一种牙齿矿化抗菌双功能凝胶、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种牙齿矿化抗菌双功能凝胶、制备方法及应用，制备方法为：将稳定剂、钙盐和金属离子盐添加剂溶于溶剂中得到混合液，然后加入凝胶剂，溶胀均匀制备凝胶i；将磷酸盐和氟化物溶于溶剂中得到混合液，调整溶液的pH至8～12，然后加入凝胶剂，溶胀均匀制备凝胶ii。凝胶i与凝胶ii按比例搅拌混合，可制得杂合无定形磷酸钙凝胶。本发明专利技术制备的牙齿矿化凝胶含有杂合无定形磷酸钙的矿化成分，可以提供稳定的钙磷源，诱导牙齿的矿化，并可掺入金属离子盐和氟化物添加剂调节无定形磷酸钙矿化成分的杂合程度，从而赋予其矿化和抗菌双重功能，可用于牙齿白斑、早期龋病、牙本质敏感等口腔疾病的防治。腔疾病的防治。腔疾病的防治。

【技术实现步骤摘要】
一种牙齿矿化抗菌双功能凝胶、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料制备
，涉及一种牙齿矿化抗菌双功能凝胶、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]龋病是危害人类健康的常见病和多发病，通常始于牙釉质表面及其下方的脱矿。白斑是临床上最常见的早期牙釉质脱矿，表现为牙釉质表面的白色斑块，不仅影响美观，而且妨碍牙体健康，不及时防治，易造成进一步的牙体组织脱矿从而导致严重龋病。目前临床上针对釉质白斑的防治材料，主要包括含氟产品，如：含氟牙膏、漱口液、凝胶、清漆等；含钙磷成分产品，如：护牙素、生物活性玻璃等；牙科修复材料，如：渗透树脂、全瓷修复体等。但上述材料的临床效果仍存在争议，主要涉及生物安全性、再矿化效果、树脂耐久性、牙体组织损害等问题，目前临床上还没有可使白斑有效逆转的口腔材料，这也成为一个亟待解决的难题。
[0003]随着现代微创牙科理念的提出，生物矿化技术已成为龋病防治的趋势。特别是，迫切需要能够释放大量生物活性Ca
2+
和PO
43
‑
离子的无定形磷酸钙(amorphous calcium phosphate,ACP)用于硬组织再矿化。ACP被广泛认为是羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAP)形成中重要的前驱体，在牙齿的生物矿化中具有重要作用。一直以来，基于ACP的仿生矿化系统得到了广泛发展，衍生出了漱口水、牙膏、护牙素和粘接剂等口腔防龋材料。但是ACP的热力学不稳定性限制了其作为液态矿化源的应用和保存；而作为固态矿化源，水合层结构的损失及在固态载体中的扩散受限会影响其发挥良好的矿化活性。此外在口腔微生物长期定植下，目前开发的基于ACP的再矿化系统缺乏抑制细菌粘附和生物膜形成的能力。
[0004]牙体硬组织的主要无机成分是非化学计量比的羟基磷灰石，阳离子如Na
+
、Mg
2+
、Zn
2+
、Sr
2+
等可取代Ca
2+
的结合位点，F
‑
可取代OH
‑
或者CO
32
‑
的结合位点。通过将功能性金属元素掺入羟基磷灰石，可以实现羟基磷灰石的功能化改造，从而增强牙齿的抗菌或抗酸等性能。因此借助ACP的矿化活性，掺入各种元素，如Ag、Mg、Zn、F等的ACP材料由于具有抗菌、矿化、增强牙齿抗酸性等特征而成为理想的牙科矿化材料，具有广阔的应用前景。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术提供了一种牙齿矿化抗菌双功能凝胶、制备方法及应用，矿化所得牙齿矿化抗菌双功能凝胶的主要活性成分为杂合无定形磷酸钙，杂合无定形磷酸钙粒径为30
‑
40nm，外形为规则的球形颗粒，并掺杂不同金属离子和氟离子，具有抗菌、促矿化等性能。制备方法简单易行，制备成本低廉，便于大规模生产和临床推广使用。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术首先提供了一种牙齿矿化抗菌双功能凝胶的制备方法，其包括下述步骤：
[0008]1)将稳定剂、钙盐和至少一种金属离子盐添加剂溶于溶剂中得到混合液，然后加入凝胶剂，溶胀均匀，得到凝胶i；
[0009]2)将磷酸盐和氟化物溶于溶剂中得到混合液，调整溶液的pH至8～12，然后加入凝胶剂，溶胀均匀，得到凝胶ii；
[0010]3)将步骤1)得到的凝胶i与步骤2)得到的凝胶ii按比例混合均匀，得到牙齿矿化抗菌双功能凝胶。
[0011]进一步的，所述步骤1)中，各组分以重量份计为：稳定剂10～100份、钙盐50～500份、金属离子盐添加剂50～250份、凝胶剂50～200份、溶剂50～2000份。
[0012]进一步的，所述步骤2)中，各组分以重量份计为：磷酸盐50～500份、氟化物10～50份、凝胶剂50～200份、溶剂50～2000份。
[0013]进一步的，步骤3)中所述的按比例混合为，通过凝胶剂i和凝胶ii配比的选择，使得牙齿矿化抗菌双功能凝胶中，钙和金属离子盐添加剂中的金属离子的摩尔比为1～10：1；钙和金属离子盐添加剂中的金属离子之和与磷的摩尔比为1.3～2.1：1。
