本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：三氧化礦物凝聚體(mta)是一種新型的硅酸鈣基根管充填治療材料，自1993年由lee首次報道以來，引起了研究人員和臨床醫(yī)生的廣泛關(guān)注，并于1998年經(jīng)美國fda許可應(yīng)用于臨床。mta材料是由多種無機顆粒組成，主要成分包括硅酸三鈣、硅酸二鈣以及其他無機礦物顆粒。mta用作根管充填材料的主要特點在于優(yōu)異的邊緣封閉性、優(yōu)異的生物相容性、生物活性和抗菌特性。此外，mta固化不受潮濕和血液存在的影響，固化后的抗壓強度高，無需擔(dān)心超填問題，被認為是目前最理想的根管充填材料。傳統(tǒng)的mta產(chǎn)品在臨床使用時需要將粉劑與水相調(diào)和液進行現(xiàn)場混合，給醫(yī)生操作帶來了不便，延長了手術(shù)時間，并且容易引發(fā)混合不均勻，進而影響填充效果。為克服粉劑填充材料的這一缺點，研究人員嘗試將自固化粉體與可與水混溶的非水相溶劑進行均勻混合，制備出具有良好流動性和可注射性的預(yù)混型根管填充材料，在其被注射至缺損部位后，非水相液體與組織液進行交換，自固化粉體發(fā)生水化反應(yīng)而實現(xiàn)原位固化。雖然預(yù)混糊劑避免了手術(shù)中固液兩相的臨時調(diào)和，縮短了操作時間，但由于是固液兩相共存的懸浮體系，存在較大的界面能、表面能以及重力作用等不穩(wěn)定因素，易導(dǎo)致體系出現(xiàn)分層、沉淀和絮凝等現(xiàn)象。為保證糊劑的長期穩(wěn)定性，有必要選擇和添加合適的懸浮穩(wěn)定劑。中國專利“預(yù)混合的生物學(xué)水凝性粘固粉糊劑組合物及其應(yīng)用”(專利號cn200880011743.1)公開了一種可用于醫(yī)學(xué)或牙科用途的預(yù)混合粘固粉糊劑，該專利通過引入檸檬酸、纖維素等有機分散劑來提高該預(yù)混體系中固液兩相的分散穩(wěn)定性和可注射性。不足之處在于有機分散劑在體內(nèi)易降解流失，使固化體系出現(xiàn)微孔隙，進而導(dǎo)致根管微滲漏的發(fā)生。中國專利“可注射高效懸浮穩(wěn)定的磷酸鈣骨水泥及其制備方法與應(yīng)用”(專利號cn200910197934.8)公開了一種可注射磷酸鈣骨水泥材料體系，該專利通過添加氣相二氧化硅及其改性產(chǎn)品來提高磷酸鈣骨水泥預(yù)混體系的懸浮穩(wěn)定性。不足之處在于磷酸鈣骨水泥不具有在體液中礦化與牙本質(zhì)形成化學(xué)鍵合的能力，同時不能有效調(diào)控牙髓細胞分化及誘導(dǎo)牙本質(zhì)橋的形成，在進行根管充填及蓋髓時效果不及mta材料?；谝陨显?，目前迫切需要一種具有長期懸浮穩(wěn)定性能的預(yù)混mta根管填充材料的出現(xiàn)以滿足臨床需求。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明的第一方面，是提供了一種懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料。所述懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料包括：(a)硅酸鈣類化合物，(b)用于提高凝固性能的第二相，(c)懸浮穩(wěn)定劑，(d)阻射材料，以及(e)與水可混溶的非水相溶劑。所述懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料中，固體組分(a,b,c,d)占懸浮穩(wěn)定預(yù)混合材料總質(zhì)量的35％～93％，優(yōu)選52％～90％；液體組分(e)占懸浮穩(wěn)定預(yù)混合材料總質(zhì)量的7％～65％，優(yōu)選10％～48％。其中，組分(a)、(b)的質(zhì)量比為：a:b＝(0.1～10):1，優(yōu)選的a:b＝(0.1～5):1；組分(c)占懸浮穩(wěn)定預(yù)混合材料總質(zhì)量的0.01％～10％，優(yōu)選的0.05％～5％；組分(d)占懸浮穩(wěn)定預(yù)混合材料總質(zhì)量的2％～65％，優(yōu)選的4％～55％。