中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（Steady High Magnetic Field Facility，简称SHMFF）是国家发改委支持的“十一五”国家重大科技基础设施。SHMFF法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院，共建单位是中国科学技术大学。各项任务以中国科学院强磁场科学中心为依托... 更多简介 +
近日，中科院合肥研究院强磁场科学中心磁共振生命科学部王俊峰研究员和福州大学张腾教授合作，依托稳态强磁场实验装置在硼酸盐生物玻璃的缓释释放和表面改性后对伤口修复的研究中取得新进展，相关成果以“Nanosized HCA-coated borate bioactive glass with improved wound healing effects on rodent model”为题发表在Chemical Engineering Journal 国际期刊上。
皮肤是人体面积最大的重要器官之一，各种皮肤的损伤不仅影响人体的生理功能甚至危及生命安全，目前皮肤组织修复领域成为了生物医学研究的热点。硼酸盐生物玻璃是以B元素为玻璃网络基体，能够实现特定生理功能的玻璃，具有良好的可掺杂性和可降解性，在皮肤组织修复领域展现出巨大潜力。硼酸盐生物玻璃发挥生理功能的机制是组分中的B，Ca等元素，经过新陈代谢会被释放到体液中，这些元素可刺激血管生成进而促进伤口愈合。然而，硼酸盐生物玻璃仍存在一些问题：首先，硼酸盐生物玻璃在模拟体液(SBF)中降解会释放出大量的碱性离子，这些离子的爆发性释放会改变玻璃材料周围组织的pH值，从而抑制细胞增殖。另外，微米级硼酸盐生物玻璃在伤口处与组织接触的有效比表面积小，且玻璃表面形成的B(OH)3或B(OH)4-不利于胶原蛋白的沉积，从而愈合后的伤口处容易形成疤痕。因此制备一种无生物毒性且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。
在本研究中，作者创新性地采用流动相对熔融法制备微米级硼酸盐生物玻璃进行体外预处理，最终得到纳米级（～50nm），表面覆盖非晶态HCA（Hydroxy- Carbonated Apatite）层的硼酸盐生物玻璃（Nano-HCA@BG）。在处理过程中，流动相中的PO43-和CO32-会在玻璃的表面沉积，形成无定形HCA层，有效抑制剩余玻璃中B，Ca元素的快速释放，从而降低了玻璃本身对细胞的生物毒性。另外，HCA是骨骼中重要的无机成分，具有良好的生物兼容性，可以加速诱导组织中胶原蛋白的合成。经过体外降解实验，细胞实验以及动物实验的结果表明，相比45S5?，Hydroxyapatite和微米级的硼酸盐生物玻璃，nano-HCA@BG缓释的B，Ca等元素不仅有效加速伤口处细胞的迁移，而且上调了伤口处的血管相关生长因子的表达。此外玻璃表面的非晶态HCA层不仅降低了玻璃的快速释放，还可以促进伤口处胶原蛋白的沉积，进而更加快速促进伤口的愈合。综上，新型的nano-HCA@BG生物玻璃不仅大大降低了硼酸盐生物玻璃的生物毒性，提高了玻璃的生物兼容性，并且显著促进了硼酸盐生物玻璃对皮肤修复的效果，有望成为下一代皮肤伤口修复敷料。
博士生陈瑞果为文章的第一作者，强磁场科学中心王俊峰研究员、马坤助理研究员以及福州大学张腾教授为文章的共同通讯作者。该项研究获得国家自然科学基金和科技部重大专项的支持。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721018854
小鼠皮肤缺损模型的创面愈合过程。(A)不同对照组与Nano-HCA@BG的第0、1、3、5、7天小鼠皮肤伤口愈合图像（照片中标尺的单位尺度为1mm），(B)对应的小鼠伤口愈合率的统计结果
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