專利名稱：：一種制備牙科修復(fù)材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制備牙科修復(fù)材料的方法。
背景技術(shù)：
：釉質(zhì)是人類牙齒最外層的部分，厚度為l2mm。作為脊椎動物界最硬的礦化組織，釉質(zhì)發(fā)揮著切割、磨碎食物的作用。但是由于自然磨損、酸性細(xì)菌腐蝕、年齡增長等原因，齲齒或者其它釉質(zhì)損傷疾病是非常普遍的。嚴(yán)重的齲齒不僅僅是釉質(zhì)損傷，還會影響健康，降低生活質(zhì)量。研究表明，齲面中的細(xì)菌可能會隨著血液循環(huán)到達(dá)人體各處，從而誘發(fā)心臟病、動脈硬化、糖尿病、妊娠綜合癥等多種疾病。預(yù)防齲齒發(fā)展最好的方法就是在出現(xiàn)早期淺齲面時就做出適當(dāng)處理。目前口腔臨床普遍應(yīng)用的治療早期齲齒的方法是，機(jī)械除去損傷的部位，然后填上合金或樹脂類材料，視情況可能會再加上合金牙冠或者陶瓷牙冠。這種方法的缺點(diǎn)在于一、樹脂、合金、陶瓷等的理化性質(zhì)與牙齒本身不同，生物相容性不好，力學(xué)性質(zhì)也達(dá)不到釉質(zhì)本身的強(qiáng)度；二、機(jī)械處理的步驟會除去一些沒有感染的健康的釉質(zhì)部分，反而使齲洞變大，使天然釉質(zhì)部分減少。所以，找到一種具有良好生物相容性的牙科修復(fù)材料或者找到一種可以完美修復(fù)釉質(zhì)損傷的方法，吸引著眾多的科學(xué)工作者。釉質(zhì)的主要成分(體積95%以上)是含有碳酸根的部分氟化了的羥基磷灰石-FHA(fluoridatedhydroxyapatite)。六棱柱狀磷灰石晶體(直徑約25100nm)沿著c軸緊密平行排列，相鄰的晶體又構(gòu)成了直徑約5pm米的高度有序的團(tuán)簇狀結(jié)構(gòu)--晶柱(enamelprism)。這種高度有序的結(jié)構(gòu)決定了釉質(zhì)具有超凡的力學(xué)性質(zhì)和抗磨損能力。同時，由于釉質(zhì)基本上是無機(jī)生物礦物，通過單純的化學(xué)的而非細(xì)胞的方法來修復(fù)或再生釉質(zhì)是可能的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種制備牙科修復(fù)材料的方法。本發(fā)明所提供的制備牙科修復(fù)材料的方法，包括以下步驟1)將牙釉質(zhì)用磷酸溶液或過氧化氫和磷酸的混合溶液浸泡處理；2)將上述步驟1)的牙釉質(zhì)置于HEDTA-Ca-P溶液中，再在所述HEDTA-Ca-P溶液中加入氟離子溶液，反應(yīng)得到覆蓋有修復(fù)材料的牙釉質(zhì)；所述HEDTA-Ca-P溶液是將如下濃度的下列各物質(zhì)依次加入得到的0.05-0.15mol/L羥乙基乙二胺三乙酸、0.05-0.15mol/LKOH、0.05-0.15mol/LCa(N03)2、0.03-0.09mol/LKH2P04;所述羥乙基乙二胺三乙酸、KOH、Ca(NO3)2和KH2PO4的物質(zhì)的量比為(4.5-10):(4.5-10):(4.5-5):3，具體可為5:5:5:3;所述HEDTA-Ca-P溶液的pH值為6.0-7.5。上述方法中，所述步驟l)中，將牙釉質(zhì)用磷酸溶液浸泡處理，所述磷酸溶液為質(zhì)量百分含量為37-85%的磷酸水溶液，所述浸泡時間為15-60s。所述步驟l)中，將牙釉質(zhì)用過氧化氫和磷酸的混合溶液浸泡處理，所述混合溶液中，過氧化氫的終濃度為4.9-7.8mol/L，磷酸的終濃度為2.9-7.3mol/L，所述浸泡時間為15-60s。具體配制時，一般是用質(zhì)量百分含量為85%的磷酸和質(zhì)量百分含量為30%的雙氧水以1:(1-4)的體積比混合得到。所述步驟2)中，所述氟離子溶液中的氟離子可來自NaF、KF或NH4F。所述步驟2)中，加入的氟離子溶液中，氟離子的濃度為0.01-0.03mol/L;所加入的氟離子與配制HEDTA-Ca-P溶液時所加入的羥乙基乙二胺三乙酸、鈣離子和磷酸二氫根離子的物質(zhì)的量比為(4.5-10):(4.5-5):3:(0.5-2)，具體可為5:上述方法中，所述條件為35-40'C反應(yīng)3-15天，具體可為37i:反應(yīng)7天。上述方法中，所述牙釉質(zhì)為離體的人類牙釉質(zhì)。采用上述方法制備的牙科修復(fù)材料也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的另一個目的是提供HEDTA在調(diào)控羥基磷酸鈣和氟磷酸鈣晶體生長中的應(yīng)用。