一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用制造技术

技术编号:15698815 阅读:507 留言:0更新日期:2017-06-24 21:52
本发明专利技术涉及一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用,属于牙科修复领域。本发明专利技术通过精确调控Janus纳米复合材料不同化学组成分区的分区面积、化学组成、颗粒粒径分布、双键基团数目等重要影响因素,制备疏水侧具有可聚合不饱和双键的纳米尺度Janus材料。以合成的Janus纳米颗粒替代HEMA(目前广泛使用的稳定粘接剂中亲水成分和疏水成分的材料),应用于填充树脂与牙体界面粘接,解决目前HEMA的问题(亲水性过强,粘接界面易水解破坏,细胞毒性明显),构筑长效稳定的粘接层,提高粘接材料耐久性。

An Janus nanoparticle used as an adhesive for dental restorative filling materials

The invention relates to an application of Janus nano particles as an adhesive for dental restorative filling materials, belonging to the field of dental restoration. The precise control of Janus nanocomposites with different chemical composition of the partition area, chemical composition, particle size distribution, the number of double bond group and other important influence factors, the preparation of hydrophobic side having a polymerizable unsaturated double bond of Janus nano scale materials. The synthesized Janus nanoparticles to replace HEMA (stable adhesive is widely used in hydrophilic and hydrophobic components of the composition, material) applied to filling resin and dentin bonding interface, solve the problem of HEMA (hydrophilic strong bonding interface, easy hydrolysis damage, cell toxicity, obvious) adhesive layer and build long-term stable to improve the durability of adhesive materials.

