CN103449725A - 一种生物活性玻璃陶瓷材料及其制备方法和在口腔护理用品中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物活性玻璃陶瓷材料。该生物活性玻璃陶瓷材料属于Na₂O-CaO-SrO-SiO₂-P₂O₅-F系统，以重量百分比计，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结晶相的主要成分是羟基磷灰石、磷酸三钙和磷酸钙钠。本发明还提供所述生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法，为粉末煅烧法、高温熔融法、共沉淀合成法或溶胶-凝胶法。本发明进一步提供所述生物活性玻璃陶瓷材料在口腔护理用品中的应用。将所述生物活性玻璃陶瓷材料与常规的口腔护理用品载体或传递剂制成牙膏、漱口水、牙粉、牙齿凝胶、口香糖等口腔护理用品，在洁牙过程中可起到有效抗牙本质敏感、促进牙齿表面再矿化的作用。

Description

一种生物活性玻璃陶瓷材料及其制备方法和在口腔护理用品中的应用

技术领域

本发明属于生物活性玻璃陶瓷领域，特别是涉及晶相主要成分为羟磷灰石、磷酸三钙及磷酸钙钠的生物活性玻璃陶瓷材料及其制备方法和在牙膏、牙粉等修复类抗牙本质敏感的口腔护理用品中的应用。

背景技术

牙本质敏感症(Dentin Hypersensitivity,DH)为口腔常见病和多发病。根据流体动力学说，减少牙本质小管的直径，封闭牙本质小管的开口，以减少和避免牙本质内的液体流动，是治疗牙本质敏感的根本途径。目前关于抗牙本质敏感的治疗理念，正逐步向早期诊断及微创治疗方面转变，对牙本质小管的矿化修复治疗则很好地契合了这一发展趋势。在长期实践中，已经证明磷灰石生物活性材料及氟化物作为一种传统的再矿化防龋物质，也能够在封闭修复牙本质小管的缺损方面发挥良好的作用。牙本质小管缺损的修复过程，是利用口腔环境中过饱和的钙、磷酸根等矿物质离子，沉积在牙本质小管的开口表面，形成羟基磷灰石晶体而封堵管口的过程。作为一种有价值的抗牙本质敏感材料，除应具有良好的生物相容性而外，还需具有快速沉积钙磷离子形成致密的磷灰石晶体的能力。在人工骨修复材料的长期研究与应用中，人们发现材料的组分结构及降解特性对修复过程有着决定性的影响，如含羟基磷灰石及磷酸三钙的双相纳米陶瓷有优良的修复功能，氟离子、锶离子能促进磷灰石的沉积，硅凝胶能吸附钙离子及磷酸根离子，微环境的pH值影响钙离子及磷酸根离子的沉积。美国佛罗里达大学Hench1971年开发成功45S5玻璃，其在普通的Na₂O-CaO-SiO₂玻璃系统中加入P₂O₅，使得材料在元素成分上与自然人体骨骼有所接近，这种材料由于P₂O₅的加入，增加了生物活性，能够与周围的骨组织结合在一起，在临床骨缺损的修复治疗中效果良好，在此基础上，开发了具有抗牙本质敏感功效的诺瓦敏（Novamin）材料。湖北顶盛科技发展有限公司与武汉大学在45S5玻璃的基础上添加了锶元素，联合申报了《锶强化生物活性玻璃，其制备方法及其在洁牙产品中的应用》（专利申请号200810197668.4）。以上两种生物活性玻璃的共同显著结构特征在于其为非晶态，即为玻璃相，其中并不含有磷灰石晶体或硅酸盐晶体等结晶相。

