一种采用聚乙二醇·壳聚糖凝胶处理牙科材料表面的方法技术

本发明专利技术涉及一种采用聚乙二醇·壳聚糖凝胶处理牙科材料表面的方法，其解决了现有技术处理牙科材料表面存在成本高、抗菌持久性差、需光活化的技术问题。本发明专利技术将牙科材料表面经过超声清洗、酸碱处理、等离子清洗、硅烷化反应预处理，所诉的牙科材料浸泡于壳聚糖‑聚乙二醇的酸性溶液中，在反应温度70～80℃，湿度95％～100％的条件下，反应时间为7～8小时，取出、清洗、干燥，最终制得产品。本发明专利技术可广泛用于牙科治疗领域。

【技术实现步骤摘要】
一种采用聚乙二醇·壳聚糖凝胶处理牙科材料表面的方法
本专利技术涉及生物化工领域，具体地说是一种采用聚乙二醇·壳聚糖凝胶对牙科材料抗菌用表面进行抗菌处理的方法。
技术介绍
牙科治疗材料因其易于细菌定植与食物残渣滞留，容易造成医源性牙齿脱矿、龋病、牙周病高发。由于牙科材料结构复杂，以正畸固定矫治器为例，其矫治器粘接后患者不易保持口腔卫生，而且生理自洁能力下降，导致牙面菌斑附着增加、菌斑内微生物平衡失调从而引起釉质脱矿及牙周损害。关于目前口腔正畸材料的抗菌研究，主要有含漱液和材料改性两种方法。有的含漱液可以达到促进牙釉质再矿化或者抑菌的作用，但受患者的配合程度和药物质量浓度维持等因素制约，只能短效抑制生物感染，长期控制菌斑的效果很难保证，而且破坏口腔菌群平衡，对口腔黏膜造成刺激，对于抗药性细菌及具有药物外排泵的细菌作用不明显。近年来，国内外越来越多的学者致力于研究矫治器材料表面改性使其具有抑菌性或促进牙面再矿化，如有的含有银离子和光催化杀菌活性的TiO2涂层可以抑菌，有的为氟离子或者羟基磷灰石涂层，可以促进再矿化。有一种抗菌手段是利用表面处理，例如公告号为CN204765983U中国专利文献1和公告号为CN204765982U的专利文献2记载，覆有纳米金刚石涂层和纳米氧化锌涂层的正畸托槽及正畸颊面管可以杀灭附着于托槽、颊面管和其周边的一些致龋菌，从而产生明显的抑菌效果，避免或降低患龋风险。此外，在抗菌性陶瓷材料
中，也多是以在陶瓷表面设置抗菌材料的方式使得陶瓷材料具有抗菌性，例如台湾专利文献3(TW528741A)记载的抗菌陶瓷技术是将银粒子掺杂于陶瓷的釉料中，以使陶瓷表面具有抗菌性釉料的技术；台湾专利文献4(TWI248926A),是以表面浸泡的方式使含有银粒子的溶液渗入到陶瓷材料的表面,使得陶瓷材料具有抗菌性。如上所述，目前的牙科材料的抗菌性能主要通过银离子、光催化材料、氟材料和羟基磷灰石涂层等的引入来实现。然而载银涂层耐磨性差不能持久抗菌，银铂合金涂层虽然耐磨损但成本高难以普及，加上银或铜粒子以表面涂层方式附着在牙科材料表面，会有离子析出的问题产生，人体若吸收过多的银或铜离子，可能影响人体健康；口腔内是一个基本无光的黑暗环境，光活性矫治器抗菌效能受限；氟材料的引入导致不可避免的环境污染。因此探索新型无毒性、不需光活化、抗菌效能持久、低成本的矫治器材料表面处理技术，实现菌斑的源头治理，具有迫切的临床应用需求。虽然现有技术中存在将聚乙二醇的抗粘附性用于人工心瓣、医用不凝血材料等的报道，但其处理方法繁琐，需要经过多个复杂步骤，至今未见有聚乙二醇用于正畸用口腔牙科材料抗菌作用的报道，这可能是由于无论是物理性质还是化学性质，牙科材料均显著不同于人工心瓣、医用凝血材料等，本领域技术人员无法预期到聚乙二醇能够转用于牙科材料，如正畸用弓丝、托槽、修复用固定义齿、活动义齿等，更无法知晓采用何种手段能够使其与聚乙二醇材料进行良好的化学结合，并起到优异的抗菌效果。壳聚糖是线性氨基-多糖和天然聚合物，由几丁质产生，是最常见的天然多糖之一。其众多的生物医学应用已在文献中被广泛描述。