各組分在懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料中占總質(zhì)量的百分比，具體可為：a:21.45％，b:9.19％，c:1.23％，d:29.42％，e:38.71％；或a:26.51％，b:8.84％，c:1.77％，d:33.58％，e:29.30％；所述的硅酸鈣類化合物選自：硅酸三鈣，硅酸二鈣，硅酸鈣，以及它們的混合物。所述的與水可混溶的非水相溶劑選自：甘油，丙二醇，乙二醇，聚乙二醇，乙醇，硅油，丁香油，peg，動物油，植物油以及它們的混合物。所述的阻射材料選自：氧化鋯，硫酸鋇，氧化鉭，氧化鉍，以及它們的混合物。所述的懸浮穩(wěn)定劑選自：氣相二氧化硅、膨潤土、蒙脫石、硫酸鋁鎂以及它們的混合物。所述的用于提高凝固性能的第二相選自：硫酸鈣、半水硫酸鈣、碳酸鈣、氯化鈣、磷酸氫鈣、磷酸鎂，以及它們的混合物。本發(fā)明的第二方面，是提供了上述懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料的制備方法。所述懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料的制備方法，包括：將硅酸鈣類化合物粉體、用于提高凝固性能的第二相、阻射材料的粉體、懸浮穩(wěn)定劑、與水可混溶的非水相溶劑通過球磨進行均勻混合得到混合糊劑，之后將所述混合糊劑轉(zhuǎn)移至配有注射軟管針頭的醫(yī)用注射器中，包裝滅菌后即得懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料。本發(fā)明的第三方面，是提供了上述懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料的用途。所述用途為：上述懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料在制備用于牙髓病治療(如：蓋髓術(shù)、根管治療術(shù))的根管填充材料中的應(yīng)用。本發(fā)明通過在預(yù)混型mta根管填充材料體系中添加具有懸浮穩(wěn)定效果的氣相二氧化硅、膨潤土或蒙脫石等無機分散劑，防止預(yù)混體系發(fā)生分層、沉淀或絮凝，以提高預(yù)混糊劑的長期分散穩(wěn)定性。此外，該預(yù)混型糊劑在賦予硅酸鈣類自固化材料良好的可注射性的基礎(chǔ)上，還保留了硅酸鈣類材料所具備的優(yōu)良的生物相容性、生物活性和抗菌特性，以及更短的固化時間和優(yōu)異的邊緣封閉性。本發(fā)明的有益效果為：(1)本發(fā)明的懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料(復(fù)合糊劑)的各組分均無細胞毒性，生物相容性好，生物安全性高。(2)本發(fā)明的懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料(復(fù)合糊劑)使用時不需固液混合，具有可注射性，作為填充材料使用簡單方便；含有阻射劑，方便術(shù)后觀察。(3)本發(fā)明的懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料(復(fù)合糊劑)的主體為硅酸鈣類材料，保證了良好的生物活性，并具有與氫氧化鈣類似的抗菌性能。(4)硅酸鈣類材料與第二相促凝劑的復(fù)合可以縮短凝固時間，提高固化強度，有利于實現(xiàn)快速、高質(zhì)量填充。(5)懸浮穩(wěn)定劑的加入提高了懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料(復(fù)合糊劑)的長期穩(wěn)定性，有利于產(chǎn)品的儲存、運輸和使用。(6)本發(fā)明的懸浮穩(wěn)定的預(yù)混合硅酸鈣基根管填充材料(復(fù)合糊劑)的制備工藝簡單易行，產(chǎn)品重復(fù)度高，方便規(guī)?；蜋C械化生產(chǎn)。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例1制備的懸浮穩(wěn)定半水硫酸鈣/硅酸鈣類復(fù)合糊劑的可注射性能演示圖。