理想的抗牙本质敏感、促进牙齿表面再矿化等药物或化学物质应该具备以下特点：对口腔软组织无刺激，对牙髓无刺激，在牙面或者修复体表面无色素沉着，使用方便，起效快，抗牙本质敏感效果明显且持久。生物活性玻璃及纳米磷灰石均为良好的人工骨修复材料，生物相容性好，有望成为抗牙本质敏感修复材料，但在修复机理方面存在差异。纳米磷灰石更接近于天然骨的矿物质成分，在矿物质沉积的生物化学反应过程中，纳米磷灰石微晶除可为新骨形成提供钙磷离子源外，更可以成为新生骨样磷灰石的晶核而加速磷灰石的沉积。由于牙本质小管直径在3～4微米，微细的粒子更有利于进入缺损部位，因而含纳米磷灰石的牙本质小管修复材料受到更大的关注。以SiO₂为主要网络生成体的生物玻璃在水解过程中能形成SiO₂凝胶薄膜，凝胶薄膜除能吸附钙磷离子外，由于它的离子通道狭窄也能阻拒钙磷离子的脱溶，从而加速缺损的修复。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生物活性玻璃陶瓷材料（称作Huaxi-bioactive glass ceramics,HX-BGC），该生物活性玻璃陶瓷材料能快速沉积类骨样磷灰石，可用作抗牙本质敏感口腔护理用品的特效添加剂，在洁牙过程中除具有抗牙本质敏感性外，还具有促进牙齿表面再矿化的功效。

本发明的再一目的是提供所述生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法。

本发明的还一目的是提供所述生物活性玻璃陶瓷材料在口腔护理用品中的应用。

为实现上述目的，本发明采取如下措施：

本发明所述的生物活性玻璃陶瓷材料属于Na₂O-CaO-SrO-SiO₂-P₂O₅-F系统，以重量百分比计，其中含有：

所述生物活性玻璃陶瓷材料中晶相的主要成分是羟基磷灰石（Hydroxylapatite，Ca₅(PO₄)₃OH）、磷酸三钙和磷酸钙钠（Sodium CalciumPhosphate，NaCaPO₄）。

在所述生物活性玻璃陶瓷材料中，结晶相的重量百分比含量为45～60%，其余为玻璃相。

本发明所述的生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法为粉末煅烧法、高温熔融法、共沉淀合成法或溶胶-凝胶法；

所述粉末煅烧法包括如下步骤：采用SiO₂、CaHPO₄·2H₂O、CaCO₃、NaCO₃、Sr(NO₃)₂和NaF为原料，以重量百分比计，按SiO₂12%～45%、P₂O₅10%～35%、CaO25%～48%、Na₂O5%～15%、SrO3.5%～4.9%、F1.5%～2.1%的原则进行配比；将原料采用球磨机磨细至微米级颗粒，压并，于900℃～1100℃下预烧1～3h，粉碎至微米级颗粒，再经1150℃～1350℃下烧结1～3h，以10℃～15℃/min控制炉冷过程，再粉碎至微米、亚微米级颗粒，即得生物活性玻璃陶瓷材料；

所述高温熔融法包括如下步骤：采用SiO₂、CaHPO₄·2H₂O、CaCO₃、NaCO₃、Sr(NO₃)₂、CaF₂为原料，以重量百分比计，按SiO₂12%～45%、P₂O₅10%～35%、CaO25%～48%、Na₂O5%～15%、SrO3.5%～4.9%、F1.5%～2.1%的原则进行配比；将原料采用球磨混料均匀后，于铂金坩埚中1400℃～1460℃熔化，浇入水中冷却，粉碎成20～50目的颗粒，再进行微晶化处理，冷却至室温，粉碎至微米、亚微米级颗粒，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骤：采用纳米SiO₂凝胶粉体、Ca(NO₃)₂·4H₂O、H₃PO₄、NaCO₃、Sr(NO₃)₂和NaF为原料，以重量百分比计，按SiO₂12%～45%、P₂O₅10%～35%、CaO25%～48%、Na₂O5%～15%、SrO3.5%～4.9%、F1.5%～2.1%的原则进行配比；将Ca(NO₃)₂·4H₂O、H₃PO₄、NaCO₃、Sr(NO₃)₂和NaF分别配制成浓度为2.5mol/L、1mol/L、5mol/L、2.5mol/L和1.5mol/L的水溶液；将Ca(NO₃)₂.4H₂O、Sr(NO₃)₂及NaF水溶液于搅拌条件下均匀混合，其中搅拌速度为100～300转/min，并均匀混入纳米SiO₂凝胶粉体，搅拌条件下缓慢滴入H₃PO₄溶液，以NaCO₃及氨水溶液调节pH至6.5～9，进行共沉淀反应，反应完毕后陈化2～3天，脱水沥干，经1150℃～1350℃下烧结1～3h，冷却，再粉碎至微米、亚微米级颗粒，即得生物活性玻璃陶瓷材料；

