一种改性羟基磷灰石及其制备方法与用途

一种改性羟基磷灰石及其制备方法与用途
【专利摘要】本发明属于生物医药和日用品【技术领域】，具体涉及一种改性羟基磷灰石及其制备方法与在制备具有改善牙龈炎症作用的羟基磷灰石-壳聚糖复合凝胶中的用途。由本发明改性羟基磷灰石制备的牙膏对牙龈炎所致的牙龈红肿及牙龈出血症状有较好的改善效果，对口腔异味有一定的缓解作用，无明显不良反应，对口腔黏膜溃疡也具有一定的改善和治疗作用。
【专利说明】一种改性羟基磷灰石及其制备方法与用途

【技术领域】
[0001] 本发明属于生物医药和日用品【技术领域】，具体涉及一种改性羟基磷灰石及其制备 方法与在制备具有改善牙龈炎症作用的羟基磷灰石-壳聚糖复合凝胶中的用途。

【背景技术】
[0002] 脊椎动物硬组织（如骨骼和牙齿）是一种由有机和无机纳米杂化体所组成的复合 物，其中无机物主要为纳米级轻基磷灰石[Ca1(l (P04) 6 (0H) 2,Hydroxyapatite,简称HA]，人的 牙釉质中羟基磷灰石的含量在95%以上。人工合成的羟基磷灰石由于具有优良的生物相 容性，对新骨生长有一定的诱导作用，从而在众多的人工合成骨替代物中脱颖而出，倍受瞩 目。此外，羟基磷灰石对口腔保健具有一定的再矿化、脱敏以及美白等作用，应用于牙膏已 经有很多报道，在日本、欧美等国家已经有产品投放市场。
[0003] 单纯的HA存在高结晶度不易生物降解、吸附和再矿化作用较慢等不足，在医疗实 践中，磷酸钙基材料在溶解速率、生物活性以及涂层与基体之间的结合强度方面还存在着 一些问题，严重影响着植入体的长期稳定性。为了研制和探索更适合于临床应用的骨修复 和口腔保健材料，改进羟基磷灰石的性能已成为研究的一个热点。从20世纪80年代以来， 许多研究从羟基磷灰石分子结构及仿生学等角度出发，以人工合成的羟基磷灰石为基体， 采用离子置换、有机或无机材料掺杂、复合等方法，对羟基磷灰石的物理机械性能、表面和 整体生物活性进行了改进。然而，人工合成的羟基磷灰石用于硬组织置换和口腔保健还存 在一些不足，如物理机械性能不理想、脆性大、骨诱导作用弱等问题。从仿生学角度出发， 要求保持骨替代物中HA呈纳米状态，以尽可能避免HA颗粒发生团聚，所以传统使用的陶瓷 烧结体中的HA颗粒由于结晶度高，一般均在微米以上尺寸，与天然骨磷灰石的尺寸相去甚 远，使得应用受到限制，因此在制备骨修复材料时一般只能选择HA非烧结体或HA浆料。但 是随之而来的问题是，HA制品只有通过烧结才能获得较好的力学性能，单纯的HA粉体或浆 料存在成形困难、承受外力和液体冲刷的能力极差，以及不能用作承重骨组织的修复材料 等诸多问题。
[0004] 在人体骨骼中，除了磷酸钙基物质外，还有许多种类的微量元素，如Mg 2+、Mn2+、 Zn2+、Na+等。这些离子由于和参与新陈代谢的200多种生物酶直接相关而在人体中起到十 分重要的作用。因此，基于仿生原理对羟基磷灰石分子结构进行改进已成为研究的热点。


【发明内容】

[0005] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种更适合于临床口腔保健应用的改性羟 基磷灰石，并进一步公开了其制备方法与用途。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：
[0007] 本发明一种改性羟基磷灰石，所述改性羟基磷灰石为羟基磷灰石掺杂Al3+、Na+、K+ 和Mg2+进行深度矿化的复合体。
[0008] 本发明上述改性羟基磷灰石，由如下原料制备：羟基磷灰石100-300重量份，氢氧 化铝1-5重量份，氯化钠20-70重量份，氯化钾2-10重量份，氯化镁20-70重量份。
[0009] 本发明上述改性羟基磷灰石，由如下原料制备：羟基磷灰石200重量份，氢氧化铝 2重量份，氯化钠45重量份，氯化钾6重量份，氯化镁45重量份。
[0010] 本发明上述改性羟基磷灰石的制备方法，包括如下步骤：
[0011] (1)称取选定重量份的羟基磷灰石、氢氧化铝，加入浓硝酸，搅拌使至完全溶解，得 A液；
