大學生物陶瓷

A. 張成飛教授《生物陶瓷根管充填糊劑，根管治療變革的推動者》報告

在中華口腔醫學會第二十七屆北京口腔醫學新進展報告會上，香港大學口腔醫學院的張成飛教授傾力呈現了一場關於《生物陶瓷根管充填糊劑：根管治療領域的革新使者》的精彩報告。Sr, Total Seal, Total Heal——這不僅僅是一個口號，而是實證創新的承諾。

根管充填糊劑的新標准：</

• 嚴密填充</，確保根管無遺漏


• X線阻射</，便於後期檢查


• 抗菌特性</，保護口腔健康


• 三維穩定</，為牙齒提供長久支撐


• 無著色</，保持牙色自然


• 低刺激</，善待根尖周組織


• 不溶於組織液</，生物相容性卓越


• 粘接牢固</，確保充填穩定


• 適宜工作時間</，操作流暢無誤

其中，鍶生物陶瓷糊劑</更是脫穎而出：

• 生物相容性優良，可安全融入


• 超充部分能自然吸收，避免過度填充


• 抗菌性強，具有生物活性


• 封閉效果出色，保護根管環境


• 激發骨癒合潛力，減少術後炎症和疼痛

微量元素鍶的獨特作用在於它能促進成骨與血管生成</，同時抑制破骨過程，為治療提供了關鍵支持。

單尖法的優勢在於其技術敏感度低，操作迅速，且能減少根管承受的應力，從而降低長期裂變風險。這種技術的創新性在於，生物陶瓷根管充填糊劑讓單尖法煥發新生</，將原本的技術優勢進一步提升。

與牙本質的粘接力得益於礦物滲透層，其鹼性環境促使牙本質膠原降解，形成利於糊劑深入的多孔結構。臨床實踐顯示，單尖法與傳統熱牙膠相比，成功率和成活率相近，而生物陶瓷糊劑帶來的療效更為可靠。

鍶元素通過抑制炎症因子（如TNF-α, PGE-2）和減少滲出，降低根尖組織壓力，有效減少術後疼痛</，提升患者舒適度。

真實案例揭示了C-Root SP的卓越性能：MB3多根管填充、側枝根管填充，甚至是單尖法和熱牙膠法的充填，均由知名專家程庚主任和尼娜主任成功實踐。C-Root SP 46根管再治療也展示了其在復雜情況下的成功應用。

C-Root SP的使命是為保留自然牙齒而不懈努力</。自上市以來，近兩百萬個根管填充無一失敗，充分證明了其高成功率。選擇C-Root SP，讓根管治療邁向新的高度。

