中國粉體網(wǎng)訊  生物陶瓷材料用于修復(fù)人體硬組織歷史悠久，從生物惰性材料（如氧化鋁和氧化鋯等）發(fā)展到既具有生物活性又可降解的生物材料（如磷酸鹽和硅酸鹽生物陶瓷、硅基生物玻璃等），其生理功能要求不再是簡單的組織填充替代物，而是能誘導(dǎo)組織再生、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和功能分化的組織工程材料。越來越多證據(jù)表明，特定生物活性陶瓷材料具有促進(jìn)軟/硬組織特異性細(xì)胞再生活性的作用，被廣泛應(yīng)用于骨骼、牙齒和皮膚的組織缺損修復(fù)。然而，實際臨床上存在許多特殊的組織損傷，如骨腫瘤或皮膚癌組織手術(shù)切除后的組織缺損，需要在修復(fù)組織缺損之前先清除殘留的腫瘤細(xì)胞以免腫瘤復(fù)發(fā)。

為實現(xiàn)腫瘤治療和組織再生的雙重功能，前期研究通過將生物活性陶瓷與具有腫瘤治療功能的光熱試劑復(fù)合，制備出光熱功能化生物活性陶瓷材料。盡管這是一種有效的策略，但光熱納米試劑在體內(nèi)的長期安全性尚待考察。因此，如何在不引入外來添加劑的條件下，實現(xiàn)生物活性陶瓷材料本身的組織再生和腫瘤等疾病治療功能一體化尤為重要。

近日，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所吳成鐵研究員與常江研究員帶領(lǐng)的研究團隊在多功能黑色生物活性陶瓷材料研究方面取得重要進(jìn)展。該研究團隊通過對傳統(tǒng)的白色生物活性陶瓷材料（硅酸鹽和磷酸鹽等）進(jìn)行熱還原處理，研制出新一代“黑色生物活性陶瓷”，將傳統(tǒng)生物活性陶瓷材料的應(yīng)用領(lǐng)域從組織再生拓展到腫瘤等疾病治療。該研究成果以“Black Bioceramics：Combining Regeneration with Therapy”為題發(fā)表在著名材料期刊Advanced Materials上(Adv. Mater., 2020, 2005140)，并申請專利一項。論文第一作者為上海硅酸鹽所已畢業(yè)的博士王小成，指導(dǎo)教師為吳成鐵研究員。

該團隊采用鎂熱還原法，將傳統(tǒng)的白色生物活性陶瓷粉進(jìn)行熱還原處理，制備出一系列黑色生物活性陶瓷材料，包括硅酸鹽（即CaSiO3，MgSiO3）和磷酸鹽（即Ca3(PO4)2、Ca5(PO4)3(OH)）兩種體系的生物活性陶瓷。與傳統(tǒng)白色生物陶瓷相比，黑色生物陶瓷材料的晶體內(nèi)部存在大量的氧空位和結(jié)構(gòu)缺陷，其降解性能得到明顯改善，對于成骨細(xì)胞和皮膚細(xì)胞的粘附、鋪展、增殖、遷移和分化等細(xì)胞生物活性有更好的促進(jìn)作用。在慢性皮膚創(chuàng)傷及大塊骨缺損修復(fù)動物實驗中，黑色生物陶瓷對于皮膚和骨組織修復(fù)效果明顯優(yōu)于白色陶瓷，表現(xiàn)出顯著的促進(jìn)軟/硬組織多功能再生活性。此外，在低功率的近紅外光照射下，黑色生物活性陶瓷材料表現(xiàn)出明顯的光熱升溫效果，可導(dǎo)致材料周圍的腫瘤細(xì)胞死亡，在體內(nèi)實驗中成功抑制皮膚癌和骨腫瘤的增長，具有優(yōu)異的光熱抗腫瘤效果。綜上所述，黑色生物活性陶瓷材料兼具促進(jìn)多種組織再生活性及腫瘤治療等多功能特性，該研究成功將生物活性陶瓷的應(yīng)用范圍由組織再生拓展到腫瘤治療，有力推動了生物陶瓷的學(xué)科發(fā)展和臨床應(yīng)用。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/Betty）

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