由于其抗微生物和再生诱导特性以及高生物能力，壳聚糖越来越多地用于医学和牙科。它可以应用于牙科的所有领域，包括预防性牙科，牙髓病学，外科学，牙周病学，修复学和正畸学。如根管治疗填充物、种植钉表面修饰层等，但应用于正畸材料中报道罕见，未见与聚乙二醇凝胶结构结合形成复合功能修饰弓丝表面的报道。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决现有技术处理牙科材料，存在成本高、抗菌持久性差、需光活化的技术问题，提供了一种低成本、无需光活化、无毒性、抗细菌粘附性、持久抑菌性的处理牙科材料表面的方法。为此，本专利技术提供了一种采用聚乙二醇·壳聚糖凝胶处理牙科材料表面的方法，具体包含以下步骤：(1)牙科材料表面清洗：对牙科材料表面进行超生清洗，用去离子水冲洗牙科材料表面，用氮气对牙科材料表面进行清洁干燥；(2)酸碱溶液处理与等离子清洗牙科材料表面：将步骤(1)中干燥后的牙科材料在酸性溶液和碱性溶液中浸泡，用氮气清洁干燥牙科材料表面，用PLASMA等离子清洗机处理牙科材料表面；(3)配制硅烷化溶液和壳聚糖－聚乙二醇溶液：将3-甲基丙烯酸丙酯溶解于甲醇中，制得硅烷化预处理试剂；乙酸和去离子水配成乙酸溶液，用乙酸溶液溶解聚乙二醇固体，制得质量分数为1～5％的聚乙二醇溶液，将壳聚糖固体溶解于聚乙二醇溶液中，制得壳聚糖－聚乙二醇溶液；(4)硅烷化反应：将步骤(2)处理的牙科材料浸泡在步骤(3)制得的硅烷化溶液中，在室温条件下，浸泡时间为24h，取出牙科材料，用甲醇溶液冲洗和氮气清洁干燥牙科材料表面；(5)牙科材料表面修饰：将步骤(4)处理的牙科材料浸泡在步骤(3)制得的壳聚糖－聚乙二醇溶液，反应温度为50～100℃，反应湿度80％～100％，反应时间7～8小时，取出所述牙科材料，用乙酸溶液冲洗和氮气清洁干燥牙科材料表面。优选的，步骤(1)中，超生清洗的试剂为氢氟酸和硝酸及水的混合液、或丙酮、或乙酮中的一种或多种。优选的，步骤(1)中，牙科材料为正畸用弓丝、托槽、修复用固定义齿或活动义齿，正畸用弓丝为不锈钢弓丝或镍钛弓丝。优选的，牙科材料为正畸用弓丝和托槽，正畸用弓丝为不锈钢弓丝。优选的，步骤(2)中，酸性溶液为乙酸、乳酸、盐酸。优选的，步骤(2)中，酸性溶液为乙酸，PH值为3。优选的，步骤(3)中，聚乙二醇的分子量为350、550、1000、2000、5000、20000；聚乙二醇与所述壳聚糖的质量份数比为1：0.025、1：0.05、1：0.1、1：0.2、1：0.4。优选的，步骤(3)中制得的壳聚糖－聚乙二醇溶液，聚乙二醇的质量分数为2.5％，分子量为2000。优选的，步骤(5)中，反应温度为80℃，反应湿度为95％～100％，反应时间为7小时。本专利技术的有益性：A.聚乙二醇无毒、无免疫原性、无抗原性，并具有良好的生物相容性，克服了以往金属离子可能带来对人体健康的影响问题；B.壳聚糖作为一种天然高分子，其具有优良的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等，特别是其抗菌效能显著，克服了以往金属离子可能带来对人体健康的影响问题；C.避免了光照处理时由于口腔本身黑暗环境而带来的除菌不够充分的问题，省却了繁琐的光照处理过程；D.聚乙二醇和壳聚糖作为常见的工业制品，价格低廉，避免了其他除菌方法带来的成本提高问题；E.杀菌效果非常优异，与对照组相比，杀菌率达到90％左右；F.通过这种简便快捷高效的材料表面修饰方式，阻止细菌的粘附，实现细菌与食物残渣等病源因素的源头治理，将为提高疾病诊疗质量，减少医源性并发症奠定基础。附图说明图1为本专利技术的抗菌用牙科材料(以不锈钢弓丝为例)的表面处理流程示意图。