圖2是復(fù)合糊劑試樣與標準楔狀階梯鋁板的阻射影像對比圖。圖3是離體牙填充顯影效果圖。具體實施方式下面通過具體實施例對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明并不局限于此。下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法；下述實施例中所用的試劑、材料等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。實施例1、預(yù)混合的懸浮穩(wěn)定半水硫酸鈣/硅酸鈣類復(fù)合糊劑的制備1.原料準備：半水硫酸鈣，采用二水硫酸鈣干燥脫水法制備，即：將二水硫酸鈣研磨后在烘箱中150℃加熱12小時，之后烘箱溫度調(diào)至60℃，陳化6小時，所得粉體過300目篩。硅酸鈣類化合物選擇硅酸三鈣和硅酸二鈣的混合物。與水可混溶的非水相溶劑選擇甘油。阻射材料選擇氧化鋯粉體。懸浮穩(wěn)定劑選擇氣相二氧化硅。2.復(fù)合糊劑制備：分別稱量0.3g半水硫酸鈣，0.56g硅酸三鈣，0.14g硅酸二鈣，0.96g氧化鋯，0.04g氣相二氧化硅，1ml甘油，放入玻璃容器中，用不銹鋼攪拌棒進行機械混合，充分調(diào)和5min，之后將混合糊劑轉(zhuǎn)移至配有注射軟管針頭的醫(yī)用注射器中，即可得到預(yù)混合的懸浮穩(wěn)定半水硫酸鈣/硅酸鈣類復(fù)合糊劑。所得預(yù)混合的磷酸鎂/硅酸三鈣復(fù)合糊劑為白色糊狀，具有非常好的流動性和可注射性(見附圖1)。實施例2、預(yù)混合的懸浮穩(wěn)定磷酸鎂/硅酸鈣類復(fù)合糊劑的制備1.原料準備：磷酸鎂骨水泥粉料，包括死燒氧化鎂、磷酸二氫鈉。死燒氧化鎂是將輕質(zhì)氧化鎂在1500℃高溫煅燒2h而得到，磷酸二氫鈉直接使用購買的試劑。死燒氧化鎂、磷酸二氫鈉分別球磨12h，并過400篩。將死燒氧化鎂和磷酸二氫鈉按照摩爾比3.8:1，球磨混合12h配制成磷酸鎂粉體。硅酸鈣類化合物選擇風(fēng)碎級硅酸三鈣。與水可混溶的非水相溶劑選擇1,2-丙二醇。阻射材料選擇氧化鉍粉體。懸浮穩(wěn)定劑選擇有機膨潤土。2.復(fù)合糊劑制備：分別稱量0.25g磷酸鎂，0.75g硅酸三鈣，0.95g氧化鉍，0.05g有機膨潤土，0.8ml1,2-丙二醇，在行星式球磨機中混合10min，之后將混合糊劑轉(zhuǎn)移至配有注射軟管針頭的醫(yī)用注射器中，即可得到預(yù)混合的懸浮穩(wěn)定磷酸鎂/硅酸鈣類復(fù)合糊劑。所得預(yù)混合的磷酸鎂/硅酸三鈣復(fù)合糊劑為白色糊狀，具有非常好的流動性和可注射性。實施例3、復(fù)合糊劑的固化時間1.糊劑準備：實驗組：實施例1、實施例2制備所得復(fù)合糊劑。對照組1：分別稱量0.8g硅酸三鈣，0.2g硅酸二鈣，0.96g氧化鋯，0.04g氣相二氧化硅，1ml甘油，放入玻璃容器，不銹鋼攪拌棒充分調(diào)和5min，可得到預(yù)混合硅酸鈣類復(fù)合糊劑。對照組2：分別稱量1g硅酸三鈣，0.95g氧化鉍，0.05g有機膨潤土，0.8ml1,2-丙二醇，行星式球磨機中混合10min，即可得到預(yù)混合硅酸三鈣復(fù)合糊劑。2.固化時間測試：測試方法選擇行業(yè)標準yy0717-2009所規(guī)定的測試方法。將上述制備的糊劑填入水化好的石膏模具，放入溫度37℃、相對濕度95％的恒溫恒濕箱中，以針入度計評價固化狀態(tài)，觀察并記錄固化時間。表1、固化時間測試結(jié)果固化時間實施例14.5h對照組17.5h實施例22.5·h對照組28h結(jié)果表明促凝劑的加入可以顯著縮短復(fù)合糊劑的固化時間。實施例4、復(fù)合糊劑的懸浮穩(wěn)定性1.糊劑準備：實驗組：實施例1、實施例2制備所得預(yù)混合懸浮穩(wěn)定復(fù)合糊劑。對照組1：分別稱量0.3g半水硫酸鈣，0.56g硅酸三鈣，0.14g硅酸二鈣，1g氧化鋯，1ml甘油，放入玻璃容器，不銹鋼攪拌棒充分調(diào)和5min，可得到不含懸浮穩(wěn)定劑的半水硫酸鈣/硅酸鈣類復(fù)合糊劑。