[0014]本专利技术还提供了所述方法制备得到的牙齿矿化抗菌双功能凝胶，所述牙齿矿化抗菌双功能凝胶的活性成分是杂合无定形磷酸钙，杂合无定形磷酸钙的粒径为30
‑
40nm，外形为球形颗粒，掺杂有金属离子盐添加剂中的金属离子和氟离子。
[0015]本专利技术以凝胶剂为载体并借助聚天冬氨酸等稳定剂来螯合游离钙离子、掺杂金属离子、磷酸盐离子和氟离子，从而获得杂合无定形磷酸钙凝胶。这种矿化方法简单易行，使用前双组份凝胶可分开储存，使用时杂合ACP可即刻合成，不同金属离子杂合程度可控，Ca/P及Ca/F比可调，杂合ACP稳定性可控，产物尺寸形貌可控。
[0016]本专利技术还提供了一种所述杂合无定形磷酸钙凝胶套装在制备牙齿仿生矿化的药物中的应用。优选的，所述牙齿仿生矿化的药物为牙齿白斑防治药物、早期龋病治疗药物或牙齿脱敏治疗药物。
[0017]与现有技术相比本专利技术具有以下优势：
[0018](1)本专利技术制剂的主要活性成分是杂合无定形磷酸钙，由于采用钙和磷分开双组份模式，可在使用时即刻混合新鲜制备杂合无定形磷酸钙，避开了无定形磷酸钙在水介质中过早向结晶磷灰石转变的问题，保证了产物具有良好的矿化活性。
[0019](2)本专利技术制剂含有的无定形磷酸钙材料的相稳定性和杂合程度可控，赋予其良好的矿化和抗菌性能。
[0020](3)本专利技术提供的牙齿矿化抗菌双功能凝胶的制备方法简单易行，不需大型仪器设备，生产效率高、成本低，适于大规模生产，可用于牙齿白斑、早期龋病、牙本质敏感等口腔疾病的防治，具有巨大的市场前景。
附图说明
[0021]图1凝胶制剂的FTIR+XRD+SEM图；
[0022]图2凝胶制剂相稳定性的FTIR图；
[0023]图3抑制牙釉质白斑形成的数字摄影+Micro
‑
CT图；其中，a)数字摄影图像显示本专利技术制剂处理组在4周pH循环过程中牙釉质样本表面颜色改变最小。b)Micro
‑
CT图显示经过4周的pH循环，本专利技术制剂处理组的牙釉质矿物质损失及脱矿深度最小。
[0024]图4治疗早期牙釉质龋的SEM图。
具体实施方式
[0025]下面通过实施案例对本专利技术作进一步说明，为本专利技术的优选例。凡在本专利技术的原则之内所做的任何修改和变化，均在本专利技术的保护范围之内。
[0026]本专利技术提供的牙齿矿化抗菌双功能凝胶，一般可按如下步骤进行制备：
[0027]1)将稳定剂、钙盐和至少一种金属离子盐添加剂溶于溶剂中得到混合液，然后加入凝胶剂，溶胀均匀，得到凝胶i；步骤1)中，各组分以重量份计为：稳定剂10～100份、钙盐50～500份、金属离子盐添加剂50～250份、凝胶剂50～200份、溶剂50～200本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种牙齿矿化抗菌双功能凝胶的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括下述步骤：1)将稳定剂、钙盐和至少一种金属离子盐添加剂溶于溶剂中得到混合液，然后加入凝胶剂，溶胀均匀，得到凝胶i；2)将磷酸盐和氟化物溶于溶剂中得到混合液，调整溶液的pH至8～12，然后加入凝胶剂，溶胀均匀，得到凝胶ii；3)将步骤1)得到的凝胶i与步骤2)得到的凝胶ii按比例混合均匀，得到牙齿矿化抗菌双功能凝胶。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，各组分以重量份计为：稳定剂10～100份、钙盐50～500份、金属离子盐添加剂50～250份、凝胶剂50～200份、溶剂50～2000份。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述稳定剂为聚葡萄糖酸、聚天冬氨酸、聚丙烯酸、聚马来酸、聚谷氨酸、聚乙烯基膦酸、羧甲基壳聚糖、乙二胺四乙酸、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠的任意一种或多种的组合；所述钙盐为可溶性钙盐，选自氯化钙和/或其水合物、乙酸钙和/或其水合物、乳酸钙和/或其水合物、柠檬酸钙和/或其水合物、碳酸氢钙、磷酸二氢钙中的任意一种或多种的组合。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述金属离子盐添加剂选自可溶性银、锌、锶、镁、铜、镓、锰、铈、锆、钛的硝酸盐、硫酸盐或氯化物中的任意一种或多种的组合。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)和步骤2)中，所述凝胶剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、丙烯酰胺类聚合物、丙烯酸类聚合物、乙烯醇类聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基壳聚糖、木质素、海藻酸钠、琼脂、淀粉、胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅柏平，张志欣，王喆，崔子寒，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：