氮气煅烧氛围对45S5生物活性玻璃合成特性及生物活性的调控机制研究

本文系统研究了煅烧氛围（空气BG-A vs 氮气BG-N）对45S5生物活性玻璃性能的影响。研究发现氮气煅烧显著提升硅钙钠石相含量（22.3% vs 5.4%），增强Si-O-P键强度，降低降解率（35.64% vs 61.91%），并促进羟基磷灰石（HCA）形成和细胞增殖（180%）。该研究为开发具有优异稳定性、生物活性和生物相容性的骨修复材料提供了新思路。

　　

Highlight亮点

本研究揭示了氮气煅烧氛围（BG-N）可显著提升45S5生物活性玻璃的硅钙钠石相含量（22.3% vs 5.4%），通过增强Si-O-P键合和优化表面化学性质，实现更优异的生物活性、蛋白吸附能力（927 μg vs 892 μg）和细胞响应（增殖率达180%）。

Materials and Methods材料与方法

采用溶胶-凝胶法制备45S5生物活性玻璃：将14 ml双蒸水与7.2 ml乙醇[Hymen]混合搅拌20分钟，加入25 ml正硅酸乙酯（TEOS）[Sigma Aldrich]继续搅拌，缓慢加入3.6 ml硝酸（HNO₃）[Merck]作为催化剂。后续通过不同煅烧氛围（空气/氮气）处理获得BG-A和BG-N样品。

Thermal Analysis of BG热分析

热重-差热分析（TGA-DTA）显示生物活性玻璃在煅烧前经历三个失重阶段：40-150°C去除物理吸附水，150-400°C分解有机物，400-800°C完成硅氧网络重构。氮气煅烧样品表现出更稳定的热行为特征。

Conclusion结论

通过溶胶-凝胶法结合不同煅烧氛围（空气BG-A/氮气BG-N）成功制备45S5生物活性玻璃。氮气煅烧有效抑制氧化反应，保持理想化学状态，使BG-N展现出更优异的生物活性、稳定性和生物相容性，为骨组织工程材料开发提供新策略。