合材料,用于进一步提高材料的综合性能。
生物活性添加剂
为了增强材料的骨诱导性和抗菌性能,可能添加以下成分:
生长因子:如骨形态发生蛋白(BMPs)、血管内皮生长因子(VEGF)等,能够促进骨细胞的分化和血管生成。
抗生素:如庆大霉素、阿莫西林等,用于预防术后感染。
其他生物活性分子:如透明质酸、胶原蛋白等,用于改善材料的细胞粘附性和生物相容性。
辅助成分
聚合物基质:如聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)等可降解聚合物,用于调节材料的孔隙率和机械性能。
表面改性剂:如硅烷偶联剂,用于改善生物玻璃与生物陶瓷之间的结合力。
组成特点
生物活性
生物玻璃能够与体液中的离子发生反应,形成羟基磷灰石层,从而促进骨组织的附着和生长。
生物相容性
材料的组成成分均具有良好的生物相容性,不会引起免疫反应或毒性反应。
可吸收性
部分生物玻璃人工骨材料具有可吸收性,能够在骨组织再生过程中逐渐被人体吸收,减少二次手术的风险。
机械性能
通过添加生物陶瓷或磷酸钙基材料,增强了材料的机械强度,能够承受口腔颌面部的咀嚼力。