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精硅科技生物活性玻璃新材料領域布局整理：高純石英砂技術關聯(lián)與應用前景

精硅科技 2025-08-30 | 閱讀：362

一、核心關聯(lián)：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(wǎng)絡形成體占比 45-60%（摩爾分數(shù)），石英砂是 SiO?核心來源，既提供結(jié)構(gòu)骨架，又通過成分調(diào)控實現(xiàn) “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(xiàn)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(zhì)，會抑制 SiO?溶解或引入毒性，降低生物活性甚至引發(fā)組織不良反應。

3、科研支撐：據(jù)《Journal of Non-Crystalline Solids》研究，石英砂純度低于 5N（99.999%）時，Fe3?等雜質(zhì)離子會占據(jù)玻璃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)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(yōu)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(fā)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。

圖片4.png

不同應用場景石英砂標準對比

四、精硅科技的技術優(yōu)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(xiàn) 7N 級（99.99999%）純度，關鍵雜質(zhì)（Fe、Al、U）含量＜0.01ppm，遠超行業(yè)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(shù)）＜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(nèi) HA 層形成厚度達 3.2μm（行業(yè)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%）。

圖片5.png

五、未來戰(zhàn)略：精硅科技的布局方向

1、聯(lián)合研發(fā)：已與浙江大學材料科學系建立 “生物醫(yī)用玻璃聯(lián)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(jié)合高純工藝降本；

量子點標記玻璃：用于體內(nèi)成像與治療一體化（如 Eu3?摻雜玻璃）。

六、結(jié)語與數(shù)據(jù)來源

生物活性玻璃的發(fā)展取決于原料純度與工藝創(chuàng)新，精硅科技以 7N 級合成石英砂為核心優(yōu)勢，為生物醫(yī)學領域提供安全原料保障，推動中國高端醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)自主化，未來將深化產(chǎn)學研合作，助力 “健康中國 2030” 戰(zhàn)略。