一种口腔复合树脂材料及其制备方法与流程

本发明涉及医用材料技术领域，具体涉及一种口腔复合树脂材料及其制备方法。

背景技术：

口腔复合树脂材料因其具有良好的美观性、治疗的微创性和操作的便利性，在口腔领域的应用越来越广泛。然而，目前商业化的复合树脂缺乏抗菌性能及再矿化性能，无法避免继发龋，影响了其临床修复的远期寿命及疗效。研究表明，继发龋是造成树脂材料修复失败的首要原因。因此，如何赋予口腔复合树脂良好稳定的抗菌性能及再矿化性能以克服继发龋已成为口腔领域亟待解决的难题之一。

以往的研究通过向复合树脂中直接添加氯己定、氟化物、银离子等抗菌剂来赋予流体树脂抗菌性能，这种方法简单易行，但由于抗菌成分仅仅是物理溶解于材料中，抗菌作用通过抗菌剂的析出来实现，因此容易引起“突释效应”，抗菌性能通常维持时间较短。也有研究通过向复合树脂中直接添加羟磷灰石、磷酸三钙、硅酸钙等填料来赋予树脂再矿化性能，但改性树脂仍缺乏抗菌性能。

目前临床中没有一种同时具有抗菌和再矿化性能的口腔树脂材料。近年来，纳米载药系统作为一种新型的控释体系，以其纳米级别尺寸、高载药量和缓释作用等优点促进牙科材料行业的发展。本发明利用纳米载药理论制备的核壳状chx/acp纳米球作为功能填料，用其改性自制的口腔复合树脂，以赋予改性树脂缓释钙、磷离子及chx的性能，为制备兼具抗菌性能及再矿化性能的口腔复合树脂，延长其临床使用寿命、减轻国民医疗经济负担、减少患者所受病痛提供新策略。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述现有技术中的缺陷，提供了一种口腔复合树脂材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：由按照质量百分比计为60-70％的填料和40-30％的树脂基质制备得到，所述树脂基质中按照质量比，双酚a-双甲基丙烯酸缩水甘油酯bis-gma：双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯tegdma：樟脑醌cq：4-二甲氨基苯甲酸乙酯edmab为49.5:49.5:0.5:0.5，

所述口腔复合树脂材料的填料由质量百分比计1％-10％的核壳状chx/acp纳米球和质量百分比计50-69％的硅烷化处理的硅粉制备得到。

进一步的，上述的一种口腔复合树脂材料，所述口腔复合树脂材料由按照质量百分比计为65％的填料和35％的树脂基质制备得到，所述口腔复合树脂材料的填料由质量百分比计5％的核壳状chx/acp纳米球和质量百分比计60％的硅烷化处理的硅粉制备得到。

进一步的，上述的一种口腔复合树脂材料，所述核壳状chx/acp纳米球的合成方法为：首先配制0.5m的tris-hcl缓冲液，以浓盐酸调节溶液的ph为8；将0.6gpeg6000溶于12ml0.5m的tris-hcl的溶液中，取6ml20％浓度的葡萄糖酸氯己定溶液；再将两种溶液滴加到10gspan80中，搅拌均匀后，40khz超声30min，超声温度为20-25℃，形成非离子表面活性剂囊泡；搅拌下滴入14.2ml，即0.13m的cacl2溶液，继续搅拌0.5h；再加入14.2ml，即0.1m的na2hpo4溶液即可得到磷酸钙颗粒的悬浮液；加入3.32ml，含ppa29.86mg的ppa水溶液使其在体系中的浓度为500μg/ml，用以稳定刚形成的磷酸钙颗粒；继续搅拌2h后，3000r/min离心5分钟，得到沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀三次，将沉淀冷冻干燥24h，得到粉末样品，即为核壳状chx/acp纳米球。

进一步的，上述的一种口腔复合树脂材料，所述硅烷化处理硅粉的制备方法为：取6.5g，直径0.7μm的二氧化硅微球加入至50ml玻璃烧杯中，加入20ml无水乙醇将其分散，40khz超声30min，然后加入6.5ml水解后的硅烷偶联剂kh570，在50℃搅拌24h，3000r/min离心5分钟,沉淀在60℃真空干燥箱中干燥12h后取出研磨，得到硅烷化处理硅粉做为填料。

