一种牙科复合材料、多层牙科复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种牙科复合材料、多层牙科复合材料及其制备方法和应用。牙科复合材料的制备方法包括：混合、搅拌、剪切研磨、真空消泡和固化。多层牙科复合材料至少为2层结构，且含至少1层牙科复合材料和/或至少1层牙科聚合物。其可分层、可独立、具有结构和力学性能的可调性、较高的抗断裂性、较高的弹性模量和较长的疲劳寿命；在增强力学性能的同时保持了现有牙科复合材料的轻便、美观、生物相容性好等特性。其制备方法包括：堆叠、点滴、压延和固化。该制备方法操作简单，成本低廉，能够制备获得梯度型、交替型和单调型等多层牙科复合材料，分别应用于修复磨牙和/或前磨牙、门牙和/或犬齿和不同位置的龋洞。不同位置的龋洞。不同位置的龋洞。

【技术实现步骤摘要】
一种牙科复合材料、多层牙科复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于牙科修复材料
，涉及一种牙科复合材料、多层牙科复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]牙科健康在人们的总体健康和日常生活质量发挥着重要作用。已有研究证明，牙病可以引起心脏病、心脑血管疾病、糖尿病和呼吸系统疾病等多种疾病。最常见的牙科疾病是龋齿。世界卫生组织(WHO)2012年的调查表明，全球60％～90％的学龄儿童和几乎100％的成年人有龋齿，在贫穷落后的地区，这一比例可能更高。用牙齿修复材料进行修补是治疗龋齿最重要的方法。
[0003]牙科材料的运用可以追溯到5500年以前，那时贝壳、石屑、树脂甚至松木屑都被当作牙齿修复材料；显然，它们的强度、耐用性以及安全卫生性都远远无法满足人类的需求。17世纪初，德国和法国开始采用金属材料来修复牙齿。19世纪初，汞合金开始被广泛使用，它不但提高了牙齿修复材料的强度和耐用性，还具有易成型、易处理、可在单次手术中完成修复等优点；但经过长期使用，人们发现汞及其他重金属对人体具有一定的毒副作用。20世纪60年代，由填料填充的聚合物基牙科复合材料被成功研制并投放于市场，这种牙科材料以聚合物(常为树脂基聚合物)为基体，以各种形态和尺度的填料(常为微米和纳米陶瓷颗粒)为力学增强相，它不但毒副作用小、接近牙齿本色，更因其轻便舒适成为当前世界上被广泛采用的牙科材料。然而，在牙科复合材料中，聚合物基体本身的力学性能非常低，要靠添加高含量的填料来提高其韧性、强度和模量，而高含量的填料虽然可以提升牙科复合材料的整体模量，却难以分散，团聚在一起的填料成为复合材料中初始缺陷的发源地，降低了填料和基体之间的界面强度，导致无法有效提升复合材料整体的强度和韧性。而且，填料的密度通常是聚合物基体的数倍，高含量的填料会大幅增加牙科复合材料的整体密度，降低其轻便性和舒适度。经过多年使用和研制，目前的牙科产品中始终无法找到一种既能提升牙科复合材料的力学性能，又可保有其轻便性和舒适度的牙科复合材料。这激发了对既轻质又高韧且毒副作用小的牙科材料的需求。

