[上图]图解说明了生物活性玻璃溶解过程中释放的离子如何影响树突细胞，树突细胞是在免疫系统中发挥关键作用的特化细胞。图片来源:埃尔兰根-纽伦堡大学生物材料研究所Katharina Schuhladen
在可能的问题的公告，我们看了玻璃的无数应用中的一些，包括能源而且艺术．和藏在这期的最后是一般观众可能不太熟悉的玻璃的一种应用——生物活性玻璃。
生物活性玻璃是一种生物材料，这意味着它被设计成与生物系统相互作用，以支持、增强或取代受损组织或生物功能。自从1969年Larry Hench发现45S5生物玻璃最初的配方以来，“许多新的成分和其他类型的(生物活性玻璃)已经被提出，以优化身体的反应。评论文章生物活性眼镜的注释。
与大多数金属不同，生物活性玻璃具有生物相容性，这意味着它们不会在活体组织中引起有毒或有害的生理或免疫反应。因此，在某些方面，它们远优于金属，因为它们不会对理应帮助治疗的组织产生不利影响。
虽然生物活性眼镜不会引发有害反应，但它们仍然会引发反应——不然它们为什么能如此有效地帮助身体愈合呢?然而，关于生物活性眼镜如何以及引发什么样的反应仍有很多未知因素，因此更好地了解这些反应有助于我们提高生物活性眼镜的愈合能力，并避免可能的毒性反应。
有一种免疫反应是科学家们还不清楚的，那就是生物活性眼镜是如何影响树突细胞的功能的。
树突状细胞是一种特化的免疫细胞，通过处理抗原(一种毒素或其他外来物质)并将其提交给一种叫做淋巴细胞的白细胞，从而触发免疫反应，在启动初级免疫反应中起着至关重要的作用。
换句话说，树突状细胞向淋巴细胞发出警报，提醒淋巴细胞注意体内的入侵者，然后淋巴细胞发动攻击。欲了解树突状细胞如何启动免疫反应的直观描述，请查看下面的视频。
有几种不同的免疫细胞对抗原发出警报，但树突状细胞被认为是最强大和最有影响力的。因此，如果科学家们能够了解生物活性眼镜是如何影响DC功能的，就可以提供一种在愈合过程中控制身体免疫反应的方法。
在一个新的开放获取的研究德国埃尔兰根-纽伦堡大学和埃尔兰根大学医院的研究人员在体外研究了不同的硼酸盐生物活性眼镜如何影响小鼠的dc。特别是，研究人员专门研究了生物活性玻璃离子溶解产物(IDPs)如何影响DC表型和功能。
当生物活性玻璃被放置在人体内时，生理环境会导致玻璃溶解，引发两件主要事情:
- 在组织表面形成磷灰石层
- 生物活性离子(即IDPs)的释放
特定的idp取决于玻璃的组成，但我们对某些离子的影响了解很多。例如，钙和硅有利于成骨细胞的分化，而硼刺激成纤维细胞和血管生成．硼玻璃被证明在伤口愈合方面特别好，Mo-Sci和密苏里科技大学的合作研究证明了这一点2011年5月而且2013年5月的问题槭树公告．
正如你所看到的，IDP效应是显著的，因此是开始研究生物活性眼镜如何影响dc的一个重要地方。
在这项研究中，研究人员专注于掺杂铜和/或锌的生物活性玻璃。
“主要想法是开发一种适用于伤口愈合应用的生物活性玻璃。”奥尔多Boccaccini埃尔兰根-纽伦堡大学生物材料研究所所长、ACerS研究员在一封电子邮件中说。“因此我们选择了锌，它对伤口愈合非常重要，并且具有一些抗炎和杀菌的特性。此外，我们选择铜，因为铜已被证明可以有效地对抗各种细菌，并提供额外的血管生成特性，这是治疗慢性伤口特别有趣的两个特性。”
不出所料，研究人员还发现了锌和铜的抗菌性能。他们指出，这些影响可以用生物活性玻璃溶解引起的pH值升高来解释，这使环境更加碱性，从而对细菌不利。
更有趣的结果是，研究人员发现了国内流离失所者与dc直接相互作用的方式。
在掺锌生物活性玻璃的情况下，研究人员发现IDPs对直流功能有几种积极的影响。特别是，锌离子增加了某些DC表面标记物的数量，即参与抗原呈递和淋巴细胞活化的分子。结果，研究人员发现这些树突状细胞刺激T细胞(一种淋巴细胞)对抗抗原的能力增加了。
然而，Boccaccini强调，没有掺杂的生物活性眼镜也得到了同样的结果。他说:“应该提到的是，在与含锌和不含锌的生物活性玻璃接触的细胞之间，没有发现统计学上的显著差异(很可能是由于释放的锌量很少，无法检测到)。”
相比之下，Boccaccini说，铜掺杂生物活性玻璃的结果“特别有趣”，因为“免疫反应可以通过改变铜的浓度(因此也可以改变铜的释放)来微调。”
具体来说，高浓度的铜离子降低了某些DC表面标记物的数量，从而降低了DC刺激T细胞增殖的能力。
Boccaccini说:“这提供了几种有趣的可能性，比如主动诱导免疫反应(如1% B3-Cu生物活性玻璃所示)或主动抑制免疫反应(如10% B3-Cu生物活性玻璃所示)。”
除了对树突状细胞和T细胞的影响外，研究人员还发现了一些关于细胞因子的影响的有趣结果，细胞因子是一种广泛而松散的小蛋白质，在细胞信号传递中很重要。掺锌生物活性眼镜增加了某些对健康有害的促炎细胞因子的分泌，而掺铜生物活性眼镜则降低了这种细胞因子的水平。
虽然这项研究首次揭示了生物活性眼镜如何影响树突状细胞和T细胞，但由于研究是在小鼠细胞上进行的，因此结果很难应用于人类伤口治疗。因此，Boccaccini说，研究人员计划用人类细胞重复实验，并进一步研究b淋巴细胞和巨噬细胞(另一种特殊的免疫细胞，像树突状细胞一样，向身体发出抗原警报)上可能存在的生物活性玻璃效应。
“此外，研究我们的离子掺杂生物活性眼镜是否具有抗病毒效果也很有趣，”Boccaccini继续说。“如果这些结果是有希望的，我们还计划在三维体外伤口愈合模型和体内测试我们的生物活性眼镜。”
为了继续这项研究，Boccaccini说，研究人员已经与埃尔兰根大学医院的免疫调制部门建立了合作关系。
这篇开放获取的论文，发表于生物材料科学,是“铜，锌掺杂硼酸盐生物活性玻璃:抗菌效果和体外调节小鼠树突状细胞的剂量依赖性”(DOI: 10.1039 / C9BM01691K)。