本发明的第二个目的是提供了上述一种口腔复合树脂材料的制备方法，包括以下步骤：

1)合成核壳状chx/acp纳米球：

首先配制0.5m的tris-hcl缓冲液，以浓盐酸调节溶液的ph为8；将0.6gpeg6000溶于12ml0.5m的tris-hcl的溶液中，取6ml20％浓度的葡萄糖酸氯己定溶液；再将两种溶液滴加到10gspan80中，搅拌均匀后，40khz超声30min，超声温度为20-25℃，形成非离子表面活性剂囊泡；搅拌下滴入14.2ml，即0.13m的cacl2溶液，继续搅拌0.5h；再加入14.2ml，即0.1m的na2hpo4溶液即可得到磷酸钙颗粒的悬浮液；加入3.32ml，含ppa29.86mg的ppa水溶液使其在体系中的浓度为500μg/ml，用以稳定刚形成的磷酸钙颗粒；继续搅拌2h后，3000r/min离心5分钟，得到沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀三次，将沉淀冷冻干燥24h，得到粉末样品，即为核壳状chx/acp纳米球；

2)净树脂的制备：

净树脂的成分包括单体双酚a甲基丙烯酸缩水甘油酯bis-gma，稀释单体三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯tegdma，光引发剂樟脑醌cq，光引发促进剂4-二甲胺基苯甲酸乙酯edmab；四种成分按照质量比计为49.5:49.5:0.5:0.5，净树脂制备方法如下：称取1.732gbis-gma、1.732gtegdma依次加入锡纸完全包裹后的50ml玻璃烧杯中，置于磁力搅拌器上以400rpm搅拌2小时；再将0.018gcq和0.018gedmab加入烧瓶中，再以400rpm磁力搅拌2小时，得到均匀的混合净树脂，搅拌整体过程避光；

3)硅烷化处理硅粉的制备：

取6.5g，直径0.7μm的二氧化硅微球加入至50ml玻璃烧杯中，加入20ml无水乙醇将其分散，40khz超声30min，然后加入6.5ml水解后的硅烷偶联剂kh570，在50℃搅拌24h，3000r/min离心5分钟,沉淀在60℃真空干燥箱中干燥12h后取出研磨，得到硅烷化处理硅粉做为填料；

4)合成核壳状chx/acp纳米球改性口腔复合树脂材料：

按照配比分别称取核壳状chx/acp纳米球、硅烷化处理硅粉和净树脂，先将核壳状chx/acp纳米球加入20ml无水乙醇，40khz超声30min将其分散；再加入称取的硅烷化处理的硅粉，40khz超声30min，得到所述chx/acp纳米球和硅烷化处理硅粉的混合溶液，将其在研钵中研磨均匀，得到混合填料；再将混合填料与净树脂置于干净的玻璃板上，使用调拌刀将其调拌均匀，调拌过程全程避光，调拌完成后置于干净的塑料管中，避光保存，即可得到核壳状chx/acp纳米球改性的口腔复合树脂材料。