所述溶胶-凝胶法包括如下步骤：采用硅酸乙酯、Ca(NO₃)₂·4H₂O、Sr(NO₃)₂、NaNO₃、NaF和P₂O₅为原料，以重量百分比计，按SiO₂12%～45%、P₂O₅10%～35%、CaO25%～48%、Na₂O5%～15%、SrO3.5%～4.9%、F1.5%～2.1%的原则进行配比；将Sr(NO₃)₂、NaNO₃和NaF采用无水乙醇分别配制成浓度为2mol/L、3mol/L和2mol/L的乙醇溶液，将硅酸乙酯配制成SiO₂溶胶，将Ca(NO₃)₂和P₂O₅配制成Ca-P溶胶；将SiO₂溶胶和Ca-P溶胶均匀混合，再加入Sr(NO₃)₂、NaNO₃和NaF的乙醇溶液，搅拌均匀，以氨水溶液调节pH为6.5～8.5，制作成凝胶体，最后将所得凝胶体陈化3～4天，经1150℃～1350℃烧结1～3h，冷却，粉碎至微米、亚微米级颗粒，即得生物活性玻璃陶瓷材料。

在上述生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法中，所述高温熔融法中微晶化处理的条件为：以10℃～20℃/min的速度升温至600℃～700℃核化1～2h，再于900℃～1000℃保温1～2h。

在上述生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法中，所述溶胶-凝胶法中SiO₂溶胶经以下方法制得：将硅酸乙酯配制成1mol/L的乙醇溶液，加入3%～6%的去离子水，用1mol/L的盐酸溶液调节pH至2～4，搅拌3～5h，陈化3-4天，即得SiO₂溶胶。

所述溶胶-凝胶法中SiO₂溶胶也可采用离子交换法制得：一般用强酸型阳离子交换树脂与稀释后的水玻璃进行离子交换，以除去水玻璃中的钠离子和其他阳离子杂质制得聚硅酸溶胶；再用阴离子交换树脂进行离子交换，除去溶液中的阴离子杂质，制得高纯的聚硅酸溶胶。

在上述生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法中，所述溶胶-凝胶法中Ca-P溶胶经以下方法制得：将P₂O₅和Ca(NO₃)₂·4H₂O分别配制成1mol/l和2mol/l的乙醇溶液后均匀混合，加入硝酸溶液调节pH至4～6，陈化3～4天，即得Ca-P溶胶。

本发明所述的生物活性玻璃陶瓷材料可与常规的口腔护理用品载体或传递剂制成抗牙本质敏感的口腔护理用品，其中口腔护理用品中生物活性玻璃陶瓷材料的重量百分比含量为1%～30%。

优选地，所述口腔护理用品中生物活性玻璃陶瓷材料的重量百分比含量为3%～10%。

牙膏被考虑为本发明技术方案最适用的口腔护理用品。具体地，本发明所述牙膏按重量百分比计，由以下原料依牙膏的常规配制方法制成：

本发明并不只限于将所述生物活性玻璃陶瓷材料添加入牙膏一种口腔护理用品中，在漱口水、牙粉、牙齿凝胶和口香糖等其它口腔用品中也同样适用。

本发明的有益效果在于：所述生物活性玻璃陶瓷材料能提高液体的pH值，持续释放大量钙、磷酸根等离子，快速沉积类骨样磷灰石，可作为特效添加剂添加到牙膏、漱口水、牙粉、牙齿凝胶和口香糖等口腔护理用品中，在洁牙过程中有效封堵开放的牙本质小管管口，起到抗牙本质敏感性、促进牙齿表面再矿化的作用，且制备方法简单，使用无毒安全，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是HX-BGC的XRD图。