[0012] (2)称取选定重量份的氯化钠、氯化钾、氯化镁，加水搅拌至完全溶解，过滤得B 液；
[0013] (3)将所述A液和B液混合，并调节pH值为彡10,得到白色悬浊液；
[0014] (4)将所述悬浊液搅拌完全，并于室温下静置陈化，过滤并取沉淀物洗涤至滤液为 中性，烘干，即得。
[0015] 本发明上述改性羟基磷灰石的制备方法，所述步骤（3)中，采用5% -25%的氢氧 化钠溶液调节pH值> 10。
[0016] 本发明上述改性羟基磷灰石的制备方法，所述步骤（1)中，所述浓硝酸的质量浓 度为65-70 %，并优选68 %;所述浓硝酸的加入量与所述羟基磷灰石和氢氧化铝总量的重量 比为2-4 :1。
[0017] 本发明上述改性羟基磷灰石的制备方法，所述步骤（2)中，所述水的加入量与所 述的氯化钠、氯化钾和氯化镁总量的重量比为2-5 :1。
[0018] 本发明上述改性羟基磷灰石的制备方法，所述步骤（4)中，将所述白色悬浊液于 20-50rpm持续搅拌2-6小时至搅拌完全，所述静置陈化步骤的时间为12-48小时。
[0019] 本发明上述改性羟基磷灰石的制备方法，所述步骤（4)中，还包括将烘干后的所 述改性羟基磷灰石研成粒径为200-400目的步骤。
[0020] 本发明上述改性羟基磷灰石在制备具有改善牙龈炎症作用的羟基磷灰石-壳聚 糖复合凝胶中的用途。
[0021] 本发明所述改性羟基磷灰石以羟基磷灰石掺杂Al3+、Na+、K+和Mg2+制得，基于仿生 原理对羟基磷灰石分子结构进行改进，在保持羟基磷灰石性质的基础上，由于添加了可以 直接影响骨骼的钙化过程的Mg2+，有助于影响甚至控制着新生骨中矿物质的晶化及形成过 程，合成的改性羟基磷灰石材料的生物活性有着重要的医学价值。以所述改性羟基磷灰石 制备的凝胶剂牙膏对牙龈炎所致的牙龈红肿及牙龈出血症状有较好的改善效果，对口腔异 味有一定的缓解作用，无明显不良反应，对口腔黏膜溃疡也具有一定的改善和治疗作用。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
[0023] 图1为实验例1中实验组与对照组牙周各项指数基线水平的比较；
[0024] 图2为实验例1中实验组与对照组PLI的比较，* :与基线比较，P < 0. 05 :与2 周比较，P < 0. 05 ;◎:与对照组比较，P < 0. 05 ;
[0025]图3为实验例1中实验组与对照组BI的比较，* :与基线比较，P < 0. 05 :与2 周比较，P < 0. 05 ;◎:与对照组比较，P < 0. 05 ;
[0026] 图4为实验例1中实验组与对照组GI的比较，*:与基线比较，P < 0. 05 ;#，与2 周比较，P < 0. 05 ;◎:与对照组比较，P < 0. 05。
[0027] 实验例
[0028] 实验例1
[0029] 含羟基磷灰石-壳聚糖复合凝胶功效因子牙膏对改善牙龈炎症的临床验证
[0030] 一、材料与方法
[0031] 为了验证含本发明所述改性羟基磷灰石的羟基磷灰石-壳聚糖复合凝胶即含 (HA/SHA/CS)复合凝胶功效因子牙膏改善牙龈炎症的效果，我们与三甲口腔医院进行合作， 采用双盲法，对患有牙龈炎症问题的患者使用后，由技术过硬、资质较深的口腔医师进行口 腔检查，并对试验结果进行统计学分析。
[0032] 1、病例选择
[0033] 选取临床诊断为牙龈炎的患者，纳入标准：全身健康状况良好且同时按时配合检 查；口腔内至少保留20颗牙齿；牙龈指数> 1. 0 ;预期能够完成本实验并愿意在受试期间 避免使用其他牙膏和服用抗菌素，不使用其它口腔卫生措施（牙线、漱口水等）；对口腔卫 生保健产品无过敏史。
[0034] 排除标准：目前长期服用化学药物；有消化道溃疡等系统性疾病口腔粘膜有需要 治疗的病灶或严重的反复发作的溃疡；义齿修复或佩带正畸矫治器者，口腔内存在不良修 复体者；基线检查前2周内服用过抗生素或进行过牙周治疗；糖尿病、乙型肝炎、结核或其 它传染或代谢性疾病患者；对口腔卫生保健品有过敏史者；需要使用任何有可能造成牙龈 反应的药物者；妊娠期妇女。
[0035] 在所有临床实验开始前，自愿者均签署知情同意书并提供医学病史。