技术实现思路

[0004]基于现有技术中存在的缺陷，本专利技术的第一目的在于提供一种轻质高韧的牙科复合材料的制备方法；本专利技术的第二目的在于其制备方法制备获得的牙科复合材料；本专利技术的第三目的在于提供一种轻质高韧独立的多层牙科复合材料；本专利技术的第四目的在于提供该多层牙科复合材料的制备方法；本专利技术的第五目的在于提供所述牙科复合材料或所述多层牙科复合材料作为牙科修复材料在牙齿修复中的应用。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术手段得以实现：
[0006]一方面，本专利技术提供一种牙科复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0007]在室温下向牙科材料用聚合性单体中加入光引发剂，搅拌均匀得到牙科聚合物前
驱体；
[0008]向牙科聚合物前驱体中加入填料，搅拌均匀，然后进行剪切研磨，接着进行真空扭转消泡以及真空炉消泡，得到由填料填充的牙科聚合物前驱体，固化后得到牙科复合材料。
[0009]上述的牙科复合材料的制备方法中，优选地，所述牙科材料用聚合性单体包括双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯、双酚A丙三醇双甲基苯酚酯、双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯和环氧树脂中的一种或多种。但不限于此。
[0010]本专利技术中，当采取2种以上的牙科材料用聚合性单体时，2种或者多种单体间的相互混合可调整聚合物的结晶程度，改善聚合物体系的溶解性，从而调整活性中心，调控单体向活性中心的扩散过程，最后起到调整聚合活性、提高活性中心稳定性的效果。
[0011]上述的牙科复合材料的制备方法中，优选地，所述光引发剂的添加量占牙科聚合物前驱体总摩尔量的0.2mol％～10mol％。
[0012]上述的牙科复合材料的制备方法中，优选地，所述光引发剂包括樟脑醌、苯丙二酮叔胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、双丙烯氧化膦、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、丙烯酸二甲氨基乙酯、2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯、二甲基氨基苯甲酸乙酯、N，N-二甲基-对氨基苯甲酸乙酯、N，N-氰基乙基甲基苯胺、2，4，6-三(三氯甲基)-均三嗪、2-苯基-4，6-二(三氯甲基)-均三嗪和具有光/热/自固化官能团的聚合物材料中的一种或多种。但不限于此。
[0013]光引发剂可保护一种或多种材料，将两种或两种以上的光引发剂配伍使用可起到扬长避短的协同效应。
[0014]上述的牙科复合材料的制备方法中，优选地，所述填料的添加量占由填料填充的牙科聚合物前驱体总体积的0.5vol％～30vol％。
[0015]上述的牙科复合材料的制备方法中，优选地，所述填料包括金属氧化物、碳化物、氮化物、磷化物、卤化物、碳酸盐化合物、羟酸盐化合物、磷酸盐化合物、硫酸盐化合物、硅酸盐化合物、钛酸盐化合物、锆酸盐化合物、铝酸盐化合物、锡酸盐化合物、铅酸盐化合物、含粘土化合物、含玻璃化合物和金属单质中的一种或多种。但不限于此。
[0016]上述的牙科复合材料的制备方法中，优选地，所述填料包括氧化锆、氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化铁、氧化镁、氮化硅、碳化硅、氯己定、氟化镱、氟化钙、磷酸钙、硅酸钙、无水磷酸二钙、羟基磷灰石、粘土、金、银和铜中的一种或多种。但不限于此。
[0017]上述的牙科复合材料的制备方法中，优选地，所述填料可以采用纳米氧化锆颗粒。
[0018]相对于传统的二氧化硅和三氧化二铝填料，本专利技术的填料(例如：氧化锆)综合了高断裂韧性以及较高的硬度和杨氏模量，并且具有较好的生物相容性和较低的细胞毒性。传统的牙科牙科复合材料主要采用高比例(重量百分比70％～90％)的二氧化硅颗粒作为填料。与二氧化硅相比，本专利技术填料(例如：氧化锆)的密度(～6g
·
cm-3
)大约是二氧化硅的3倍(～2.2g
·
cm-3
)，但断裂韧性(11MPa
·
m
1/2
)却大约是二氧化硅(0.79MPa
·
m
1/2
)的10倍，因此，本专利技术只需采取中等比例的氧化锆就可以达到高比例二氧化硅同样的增韧效果；同时，将颗粒均匀分散于前驱体中，在增加韧性的同时能够降低牙科复合材料的密度，从而获得轻质高韧的牙科复合材料，将其应用于牙科修复材料具有更加轻便舒适。此外，采用纳米颗粒的氧化锆填料相比微米填料具有更大的面积和体积比，能够与基体之间形成更佳的联合
韧性，进而为牙科复合材料提供更高的总体韧性。
[0019]上述的牙科复合材料的制备方法中，优选地，所述填料的形状包括球状、多面体状、块状、盘状、片状、薄片状、层状、须状、管状、纤维状、杆状、棒状和不规则形状中的一种或多种。但不限于此。
[0020]上述的牙科复合材料的制备方法中，优选地，所述填料在加入牙科聚合物前驱体前还进行了预处理，包括：
[0021]将填料添加入有机溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种牙科复合材料的制备方法，其包括以下步骤：在室温下向牙科材料用聚合性单体中加入光引发剂，搅拌均匀得到牙科聚合物前驱体；向牙科聚合物前驱体中加入填料，搅拌均匀，然后进行剪切研磨，接着进行真空扭转消泡以及真空炉消泡，得到由填料填充的牙科聚合物前驱体，固化后得到牙科复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述牙科材料用聚合性单体包括双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯、双酚A丙三醇双甲基苯酚酯、双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯和环氧树脂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述光引发剂的添加量占牙科聚合物前驱体总摩尔量的0.2mol％～10mol％。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其中，所述光引发剂包括樟脑醌、苯丙二酮叔胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、双丙烯氧化膦、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、丙烯酸二甲氨基乙酯、2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯、二甲基氨基苯甲酸乙酯、N，N-二甲基-对氨基苯甲酸乙酯、N，N-氰基乙基甲基苯胺、2，4，6-三(三氯甲基)-均三嗪、2-苯基-4，6-二(三氯甲基)-均三嗪和具有光/热/自固化官能团的聚合物材料中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述填料的添加量占由填料填充的牙科聚合物前驱体总体积的0.5vol％～30vol％。6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其中，所述填料包括金属氧化物、碳化物、氮化物、磷化物、卤化物、碳酸盐化合物、羟酸盐化合物、磷酸盐化合物、硫酸盐化合物、硅酸盐化合物、钛酸盐化合物、锆酸盐化合物、铝酸盐化合物、锡酸盐化合物、铅酸盐化合物、含粘土化合物、含玻璃化合物和金属单质中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述填料包括氧化锆、氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化铁、氧化镁、氮化硅、碳化硅、氯己定、氟化镱、氟化钙、磷酸钙、硅酸钙、无水磷酸二钙、羟基磷灰石、粘土、金、银和铜中的一种或多种。8.根据权利要求1或5所述的制备方法，其中，所述填料的形状包括球状、多面体状、块状、盘状、片状、薄片状、层状、须状、管状、纤维状、杆状、棒状和不规则形状中的一种或多种。9.根据权利要求1或5所述的制备方法，其中，所述填料具有5nm～2mm的特征尺寸；所述特征尺寸包括直径、轴长、长度、厚度中的一种或多种。10.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述填料在加入牙科聚合物前驱体前还进行了预处理，包括：将填料添加入有机溶剂的水溶液中，在有机溶剂的水溶液中进行分散，接着进行超声洗涤并离心分离，然后冷冻干燥，最后烘干得到预处理后的填料。11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、环烷烃、丙酮、丁酮中的一种或多种。12.根据权利要求10所述的制备方法，其中，采用有机溶剂水溶液分散后还进行了表面改性剂处理；所述表面改性剂包括硅烷偶联剂、硼酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、表面活性剂、环氧化合物、长...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛鑫瑞，纪唤云，
申请(专利权)人：香港城市大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：