图2是HX-BGC的SEM图。

图3是不同浓度的HX-BGC牙膏水溶液在37℃恒温箱中培养48小时候后的析出物：A.浓度为0.025%的HX-BGC牙膏水溶液的析出物；B.浓度为0.05%的HX-BGC牙膏水溶液的析出物；C.浓度为0.075%的HX-BGC牙膏水溶液的析出物。

图4是各组的牙本质相对通透性（Lp%）与不同观察时间之间的关系。

图5是各组处理后的牙本质标本表面的SEM：a.酸蚀后的牙本质表面；b.A组于7天处理周期后的牙本质表面；c.B组于7天处理周期后的牙本质表面；d.C组于7天处理周期后的牙本质表面；e.D组于7天处理周期后的牙本质表面；f.D组于7天处理周期后的牙本质表面所覆盖的一层均一结构的SEM（放大倍数×80000）图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的发明内容作进一步的详细描述。应理解，本发明的实施例只用于说明本发明而非限制本发明，在不脱离本发明技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出的各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

实施例1  粉末煅烧法制备HX-BGC

选用SiO₂、CaHPO₄·2H₂O、CaCO₃、NaCO₃、Sr(NO₃)₂和NaF为原料，球磨机磨细至微米级颗粒，压并，预烧，粉碎至微米级颗粒，再进行烧结，控制炉冷过程，再粉碎至微米、亚微米级颗粒，即得，其中原料配比原则和预烧、烧结、控制炉冷过程的条件如表1所示。

表1粉末煅烧法制备HX-BGC的实验条件

实施例2  高温熔融法制备HX-BGC

选用SiO₂、CaHPO₄·2H₂O、CaCO₃、NaCO₃、Sr(NO₃)₂、CaF₂为原料，各原料的配比原则同实施例1，球磨混料均匀后，于铂金坩埚中1400℃或1460℃熔化，浇入水中冷却，粉碎成20～50目的颗粒，进行微晶化处理，冷却至室温，再粉碎至微米、亚微米级颗粒，即得。

其中微晶化处理的条件为将浇入水中冷却的熔体以10℃/min的速度升温至600℃核化2h，形成晶核，再于900℃保温1h晶化处理，形成细微晶体；

或者将浇入水中冷却的熔体以20℃/min的速度升温至700℃核化1h，形成晶核，再于1000℃保温1h晶化处理，形成细微晶体；

又或者将浇入水中冷却的熔体以20℃/min的速度升温至650℃核化2h，形成晶核，再于900℃保温2h晶化处理，形成细微晶体。

实施例3共沉淀合成法制备HX-BGC

采用纳米SiO₂凝胶粉体、Ca(NO₃)₂·4H₂O、H₃PO₄、NaCO₃、Sr(NO₃)₂和NaF为原料；将Ca(NO₃)₂·4H₂O、H₃PO₄、NaCO₃、Sr(NO₃)₂和NaF采用去离子水分别配制成2.5mol/L、1mol/L、5mol/L、2.5mol/L、1.5mol/L的水溶液；将Ca(NO₃)₂.4H₂O、Sr(NO₃)₂及NaF水溶液搅拌条件下（100～300转/min）均匀混合，并均匀混入纳米SiO₂凝胶粉，搅拌条件下缓慢滴入H₃PO₄溶液，以NaCO₃及氨水溶液调节pH至6.5～9进行共沉淀反应，反应完毕后陈化3天，脱水沥干，烧结，冷却，再粉碎至微米、亚微米级颗粒，即得，其中原料的配比原则和烧结条件同实施例1。

实施例4  溶胶-凝胶法制备HX-BGC

（1）选用硅酸乙酯、Ca(NO₃)₂·4H₂O、Sr(NO₃)₂、NaNO₃、NaF和P₂O₅为原料；

（2）将Sr(NO₃)₂、NaNO₃和NaF采用无水乙醇分别配制成2mol/L、3mol/L、2mol/L的乙醇溶液；

（3）将硅酸乙酯配制成SiO₂溶胶：将硅酸乙酯配制成1mol/L的乙醇溶液，加入3%～6%的去离子水，用1mol/L的盐酸溶液调节pH至2～4，续搅拌3～5小时，促进反应的进行，陈化4天，得SiO₂溶胶；