本发明提供的一种口腔复合树脂材料及其制备方法，具有如下有益效果：

①本发明首次利用纳米载药技术制备的纳米球作为填料，可以使树脂材料同时释放钙磷离子和氯己定，同时赋予了树脂材料再矿化和抗菌的性能，便于应用于口腔粘接修复材料中；

②本发明通过调整纳米球填料的含量，得到一系列不同药物释放量的牙科树脂材料；

③本发明制备方法制备的树脂外观美观，内部填料均匀，机械性能较好；

④本发明制备方法简单易行,适合大规模制备生产,制备工艺简单。

附图说明

图1是核壳状chx/acp纳米球填料tem图。

图2是含1％chx/acp纳米球改性树脂固化表面的sem图。

图3是含1％chx/acp纳米球改性树脂的钙、磷离子释放图。

图4是含1％chx/acp纳米球改性树脂的chx释放图。

图5是含5％chx/acp纳米球改性树脂固化表面的sem图。

图6是含5％chx/acp纳米球改性树脂的钙、磷离子释放图。

图7是含5％chx/acp纳米球改性树脂的chx释放图。

图8是含10％chx/acp纳米球改性树脂固化表面的sem图。

图9是含10％chx/acp纳米球改性树脂的钙、磷离子释放图。

图10是含10％chx/acp纳米球改性树脂的chx释放图。

具体实施方式

一、核壳状chx/acp纳米球合成：

首先配制0.5mtris-hcl缓冲液，浓盐酸调节溶液的ph为8。将0.6gpeg6000溶于12ml0.5mtris-hcl的溶液中，取6ml20％浓度的葡萄糖酸氯己定溶液。然后将以上两种溶液滴加到10gspan80中，搅拌均匀后，超声30min(40khz)，控制超声仪温度在20-25℃，此时非离子表面活性剂囊泡形成。搅拌下滴入14.2mlcacl2(0.13m)溶液，继续搅拌0.5h。再加入14.2mlna2hpo4(0.1m)溶液即可得到磷酸钙颗粒的悬浮液。加入3.32ml聚丙烯酸(ppa)水溶液(含ppa29.86mg)使其在体系中的浓度为500ug/ml，来稳定刚形成的磷酸钙颗粒。继续搅拌2h后，离心5分钟(3000r/min)，得到沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀三次，将沉淀冷冻干燥24h，得到粉末样品。

将样品分散到无水乙醇中进行制样，取5μl液体直接滴到铜网上，干燥后用透射电镜进行观察，如图1。

本实验的净树脂的成分包括单体bis-gma，稀释单体tegdma，光引发剂cq，光引发促进剂edmab。树脂中各组分的配方见表1。净树脂制备方法如下：称取1.732gbis-gma、1.732gtegdma依次加入锡纸包裹后的50ml玻璃烧杯中，置于磁力搅拌器上以400rpm搅拌2小时；再将0.018gcq和0.018gedmab加入烧瓶中，再以400rpm磁力搅拌2小时，得到均匀的混合净树脂。搅拌前使用锡纸完全包裹烧瓶，确保搅拌整个过程避光。

二、填料的硅烷化处理：

取6.5g二氧化硅微球(直径0.7μm)加入50ml玻璃烧杯中，加入无水乙醇将其分散，超声30min，然后加入水解后的硅烷偶联剂kh570。在50℃搅拌24h，离心烘干，研磨得到硅烷化处理的填料。

三、复合树脂的合成：

分别称取填料6.5g和净树脂3.5g，将两者置于干净的玻璃板上，使用调拌刀将其调拌均匀，调拌过程全程避光。调拌完成后置于干净的塑料管中，避光保存，待用。表1显示为常规口腔复合树脂各组分的配方。

表1

四、核壳状chx/acp纳米球改性口腔复合树脂的合成：

按照表2分别称取核壳状chx/acp纳米球、硅烷化处理硅粉和净树脂，先将核壳状chx/acp纳米球加入20ml无水乙醇，40khz超声30min将其分散；再加入称取的硅烷化处理的硅粉，40khz超声30min，得到所述chx/acp纳米球和硅烷化处理硅粉的混合溶液，将其在研钵中研磨均匀，得到混合填料；再将混合填料与净树脂置于干净的玻璃板上，使用调拌刀将其调拌均匀，调拌过程全程避光，调拌完成后置于干净的塑料管中，避光保存，即可得到核壳状chx/acp纳米球改性的口腔复合树脂材料。表2显示为核壳状chx/acp纳米球改性口腔复合树脂各组分配方配比。

表2

实施例1：

在避光条件下，将3.5g净树脂置于黑色塑料瓶中待用。将6.5g硅烷化处理的二氧化硅微球在避光条件下加入黑色不透光塑料瓶中，用调拌刀将其调拌均匀，抽真空排除气泡，所获得的材料密封避光保存，记作0％chx/acp组。将上述树脂填入直径10mm，高1.5mm的圆柱状模具中，模具上下表面分别覆盖聚乙烯薄膜和载玻片，除去多余的材料，用光固化灯固化20s，将试件脱模后放置24h备用。

将试件浸泡在10ml去离子水中，于37℃的恒温箱中放置，分别浸泡1、4、7、14d。在每个检测时间点收集浸提液进行检测，并更换新鲜去离子水继续浸泡。钙、磷离子的浓度通过icp检测。将各个时间点的浓度相加得到累积释放浓度。每组样品制备三个平行样，取平均值。0％chx/acp组材料的钙、磷释放量与去离子水自身所含的钙磷含量无统计学差异，且几乎为0，说明不添加chx/acp纳米球的树脂不具备再矿化能力。

精密量取标准20％浓度的chx样品，以80％乙醇为空白，使用uv在200—350nm波长范围内扫描，选择紫外最大吸收峰所对应的吸收波长为259nm。精密量取标准chx样品，分别配成浓度为10mg/l、20mg/l、50mg/l、100mg/l、200mg/l的溶液。在259nm处测得其吸光度，并以吸光度和相应浓度进行回归，得到chx线性回归方程。根据标准曲线线性回归方程计算各组实验材料chx的释放浓度。采用uv检测浸取液(制备过程同钙磷释放)的吸光度值，并通过标准曲线换算成chx浓度。将各个时间点的浓度相加得到chx累积释放浓度。每组样品制备三个平行样，取平均值。0％chx/acp组材料的chx释放与去离子水自身所含的chx含量一致，均为0，说明不添加chx/acp纳米球的树脂不具备抗菌能力。