對照組2：分別稱量0.25g磷酸鎂，0.75g硅酸三鈣，1g氧化鉍，0.8ml1,2-丙二醇，行星式球磨機中混合10min，即可得到不含懸浮穩(wěn)定劑的磷酸鎂/硅酸三鈣復(fù)合糊劑。2.可注射性測試：將上述制備的糊劑裝入1ml注射器，封口后放入玻璃干燥器中，靜置60d后取出，安裝牙科塑料彎針頭將糊劑完全擠出，觀察并記錄無法擠出時的剩余糊劑量。表2、可注射性測試結(jié)果擠出剩余量可注射性實施例10ml100％對照組10.12ml88％實施例20.05ml99.5％對照組20.23ml77％結(jié)果表明懸浮穩(wěn)定劑的加入可以提高復(fù)合糊劑的長期穩(wěn)定性，能夠保證在長期儲存后仍能保持良好的可注射性。實施例5、復(fù)合糊劑的阻射效果1.復(fù)合糊劑的阻射性測試：準備楔狀階梯鋁板(尺寸和材質(zhì)按照行業(yè)標準yy0717-2009的要求)，將實施例1、實施例2制備所得復(fù)合糊劑填入模具(內(nèi)徑10mm，高1mm)得到1mm厚的封閉材料，將填充好的模具放在楔狀階梯鋁板旁邊，用microct影像系統(tǒng)獲得阻射影像。將試樣和楔狀階梯鋁板的影像進行比較，試樣的阻射性以等效鋁板厚度的毫米數(shù)表述。結(jié)果顯示實施例1、實施例2制得的復(fù)合糊劑的阻射性分別相當于7mm、7.5mm厚的鋁板(見附圖2)，可以滿足行業(yè)標準以及臨床使用的要求(行業(yè)標準yy0717-2009規(guī)定封閉材料的阻射性應(yīng)不低于3mm厚鋁板的等效阻射性)。2.離體牙填充顯影效果：將實施例1制備所得復(fù)合糊劑裝入1ml注射器中通過牙科塑料彎針頭填入去髓離體牙的根管中，放入密閉的37℃水浴鍋中固化24h，用x射線機拍攝離體牙填充前和填充后的x射線影像，進行對比，判斷填充效果。從x射線影像(見圖3)中可以觀察到，離體牙與填充糊劑之間灰度差別明顯，可以明顯觀察到填充效果。實施例6、動物實驗為驗證本發(fā)明在根管充填治療術(shù)中的作用效果，對制備的復(fù)合糊劑進行動物實驗驗證。取雄性beagle犬，生長發(fā)育良好，恒牙列完整，所有動物均全麻后口內(nèi)2％碘酊消毒，75％酒精脫碘，嚴格無菌操作。選擇下頜第3，4前磨牙作為實驗牙，牙合面開髓，去髓室頂，完全拔除牙髓，#15k銼確定工作長度，h銼擴銼至#40，每換一次銼針用生理鹽水和2.5％次氯酸鈉沖洗根管并干燥。采用實施例1制備所得預(yù)混合的懸浮穩(wěn)定半水硫酸鈣/硅酸鈣類復(fù)合糊劑充填根管，以氫氧化鈣糊劑作為對照組。牙合面窩洞采用銀汞合金充填。術(shù)后一周內(nèi)動物進軟食，抗生素注射1周。觀察動物術(shù)后是否出現(xiàn)異常的日?；顒雍瓦M食是否正常。定期觀察動物的精神狀況、糞便及口腔組織的情況。根管治療術(shù)后6個月處死動物取材。組織學(xué)觀察研究：拔除實驗牙齒，10％甲醛溶液固定一周，常規(guī)脫鈣、純化水清洗48小時、梯度酒精脫水、二甲苯透明、石蠟包埋，制備常規(guī)切片、he染色，用光學(xué)顯微鏡觀察組織切面并評價根尖閉合情況。實驗組：牙本質(zhì)橋致密覆蓋根尖孔大部分，可見多層排列緊密均勻的成牙本質(zhì)細胞，呈高柱狀，保持生長活躍的組織學(xué)特征，細胞間質(zhì)礦化均勻。對照組：可見修復(fù)性牙本質(zhì)生長，形成牙本質(zhì)橋樣結(jié)構(gòu)。橋內(nèi)的修復(fù)性牙本質(zhì)可見許多微小孔隙，其間有牙髓組織。牙本質(zhì)細胞排列不均勻，有間斷性成牙本質(zhì)細胞減少區(qū)。結(jié)論：預(yù)混合的懸浮穩(wěn)定半水硫酸鈣/硅酸鈣類復(fù)合糊劑具有良好的組織相容性，可用于實驗犬根管的填充和修復(fù)，并可以更好的誘導(dǎo)硬組織的形成。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限制。對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或改進，凡是在本發(fā)明的精神和原則的前提下所作的任何變化和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12