（4）将Ca(NO₃)₂·4H₂O和P₂O₅配制成Ca-P溶胶：将P₂O₅和Ca(NO₃)₂·4H₂O分别配制成1mol/l和2mol/l的乙醇溶液后均匀混合，加入少许硝酸水溶液调节pH至4～6，经3天陈化，得Ca-P溶胶；

（5）将SiO₂溶胶和Ca-P溶胶均匀混合，再加入Sr(NO₃)₂、NaNO₃和NaF的乙醇溶液，搅拌均匀，以氨水溶液调节pH至6.5～8.5，制作成凝胶体，最后将所得凝胶体陈化4天，再进行烧结，冷却，粉碎至微米、亚微米级颗粒，即得，其中原料配比原则和烧结条件同实施例1。

采用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）来表征实施1～4制备的HX-BGC。图1为HX-BGC的XRD图，图2为HX-BGC的SEM图。由图1可知，HX-BGC中晶相占HX-BGC总量的51%左右（45～60%），其余为玻璃相。晶体部分的主要成分是羟磷灰石、磷酸三钙以及磷酸钙钠。由图2可知，HX-BGC块体中有大量磷灰石相及玻璃相。锶离子及氟离子弥散分布于微晶玻璃陶瓷中，钠离子除部分弥散分布于微晶玻璃基体而外，还取代部分钙离子形成CaNaPO₄结晶相，SiO₂则成为微晶玻璃中残留玻璃相的主要成分。

实施例5  含HX-BGC牙膏的制备

按如下重量百分比（wt%）分别称取牙膏的保湿剂、研磨剂、增稠剂、表面活性剂和HX-BGC：

或者

或者

牙膏的研磨剂可选用SiO₂胶体、碳酸钙或磷酸氢钙。据工艺配方，先将K12、PEG、糖精在预溶锅或预混锅中用甘油溶解至均匀，加入制膏锅，再加粉料；粉料添加完毕后，再添加香料，进行刮板搅拌、均质搅拌、研磨，同时抽真空，合格后，再打入膏体储存锅进行陈化，装灌在自动灌装线上完成。

实施例6  HX-BGC的离子释放特性

在钙磷沉积实验中，材料应具有良好的降解特性，新生的磷灰石纳米微晶体与胶原蛋白有着良好的匹配特性，因而能快速在缺损部位形成类骨样磷灰石薄膜；氟离子的释放，使纳米羟基磷灰石中的部分羟基为氟离子取代，改变了钙磷沉积过程中的动力学平衡体系，加快了钙磷沉积速度。

本实施例用pH仪测量记录浓度为0.025%，0.05%和0.075%的HX-BGC牙膏水浸提液的pH值随时间的变化，实验结果见表2。三种浓度的HX-BGC牙膏水溶液的pH值均随时间变化而慢慢降低，但最低点pH值＞8。据药典及相关文献表明，较高的pH值具有抑菌作用。

表2不同浓度HX-BGC牙膏水溶液与Sensodyne Repair牙膏(含Novamin的牙膏)水溶液48小时内的pH值变化

采用SEM观察上述三种浓度的HX-BGC牙膏水溶液在37℃恒温箱中培养48小时候后析出沉淀物的形态，参见图3。由图3可见不同浓度的HX-BGC牙膏水溶液于48小时后均析出了颗粒状、针状晶体，团聚成块块。

表3不同时间点HX-BGC牙膏水溶液和Sensodyne Repair牙膏水溶液中的离子浓度

采用等离子光谱仪分析浓度为0.05%的HX-BGC牙膏水溶液在不同时间点，溶液中钙、磷酸根等离子的浓度，实验结果见表3。由表3可知，浓度为0.05%的HX-BGC牙膏水溶液释放Si离子和Na离子随时间推移而增加，P、Ca和Sr离子则明显在第4小时时存在释放的峰值，而后缓慢下降。