图2a为本专利技术的抗菌用牙科材料(以不锈钢弓丝为例)即壳聚糖-聚乙二醇凝胶涂层修饰材料抗细菌粘附实验扫描电子显微镜结果；图2b为本专利技术未修饰的对照组；图2c为本专利技术单纯聚乙二醇凝胶涂层组抗细菌粘附实验扫描电子显微镜结果。图3为本专利技术的抗菌用牙科材料(以不锈钢弓丝为例)在不同质量比例聚乙二醇、壳聚糖反应混合物(1：0.025、1：0.05、1：0.1、1：0.2、1：0.4)处理后抗细菌粘附实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用聚乙二醇·壳聚糖凝胶处理牙科材料表面的方法，其特征是包含以下步骤：(1)牙科材料表面清洗：对牙科材料表面进行超声清洗，用去离子水冲洗所述的牙科材料表面，用氮气对所述的牙科材料表面进行清洁干燥；(2)酸碱溶液处理与等离子清洗牙科材料表面：将步骤(1)中所得干燥后的牙科材料在酸性溶液和碱性溶液中浸泡，用氮气清洁干燥所述的牙科材料表面，用PLASMA等离子清洗机处理所述的牙科材料表面；(3)配制硅烷化溶液和壳聚糖－聚乙二醇溶液：将3‑甲基丙烯酸丙酯溶解于甲醇中，制得硅烷化预处理试剂；乙酸和去离子水配成乙酸溶液，用所述的乙酸溶液溶解聚乙二醇固体，制得质量百分数为1～5％的聚乙二醇溶液，将壳聚糖固体溶解于所述的聚乙二醇溶液中，制得壳聚糖－聚乙二醇溶液；(4)硅烷化反应：将所述步骤(2)处理后的牙科材料浸泡在所述步骤(3)制得的硅烷化溶液中，在室温条件下，浸泡，取出所述的牙科材料，用甲醇溶液冲洗和氮气清洁干燥所述的牙科材料表面；(5)牙科材料表面修饰：将所述步骤(4)处理的牙科材料浸泡在所述步骤(3)制得的壳聚糖－聚乙二醇溶液，反应温度为50～100℃，反应湿度80％～100％，反应时间7～8小时，取出所述的牙科材料，用乙酸溶液冲洗和氮气清洁干燥所述的牙科材料表面。...

【技术特征摘要】
1.一种采用聚乙二醇·壳聚糖凝胶处理牙科材料表面的方法，其特征是包含以下步骤：(1)牙科材料表面清洗：对牙科材料表面进行超声清洗，用去离子水冲洗所述的牙科材料表面，用氮气对所述的牙科材料表面进行清洁干燥；(2)酸碱溶液处理与等离子清洗牙科材料表面：将步骤(1)中所得干燥后的牙科材料在酸性溶液和碱性溶液中浸泡，用氮气清洁干燥所述的牙科材料表面，用PLASMA等离子清洗机处理所述的牙科材料表面；(3)配制硅烷化溶液和壳聚糖－聚乙二醇溶液：将3-甲基丙烯酸丙酯溶解于甲醇中，制得硅烷化预处理试剂；乙酸和去离子水配成乙酸溶液，用所述的乙酸溶液溶解聚乙二醇固体，制得质量百分数为1～5％的聚乙二醇溶液，将壳聚糖固体溶解于所述的聚乙二醇溶液中，制得壳聚糖－聚乙二醇溶液；(4)硅烷化反应：将所述步骤(2)处理后的牙科材料浸泡在所述步骤(3)制得的硅烷化溶液中，在室温条件下，浸泡，取出所述的牙科材料，用甲醇溶液冲洗和氮气清洁干燥所述的牙科材料表面；(5)牙科材料表面修饰：将所述步骤(4)处理的牙科材料浸泡在所述步骤(3)制得的壳聚糖－聚乙二醇溶液，反应温度为50～100℃，反应湿度80％～100％，反应时间7～8小时，取出所述的牙科材料，用乙酸溶液冲洗和氮气清洁干燥所述的牙科材料表面。2.根据权利要求1所述的采用聚乙二醇·壳聚糖凝胶处理牙科材料表面的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，超声清洗的试剂为氢氟酸和硝酸及水的混合液、或丙酮、或乙酮中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰，刘洪亮，彭丽颖，王树涛，林久祥，
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