一種生物活性玻璃陶瓷材料及其制備方法和在口腔護(hù)理用品中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物活性玻璃陶瓷材料。該生物活性玻璃陶瓷材料屬于Na2O-CaO-SrO-SiO2-P2O5-F系統(tǒng)，以重量百分比計(jì)，其中含有：SiO212%～45%、P2O510%～35%、CaO25%～48%、Na2O5%～15%、SrO3.5%～4.9%、F1.5%～2.1%；所述活性玻璃陶瓷材料中結(jié)晶相的主要成分是羥基磷灰石、磷酸三鈣和磷酸鈣鈉。本發(fā)明還提供所述生物活性玻璃陶瓷材料的制備方法，為粉末煅燒法、高溫熔融法、共沉淀合成法或溶膠-凝膠法。本發(fā)明進(jìn)一步提供所述生物活性玻璃陶瓷材料在口腔護(hù)理用品中的應(yīng)用。將所述生物活性玻璃陶瓷材料與常規(guī)的口腔護(hù)理用品載體或傳遞劑制成牙膏、漱口水、牙粉、牙齒凝膠、口香糖等口腔護(hù)理用品，在潔牙過程中可起到有效抗牙本質(zhì)敏感、促進(jìn)牙齒表面再礦化的作用。
【專利說明】ー種生物活性玻璃陶瓷材料及其制備方法和在口腔護(hù)理用品中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物活性玻璃陶瓷領(lǐng)域，特別是涉及晶相主要成分為羥磷灰石、磷酸三鈣及磷酸鈣鈉的生物活性玻璃陶瓷材料及其制備方法和在牙膏、牙粉等修復(fù)類抗牙本質(zhì)敏感的ロ腔護(hù)理用品中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]牙本質(zhì)敏感癥(Dentin Hypersensitivity, DH)為口腔常見病和多發(fā)病。根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)說，減少牙本質(zhì)小管的直徑，封閉牙本質(zhì)小管的開ロ，以減少和避免牙本質(zhì)內(nèi)的液體流動(dòng)，是治療牙本質(zhì)敏感的根本途徑。目前關(guān)于抗牙本質(zhì)敏感的治療理念，正逐步向早期診斷及微創(chuàng)治療方面轉(zhuǎn)變，對(duì)牙本質(zhì)小管的礦化修復(fù)治療則很好地契合了這ー發(fā)展趨勢(shì)。在長(zhǎng)期實(shí)踐中，已經(jīng)證明磷灰石生物活性材料及氟化物作為ー種傳統(tǒng)的再礦化防齲物質(zhì)，也能夠在封閉修復(fù)牙本質(zhì)小管的缺損方面發(fā)揮良好的作用。牙本質(zhì)小管缺損的修復(fù)過程，是利用口腔環(huán)境中過飽和的鈣、磷酸根等礦物質(zhì)離子，沉積在牙本質(zhì)小管的開ロ表面，形成羥基磷灰石晶體而封堵管ロ的過程。作為ー種有價(jià)值的抗牙本質(zhì)敏感材料，除應(yīng)具有良好的生物相容性而外，還需具有快速沉積鈣磷離子形成致密的磷灰石晶體的能力。在人工骨修復(fù)材料的長(zhǎng)期研究與應(yīng)用中，人們發(fā)現(xiàn)材料的組分結(jié)構(gòu)及降解特性對(duì)修復(fù)過程有著決定性的影響，如含羥 基磷灰石及磷酸三鈣的雙相納米陶瓷有優(yōu)良的修復(fù)功能，氟離子、鍶離子能促進(jìn)磷灰石的沉積，硅凝膠能吸附鈣離子及磷酸根離子，微環(huán)境的pH值影響鈣離子及磷酸根離子的沉積。美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)Henchl971年開發(fā)成功45S5玻璃，其在普通的Na20-Ca0-Si02玻璃系統(tǒng)中加入P205，使得材料在元素成分上與自然人體骨骼有所接近，這種材料由于P205的加入，増加了生物活性，能夠與周圍的骨組織結(jié)合在一起，在臨床骨缺損的修復(fù)治療中效果良好，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了具有抗牙本質(zhì)敏感功效的諾瓦敏(Novamin)材料。湖北頂盛科技發(fā)展有限公司與武漢大學(xué)在45S5玻璃的基礎(chǔ)上添加了鍶元素，聯(lián)合申報(bào)了《鍶強(qiáng)化生物活性玻璃，其制備方法及其在潔牙產(chǎn)品中的應(yīng)用》(專利申請(qǐng)?zhí)?00810197668.4)。以上兩種生物活性玻璃的共同顯著結(jié)構(gòu)特征在于其為非晶態(tài)，即為玻璃相，其中并不含有憐灰石晶體或娃酸鹽晶體等結(jié)晶相。
