發(fā)布時間：2021-12-22 18:50

　　與硅基介孔生物玻璃相比,介孔二氧化硅具有可控的結構和尺寸,但是介孔二氧化硅的結構較為穩(wěn)定、生物活性較差�；诠δ茉氐纳飳W效應,采用離子摻雜的方式,構建多功能生物活性材料。圍繞口腔齲齒修復、皮膚組織損傷修復這兩個方面的功能性需求,利用不同功能性離子摻雜和藥物負載,設計不同功能需求的活性材料,研究元素與元素、元素與藥物、元素與元素與藥物不同組合產生的生物學功能,為口腔齲齒修復與皮膚組織再生提供新的潛在的多功能材料。本文的主要研究內容和研究結果分為幾下三個部分:1.通過向介孔二氧化硅結構中引入鈣元素,利用鈣元素與硅元素的生物學效應,制備得到了具有誘導礦化活性的納米介孔生物活性材料——鈣摻雜介孔二氧化硅。利用其介孔孔道負載抗生素鹽酸環(huán)丙沙星,構建具有誘導礦化活性和抗菌性的納米材料,并作為牙科填充樹脂的無機組分。區(qū)別于以往的齒科修復樹脂的無機填料只起到力學增強的效果,生物活性的無機填料增強的齒科修復復合樹脂不僅具有優(yōu)異的力學性能,而且具有抗菌性。此外,對于磨損這種類似口腔咀嚼行為存在“智能響應”,磨損加速了誘導礦化過程,這樣減少了齲齒修復過程中由于邊緣微漏導致的細菌感染和齲齒修復失敗的可能。... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁數】：158 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

Hench教授提出的生物玻璃結合骨組織的12個階段[19]

第1章引言中國科學院上海硅酸鹽研究所博士學位論文5圖1.2硅基生物材料通過釋放硅離子刺激體內、體外內皮（祖）細胞的招募、細胞極化、細胞遷移、血管生成、管狀血管形成和新血管生長[23]。Figure.1.2Silica-basedbiomaterialsthatreleasesilicateions,stimulatingangiogeniceventsinvitroandinvivo,includingendothelial(progenitor)cellhoming,polarization,cellmigration,angiogenesis,tubule-likeformation,andneo-vesselsprouting[23]。1.2.2鈣元素鈣元素是牙齒和骨骼中主要成分羥基磷灰石的重要組成部分，也是所有生物活性材料（生物活性陶瓷和生物活性玻璃）中的重要成分，參與了體外誘導礦化產物羥基磷灰石或者富含碳酸根的羥基磷灰石的形成過程，并在其中起到重要作用。此外，鈣元素可以調節(jié)神經和肌肉的功能，在細胞內作為信號傳遞的信使，可以激活多種酶，調節(jié)細胞代謝過程[25-27]。1.2.3鋅元素1869年，Raulin發(fā)現微量金屬鋅存在于所有活細胞中[28]，在細胞和亞細胞水平上具有多種結構和生化功能，包括酶功能、DNA和RNA代謝、蛋白質合成、基因表達、細胞生長和分化、細胞介導免疫等，是人類健康所必需的微量營養(yǎng)元素[29]，而持續(xù)缺少鋅元素的攝入會造成生物機體死亡，因此需要從日常飲食中攝入和補充鋅元素[30]。已報道的研究結果表明，人體中大約10%的蛋白可以與鋅結合。因而，鋅元素在細胞生長、發(fā)育和分化等多種生物活動中發(fā)揮作用，在蛋白質的催化和結構中發(fā)揮雙重作用，如生長因子、細胞因子、受體、酶和轉錄因子。鋅是300多種酶的主要成分，有證據表明鋅元素與鈣元素類似，在單核細胞、

饕?⒋嬖諫掀げ悖?浯問欽嫫げ悖?吭諂し舸疵嬗?稀?角質細胞存活和抗炎癥方面具有重要的生理學效應。首先，許多鋅相關的分子，例如金屬基質蛋白酶、整合素、堿性磷酸酶和鋅指轉錄因子，都參與皮膚創(chuàng)面愈合的過程。鋅離子可以激活G蛋白偶聯受體（G-protein-coupledreceptor，GPR39），及Gαq、Gα12/13、Gαs信號通路，促進創(chuàng)面愈合。此外，外源性的鋅元素可以促進皮膚內角質細胞的增殖和存活，誘導促炎癥因子TNF-α的產生[30]。鋅元素的缺少不僅影響傷口愈合及免疫反應[29]，而且影響皮膚毛發(fā)、毛囊的修復與再生（圖1.3）[30]。口服含鋅的制劑一直用于治療頭發(fā)相關的疾病，如休止期脫發(fā)或斑禿[31]，并且鋅制劑的補充可以促進毛發(fā)毛囊的生長和色素沉著[32,33]。主要原因可能是，鋅是許多毛囊相關的酶的必要成分，也是角化細胞凋亡機制中內切酶的抑制劑，對于毛發(fā)生物學中DNA的穩(wěn)定和修復具有重要作用[31]。圖1.3皮膚中鋅缺乏的總結。鋅缺乏影響創(chuàng)面愈合過程中角質細胞的增殖、分化和存活（1-2）。鋅缺少會增加角質細胞分泌三磷酸腺苷（ATP）、炎癥因子和iOS/NO（3）。鋅缺乏會誘發(fā)頭發(fā)生長進入休止期和頭發(fā)角質化異常（4-5）[30]。Figure.1.3SummaryofZndeficiencyinskin.Zndeficiencyimpairstheproliferation,differentiation,andsurvivalofKCsaswellasthewoundhealing(1and2).ZndeficiencyincreasestheproductionorsecretionofATP,inflammatorycytokines,andiNOS/NObyKCs(3).Zndeficiencyinducesatelogeneffluviumandanabnormalhairkeratinization(4and5)[30].

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Fe3+和Fe2+對原代培養(yǎng)的成骨細胞增殖、分化和礦化功能的影響（英文）[J]. 張金超,李亞平,劉翠蓮,孫靜,趙燕燕.  無機化學學報. 2009(10)



本文編號：3546905