B. 有什麼關於納米生物陶瓷的研究

納米陶瓷是20世紀80年代中期發展起來的先進材料，是由納米級水平顯微結構組成的新型陶瓷材料，它的晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸、缺陷尺寸等都只限於100nm量級的水平。納米結構所具有的小尺寸效應、表面與界面效應使納米陶瓷呈現出與傳統陶瓷顯著不同的獨特性能。納米陶瓷已成為當前材料科學、凝聚態物理研究的前沿熱點領域，是納米科學技術的重要組成部分。
生物陶瓷作為一種生物醫用材料，無毒副作用，與生物組織具有良好的相容性和耐腐蝕性，備受人們的青睞，在臨床上已有廣泛的應用，用於製造人工骨、骨釘、人工齒、牙種植體、骨髓內釘等。目前，生物陶瓷材料的研究已從短期的替代與填充發展成為永久性牢固種植，從生物惰性材料發展到生物活性材料。但是由於常規陶瓷材料中氣孔、缺陷的影響，該材料低溫性能較差，彈性模量遠高於人骨，力學性能不匹配，易發生斷裂破壞，強度和韌性都不能滿足臨床上的要求，致使其應用受到很大的限制。
納米材料的問世，使生物陶瓷材料的生物學性能和力學性能大大提高成為可能。與常規陶瓷材料相比，納米陶瓷中的內在氣孔或缺陷尺寸大大減小，材料不易造成穿晶斷裂，有利於提高固體材料的斷裂韌性。而晶粒的細化又使晶界數量大大增加，有助於晶界間的滑移，使納米陶瓷材料表現出獨特的超塑性。一些材料科學家指出，納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰略途徑。同時，納米材料固有的表面效應使其表面原子存在許多懸空鍵，並且有不飽和性質，具有很高的化學活性。這一特性可以增加該材料的生物活性和成骨誘導能力，實現植入材料在體內早期固定的目的。
美國的科學家研究了納米固體氧化鋁和納米固體磷灰石材料與常規的氧化鋁和磷灰石固體材料在體外模擬實驗中的差異，結果發現，納米固體材料具有更強的細胞吸附和繁殖能力。他們猜測這可能是由於以下原因。
(1)納米固體材料在模擬環境中更易於降解。
(2)晶粒和孔洞尺寸的減小改變了材料的表面粗糙度，增強了類成骨細胞的功能。
(3)納米固體材料的表面親水性更強，細胞更易於在其上吸附。
此外，人們還利用納米微粒顆粒小，比表面積大並有高的擴散速率的特點，將納米陶瓷粉體加入某些已被提出的生物陶瓷材料中，以便提高此類材料的緻密度和韌性，用做骨替代材料，如用納米氧化鋁增韌氧化鋁陶瓷，用納米氧化鋯增韌氧化鋯陶瓷等，已取得了一定的進展。
我國四川大學的科學家將納米類骨磷灰石晶體與聚醯胺高分子製成復合體，並將納米晶體含量調節到與人骨所含的納米晶體比例相同，研製成功納米人工骨。這種納米人工骨是一種高強柔韌的復合仿生生物活性材料。由於這種復合材料具有優異的生物相容性、力學相容性和生物活性，用它製成的納米人工骨不但能與自然骨形成生物鍵合，而且易與人體肌肉和血管牢牢長在一起。並可以誘導軟骨的生成，各種特性幾乎與人骨特性相當。另外他們還構思將納米固體陶瓷材料製造成人工眼球的外殼，使這種人工眼球不僅可以像真眼睛一樣同步移動，也可以通過電脈沖刺激大腦神經，看到精彩世界；理想中的納米生物陶瓷眼球可與眶肌組織達到很好的融合，並可以實現同步移動。
在無機非金屬材料中，磁性納米材料最為引入注目，已成為目前新興生物材料領域的研究熱點。特別是磁性納米顆粒表現出良好的表面效應，比表面激增，官能團密度和選擇吸附能力變大，攜帶葯物或基因的百分數量增加。在物理和生物學意義上，順磁性或超順磁性的納米鐵氧體納米顆粒在外加磁場的作用下，溫度上升至40～45℃，可達到殺死腫瘤的目的。
德國學者報道了含有75％～80％鐵氧化物的超順磁多糖納米粒子(200～400nm)的合成和物理化學性質。將它與納米尺寸的SiO2相互作用，提高了顆粒基體的強度，並進行了納米磁性顆粒在分子生物學中的應用研究，試驗了具有一定比表面的葡萄糖和二氧化硅增強的納米粒子。在卞列方面與工業上可獲得的人造磁珠做了比較：DNA自動提純、蛋白質檢測、分離和提純、生物物料中逆轉錄病毒檢測、內毒素消除和磁性細胞分離等。例如在DNA自動提純中，用濃度為25mg/mL的葡聚糖納米磁粒和SiO2增強的納米粒子懸濁液，達到了＞300ng/μL的DNA型1-2KD的非專門DNA鍵合能力。SiO2增強的葡聚糖納米粒子的應用使背景信號大大減弱。此外，還可以將磁性納米粒子表面塗覆高分子材科後與蛋白質結合，作為葯物載體注入到人體內，在外加磁場2125.03/π(A/m)作用下，通過納米磁性粒子的磁性導向性，使其向病變部位移動，從而達到定向治療的目的：例如10～50nm的Fe3O4磁性粒子表麵包裹甲基丙烯酸，尺寸約為200nm，這種亞微米級的粒子攜帶蛋白、抗體和葯物可以用於癌症的診斷和治療。這種局部治療效果好，副作用少。一前途無量的納米技術。
另外根據TiO2納米微粒在光照條件下具有高氧化還原能力而能分解組成微生物的蛋白質，科學家們進一步將TiO2納米微粒用於癌細胞治療，研究結果表明，紫外光照射10min後，TiO2納米微粒能殺滅全部癌細胞。
其他方面的應用還有一些例子。
20世紀80年代初，人們開始利用納米微粒進行細胞分離，建立了用納米SiO2微粒實現細胞分離的新技術。其基本原理和過程是：先制備SiO2納米微粒，尺寸大小控制在15～20nm。結構一般為非晶態，再將其表麵包覆單分子層。包覆層的選擇主要依據所要分離的細胞種類而定，一般選擇與所要分離細胞有親和作用的物質作為附著層。這種SiO2納米粒子包覆後所形成復合體的尺寸約為30nm；第二步是製取含有多種細胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液，適當控制膠體溶液濃度；第三步是將納米SiO2包覆粒子均勻分散到含有多種細胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中，再通過離心技術，利用密度梯度原理，使所需要的細胞很快分離出來。此方法的優點是：①易形成密度梯度；②易實現納米SiO2粒子與細胞的分離。這是因為納米SiO2微粒是屬於無機玻璃的范疇，性能穩定，一般不與膠體溶液和生物溶液反應，既不會玷污生物細胞，也容易把它們分開。
利用不同抗體對細胞內各種器官和骨骼組織的敏感程度和親和力的顯著差異，選擇抗體種類，將納米金粒子與預先精製的抗體或單克隆抗體混合，制備成多種納米金-抗體復合物。藉助復合粒子分別與細胞內各種器官和骨骼系統結合而形成的復合物，在白光或單色光照射下呈現某種特徵顏色(如10nm的金粒子在光學顯微鏡下呈紅色)，從而給各種組合「貼上」了不同顏色的標簽，因而為提高細胞內組織的解析度提供了一種急需的染色技術。
生物材料應用於人體後，其周圍組織有伴生感染的危險，這將導致材料的失效和手術的失敗，給患者帶來巨大的痛苦。為此，人們開發出一些兼具抗菌性的納米生物材料。如在合成羥基磷灰石納米粉的反應中，將銀、銅等可溶性鹽的水溶液加入反應物中，使抗菌金屬離子進入磷灰石結晶產物中，製得抗菌磷灰石微粉，用於骨缺損的填充和其他方面。
目前已發現多種具有殺菌或抗病毒功能的納米材料。二氧化鈦是一種光催化劑，普通TiO2在有紫外光照射時才有催化作用，但當其粒徑在幾十納米時，只要有可見光照射就有極強的催化作用。研究表明在其表面會產生自由基離子破壞細菌中的蛋白質，從而把細菌殺死，並同時降解由細菌釋放出的有毒復合物。實踐中可通過向產品整體或部件中添迦納米TiO2，再用另一種物質將其固定化，在一定的溫度下自由基離子會緩慢釋放，從而使產品具有殺菌或抗菌功能。例如用TiO2處理過的毛巾，只要有可見光照射，毛巾上的細菌就會被納米TiO2釋放出的自由基離子殺死。TiO2光催化劑適合於直接安放於醫院病房、手術室及生活空間等細菌密集場所。
經過近幾年的發展，納米生物陶瓷材料研究已取得了可喜的成績，但從整體來分析，此領域尚處於起步階段，許多基礎理論和實踐應用還有待於進一步研究。如納米生物陶瓷材料制備技術的研究——如何降低成本使其成為一種平民化的醫用材料；新型納米生物陶瓷材料的開發和利用；如何盡快使功能性納米生物陶瓷材料從展望變為現實，從實驗室走向臨床；大力推進分子納米技術的發展，早日實現在分子水平上構建器械和裝置，用於維護人體健康等，這些工作還有待於材料工作者和醫學工作者的竭誠合作和共同努力才能夠實現。