[0003]理想的抗牙本質(zhì)敏感、促進(jìn)牙齒表面再礦化等藥物或化學(xué)物質(zhì)應(yīng)該具備以下特點(diǎn):對(duì)口腔軟組織無刺激，對(duì)牙髓無刺激，在牙面或者修復(fù)體表面無色素沉著，使用方便，起效快，抗牙本質(zhì)敏感效果明顯且持久。生物活性玻璃及納米磷灰石均為良好的人工骨修復(fù)材料，生物相容性好，有望成為抗牙本質(zhì)敏感修復(fù)材料，但在修復(fù)機(jī)理方面存在差異。納米磷灰石更接近于天然骨的礦物質(zhì)成分，在礦物質(zhì)沉積的生物化學(xué)反應(yīng)過程中，納米磷灰石微晶除可為新骨形成提供鈣磷離子源外，更可以成為新生骨樣磷灰石的晶核而加速磷灰石的沉積。由于牙本質(zhì)小管直徑在3-4微米，微細(xì)的粒子更有利于進(jìn)入缺損部位，因而含納米磷灰石的牙本質(zhì)小管修復(fù)材料受到更大的關(guān)注。以Si02為主要網(wǎng)絡(luò)生成體的生物玻璃在水解過程中能形成Si02凝膠薄膜，凝膠薄膜除能吸附鈣磷離子外，由于它的離子通道狹窄也能阻拒鈣磷離子的脫溶，從而加速缺損的修復(fù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供ー種生物活性玻璃陶瓷材料(稱作Huax1-bioactive glass ceramics, HX-BGC),該生物活性玻璃陶瓷材料能快速沉積類骨樣磷灰石，可用作抗牙本質(zhì)敏感口腔護(hù)理用品的特效添加剤，在潔牙過程中除具有抗牙本質(zhì)敏感性外，還具有促進(jìn)牙齒表面再礦化的功效。
[0005]本發(fā)明的再一目的是提供所述生物活性玻璃陶瓷材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明的還ー目的是提供所述生物活性玻璃陶瓷材料在ロ腔護(hù)理用品中的應(yīng)用。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下措施:
[0008]本發(fā)明所述的生物活性玻璃陶瓷材料屬于Na20-Ca0-Sr0-Si02-P205-F系統(tǒng)，以重量百分比計(jì)，其中含有:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.ー種生物活性玻璃陶瓷材料，其特征在于:所述生物活性玻璃陶瓷材料屬于Na20-Ca0-Sr0-Si02-P205-F系統(tǒng)，以重量百分比計(jì)，其中含有:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物活性玻璃陶瓷材料，其特征在于:所述生物活性玻璃陶瓷材料中晶相的重量百分比含量為45~60%，其余為玻璃相。
3.如權(quán)利要求1或2所述的生物活性玻璃陶瓷材料的制備方法，其特征在于:所述制備方法為粉末煅燒法、高溫熔融法、共沉淀合成法或溶膠-凝膠法； 所述粉末煅燒法包括如下步驟:采用Si02、CaHP04.2H20、CaC03、NaC03、Sr (N03) 2和NaF為原料，以重量百分比計(jì)，按Si0212%~45%、P20510%~35%、Ca025%~48%、Na205%~15%、Sr03.5%~4.9%、F1.5%~2.1%的原則進(jìn)行配比；將原料采用球磨機(jī)磨細(xì)至微米級(jí)顆粒，壓并，于900°C~1100°C下預(yù)燒1~3h，粉碎至微米級(jí)顆粒，再經(jīng)1150°C~1350°C下燒結(jié)1~.3h，以10°C~15°C /min控制爐冷過程，再粉碎至微米、亞微米級(jí)顆粒，即得生物活性玻璃陶瓷材料； 所述高溫熔融法包括如下步驟:采用Si02、CaHP04.2H20、CaC03、NaC03、Sr(N03)2、CaF2為原料，以重量百分比計(jì)，按Si0212%~45%、P20510%~35%、Ca025%~48%、Na205%~15%、Sr03.5%~4.9%、F1.5%~2.1%的原則進(jìn)行配比；將原料采用球磨混料均勻后，于鉬金坩堝中1400°C~1460°C熔化，澆入水中冷卻，粉碎成20~50目的顆粒，再進(jìn)行微晶化處理，冷卻至室溫，粉碎至微米、亞微米級(jí)顆粒，即得生物活性玻璃陶瓷材料； 所述共沉淀合成法包括如下步驟:采用納米Si02凝膠粉體、Ca(N03)2.4Η20、Η3Ρ04、NaC03、Sr (N03)2 和 NaF 為原料，以重量百分比計(jì)，按 Si0212% ~45%、P20510% ~35%、Ca025%~.48%、Na205% ~15%、Sr03.5% ~4.9%、F1.5% ~2.1% 