【技术实现步骤摘要】
一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用
本专利技术涉及一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用,属于牙科修复领域。
技术介绍
自1991年法国deGennes在诺贝尔颁奖演讲中,首次用Janus一词表述同一颗粒两面具有不同的化学组成性质,并预测Janus颗粒类似双亲性分子可在液/液界面自组装。deGennes充满启发性的演说引发了Janus颗粒的研究热潮。表面同时具有双重性质(亲水/疏水)的Janus微米或纳米颗粒赋予微米或纳米颗粒两种不同甚至相反(极性/非极性,正电荷/负电荷等)的性质。目前,Janus材料种类日益丰富,其特殊性质和诱人应用前景不断展现。表面具有不同化学分区的Janus材料因其特殊的结构和性能已成为材料科学研究热点。这类具有双亲特征的Janus材料是解决界面问题的理想材料。Janus纳米材料由于其具有大的比表面积,并且在表面将亲水成分和疏水成分在其表面实现稳定分区,能够有效提高填充材料与修复牙体界面稳定性,提高粘接强度。目前,随着Janus颗粒制备方法的日益丰富,Janus颗粒的应用研究也越来越受到关注,成为近来改性领域的研究热点。但是,因为纳米颗粒容易聚集,且在油水界面由于其小尺寸导致难以稳定不转动,纳米尺度的Janus材料难以通过Pickering乳液方法实现高效合成。进一步,利用其基于两亲性的界面增容作用,将Janus纳米颗粒作为界面粘接剂应用于生物医用材料领域的牙科修复填充材料。目前,口腔颌面部粘接修复体系中亲水组分和疏水组分混溶后体系的稳定性是研究热点。目前常用的稳定剂是HEMA,这种分子既包含亲水基团又包含疏水基团,但是它存在细胞毒性和易溶解的问题,大大影响了系统的稳定性。Janus纳米颗粒具有极强的界面增容能力,能够解决亲水组分和疏水组分混溶后体系不稳定的问题,而且通过使用纳米生物颗粒作为Janus主体材料,能够解决HEMA的细胞毒性问题。自1955年首次应用釉质酸蚀粘接技术以来,牙体修复进入了粘接
目前,在口腔颌面部粘接领域,目前使用的牙科粘接剂是亲水组分和疏水组分的混合物。为了使亲水组分和疏水组分稳定于粘接体系和粘接界面中,增容剂的加入必不可少。目前常用的增容剂为甲基丙烯酸-2-羟乙酯(2-hydroxyethylmethacrylate,HEMA),其含量从35%-55%不等。但HEMA存在亲水性过强,导致粘接强度不足,细胞毒性问题;Janus纳米颗粒具有极强的界面增容作用,常作为颗粒乳化剂。通过前期研究我们发现其能有效稳定粘接剂中亲水组分和疏水组分,认为Janus材料能够稳定粘接体系和粘接界面,增强粘接剂粘接性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了通过将精确调控合成的Janus纳米复合材料加入至口腔颌面部粘接剂体系中,以解决目前HEMA存在亲水性过强,导致粘接强度不足,细胞毒性的问题,提供一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用。本专利技术将使Janus纳米复合材料界面增容的作用扩展到生物医用研究领域。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。Janus纳米颗粒,主体是二氧化硅纳米颗粒,一侧半球带有氨基基团,一侧半球带有碳碳双键基团;白色粉末状;无毒;呈尺寸均一球状,大小5-200nm左右;Janus纳米颗粒的制备方法,具体步骤如下:1)制备生物惰性的二氧化硅纳米颗粒;2)制备表面氨基改性的二氧化硅纳米颗粒;3)使用Pickering乳液法,对其表面进行选区改性和选择性化学修饰,制备Janus纳米颗粒;将步骤二得到的氨基改性的二氧化硅纳米颗粒分散在水和石蜡的混合体系中;搅拌使得纳米生物颗粒在石蜡/水界面单层分布;冷却得到纳米颗粒/石蜡复合球;对纳米颗粒/石蜡复合球的裸露表面进行刻蚀露出新鲜表面,再用含双键的硅烷偶联剂改性;然后洗涤除去石蜡,即得到Janus纳米颗粒;步骤3)所述的搅拌时间为10-60分钟;步骤3)所述的洗涤除去石蜡时所用溶剂包括四氢呋喃、正己烷、二氯甲烷和乙醇;优选乙醇;洗涤除去石蜡时需搅拌,搅拌时间为1-24小时;所述含双键的硅烷偶联剂包括A-171(乙烯基三甲氧基硅烷),γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷MTPMS,A-151(乙烯基三乙氧基硅烷),KH-560(3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷)。应用:用Janus纳米颗粒替代粘接剂中HEMA或加入至无HEMA粘接剂中,能够稳定粘接剂并提高粘接耐久性;有益效果1、本专利技术在乳液界面利用动态键赋予纳米颗粒临时性的Janus两亲特性,帮助其以单层形式排布于乳液界面,获得稳定的Pickering乳液。分区保护之后可进一步分区修饰,制备得到Janus纳米颗粒。该纳米颗粒在界面的吸附能较高,不容易发生旋转,能够在乳液界面单层分布。2、本专利技术通过在纳米颗粒表面引入分别与油、水两相相容性好的基团,在油水界面形成“动态”Janus结构,得到单层排列的纳米颗粒。进一步通过选区域化学反应改性,得到“稳定”结构的Janus纳米颗粒。通过精确调控Janus纳米复合材料不同化学组成分区的分区面积、化学组成、颗粒粒径分布、双键基团数目等重要影响因素,制备疏水侧具有可聚合不饱和双键的纳米尺度Janus材料。以合成的Janus纳米颗粒替代HEMA(目前广泛使用的稳定粘接剂中亲水成分和疏水成分的材料),应用于填充树脂与牙体界面粘接,解决目前HEMA的问题(亲水性过强,粘接界面易水解破坏,细胞毒性明显),构筑长效稳定的粘接层,提高粘接材料耐久性。3、本专利技术制备方法简单易行,适合大规模制备生产,制备工艺简单,便于实现开发具有自主知识产权的国产粘接剂的制备,优化粘接剂性能。4、本专利技术制备方法制备的Janus纳米球外观形态完整均匀,呈典型球形,具有典型的核壳结构,粒径可控,为5-200nm左右,尺寸可控。5.将本专利技术制备的Janus纳米颗粒加入至无HEMA粘接剂中后能显著提高粘接性能(P<0.05),差异显著。将本专利技术制备的Janus纳米颗粒作为主要成分配制Janus粘接剂同含HEMA的粘接剂相比,能显著提高粘接强度,差异显著(P<0.05)。附图说明图1为Janus纳米颗粒金吸附后TEM图;图2为Janus纳米颗粒和HEMA作用于3T3细胞后细胞生长状态图,同HEMA相比,Janus纳米颗粒明显降低HEMA的细胞毒性;图3为Janus纳米颗粒稳定粘接剂中亲水组分和疏水组分效果图;左图为使用Janus纳米颗粒后形成稳定的体系,右图不含Janus纳米颗粒;图4为粘接测试实验流程示意图具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1Janus纳米颗粒,主体是二氧化硅,一侧半球带有氨基基团,一侧半球带有碳碳双键;尺寸大小约为100nm左右,呈均一球状,如图1所示;白的粉末状;无毒性,如图2所示;能够稳定粘接剂中水/油两相,不出现相分离,如图3所示。Janus纳米颗粒制备,具体步骤如下:1)制备生物惰性的直径为100nm左右的二氧化硅纳米颗粒;2)制备表面氨基改性的二氧化硅纳米颗粒,使用APTMS改性,改性温度76℃;3)使用Pickering乳液法,对其表面进行选区改性和选择性化学修饰,制备Janus纳米颗粒;将步骤二得到的表面氨基改性的二氧化硅纳米颗本文档来自技高网
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一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用

【技术保护点】
一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用,其特征在于:用Janus纳米颗粒替代粘接剂中HEMA。

【技术特征摘要】
1.一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用,其特征在于:用Janus纳米颗粒替代粘接剂中HEMA。2.一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用,其特征在于:将Janus纳米颗粒替代粘接剂中的HEMA或加入至无HEMA的粘接剂中。3.如权利要求1或2所述的一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用,其特征在于:所述Janus纳米颗粒,主体是二氧化硅纳米颗粒,一侧半球带有氨基基团,一侧半球带有碳碳双键;白色粉末状;无毒;呈尺寸均一球状,大小5-200nm左右。4.如权利要求3所述的一种Janus纳米颗粒作为粘接剂用于牙科修复填充材料的应用,其特征在于:所述Janus纳米颗粒的制备方法,具体步骤如下:1)制备生物惰性的二氧化硅纳米颗粒;2)制备表面氨基改性的二氧化硅纳米颗粒;3)使用Pickering乳液法,对其表面进行选区改性和选择性化学修饰,制备Janus纳米颗粒;将步骤二得到的氨基改性的二氧化硅纳米颗粒分散在水和石蜡的混合体系中;搅拌使得纳米颗...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩冰王晓燕夏文棣
申请(专利权)人:北京大学口腔医学院
类型:发明
国别省市:北京,11

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