实施例2：

在避光条件下，将3.5g净树脂置于黑色塑料瓶中待用。将6.4g硅烷化处理的二氧化硅微球和0.1g的核壳状chx/acp纳米球混合均匀，并在避光条件下加入黑色不透光塑料瓶中，用调拌刀将其调拌均匀，抽真空排除气泡，所获得的材料密封避光保存，记作1％chx/acp组。将上述树脂填入直径10mm，高1.5mm的圆柱状模具中，模具上下表面分别覆盖聚乙烯薄膜和载玻片，除去多余的材料，用光固化灯固化20s，将试件脱模后放置24h备用。图2sem结果可见少量chx/acp纳米球分散在树脂基质中。

将试件浸泡在10ml去离子水中，于37℃的恒温箱中放置，分别浸泡1、4、7、14d。在每个检测时间点收集浸提液进行检测，并更换新鲜去离子水继续浸泡。钙、磷离子的浓度通过icp检测。将各个时间点的浓度相加得到累积释放浓度。每组样品制备三个平行样，取平均值，释放曲线如图3。1％chx/acp组材料的钙、磷释放量均随时间延长而增加，在第1天时释放速率最快，钙离子浓度达到0.4737mg/l，磷离子浓度达到0.2173mg/l，到第7天时释放速率有所减慢，7天后的释放速率最慢，即药物释放速率随时间的延长逐渐减慢，在7天后趋于低浓度的持续释放，到14天时钙磷浓度分别达到1.0517mg/l和0.3899mg/l。说明了1％chx/acp组树脂相对不添加chx/acp纳米球的树脂具备了再矿化能力。

精密量取标准20％浓度的chx样品，以80％乙醇为空白，使用uv在200—350nm波长范围内扫描，选择紫外最大吸收峰所对应的吸收波长为259nm。精密量取标准chx样品，分别配成浓度为10mg/l、20mg/l、50mg/l、100mg/l、200mg/l的溶液。在259nm处测得其吸光度，并以吸光度和相应浓度进行回归，得到chx线性回归方程。根据标准曲线线性回归方程计算各组实验材料chx的释放浓度。采用uv检测浸取液(制备过程同钙磷释放)的吸光度值，并通过标准曲线换算成chx浓度。将各个时间点的浓度相加得到chx累积释放浓度。每组样品制备三个平行样，取平均值，释放曲线如图4。1％chx/acp组材料的chx释放量均随时间延长而增加，在第1天时释放速率最快，达到2.65mg/l，到第7天时释放速率有所减慢，7天后的释放速率最慢，即药物释放速率随时间的延长逐渐减慢，在7天后趋于低浓度的持续释放，到14天时，chx释放浓度达3.67mg/l。说明了1％chx/acp组树脂相对不添加chx/acp纳米球的树脂具备抗菌能力。

实施例3：

在避光条件下，将3.5g净树脂置于黑色塑料瓶中待用。将6.0g硅烷化处理的二氧化硅微球和0.5g的核壳状chx/acp纳米球混合均匀，并在避光条件下加入黑色不透光塑料瓶中，用调拌刀将其调拌均匀，抽真空排除气泡，所获得的材料密封避光保存，记作5％chx/acp组。将上述树脂填入直径10mm，高1.5mm的圆柱状模具中，模具上下表面分别覆盖聚乙烯薄膜和载玻片，除去多余的材料，用光固化灯固化20s，将试件脱模后放置24h备用。图5sem结果可见较多chx/acp纳米球分散在树脂基质中。

将试件浸泡在10ml去离子水中，于37℃的恒温箱中放置，分别浸泡1、4、7、14d。在每个检测时间点收集浸提液进行检测，并更换新鲜去离子水继续浸泡。钙、磷离子的浓度通过icp检测。将各个时间点的浓度相加得到累积释放浓度。每组样品制备三个平行样，取平均值，释放曲线如图6。5％chx/acp组材料的钙、磷释放量均随时间延长而增加，在第1天时释放速率最快，钙离子浓度达到1.123mg/l，磷离子浓度达到0.6133mg/l，到第7天时释放速率有所减慢，7天后的释放速率最慢，即药物释放速率随时间的延长逐渐减慢，在7天后趋于低浓度的持续释放，到14天时钙磷浓度分别达到3.1848mg/l和1.7946mg/l。说明了5％chx/acp组树脂相对1％chx/acp组树脂具备了更高的再矿化能力。

