一種基于羥基磷灰石的牙科抑菌修復材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及基于羥基磷灰石的牙科抑菌修復材料及其制備方法。它包括羥基磷灰石、以及負載在羥基磷灰石上的聚硅氧烷或聚苯乙烯?聚硅氧烷共聚物、聚乙二醇或含PEG結構的聚合物，其中：聚硅氧烷或聚苯乙烯?聚硅氧烷共聚物質量占羥基磷灰石質量的5％～30％，PEG或含PEG結構的聚合物質量占羥基磷灰石質量的5％～35％。該牙齒生長修復材料機械強度高、生物相容性好，并具有良好的抑菌性。
【專利說明】
-種基于哲基磯灰石的牙科抑菌修復材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于牙科修復材料技術領域，具體設及一種基于徑基憐灰石的牙科抑菌修 復材料及其制備方法，其能較好的抑制口腔細菌的滋生。
【背景技術】
[0002] 口腔是一個充滿各種微生物的環境。每當人體進食時，隨著食物進入口腔中的細 菌會和食物中的糖類發生化學作用，產生腐蝕牙齒的酸性物質。如此W往，牙齒的表面的保 護層就會被運些物質破壞，形成比較脆弱的菌斑，如果繼續惡化下去則會形成牙桐，即蛙 牙。蛙牙在嚴重的情況下，會導致牙齒的壞死和脫落。因此，尋求在缺失牙齒的牙槽里或殘 缺的牙齒表面生長修復具有類牙齒材料的抗菌牙齒材料十分必要。
[0003] 在當前的牙齒生長抗菌修復材料中，專利號為201510525924公開了一種W主要成 分為含銀、銅、巧和憐的憐灰石晶體、氧化鐵和氧化鋒的無機材料用于牙齒抗菌修復材料。 專利號為201510541054公開了一種W甲基丙締酸醋類單體、稀釋劑及環氧體系、引發劑和 抗菌添加劑的用于牙齒抗菌修復樹脂。專利號為200710019127公開一類季錠鹽型抗菌材料 在牙科抗菌修復材料的應用。但是運些材料在材料相容性和抗菌長效性上都有各自的不 足。
【發明內容】
[0004] 本發明專利的目的在于針對上述現有技術不足，提供一種加工工藝穩定、生產成 本低廉、無污染排放、可在常規條件下組織生產的牙齒抑菌修復材料及其制備方法。該牙齒 生長修復材料具有抗菌效果，較常規牙齒生長修復材料的生物相容性和使用壽命也大幅提 升。
[0005] 提供一種基于徑基憐灰石的牙科抑菌材料，它包括徑基憐灰石，W及負載在徑基 憐灰石上的聚硅氧烷或聚苯乙締-聚硅氧烷共聚物、聚乙二醇(PEG)或含PEG結構的聚合物， 其中：聚硅氧烷或聚苯乙締-聚硅氧烷共聚物質量占徑基憐灰石質量的5%~30%，PEG或含 PEG結構的聚合物質量占徑基憐灰石質量的5%~35%。
[0006] 按上述方案，所述聚硅氧烷為
[0007]
η為20~200，
[000引上述結構式中Ri、R2獨立選自-C也或-CH=C也；
[0009]或為-
表示的嵌段中兩種的共聚物；
[0010] 上述結構式中Ri、R2獨立選自-C出或-CH=C出，各嵌段的聚合度為20~200。
[0011] 按上述方案，所述的基于徑基憐灰石的牙科抑菌材料還包括抗菌添加劑，所述的 抗菌添加劑為辣椒素，用量占徑基憐灰石質量的0.01~0.25%。
[0012] 按上述方案，所述含PEG結構的聚合物應包含如下結構，如式1所示：
[0013]
[0014] 式1
[0015] 其中 n>7，
[0016] 按上述方案，所述含PEG結構的聚合物為聚賴氨酸接枝的PEG,甲基丙締酸甲醋接 枝的陽G，十八胺聚氧乙締酸(PEG0)，橫化芳絕接枝的十八胺聚氧乙締酸(PEG0)等。
[0017] 上述基于徑基憐灰石的牙科抑菌材料的制備方法如下：
