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纳米铜离子在骨缺损修复中的应用潜能
2018-01-19 16:20:53 | 【 【打印】【关闭】

  研究人员已经合成了含纳米铜粒子的生物玻璃,通过抑制细菌感染提供骨骼新的生长条件来促进骨修复。

  常规治疗对骨质疏松症或骨折等创伤引起的骨缺损可能是无效的,特别是在有感染的情况下。但是研究小组的Chiara Vitale-Brovarone,Sonia Fiorilli和Torino Politecnico di Torino的同事——帕维亚大学的Livia Visai和马德里康普坦辛大学的Maria Vallet-Regí通过研究表明,他们所共同研究制备的介孔生物活性玻璃(MBG)纳米粒子在治疗骨缺损中发挥着极其重要的作用。

  Copper-MBG不仅能够通过骨刺激促进骨骼生长,而且还具有抗菌作用,并可促进血管形成。

  研究人员使用超声波辅助溶胶 - 凝胶法,依靠模板剂,在生物活性玻璃中重新组装规则的纳米孔排列结构。

  Vitale-Brovarone说:“这是首次使用模板溶胶 - 凝胶法制备含有铜离子的MBG纳米颗粒的研究。”

  直径约200nm的均匀球形纳米颗粒和直径约2.6nm的纳米孔具有非常高的比表面积(超过500m2/g)。因此在实验过程中,通过改变铜含量和玻璃组成成分,可以扩大比表面积和缩小纳米孔尺寸,进而调整和优化铜离子的释放以及因此产生的生物响应。

  Vitale-Brovarone说:“Copper-MBG纳米颗粒及其离子溶解提取物对三种不同的细菌菌株表现出优良的抗菌作用,即大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,表皮葡萄球菌,以及抑制和分散细菌产生的生物膜等。”

  抗生素并不能够抑制定居于医疗器械并引起持续感染的生物膜。因此,具有抵制生物膜能力的MBG纳米颗粒在科学研究中显得特别迷人。

  “与基于MBGs的支架相比,后者应用于中大孔结构会导致机械性能差等的限制。但MBG纳米颗粒应用是广泛的,其特征在于多功能生物学特性和药物加载能力。”Vitale-Brovarone指出。

  MBG纳米颗粒可以用刺激响应剂包被,并直接递送到损伤部位或感染部位。或者,纳米颗粒可以分散在有机基质中并植入体内,以产生诱导骨重建的复合材料,复合材料主要由胶原组成。

  研究人员认为,纳米颗粒提供了一种比较容易实现的方法,来预防感染和刺激骨骼再生。也可以将不同的离子引入MBG混合物中,以改善骨刺激并降低与骨质疏松相关的破骨细胞的活性。

  Fiorilli说:“主要的挑战是对离子释放动力学的完全调整,这应该符合临床需要(交货时间,浓度,时间等等)。

  研究人员正在开发一种用于骨和伤口的完整医疗器械1和骨质疏松症2。

 

  来源: http://www.matinfo.com.cn/mat2005/shangcheng/dongtai_nr.asp?id=81689

 
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