[0036] 2、试验样品
[0037] 外观标示一致，分别标记有A、B字样。A为含（HA/SHA/CS)复合凝胶功效因子牙 膏，B为不含（HA/SHA/CS)复合凝胶功效因子牙膏。
[0038] 2. 1 (HA/SHA/CS)复合凝胶功效因子牙膏的制备
[0039] 原料：甘油5%，山梨醇20%，羧甲基纤维素钠（CMC) 1%，十二醇硫酸钠2%，二氧 化硅15%，磷酸氢钙25%，实施例4制备的羟基磷灰石-壳聚糖复合凝胶即（HA/SHA/CS) 复合凝胶2 %，糖精钠0. 2 %，香精1 %，水余量。
[0040] 按照以上原料配方，采用常规的牙膏制造工艺，可制得含有（HA/SHA/CS)复合凝 胶功效因子牙膏。
[0041] 上述牙膏按规定的质量考核条件和考核周期，经高低温、常温观察，膏体外观正 常，颜色、口味没有发生明显的变化，各项理化指标达到牙膏国家标准GB8372的要求。
[0042] 2. 2 牙刷
[0043] 所有受试者使用广州高露洁有限公司生产的360°牙刷。
[0044] 3、试验方法
[0045] 3. 1试验原则
[0046] 该实验遵照随机、双盲、对照实验原则。
[0047] 3. 2观察方法和指标
[0048] 3. 2. 1记录病人的主诉症状（如牙龈出血和口腔异味等）在牙膏使用前后的变化
[0049] 1)口腔异味：分为常有，偶有，无三个等级来记录在牙膏使用前后的变化。
[0050] 2)牙龈出血：分为常有，偶有，无三个等级来记录在牙膏使用前后的变化。
[0051] Z:自发性出血（晨起吐唾有血迹）
[0052] C:刺激后出血（刷牙或咬硬物出血，吮吸出血）
[0053] 3. 2. 2牙周专科观察指标
[0054] 3. 2. 2. 1 牙銀指数（gingivalindex,GI)
[0055] 0 =牙龈健康；1 =牙龈轻度炎症：牙龈的色泽有轻度改变并伴有轻度水肿，探诊 不出血；2 =牙龈中等炎症：牙龈色红、水肿光亮，探诊出血；3 =牙龈严重炎症：牙龈明显 红肿或有溃疡，有自动出血倾向。
[0056] 检查方法：将Williams牙周探针放到牙龈边缘龈沟开口处，并沿龈缘轻轻滑动， 牙龈组织只被轻微的波及。
[0057] 3. 2. 2. 2 菌斑指数（plaque index，PLI)
[0058] 0 =牙面无菌斑；1 =近銀缘处牙面上有散在斑点状菌斑；2 =近銀缘处牙面上有 薄的菌斑连续成带状，宽度不超过1mm ;3 =菌斑着色带大于1mm但覆盖区小于牙冠的颈 1/3 ;4 =菌斑覆盖区在牙冠的1/3?2/3之间；5 =菌斑覆盖区在牙冠的2/3或2/3以上。
[0059] 检查方法：菌斑显示剂涂布于牙面，漱口后再检查着色的菌斑在牙面的分布部位 和范围。
[0060]3. 2. 2. 3 出血指数（bleedingindex，BI)
[0061] 检查方法：Williams牙周探针轻探入龈沟，取出探针30秒后，观察有无出血及出 血程度。
[0062] 以0至5级记分：0=牙龈健康，无炎症及出血；1 =牙龈颜色有炎症性改变，探诊 不出血；2 =探诊后有点状出血；3 =探诊出血沿牙銀缘扩散；4 =出血流满并溢出銀沟；5 =自动出血。
[0063] 3. 2. 2. 4 试验流程
[0064] 检查牙位为Ramfjord指数牙（检查16、21、24、36、41、44作为全口牙列的代表，如 果1颗指数牙缺失，将由其远中邻牙17、11、25、37、42或45代替），检查BI和GI时，每个指 数牙检查6个位点：近中颊面、颊面正中、远中颊面、近中舌面、舌面正中以及远中舌面，记 录反应最重的部位。检查PLI时，检查每个指数牙的唇颊面和舌腭面，记录最重的部位。
[0065] 3. 2. 3每次牙周检查的同时，检查口腔软组织情况，用以评价牙膏对口腔软组织的 作用。
[0066] 3. 3实验方法
