综述：介孔生物活性玻璃陶瓷中嵌入治疗性纳米颗粒的生物医学应用综述

这篇综述系统阐述了治疗性离子（如Sr2+ 、Ag+ 、Cu2+ 等）掺杂介孔生物活性玻璃陶瓷（MBGs）的合成策略与生物医学应用，重点探讨了其增强的骨再生、抗菌及抗氧化功能，为下一代多功能生物材料的设计提供了理论依据。

　　

介孔生物活性玻璃陶瓷的离子掺杂革命

Abstract
生物活性玻璃陶瓷（BGCs）因其卓越的生物相容性和生物活性成为组织工程和再生医学的研究热点。通过掺杂锶（Sr）、银（Ag）、铜（Cu）等治疗性离子，BGCs的功能性得到显著提升——Sr²⁺
促进成骨细胞增殖，Ag⁺
和Cu²⁺
赋予广谱抗菌性，而铈（Ce³⁺
/Ce⁴⁺
）和镓（Ga³⁺
）则通过清除活性氧（ROS）调控炎症反应。这些离子从MBGs中的可控释放实现了局部长效治疗，同时规避全身毒性。

Introduction
传统生物活性玻璃（BG）由Hen³⁺
于1969年提出，其45S5配方（45SiO₂
-24.5Na₂
O-24.5CaO-6P₂
O₅
）通过形成羟基磷灰石（HAp）层与骨组织键合。MBGs作为第三代生物陶瓷，凭借2-50 nm的规则介孔结构、超高比表面积（>300 m²
/g）和开放孔道网络，将生物活性提升至新高度。溶胶-凝胶法结合模板剂（如Pluronic F127）的蒸发诱导自组装（EISA）工艺，可精准调控MBGs的介观结构。

离子掺杂的协同效应

• 硼（B³⁺
  ）：加速玻璃降解并促进血管生成，5 mol% B₂
  O₃
  掺杂的MBGs使HAp形成时间缩短50%。
• 银（Ag⁺
  ）：1 mol% Ag₂
  O即可杀灭99%金黄色葡萄球菌（S. aureus），但浓度>5 mol%时引发细胞毒性。
• 铜锌共掺杂：Cu²⁺
  /Zn²⁺
  （2 mol%）组合同时刺激VEGF分泌和碱性磷酸酶（ALP）活性，实现骨修复与血管化的双赢。

临床转化挑战
尽管MBGs在动物模型中展现出12周内修复骨缺损的能力，但离子释放动力学与局部pH的平衡仍需优化。例如，Ga³⁺
在生理环境下释放缓慢可能限制其抗菌效果，而Ce³⁺
的抗氧化作用需依赖其氧化还原循环（Ce³⁺
?Ce⁴⁺
）。未来研究应聚焦于个性化离子组合设计，以满足感染性骨缺损、糖尿病溃疡等复杂临床需求。

Conclusion
治疗性离子掺杂的MBGs正从“单一功能”向“抗菌-促愈-抗炎”一体化材料演进。通过精准调控介孔结构与离子价态，这类材料有望突破现有生物陶瓷的局限，成为再生医学的颠覆性解决方案。