[0018] 將辣椒素溶解到乙醇溶液中，然后加入PEG或含PEG結構的聚合物，振蕩一段時間 后待辣椒素吸附飽和后取出；
[0019] 將聚硅氧烷或聚苯乙締-聚硅氧烷共聚物，和吸附有辣椒素的PEG或含PEG結構的 聚合物溶解在乙醇溶液中，然后將混合溶液W噴涂或旋涂的方法涂覆在徑基憐灰石表面， 烘干除去溶劑后得到新型牙齒抗菌修復材料。
[0020] 按上述方案，用憐酸Ξ乙醋和硝酸巧為原料經水解合成徑基憐灰石溶液，經過烘 箱烘干后得到徑基憐灰石的固體，然后將其高溫烙融后壓片得到平整片材，高溫烙融溫度 1600-180(TC。
[0021] 按上述方案，所述徑基憐灰石的制備方法:稱取一定量的憐酸Ξ乙醋溶解在無水 乙醇中，配成0.1~2mol/L的溶液，然后緩慢滴加蒸饋水，強烈攬拌使憐酸Ξ乙醋逐漸水解； 稱取一定量硝酸巧溶于無水乙醇，配成0.5~2mol/L的溶液，強烈攬拌至硝酸巧完全溶解； 再將上述兩種溶液混合攬拌1~地，陳化24~40h，放入烘箱烘干溶劑經過高溫固化去除溶 劑后得到徑基憐灰石固體。
[0022] 按上述方案，所述的烘干為真空干燥，真空干燥溫度為80~140°C。
[0023] 本發明的有益效果：
[0024] 本發明制備得到的牙齒修復材料不僅機械強度高、生物相容性好，具有良好的抑 菌性、低毒性且吸附在材料的辣椒素穩定不脫附又具有效用長久性。
[0025] 本發明通過在類牙齒結構的徑基憐灰石表面涂覆聚硅氧烷或聚苯乙締-聚硅氧烷 共聚物、PEG或含PEG結構的聚合物，聚硅氧烷或聚苯乙締-聚硅氧烷共聚物可提高涂料的彈 性，防止抑菌材料和牙銀間相互擠壓損害牙銀W及適當的力學強度使得牙齒不受外界作用 而磨損，PEG或含PEG結構的聚合物能通過水化層的作用有效抑制蛋白質及細菌在表面的粘 附，由此可使材料具有較高的抑菌性能。另外聚硅氧烷具有低表面能、低粗糖度W及低模量 等特性而PEG末端的徑基使得膜表面呈親水性。由此彼此相分離結構的疏水性聚硅氧烷和 親水性PEG聯用使得牙齒表面具有雙親性，既具有親水性又具有疏水性的特點，PEG形成的 水化層使得親油性細菌難W接觸到膜表面，而聚硅氧烷的加入不僅能增加 PEG與表面結合 的附著力，并且其在水環境下又具有脫污性，能進一步使得環境細菌中的細菌更難粘附在 材料表面。進一步地，本發明通過抗菌劑的添加，能更好地排除細菌，而且具有綠色環保、對 人體低毒害的特點，能溶于乙醇等低毒性有機溶劑的特點。
【附圖說明】
[0026] 圖 1 為實例 3 中 sf-PPTA/PS-b-(PDMS-r-PVMS)的紅外光譜圖；
[0027] 圖2為實例1中不同吸附時間的辣椒素吸附質量曲線；
[0028] 圖3為實例2中不同吸附時間的辣椒素吸附質量曲線；
[0029] 圖4為實例3中不同吸附時間的辣椒素吸附質量曲線。從圖2-4中觀察得到當吸附 時間在30min左右時Ξ者基本達到飽和吸附量，并且辣椒素不隨時間的延長而從上面脫附 下來；
[0030] 圖5為實例1中所使用抑菌涂料后和未使用抑菌涂料徑基憐灰石材料表面的掃描 電鏡圖；
[0031] 圖6為實例2中所使用抑菌涂料后和未使用抑菌涂料徑基憐灰石材料表面的掃描 電鏡圖；
[0032] 圖7為實例3中所使用抑菌涂料后和未使用抑菌涂料徑基憐灰石材料表面的掃描 電鏡圖；
[0033] 圖8為實例1中所使用抑菌涂料后的細菌粘附數量-時間的曲線圖。圖中：1未涂覆 抑菌涂料的徑基憐灰石;2實施例1牙齒抑菌修復材料；
[0034] 圖9為實例2中所使用抑菌劑后的細菌粘附數量-時間的曲線圖。圖中：1未涂覆抑 菌涂料的徑基憐灰石;2實施例1牙齒抑菌修復材料；