精密量取标准20％浓度的chx样品，以80％乙醇为空白，使用uv在200—350nm波长范围内扫描，选择紫外最大吸收峰所对应的吸收波长为259nm。精密量取标准chx样品，分别配成浓度为10mg/l、20mg/l、50mg/l、100mg/l、200mg/l的溶液。在259nm处测得其吸光度，并以吸光度和相应浓度进行回归，得到chx线性回归方程。根据标准曲线线性回归方程计算各组实验材料chx的释放浓度。采用uv检测浸取液(制备过程同钙磷释放)的吸光度值，并通过标准曲线换算成chx浓度。将各个时间点的浓度相加得到chx累积释放浓度。每组样品制备三个平行样，取平均值，释放曲线如图7。5％chx/acp组材料的chx释放量均随时间延长而增加，在第1天时释放速率最快，达到7.74mg/l，到第7天时释放速率有所减慢，7天后的释放速率最慢，即药物释放速率随时间的延长逐渐减慢，在7天后趋于低浓度的持续释放，到14天时，chx释放浓度达11.79mg/l。说明了5％chx/acp组树脂相对1％chx/acp组树脂具备了更高的抗菌能力。

实施例4：

在避光条件下，将3.5g净树脂置于黑色塑料瓶中待用。将5.5g硅烷化处理的二氧化硅微球和1.0g的核壳状chx/acp纳米球混合均匀，并在避光条件下加入黑色不透光塑料瓶中，用调拌刀将其调拌均匀，抽真空排除气泡，所获得的材料密封避光保存，记作10％chx/acp组。将上述树脂填入直径10mm，高1.5mm的圆柱状模具中，模具上下表面分别覆盖聚乙烯薄膜和载玻片，除去多余的材料，用光固化灯固化20s，将试件脱模后放置24h备用。图8sem结果可见大量chx/acp纳米球分散在树脂基质中。

将试件浸泡在10ml去离子水中，于37℃的恒温箱中放置，分别浸泡1、4、7、14d。在每个检测时间点收集浸提液进行检测，并更换新鲜去离子水继续浸泡。钙、磷离子的浓度通过icp检测。将各个时间点的浓度相加得到累积释放浓度。每组样品制备三个平行样，取平均值，释放曲线如图9。10％chx/acp组材料的钙、磷释放量均随时间延长而增加，在第1天时释放速率最快，钙离子浓度达到3.836mg/l，磷离子浓度达到2.276mg/l，到第7天时释放速率有所减慢，7天后的释放速率最慢，即药物释放速率随时间的延长逐渐减慢，在7天后趋于低浓度的持续释放，到14天时钙磷浓度分别达到12.082mg/l和7.546mg/l。说明了10％chx/acp组树脂具备了更高的再矿化能力。在同一时间点相比，三组实验材料的钙、磷释放浓度均随着纳米球添加量的增加而显著增大。

精密量取标准20％浓度的chx样品，以80％乙醇为空白，使用uv在200—350nm波长范围内扫描，选择紫外最大吸收峰所对应的吸收波长为259nm。精密量取标准chx样品，分别配成浓度为10mg/l、20mg/l、50mg/l、100mg/l、200mg/l的溶液。在259nm处测得其吸光度，并以吸光度和相应浓度进行回归，得到chx线性回归方程。根据标准曲线线性回归方程计算各组实验材料chx的释放浓度。采用uv检测浸取液(制备过程同钙磷释放)的吸光度值，并通过标准曲线换算成chx浓度。将各个时间点的浓度相加得到chx累积释放浓度。每组样品制备三个平行样，取平均值，释放曲线如图10。10％chx/acp组材料的chx释放量均随时间延长而增加，在第1天时释放速率最快，达到22.32mg/l，到第7天时释放速率有所减慢，7天后的释放速率最慢，即药物释放速率随时间的延长逐渐减慢，在7天后趋于低浓度的持续释放，到14天时，chx释放浓度达45.52mg/l。说明了10％chx/acp组树脂具备了更高的抗菌能力。同一时间点相比，三组实验材料的chx释放浓度均随着纳米球添加量的增加而显著增大。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。