C. 什麼是納米生物陶瓷材料

納米生物陶瓷材料是一種在納米尺度上具有獨特性能的新型材料。它們由納米級的顯微結構組成，展現出與傳統陶瓷材料截然不同的特性。晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸和缺陷尺寸等均控制在100納米以內，從而賦予了這些材料優異的小尺寸效應和表面與界面效應。
在生物醫學領域，生物陶瓷因其無毒、與生物組織相容性好和耐腐蝕性而備受青睞。它們廣泛應用於人工骨、牙齒、牙種植體等領域。近年來，生物陶瓷材料的研究已從簡單的替代和填充發展到永久性固定，從生物惰性材料發展到具有生物活性的材料。
然而，傳統陶瓷材料的低溫性能差，彈性模量遠高於人骨，導致力學性能不匹配，易發生斷裂。納米技術的出現為提高生物陶瓷的生物學性能和力學性能提供了可能。納米材料中的小尺寸效應和表面效應使得材料的斷裂韌性得到提高，同時晶界數量的增加有助於提高材料的塑性。
科學家們還發現，納米陶瓷材料的表面原子具有懸空鍵和不飽和性質，從而增加了其化學活性。這不僅提高了材料的生物活性，還有助於實現植入材料的早期固定。例如，美國科學家研究發現，納米材料比常規材料更具細胞吸附和繁殖能力。
中國在納米生物陶瓷材料領域也取得了一定進展。四川大學的研究團隊成功研製出納米人工骨，這種材料能與自然骨形成生物鍵合，並與人體肌肉和血管牢固長在一起。此外，他們還計劃將納米生物陶瓷材料用於製造人工眼球，以實現類似真實眼睛的功能。
在無機非金屬材料領域，磁性納米材料尤其引人注目，已成為生物材料領域的研究熱點。磁性納米顆粒表現出良好的表面效應，有助於攜帶葯物或基因，並在外加磁場的作用下實現定向治療。
總體而言，納米生物陶瓷材料的研究與應用正處於快速發展階段。盡管已取得顯著成果，但仍需材料科學家和醫學工作者的共同努力，進一步研究制備技術、開發新型材料，並將功能性納米生物陶瓷材料從實驗室走向臨床。