[0035] 圖10為實例3中所使用抑菌劑后的細菌粘附數量-時間的曲線圖。圖中：1未涂覆抑 菌涂料的徑基憐灰石;2實施例1牙齒抑菌修復材料。
【具體實施方式】
[0036] 運些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。在閱讀了本發明講授 的內容之后，本領域技術人員可W對本發明作各種改動或修改，運些等價形式同樣落于本 申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0037] 實施例1:
[003引 （1)稱取7.6g憐酸Ξ乙醋加入到20血無水乙醇中，將2.5血蒸饋水W10滴/min的速 度緩慢滴加到稀釋液中，強烈攬拌2地，使憐酸Ξ乙醋逐漸水解。稱取23.6g硝酸巧溶于乙醇 溶液中，配制成2mol/L的溶液，強烈攬拌使硝酸巧完全溶解。再把硝酸巧乙醇溶液和已經水 解的憐酸Ξ乙醋混合攬拌地，陳化40h。經過高溫1700°C烙融壓片得到平整片材即徑基憐灰 石基體。
[0039] (2)稱取0.3g的聚乙二醇(PEG)(聚合度為50)加入到25mL溶有0.36mg辣椒素的乙 醇溶液中，振蕩30~60min后，待飽和吸附辣椒素后取出PEG。
[0040] (3)將上述0.3g吸附了辣椒素的PEG分散到lOmL質量分數為10% (共聚物質量約為 0.98g)的PDMS (聚二甲基硅氧烷，聚合度為100)的乙醇溶液中，
[0041] (4)采用噴涂的方法將(3)中的混合溶液涂覆到（1)中得到的3g徑基憐灰石上。放 入溫度為120°C的真空干燥箱里去除溶劑后得到新型牙齒抑菌修復材料。
[0042] 實施例2:
[0043] (1)與實施例1中步驟(1)完全相同。
[0044] (2)稱取1 g的PEG0 (十八胺聚氧乙締酸）加入到50mL溶有1 Omg辣椒素的乙醇溶液 中，振蕩30~60min后，待飽和吸附辣椒素后取出PEG0。
[0045] (3)將上述0.5g吸附有辣椒素的PEG0溶解到15mL質量分數為10%(共聚物質量約 為1.47g)的PDMS-PVMS共聚物（聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙締基硅氧烷的嵌段共聚物，各嵌 段聚合度分別為25和75)乙醇溶液中。
[0046] (4)采用噴涂的方法將(3)中的混合溶液涂覆到（1)中得到的5g徑基憐灰石上。放 入溫度為120°C的真空干燥箱里去除溶劑后得到新型牙齒抑菌修復材料。
[0047] 上述陽G衍生物陽GO的結構式如式2所示：
[004引
[0049]式2，（m+n = 15)
[(K)加]實施例3:
[0051] (1)與實施例1中步驟(1)完全相同。
[0052] (2)稱取0.2g的sf-PPTA(結構式如式3所示）加入到20mL溶有5mg辣椒素的乙醇溶 液中，振蕩30~60min后，待飽和吸附辣椒素后取出sf-PPTA。
[0053] (3)將上述0.2g吸附有辣椒素的sf-PPTA溶解到lOmL質量分數為8% (質量約為 〇.784g)的PS-b-(PDMS-r-PVMS)(聚苯乙締、聚二甲基硅氧烷和聚甲基乙締基硅氧烷Ξ嵌段 共聚物的乙醇溶液中，Ξ種嵌段的聚合度分別為20、70和30。其合成步驟是苯乙締單體引發 聚合生成聚苯乙締嵌段，然后加入六甲基環Ξ硅氧烷單體引發聚合生成聚二甲基硅氧烷嵌 段，接著加入1，3,5-Ξ乙締基-1，3,5-Ξ甲基環Ξ硅氧烷單體引發聚合生成聚甲基乙締基 硅氧烷嵌段，最后用甲醇封端結束聚合反應）。