由此可见，本发明HX-BGC材料能提高液体pH值，持续释放大量钙、磷酸根等多种离子，并且能析出针状晶体。

实施例7HX-BGC堵塞人牙本质小管的体外试验

采用Pashley模型来比较治疗前后牙本质小管通透性的改变，并结合SEM观察牙本质表面封堵情况，以评价HX-BGC抗牙本质敏感的能力。

选取无龋的人第三恒磨牙制备人牙本质盘，用6%柠檬酸酸蚀3分钟后，采用Pashley模型测量牙本质通透性（Lp%，单位μl min^-1cm^-2），此时获得的牙本质通透性值为此标本的最大通透性值。将标本随机分为4个组：A组（阴性对照组1，蒸馏水组）：B组（阴性对照组2,不含HX-BGC牙膏但其它成分完全相同于D组）；C组（阳性对照组，Sensodyne Repair牙膏）；D组(含HX-BGC的牙膏），每组各自按刷牙方式处理4min，处理结束后测量即刻的牙本质通透性。余下时间浸泡于人工唾液中（AS），在37℃恒温箱中保存。1天后再次测量其通透性。标本处理与人工唾液浸泡一共循环7天，在7天后再测最后的通透性值。牙本质通透性改变用相对通透性值表示（即通透性测量值与最大通透性值的比值，单位%），各组处理后不同时间的牙本质标本相对通透性改变参见图4。由图4可知，不同的处理组均降低了牙本质的通透性，但在相同的时间节点发现不同处理方法降低通透性的能力不同。C组，D组在使用后即刻大幅降低标本的通透性，分别下降到56.57%、49.02%；24小时后通透性测量显示分别下降到46.08%、41.69%；7天的治疗周期完成后，C组28.32%、D组21.27%。

采用SEM观察牙本质表面的形态学改变，结果见图5。酸蚀后的牙本质表面的牙本质小管口完全开放（图5a）；阴性对照组A于7天处理周期后，表面可见少量碎屑状物质，但牙本质小管口依然完全开放（图5b）；阴性对照组B于7天处理周期后，可见小的沉淀物封堵了部分开放的牙本质小管口（图5c）；阳性对照组C于7天处理周期后，牙本质标本表面已被沉淀物完全覆盖，只有少数牙本质小管口能被观察到（图5d）；试验组D于7天处理周期后，牙本质小管内沉积物增多，管口的直径缩小，牙本质表面被一层均一的结构完全覆盖（图5e），在高倍镜下观察可见，这层结构是由颗粒状的晶体组成的（图5f）。

有研究指出，暴露的牙本质小管的数量和其管口的大小与牙本质敏感症状的严重程度相关，根据Poiseuille定律，液体流动与半径的4次幂成正比，上述直径差异提示高敏感性牙齿的牙本质小管内液体流动比非敏感性牙齿达16倍。因此，堵塞暴露的牙本质小管，降低管内液体的流动是治疗牙本质敏感症的一种有效策略。研究结果显示，HX-BGC牙膏和Sensodyne Repair牙膏在模拟的口腔环境中对开放的牙本质小管的封堵作用是持续存在的。因此我们可以认为，HX-BGC具有抗牙本质敏感的潜力，有望成为治疗牙本质敏感症的新选择。

实施例8HX-BGC牙膏和Novamin牙膏抗牙本质敏感的临床试验

用含有HX-BGC的牙膏堵塞人牙本质小管的体外试验表明，HX-BGC能有效封堵开放的牙本质小管管口，降低牙本质小管的通透性。但是，仍需临床试验来验证其有效性和安全性。因此，本试验严格按美国牙医协会治疗委员会推荐的评价牙本质敏感的标准研究方法，用以评价HX-BGC牙膏对治疗DH的有效性，同时观察受试牙膏的安全性。

试验之前，向四川大学华西口腔医院伦理委员会提交申请并获得通过。试验分组为三组：试验组A(含Novamin的牙膏)，试验组B(含HX-BGC的牙膏)，阴性对照组C(除不含有效成分外其余与含HX-BGC牙膏完全相同的阴性对照牙膏)。经过初筛合格的受试者被邀请参加此项研究，发给统一牙膏牙刷，在洗脱期后的基线检查被最终确认符合后全部纳入，排除非标准的受试者，然后随机分配到三个试验组中。本研究的研究周期为6周，分别在基线、单次使用牙膏后即刻，以及连续试验2周、4周和6周时检查，记录受试者的牙齿探针敏感读数（Yeaple探针）和冷空气喷吹敏感指数（Schiff），比较受试者牙齿敏感程度的变化。同时，通过受试者主诉及其口腔软硬组织检查，评价试验牙膏的安全性。每组受试者大于30人。两项敏感检查各由一名检查者完成，检查者具有口腔执业医师资格，试验前经过临床试验质量管理规范（GCP）培训，是牙本质敏感研究项目的专业人员。