本發(fā)明采用簡單的化學(xué)方法，在近似人體生理?xiàng)l件(37X:,latm,pH6.0)的環(huán)境中，在離體的人牙釉質(zhì)表面直接長出了致密的、具有人牙釉質(zhì)仿生結(jié)構(gòu)的牙科修復(fù)材料。該薄膜狀的牙科修復(fù)材料的結(jié)構(gòu)與天然的人牙釉質(zhì)十分類似，具有磷灰石六棱柱晶體和釉質(zhì)晶柱微結(jié)構(gòu)，且力學(xué)性質(zhì)與天然的人牙釉質(zhì)接近。本發(fā)明的制備牙科修復(fù)材料的方法條件溫和、過程簡單、原料便宜，具有臨床應(yīng)用價值，所制備的的牙科修復(fù)材有望替代現(xiàn)有的牙科修復(fù)材料來修補(bǔ)齲齒或其它牙科疾病造成的釉質(zhì)損傷，也可以作為窩溝封閉材料用于齲齒的預(yù)防。圖1為采用本發(fā)明方法制備的再生釉質(zhì)層表面形貌的典型SEM圖像。圖2為釆用本發(fā)明方法制備的再生釉質(zhì)的XRD譜圖。圖3為3500pN載荷控制納米壓痕測試的加載-卸載曲線。具體實(shí)施例方式實(shí)施例l、牙科修復(fù)材料的制備取離體的人類磨牙或智齒，用低速金剛石切割機(jī)的鋸片側(cè)面輕輕打磨釉質(zhì)表面，將釉質(zhì)部分切下來。用質(zhì)量百分含量為85%的磷酸水溶液處理上述牙釉質(zhì)30s，用去離子水沖掉殘余的酸液，待用。稱取2.88g羥乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)和0.58gKOH，加約卯mL去離子水，電磁攪拌溶解。在上述溶液中依次再加入2.44gCa(N03)2'4H20和0.84gKH2P04，用KOH溶液調(diào)節(jié)pH至6.0，100mL容量瓶定容，得到HEDTA-Ca-P溶液。稱取5.65gKF'2H20，100mL容量瓶定容，得到KF溶液。量取上述配制的HEDTA-Ca-P溶液87mL，將用質(zhì)量百分含量為85%的磷酸水溶液處理過的牙釉質(zhì)置于其中，放置3min。再滴加上述KF溶液3mL，此時反應(yīng)體系中含有0.10mol/LHEDTA-Ca、0.06mol/LPO戶、0.02mol/Lr和釉質(zhì)。將反應(yīng)體系用封口膜封口，置于37。C的超級恒溫水浴中，反應(yīng)10天。取出反應(yīng)后的釉質(zhì)，用去離子水沖洗三遍，空氣中自然晾干，得到再生牙釉質(zhì)。再生釉質(zhì)層表面形貌的典型SEM圖像如圖1所示。其中，圖la的標(biāo)尺為2.0圖lb的標(biāo)尺為l.Oium;圖lc的標(biāo)尺為500nm;圖ld的標(biāo)尺為5.0pm。從圖la中可以看出明顯的橫截面為5pm的類似晶柱的結(jié)構(gòu)；圖1b進(jìn)一步表明這種類似晶柱的結(jié)構(gòu)是由一束束晶體組成的；放大倍數(shù)更高的圖lc則清楚的顯示出直徑為300400nm的典型的磷灰石晶體的六邊形橫截面；從圖ld可以看出，再生層由45pm長的、互相平行、沿c軸生長的柱狀晶體組成，且與天然釉質(zhì)層結(jié)合緊密(圖ld中，E代表天然釉質(zhì)層，R代表再生層)。從圖la-圖ld中可以看出，再生層的表面形貌與天然釉質(zhì)非常相似，具有天然釉質(zhì)的六棱柱晶體結(jié)構(gòu)和團(tuán)簇狀晶柱構(gòu)造。上述牙釉質(zhì)再生層的化學(xué)組成用X射線衍射(XRD)和X-射線電子能譜(EDS)進(jìn)行表征，再生前后的XRD譜圖如圖2所示。其中，a表示僅用質(zhì)量百分含量為85%的磷酸腐蝕過的牙釉質(zhì)，b表示用上述方法再生7天后的牙釉質(zhì)。從圖2中可以看出，采用上述方法制備的牙釉質(zhì)再生層的XRD譜圖主要的強(qiáng)峰和羥基磷灰石的XRD圖譜相吻合；強(qiáng)度很大的002峰和004峰說明晶面與釉質(zhì)表面平行，即晶體是沿著c軸方向生長的，這一點(diǎn)和SEM圖像中看到的是一致的。EDS結(jié)果表明，再生層中的Ca/P比為1.59，F(xiàn)/Ca比為0.13。Ca/P比很接近羥基磷灰石(HA)或氟磷灰石(FA)中的Ca/P比1.67，由于EDS分析手段本身的誤差，結(jié)果偏小是正常的。從F/Ca比來看，氟含量低于FA而高于HA，說明再生層中的晶體是部分氟化了的羥基磷灰石(fluoridatedhydroxyapatite，F(xiàn)HA)，和天然釉質(zhì)的化學(xué)組成是一樣的。對采用上述方法制備的再生牙釉質(zhì)進(jìn)行3500nN載荷控制納米壓痕測試，探頭以同樣大小的力壓入，力學(xué)強(qiáng)度大的壓入的深度小，3500pN載荷控制納米壓痕測試的加載-卸載曲線如圖3所示。