的原則進(jìn)行配比；將 Ca(N03)2.4H20、H3P04、NaC03、Sr (N03)2 和 NaF 分別配制成濃度為 2.5mol/L、lmol/L、5mol/L、2.5mol/L 和.1.5mol/L的水溶液；將Ca (N03) 2.4H20、Sr (N03) 2及NaF水溶液于攪拌條件下均勻混合，其中攪拌速度為100~300轉(zhuǎn)/min，并均勻混入納米Si02凝膠粉體，攪拌條件下緩慢滴入Η3Ρ04溶液，以NaC03及氨水溶液調(diào)節(jié)pH至6.5~9,進(jìn)行共沉淀反應(yīng),反應(yīng)完畢后陳化2~3天，脫水浙干，經(jīng)1150°C~1350°C下燒結(jié)1~3h，冷卻，再粉碎至微米、亞微米級(jí)顆粒，即得生物活性玻璃陶瓷材料； 所述溶膠-凝膠法包括如下步驟:采用硅酸乙酯、Ca (N03) 2.4H20、Sr (N03) 2、NaN03、NaF和P205為原料，以重量百分比計(jì),按Si0212%~45%、P20510%~35%、Ca025%~48%、Na205%~.15%、Sr03.5%~4.9%、F1.5%~2.1%的原則進(jìn)行配比；將Sr (N03) 2、NaN03和NaF采用無水こ醇分別配制成濃度為2m0l/L、3m0l/L和2mol/L的こ醇溶液，將硅酸こ酯配制成Si02溶膠，將Ca (N03) 2和P205配制成Ca-P溶膠；將Si02溶膠和Ca_P溶膠均勻混合，再加入Sr (N03) 2、NaN03和NaF的二醇溶液，攪拌均勻，以氨水溶液調(diào)節(jié)pH為6.5~8.5，制作成凝膠體，最后將所得凝膠體陳化3~4天,經(jīng)1150°C~1350°C燒結(jié)1~3h,冷卻,粉碎至微米、亞微米級(jí)顆粒，即得生物活性玻璃陶瓷材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物活性玻璃陶瓷材料的制備方法，其特征在于:所述高溫熔融法中微晶化處理的條件為以10°C~20°C /min的速度升溫至600°C~700°C核化1~2h，再于900°C~1000°C保溫1~2h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物活性玻璃陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述溶膠-凝膠法中Si02溶膠經(jīng)以下方法制得:將硅酸こ酯配制成lmol/L的こ醇溶液，加入3%~6%的去離子水，用lmol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH至2~4,攪拌3~5h,陳化3-4天，即得Si02溶膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物活性玻璃陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述溶膠-凝膠法中Ca-P溶膠經(jīng)以下方法制得:將P205和Ca(N03)2.4H20分別配制成lmol/1和2mol/l的二醇溶液后均勻混合,加入硝酸溶液調(diào)節(jié)pH至4~6,陳化3~4天，即得Ca-P溶膠。
7.如權(quán)利要求1或2所述的生物活性玻璃陶瓷材料在口腔護(hù)理用品中的應(yīng)用，其特征在于:將生物活性玻璃陶瓷材料與常規(guī)的口腔護(hù)理用品載體或傳遞劑制成抗牙本質(zhì)敏感的口腔護(hù)理用品，所述口腔護(hù)理用品中生物活性玻璃陶瓷材料的重量百分比含量為1%~30%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于:所述口腔護(hù)理用品中生物活性玻璃陶瓷材料的重量百分比含量為3%~10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于:所述口腔護(hù)理用品包括牙膏、漱ロ水、牙粉、牙齒凝膠和ロ香糖。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于:所述牙膏按重量百分比計(jì)，由以下原料依牙膏的常規(guī)配制方法制成:
【文檔編號(hào)】C03C10/02GK103449725SQ201310373634
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】廖運(yùn)茂, 鐘亦思, 鄧嶸, 董海德 申請(qǐng)人:四川大學(xué), 重慶登康口腔護(hù)理用品股份有限公司