三组试验牙膏装入大小、形状、质量相同的牙膏皮内，并在外包装上注明A，B，C分组，按标准盲法进行。试验结果使用SPSS17.0统计软件进行统计分析。采用卡方检验，单因素方差分析观察受试者年龄、性别和基线纳入牙齿的敏感指标的组间分布。各组间两两比较均采用least-significant-difference（LSD）检验。单一时间敏感指标组间差异用单因素方差分析进行比较。检验水准α为0.05。

探针敏感性的评价结果如下：

97名受试者参加基线检查，94名受试者完成了全部共6周的研究。所有受试者未发现严重的由试验牙膏引起的副作用。

参加本研究的受试者的探针敏感性读数基线、即刻、第2周、第4周、第6周检查的情况见表4和表5，其中表5中实验组相对阴性对照组的探针值增加百分比=（实验组-阴性对照组）/阴性对照组×100%。基线检查中，各组的探针敏感性读数均数组间无统计学差异。即刻时组间亦无统计学差异。不过从第2周起探针敏感性记分显示，HX-BGC牙膏组与阴性对照组及NovaMin牙膏组间有统计学意义的差异，试验组牙敏感性低于阴性对照组。

表4探针敏感性的评价总结

a：同一试验组内，每个时间点相比于本组的基线值有统计学意义；b：同一时间点，与阴性对照组之间相比有统计学意义（p＜0.05）

表5实验组相对阴性对照组的探针值增加百分比

%	即刻	2W	4W	6W
					HX-BGC牙膏组	19.98	68.63*	67.28*	63.10*
Novamin牙膏组	8.93	21.24	26.14*	33.42*

冷空气吹喷敏感性评价结果如下：

参加本研究受试者的冷空气吹喷敏感性指数的基线、即刻、第2周、第4周和第6周检查的情况见表6和表7，其中表7中实验组相对阴性对照组的冷空气喷吹值减少百分比=（阴性对照组-实验组）/阴性对照组×100%。基线检查中，各组的冷空气吹喷敏感性指数均数者间无统计学差异。即刻和第2周，HX-BGC牙膏组与阴性对照组间无统计学差异。从第4周起，各组间有统计学差异。

表6冷空气吹喷敏感性评价总结

a：同一试验组内，每个时间点相比于本组的基线值有统计学意义；b：同一时间点，与阴性对照组之间相比有统计学意义（p＜0.05）

表7实验组相对阴性对照组的冷空气喷吹值减少百分比

%	即刻	2W	4W	6W
					HX-BGC牙膏组	0.10	9.5	19.41*	22.29*
Novamin牙膏组	0.02	14.21*	17.06*	18.47*

本研究采用双盲、平行观察的临床研究方法，对3组牙膏的抗牙本质敏感效果进行了6周临床效果观察。研究发现：

即刻时，试验组与对照组相比基线的冷空气喷吹敏感指数有统计学意义的差异，但是探针敏感指数无统计学意义的差异。第二周时，含HX-BGC的牙膏组的冷空气喷吹敏感指数与探针敏感指数均较基线有统计学意义的差异。第四周和第六周，所有试验组的冷空气喷吹敏感指数与探针敏感指数均较基线有统计学意义的差异。说明含有HX-BGC的牙膏从第二周起即有明显的抗牙本质敏感的效果。

即刻时，所有组间探针敏感性指数均没有统计学差异。第二周时，含HX-BGC的牙膏探针敏感性指数与Novamin牙膏组和阴性对照组相比有统计学意义的差异。第四周和第六周时，含HX-BGC的牙膏和含Novamin的牙膏与阴性对照牙膏组组间相比有统计学意义的差异。说明本研究条件下，含HX-BGC的牙膏抗牙敏感效果较优于阴性对照组牙膏。