[0054] (4)采用噴涂的方法將(3)中的混合溶液涂覆到（1)中得到的4g徑基憐灰石上。放 入溫度為120°C的真空干燥箱里去除溶劑后得到新型牙齒抑菌修復材料。
[ο化5]
[0056]式3,（m+n = 15，n'=20~60)
[0化7] 實例1、2、3中陽G、陽GO、sf-PPTA不同吸附時間的辣椒素吸附質量曲線分別見圖2- 4,圖中觀察得到：當吸附時間在30min左右時Ξ者基本達到飽和吸附量，并且辣椒素不隨時 間的延長而從上面脫附下來；
[0058] 實例1、2、3中所使用抑菌劑的細菌粘附數量-時間的曲線見圖8-10。
[0059] 將涂有實例1、2、3所使用的抑菌材料的徑基憐灰石片，放置到培養有細菌的培養 皿里，37°C振蕩24h隔時間段分別取出少量溶液測量細菌溶液光強密度來反映細菌的多少 并記錄實驗結果，得到圖8-10。從圖中可W清楚的看出經過本發明所采用抑菌修復材料能 較好的抑制細菌在徑基憐灰石上的生長;將浸泡24h后的徑基憐灰石取出經過漂洗驚干后 用沈Μ觀察其表面是否粘附有細菌，見圖5-7。另外W未涂覆抑菌涂料的徑基憐灰石修復材 料片做對照。從圖中可W清楚地看到未涂覆抑菌涂料的徑基憐灰石修復材料片有大量棒狀 大腸桿菌粘附在徑基憐灰石材料表面，而本發明所采用的抑菌修復材料表面則沒有細菌的 粘附，說明本材料能較好地抑制細菌在材料表面地粘附與滋生。
【主權項】
1. 一種基于羥基磷灰石的牙科抑菌修復材料，其特征在于:它包括羥基磷灰石、以及羥 基磷灰石上負載的聚硅氧烷或聚苯乙烯-聚硅氧烷共聚物、聚乙二醇或含PEG結構的聚合 物，其中：聚硅氧烷或聚苯乙烯-聚硅氧烷共聚物質量占羥基磷灰石質量的5%~30%，PEG 或含PEG結構的聚合物質量占羥基磷灰石質量的5%~35%。2. 根據權利要求1所述的基于羥基磷灰石的牙科抑菌修復材料，其特征在于:所述聚硅 氧烷為上述結構式中Ri、R2獨立選自-CH3或-CH=CH2， ?-表示的嵌段中兩種的共聚物； 上述結構式中Ri、R2獨立選自-CH3或-CH=CH2,各嵌段的聚合度為20~200。3. 根據權利要求1所述的基于羥基磷灰石的牙科抑菌修復材料，其特征在于:所述的基 于羥基磷灰石的牙科抑菌材料還包括抑菌添加劑，所述的抗菌添加劑為辣椒素，用量占羥 基磷灰石質量的0.01~0.25%。4. 根據權利要求1所述的基于羥基磷灰石的牙科抑菌修復材料，其特征在于：所述含 PEG結構的聚合物鈕含加下結構.加式：1所元，其中n>7。5. 根據權利要求1所述的基于羥基磷灰石的牙科抑菌修復材料，其特征在于：所述含 PEG結構的聚合物為聚賴氨酸接枝的PEG，甲基丙烯酸甲酯接枝的PEG，十八胺聚氧乙烯醚或 磺化芳綸接枝的十八胺聚氧乙烯醚。6. 權利要求1所述的基于羥基磷灰石的牙科抑菌修復材料的制備方法，其特征在于:步 驟如下： 將辣椒素溶解到乙醇溶液中，然后加入PEG或含PEG結構的聚合物，振蕩一段時間后待 辣椒素吸附飽和后取出； 將聚硅氧烷或聚苯乙烯-聚硅氧烷共聚物，和吸附有辣椒素的PEG或含PEG結構的聚合 物溶解在乙醇溶液中，然后將混合溶液以噴涂或旋涂的方法涂覆在以羥基磷灰石為牙齒基
【文檔編號】A61L27/18GK105999401SQ201610583481
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月22日
【發明人】董麗杰, 陳卓, 陳順, 陸志偉, 張揚, 趙廣輝
【申請人】武漢理工大學