[0067]筛选符合纳入标准和排除标准者，按随机表分成A(实验组）、B(对照组）两组，两 组在身体状况、牙周炎症严重程度、年龄、性别比例上基本相同。患者统一使用广州高露洁 有限公司生产的360°牙刷，并教会使用Bass刷牙法刷牙，每天早晚各一次，每次用量约为 2g(挤出牙膏长约1. 5cm)，每次刷牙3分钟。在实验的第2、4周时对受试者的临床指标按 照基线检查的程序进行再评估。检查时分别由2名口腔专业医师分别检查牙龈炎指数、菌 斑指数、出血指数。检查者在实验前和实验中都进行了自身重复性试验，统一检查工具和各 项检查指征。牙龈指数和出血指数检查采用Williams牙周探针探触龈沟后目测。菌斑指 数在牙龈指数和出血指数检测后进行，用菌斑指示剂（碱性品红）染色后读数。
[0068] 3. 4统计分析
[0069]采用独立样本t检验分析评价各组实验后第4周与第2周指数变化情况。
[0070]4、实验结果
[0071]本实验共收集符合纳入标准者258例，由于部分研究对象于2周或4周时相继失 访，最终纳入研究的135例研究对象中，实验组69例，对照组66例。
[0072] 4. 1牙周专科观察指标
[0073] 4. 1. 1实验组、对照组牙周各项指数基线水平的比较
[0074] 实验结果如图1所示，基线时，实验组和对照组三项临床指标：菌斑指数（PLI)、牙 龈出血指数（BI)、牙龈指数（GI)无显著性差异（P>0. 05)。结果表明，实验组和对照组两组 具有可比性。
[0075] 4. 1. 2基线及使用牙膏2周、4周后实验组、对照组牙周各项指数的比较
[0076] 4. 1. 2. 1PLI
[0077] 实验结果如图2所示，实验组和对照组在基线、实验2周、实验4周后，随着牙膏使 用时间的延长，三个时间点间比较，PLI值逐渐降低，且差异均具有统计学意义。在基线，实 验2周和4周时，实验组和对照组间PLI差异均无显著性。
[0078] 4. 1. 2. 2BI
[0079] 实验结果如图3所示，实验组和对照组在基线，实验2周，实验4周后，三个时间点 间比较，BI值逐渐降低，且差异均具有统计学意义。在实验2周时，实验组和对照组间BI值 有显著性差异，实验组BI值较对照组明显降低。在实验4周时，BI值在两组间差异无显著 性。
[0080] 4. 1. 2. 3GI
[0081] 实验结果如图4所示，对照组在基线，实验2周、实验4周后，三个时间点间比较， GI值逐渐降低，且差异具有统计学意义。实验组基线、实验2周、实验4周后，GI值逐渐降 低，基线与实验2周间差异具有统计学意义，但实验2周和实验4周间差异无统计学意义。 在实验2周时，实验组和对照组间GI差异有显著性，实验组GI值较对照组明显降低；在实 验4周时，GI在两组间差异均无显著性。
[0082] 4. 2主诉症状
[0083] 4. 2. 1基线、实验2周和4周后，实验组和对照组间患者的主诉症状描述（包括口 腔异味和牙龈出血）差异无显著性。
[0084] 4. 2. 2实验组和对照组三个时间点间的比较
[0085] 4. 2. 2.1 口 腔异味
[0086] 实验2周时，与实验前相比，两组患者的口腔异味无明显改善。实验4周时，与实 验前相比，两组患者口腔异味均减轻，且差异有统计学意义。使用4周后，实验组和对照组 获得口腔异味改善的比例分别为73%和55%。4. 2. 2. 2刺激后出血
[0087] 两组患者的刺激后出血症状在实验2周、实验4周时较实验前均有所缓解，且差异 均有统计学意义。
[0088] 4. 2. 2. 3自发性出血
[0089] 两组患者的自发性出血症状在三个时间点间差异均无统计学意义。
[0090] 4. 3不良反应
[0091] 132名受试对象在实验期间均未发现明显不良反应，对口腔粘膜及味觉无明显影 响，多数受试对象认为牙膏口感"良好"。
[0092] 二、结论
[0093]通过牙銀指数（GI)、銀沟出血指数（BI)、菌斑指数（plaque index, PLI)的测试标 准，给牙龈炎症患者使用含（HA/SHA/CS)复合凝胶功效因子牙膏，观察受试者牙龈炎症的 外观变化。
[0094] 通过此次临床试验，可以得出以下结论：
[0095] 1、在本实验条件下，含（HA/SHA/CS)复合凝胶功效因子牙膏对牙龈炎所致的牙龈 红肿及牙龈出血症状有较好的改善效果。
