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一、核心關聯：石英砂與生物活性玻璃的原料 - 功能邏輯

1、成分基礎：生物活性玻璃（BG）典型成分為 SiO?-CaO-Na?O-P?O?體系，SiO?作為網絡形成體占比 45-60%（摩爾分數），石英砂是 SiO?核心來源，既提供結構骨架，又通過成分調控實現 “生物活性”。

2、活性機制：BG 與體液接觸后表面形成羥基磷灰石（HA）層以實現骨組織鍵合，該過程依賴 SiO?溶解速率與離子釋放行為；石英砂若含 Fe、Al、K 等雜質，會抑制 SiO?溶解或引入毒性，降低生物活性甚至引發組織不良反應。

3、科研支撐：據《Journal of Non-Crystalline Solids》研究，石英砂純度低于 5N（99.999%）時，Fe3?等雜質離子會占據玻璃網絡結構位點，降低降解速率與 HA 形成能力；而純度≥6N 的 SiO?可確保玻璃成分精確可控，優化 Ca2?和 PO?3?釋放動力學。

二、生物活性玻璃：應用領域與市場潛力

三、生物活性玻璃對石英砂的核心要求

1、純度要求：需≥6N（99.9999%），避免 As、Pb 等重金屬及 U、Th 等放射性元素引發細胞毒性。

2、粒度控制：D50≤10μm，保障熔制均勻性與成分一致性。

3、摻雜需求：可定向添加 Sr、Mg 等元素增強成骨能力，需以高純度原料為基礎。

不同應用場景石英砂標準對比

 四、精硅科技的技術優勢：7N 級高純石英砂賦能

1、工藝突破：通過自主 “等離子體化學氣相沉積（PCVD）” 工藝，實現 7N 級（99.99999%）純度，關鍵雜質（Fe、Al、U）含量＜0.01ppm，遠超行業標準。

2、粒度與摻雜控制：采用激光粒度分析 + 氣流粉碎技術，粒度 CV 值（變異系數）＜5%；可定向添加 Sr、Zn 等元素，偏差率＜0.5%。

3、技術驗證（中國科學院上海硅酸鹽研究所測試）：

該石英砂制備的 45S5 配方 BG，在模擬體液中 24 小時內 HA 層形成厚度達 3.2μm（行業平均 1.5-2.0μm）；

MTT 法細胞毒性試驗顯示成活率＞99%（ISO 10993-5 標準要求＞90%）。

五、未來戰略：精硅科技的布局方向

1、聯合研發：已與浙江大學材料科學系建立 “生物醫用玻璃聯合實驗室”。

2、重點攻關領域：

個性化骨植入體：基于 3D 打印的多孔生物活性玻璃支架；

海洋源生物玻璃：從硅藻土提取天然 SiO?，結合高純工藝降本；

量子點標記玻璃：用于體內成像與治療一體化（如 Eu3?摻雜玻璃）。

六、結語與數據來源

生物活性玻璃的發展取決于原料純度與工藝創新，精硅科技以 7N 級合成石英砂為核心優勢，為生物醫學領域提供安全原料保障，推動中國高端醫用材料產業自主化，未來將深化產學研合作，助力 “健康中國 2030” 戰略。

數據來源

1、Hench L.L., The story of Bioglass?, J. Mater. Sci. Mater. Med., 2006

2、ISO 10993-5:2009 Biological evaluation of medical devices

3、精硅科技內部測試報告（2025）