双离子掺杂介孔生物活性玻璃的稳定性和多功能生物医学性能研究：抗菌、抗氧化与骨再生协同效应

本研究针对单一Ce掺杂介孔生物活性玻璃(MBGs)抗菌性能不足的问题，通过引入Cu、Ag、Zn等治疗性无机离子(TIIs)构建双离子掺杂体系。采用溶胶-凝胶蒸发诱导自组装(EISA)法制备材料，证实Ce/Cu和Ce/Ag组合在保持生物活性（羟基磷灰石形成能力）的同时显著提升抗菌（对E. coli和S. aureus等）和抗氧化（类SOD/CAT活性）性能，并通过负载栗子多酚(poly)进一步强化功能，为组织再生与药物递送系统(DDS)提供新型候选材料。

　　

在生物医学材料领域，介孔生物活性玻璃(MBGs)因其独特的组织整合能力和可控降解性备受关注。然而，单一Ce掺杂的MBGs虽具有抗氧化和促再生特性，其抗菌效果却存在争议——部分研究认为其抗菌作用仅源于材料溶解导致的pH变化，而非Ce离子直接作用。这一局限性严重制约了其在感染高风险环境（如骨科植入）中的应用。为此，来自中国的研究团队在《Surfaces and Interfaces》发表创新研究，通过引入第二治疗性无机离子(TIIs)构建多功能MBGs体系。

研究采用溶胶-凝胶蒸发诱导自组装(EISA)技术制备系列双离子掺杂MBGs，通过X射线粉末衍射(XRPD)、扫描电镜(SEM)和比表面积分析(BET)验证材料结构特征，在模拟体液(SBF)中评估羟基磷灰石形成能力，并采用标准抗菌实验（针对E. coli等四种病原菌）和抗氧化酶模拟实验（类SOD/CAT活性）评价功能特性。

MBGs制备与表征技术
通过调整Ce(NO₃)₃、Cu(NO₃)₂等前驱体比例，成功合成总掺杂量3.6-5.3 mol%的MBGs。XRPD显示Cu/Ag掺杂样品分别出现CuO(JCPDS 00-005-0661)和Ag(JCPDS 00-004-0783)的特征峰，而SEM证实Cu掺杂未改变颗粒形貌。

XRPD和SEM分析
Ce/Cu系列中，MBG5.3-Cu的CuO结晶峰强度更高；Ce/Ag系列因Ag结晶问题需将总掺杂量降至2.6 mol%。值得注意的是，Zn掺杂显著抑制羟基磷灰石形成，而Cu/Ag掺杂样品在SBF中保持优异生物活性。

抗菌与抗氧化性能
Cu表现出比Ag更强的抗菌效果，对革兰氏阳性/阴性菌均产生明显抑菌圈。抗氧化实验中，Ce/Cu组合通过模拟超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的双重机制清除自由基。负载栗子多酚(poly)后，材料抗氧化性能进一步提升。

结论与意义
该研究首次系统比较了Cu/Ag/Zn作为第二掺杂离子对MBGs-Ce的多功能调控作用：

1. 突破性发现Cu与Ce的协同效应——在3.6 mol%掺杂量下同时实现抗菌、抗氧化和促骨再生三重功能；
2. 揭示Ag掺杂需精确控制浓度（≤2.6 mol%）以避免结晶析出；
3. 开创性采用天然多酚功能化策略，为开发兼具"杀菌-抗炎-促再生"特性的智能植入材料奠定基础。这项工作不仅解决了单一Ce-MBGs临床应用的关键瓶颈，更为设计下一代组织工程材料提供了离子组合优化范式。