[发明专利]含铋的硼硅酸盐生物活性玻璃的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种含铋的硼硅酸盐生物活性玻璃的制备方法及其应用，属于生物医用材料领域。通过本发明的制备方法，制备出含铋单质微晶的硼硅酸盐生物活性玻璃，可以有效的提升硼硅酸盐生物活性玻璃的光热效应，同时保留了硼硅酸盐生物活性玻璃的生物活性，在骨肿瘤术后的辅助治疗、黑色素瘤术后的辅助治疗等方面具有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种含铋的硼硅酸盐生物活性玻璃的制备方法及其应用。

背景技术

骨肿瘤是威胁人类身体健康和降低生活质量的严重疾病之一。手术切除是该疾病最常见的治疗手段，但这会造成骨组织的损伤，且难以保证能够彻底清除残留的骨肿瘤细胞。为此，常见的解决方案是在病灶部位注射骨水泥或填埋生物材料以修补骨缺损，同时辅之以化疗、放疗等方法，杀灭残留的骨肿瘤细胞。但是化疗、放疗的全身性毒副作用，往往会加重患者身体和精神方面的额外负担。由此可见，开发一类兼有良好的骨修复、骨重建和安全辅助治疗效果的多功能生物材料具有重要的应用前景。与正常的细胞相比较，肿瘤细胞都有耐热性差、组织血管畸变渗透压大等特点，因此，基于吸收激光照射的能量，随后再转换为热量，使得局部温度升高至可以杀死肿瘤细胞，而又能够保护正常组织细胞的光热疗法，相比于传统的化疗、放疗等方法而言，具有更高的安全性操作方便等特点。

光热疗法使用的激光通常为位于生物窗口808nm的近红外激光。808nm的近红外光，具有较深的穿透深度，能够将能量透过皮肤，传递给光热剂。光热剂的种类有很多，通常需要具备生物相容性，无细胞毒性，良好的光热转换效率等性能。铋是一种人体所需的微量元素，在较低的浓度范围内，铋没有细胞毒性，含铋的光热剂如Bi₂S₃，Bi₂Se₃等纳米半导体颗粒，都具有良好的光热效应和杀死肿瘤细胞效果。但是上述纳米粒子不可降解，增加了潜在的风险性。含铋的锗酸盐玻璃，能够吸收808nm的激光，并且发射出1300nm的红外光，通过猝灭近红外光的发射，将光子能量转换为声子能量，升高局部温度，然而这一过程需要更高的激光功率才能升高到42-45℃，光热转换效率较低。

发明内容

为解决上述问题，提供一种含铋的硼硅酸盐生物活性玻璃的制备方法及其应用，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种含铋的硼硅酸盐生物活性玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，将至少含有Bi₂O₃的制备原料与无水乙醇混合均匀，依次通过球磨和干燥后在高温炉中进行熔制，得到玻璃液，再将玻璃液倒入模具中，冷却至室温，得到硼硅酸盐生物活性玻璃；步骤S2，将硼硅酸盐生物活性玻璃依次进行破碎、球磨、干燥以及过筛，得到尺寸分布为0.5μm-2μm的硼硅酸盐生物活性玻璃粉；步骤S3，在400℃-700℃温度范围内的还原气氛中，对硼硅酸盐生物活性玻璃粉进行60分钟-400分钟的热处理，使硼硅酸盐生物活性玻璃析出铋单质微晶，得到含铋单质微晶的硼硅酸盐生物活性玻璃。

本发明提供的含铋的硼硅酸盐生物活性玻璃的制备方法，还可以具有这样的特征，其中，硼硅酸盐生物活性玻璃包括6mol％Na₂O、8mol％K₂O、8mol％MgO、16mol％CaO、(54-x-y)mol％B₂O₃、2mol％P₂O₅、x mol％SiO₂、6mol％SrO以及y mol％Bi₂O₃，上式中0≤x≤54，0y≤6，0x+y≤54。