[0096] 2、在本实验条件下，含（HA/SHA/CS)复合凝胶功效因子牙膏对口腔异味有一定的 缓解作用。
[0097] 3、在本实验条件下，使用含（HA/SHA/CS)复合凝胶功效因子牙膏无明显不良反 应，对口腔粘膜及味觉无明显影响，多数受试对象认为牙膏口感"良好"。
[0098] 实验例2复合凝胶对豚鼠口腔牙龈炎治疗效果研究实验
[0099] 一、实验方法
[0100] 将豚鼠分为6只一组，公母各半。用6根绑在一起只露出针头处1mm的5号针头， 刺伤豚鼠两个下门牙中间的牙龈处，并用棉签沾取正丁酸涂抹伤口，24小时后拍照记录炎 症，试验组每天每只涂抹样品l〇〇mg在炎症处，对照组不做处理，按牙龈指数（GI)标准分级 记录炎症情况。
[0101] 牙龈指数（GI)标准分级：0级：无炎症；1级：轻度发炎，牙龈色发红，质轻微改变， 不出血；2级：中度发炎，牙龈发红、肥大、探触出血；3级：重度发炎，牙龈发红、水肿、肥大、 溃疡、自发性出血。
[0102] 二、实验结果
[0103] 表1每天记录的牙龈指数

【权利要求】
1. 一种改性羟基磷灰石，其特征在于，所述改性羟基磷灰石为羟基磷灰石与适量Al3+、 Na+、K+和Mg2+进行深度矿化的复合体。
2. 根据权利要求1所述的改性羟基磷灰石，其特征在于，由如下原料制备：羟基磷灰石 100-300重量份，氢氧化铝1-5重量份，氯化钠20-70重量份，氯化钾为2-10重量份，氯化镁 20-70重量份。
3. 根据权利要求1或2所述的改性羟基磷灰石，其特征在于，由如下原料制备：羟基磷 灰石200重量份，氢氧化铝2重量份，氯化钠45重量份，氯化钾6重量份，氯化镁45重量份。
4. 一种权利要求1-3任一所述改性羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，包括如下步 骤： (1) 称取选定重量份的羟基磷灰石、氢氧化铝，加入浓硝酸，搅拌使至完全溶解，得A 液； (2) 称取选定重量份的氯化钠、氯化钾、氯化镁，加水搅拌至完全溶解，过滤得B液； (3) 将所述A液和B液混合，并调节pH值为彡10,得到白色悬浊液； (4) 将所述悬浊液搅拌完全，并于室温下静置陈化，过滤并取沉淀物洗涤至滤液为中 性，烘干，即得。
5. 根据权利要求4所述的改性羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，所述步骤（3)中， 采用5% -25%的氢氧化钠溶液调节pH值彡10。
6. 根据权利要求4或5所述的改性羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，所述步骤（1) 中，所述浓硝酸的质量浓度为65-70%，所述浓硝酸的加入量与所述羟基磷灰石和氢氧化铝 总量的重量比为2_4 :1。
7. 根据权利要求4-6任一所述的改性羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，所述步骤 (2)中，所述水的加入量与所述的氯化钠、氯化钾和氯化镁总量的重量比为2-5 :1。
8. 根据权利要求4-7任一所述的改性羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，所述步骤 (4)中，将所述白色悬浊液于20-50rpm持续搅拌2-6小时至搅拌完全，所述静置陈化步骤的 时间为12-48小时。
9. 根据权利要求4-8任一所述的改性羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，所述步骤 (4)中，还包括将烘干后的所述改性羟基磷灰石研成粒径为200-400目的步骤。
10. 权利要求1-3任一所述改性羟基磷灰石在制备具有改善牙龈炎症作用的羟基磷灰 石-壳聚糖复合凝胶中的用途。
【文档编号】A61K8/73GK104257517SQ201410487169
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】林艺青, 洪绯, 潘裕添, 沈育松 申请人:片仔癀（上海）生物科技研发有限公司