生物玻璃的定义与特性 生物玻璃（Bioactive Glass, BAG）是一类能与生物体组织形成化学键合、具有生物活性和生物相容性的无机非金属材料。1969 年由美国科学家 Larry L. Hench 首次发明，典型成分为 45S5 配方（45% SiO₂、24.5% Na₂O、24.5% CaO、6% P₂O₅）。 核心特性： 生物活性：能在生理环境中诱导骨组织再生，形成化学键合 生物相容性：无毒、无刺激，与人体组织亲和 可降解性：在体内可逐渐降解，被新生组织替代 骨传导性：为骨细胞生长提供支架，促进骨修复 离子释放：释放 Ca²⁺、Si⁴⁺、PO₄³⁻等活性离子，促进组织再生 

生物玻璃的主要应用行业 

医疗健康领域（最主要应用） 骨科： 骨缺损修复材料（如骨移植替代物） 骨水泥（用于关节置换固定） 脊柱融合器 骨组织工程支架（促进骨再生） 牙科： 牙周病治疗（如 PerioGlas® 倍骼生） 牙槽骨修复 种植牙周围骨增量 龋齿填充材料 根管治疗材料 软组织修复： 皮肤创伤愈合（烧伤、烫伤、糖尿病足） 慢性溃疡治疗 褥疮修复 术后创面护理（如痔疮、宫颈术后） 其他医疗应用： 中耳修复（听小骨替代） 药物载体（控制释放药物） 癌症治疗（局部化疗载体） 抗菌材料（如含银生物玻璃）

生物工程与组织工程 三维细胞培养支架（提供细胞生长微环境） 人工血管构建 软骨组织修复材料 神经组织修复引导材料 3. 环保与工业领域 水处理（重金属离子吸附） 空气净化（有害气体吸附） 食品包装（抗菌、延长保质期） 农业（土壤改良剂、植物生长促进剂） 

那艾仪器喷雾干燥机制备生物玻璃的案例

58S 生物玻璃微球的喷雾干燥制备

材料组成： 58S 生物玻璃（SiO₂-CaO-P₂O₅系统，SiO₂约 58%） 前驱体：正硅酸乙酯 (TEOS)、磷酸三乙酯 (TEP)、硝酸钙四水合物 制备流程： 溶胶制备：将 TEOS、TEP、Ca (NO₃)₂・4H₂O 溶于乙醇，加入催化剂（HCl），室温搅拌 24h 形成均匀溶胶 喷雾干燥： 进风温度：180-200℃ 进料速率：5-10 mL/min 雾化器类型：压力式雾化器 收集干燥微球（粒径 5-50μm） 热处理：800℃煅烧 5h，去除有机物，形成稳定玻璃相 优化要点： 前驱体浓度优选 1.8M，可获最佳球形度 粘结剂优选 5.0wt% PVA（聚乙烯醇），可获最佳生物活性和细胞相容性 微球形貌均一，比表面积达 20-30m²/g，孔隙率可控 应用：骨组织工程支架、药物缓释载体 

可控粒径生物玻璃微球的规模化制备

 创新点：建立完整参数调控体系，实现微球粒径精准控制（<40μm），单分散性好，降解速率可控（通过 Ce 含量调节，延长作用时间 30-100%） 生物相容性优异（细胞存活率 > 95%） 应用： 感染性骨缺损修复（抗菌 + 骨再生双功能） 糖尿病足溃疡治疗（抗氧化 + 促愈合） 烧伤创面修复（抗炎 + 抗菌 + 促组织再生）  

含铈生物玻璃微球的多功能制备

材料设计：在传统 58S 基础上引入铈元素（CeO₂），赋予抗氧化、抗炎、抗菌三重功能 制备工艺： 前驱体溶液：将硝酸铈、TEOS、Ca (NO₃)₂、TEP 按比例 (70SiO₂-(26-x) CaO-4P₂O₅-xCeO₂, x=0,1,5mol%) 溶于乙醇 / 水混合溶剂，添加 PEG（聚乙二醇）作模板剂 喷雾干燥： 温度：190℃（进）/90℃（出） 流量：10mL/min 雾化方式：二流体雾化（压缩空气 + 溶液） 热处理：600℃保温 3h，形成稳定 Ce-BG 微球 性能突破： Ce³⁺/Ce⁴⁺离子对协同作用，抗氧化活性提升 40% 抗菌性能增强（对金黄色葡萄球菌抑制率 > 95%） 降解速率可控（通过 Ce 含量调节，延长作用时间 30-100%） 生物相容性优异（细胞存活率 > 95%）

喷雾干燥法制备生物玻璃的技术优势 高效可控：一步实现溶液到微球的转化，粒径、形貌精准控制 规模化生产：连续操作，产量可达千克级 / 天，适合工业化 成分灵活：可添加多种功能元素（Cu、Ag、Ce 等），拓展材料功能 能耗较低：相比传统熔融法节能 50% 以上，且无需高温 (>1500℃) 条件 绿色环保：可采用水基溶剂，减少有机溶剂使用。

生物玻璃凭借其独特的生物活性和多功能性，已成为现代生物医学材料领域的重要支柱，从骨科到牙科，从创面修复到药物递送，应用前景广阔。喷雾干燥法作为一种高效、可控的制备技术，正逐步取代传统方法，为生物玻璃的规模化生产和功能拓展提供强有力支持。 以上案例展示了喷雾干燥技术在生物玻璃制备中的关键应用，未来随着材料科学和生物医药工程的发展，生物玻璃及其制备技术将持续创新，为人类健康事业带来更多突破。