從圖3中可以很直觀地看出天然牙釉質(zhì)與再生牙釉質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)，即天然釉質(zhì)的力學(xué)強(qiáng)度>再生8天的牙釉質(zhì)〉再生4天的牙釉質(zhì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)8次重復(fù)，8次壓痕數(shù)據(jù)的平均統(tǒng)計(jì)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表達(dá)，天然釉質(zhì)與再生牙釉質(zhì)力學(xué)性質(zhì)的定量測定結(jié)果如表1所示。表l再生前后牙釉質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表l中的數(shù)據(jù)可以印證上面的定性結(jié)果，無論是彈性模量還是硬度，都有天然釉質(zhì)>再生8天的牙釉質(zhì)>再生4天的牙釉質(zhì)。同時，再生8天后的牙釉質(zhì)層的彈性模量和硬度都已經(jīng)接近天然釉質(zhì)。權(quán)利要求1、一種制備牙科修復(fù)材料的方法，包括以下步驟1)將牙釉質(zhì)用磷酸溶液或過氧化氫和磷酸的混合溶液浸泡處理；2)將上述步驟1)的牙釉質(zhì)置于HEDTA-Ca-P溶液中，再在所述HEDTA-Ca-P溶液中加入氟離子溶液，反應(yīng)得到覆蓋有修復(fù)材料的牙釉質(zhì)；所述HEDTA-Ca-P溶液是將如下濃度的下列各物質(zhì)依次加入得到的0.05-0.15mol/L羥乙基乙二胺三乙酸、0.05-0.15mol/LKOH、0.05-0.15mol/LCa(NO3)2、0.03-0.09mol/LKH2PO4；所述羥乙基乙二胺三乙酸、KOH、Ca(NO3)2和KH2PO4的物質(zhì)的量比為(4.5-10)(4.5-10)(4.5-5)3，具體可為5∶5∶5∶3；所述HEDTA-Ca-P溶液的pH值為6.0-7.5。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟l)中，將牙釉質(zhì)用磷酸溶液浸泡處理，所述磷酸溶液為質(zhì)量百分含量為37-85%的磷酸水溶液，所述浸泡時間為15-60s。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟l)中，將牙釉質(zhì)用過氧化氫和磷酸的混合溶液浸泡處理，所述混合溶液中，過氧化氧的終濃度為4.9-7.8mol/L，磷酸的終濃度為2.9-7.3mol/L，所述浸泡時間為15-60s。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟2)中，加入的氟離子溶液中，氟離子的濃度為0.01-0.03mol/L;所加入的氟離子與配制HEDTA-Ca-P溶液時所加入的羥乙基乙二胺三乙酸、鈣離子和磷酸二氫根離子的物質(zhì)的量比為(4.5-10):(4.5-5):3:(0.5-2)，優(yōu)選為5:5:3:1。5、根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述條件為35-4(TC反應(yīng)3-15天，優(yōu)選為37t:反應(yīng)7天。6、根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于所述牙釉質(zhì)為離體的牙釉質(zhì)。7、根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的方法制備的牙科修復(fù)材料。8、HEDTA在調(diào)控羥基磷酸鈣和氟磷酸鈣晶體生長中的應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明公開了一種制備牙科修復(fù)材料的方法。該方法包括以下步驟1)將牙釉質(zhì)用磷酸溶液或過氧化氫和磷酸的混合溶液浸泡處理；2)將上述步驟1)的牙釉質(zhì)置于HEDTA-Ca-P溶液中，再在所述HEDTA-Ca-P溶液中加入氟離子溶液，反應(yīng)得到覆蓋有修復(fù)材料的牙釉質(zhì)。本發(fā)明的制備牙科修復(fù)材料的方法條件溫和、過程簡單、原料便宜，具有臨床應(yīng)用價值，所制備的牙科修復(fù)材料有望替代現(xiàn)有的牙科修復(fù)材料來修補(bǔ)齲齒或其它牙科疾病造成的釉質(zhì)損傷，也可以作為窩溝封閉材料用于齲齒的預(yù)防。文檔編號A61K6/033GK101444454SQ20081023976公開日2009年6月3日申請日期2008年12月16日優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日發(fā)明者尹玉婧,陳海峰申請人:北京大學(xué)