综上所述，可得出以下结论：

（1）从第2周起，使用含HX-BGC的牙膏与使用含Novamin的牙膏相比，在探针敏感性上组间具有统计学显著性差异（P<0.05），相对阴性对照组牙膏可以减少敏感性68.63%，具有抗牙本质敏感的作用。

（2）在本临床研究中未观察到与试验牙膏有关的副作用。

实施例9含HX-BGC牙粉的制备

按如下重量百分比（wt%）分别称取牙膏的保湿剂、研磨剂、表面活性剂和HX-BGC、香精、甜味剂、天然多酚类：

牙粉配方主要成分为研磨剂（碳酸钙、SiO₂胶体或磷酸氢钙等）、保湿剂（水或山梨醇等）、HX-BGC、表面活性剂（SLS等）、甜味剂（糖精钠等）、香精，以上成分构成了牙粉的主体。保湿剂可以使粉体更加细腻，使用时口感更加爽滑。加入少许天然多酚类具有抗菌作用。

试验表明，上述含HX-BGC的牙粉同样可有效抗牙本质敏感，且在使用过程中无副作用。

根据本领域的公知常识，本发明还可以将HX-BGC加入到常规的口腔护理用品载体或传递剂中，依常规方法制备成抗牙本质敏感的漱口水、牙齿凝胶和口香糖等口腔护理用品。

Claims (10)

1.一种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属于Na₂O-CaO-SrO-SiO₂-P₂O₅-F系统，以重量百分比计，其中含有：

所述生物活性玻璃陶瓷材料中晶相的主要成分是羟基磷灰石、磷酸三钙和磷酸钙钠。

2.根据权利要求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为45～60%，其余为玻璃相。

3.如权利要求1或2所述的生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法为粉末煅烧法、高温熔融法、共沉淀合成法或溶胶-凝胶法；

所述粉末煅烧法包括如下步骤：采用SiO₂、CaHPO₄·2H₂O、CaCO₃、NaCO₃、Sr(NO₃)₂和NaF为原料，以重量百分比计，按SiO₂12%～45%、P₂O₅10%～35%、CaO25%～48%、Na₂O5%～15%、SrO3.5%～4.9%、F1.5%～2.1%的原则进行配比；将原料采用球磨机磨细至微米级颗粒，压并，于900℃～1100℃下预烧1～3h，粉碎至微米级颗粒，再经1150℃～1350℃下烧结1～3h，以10℃～15℃/min控制炉冷过程，再粉碎至微米、亚微米级颗粒，即得生物活性玻璃陶瓷材料；

所述高温熔融法包括如下步骤：采用SiO₂、CaHPO₄·2H₂O、CaCO₃、NaCO₃、Sr(NO₃)₂、CaF₂为原料，以重量百分比计，按SiO₂12%～45%、P₂O₅10%～35%、CaO25%～48%、Na₂O5%～15%、SrO3.5%～4.9%、F1.5%～2.1%的原则进行配比；将原料采用球磨混料均匀后，于铂金坩埚中1400℃～1460℃熔化，浇入水中冷却，粉碎成20～50目的颗粒，再进行微晶化处理，冷却至室温，粉碎至微米、亚微米级颗粒，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骤：采用纳米SiO₂凝胶粉体、Ca(NO₃)₂·4H₂O、H₃PO₄、NaCO₃、Sr(NO₃)₂和NaF为原料，以重量百分比计，按SiO₂12%～45%、P₂O₅10%～35%、CaO25%～48%、Na₂O5%～15%、SrO3.5%～4.9%、F1.5%～2.1%的原则进行配比；将Ca(NO₃)₂·4H₂O、H₃PO₄、NaCO₃、Sr(NO₃)₂和NaF分别配制成浓度为2.5mol/L、1mol/L、5mol/L、2.5mol/L和1.5mol/L的水溶液；将Ca(NO₃)₂.4H₂O、Sr(NO₃)₂及NaF水溶液于搅拌条件下均匀混合，其中搅拌速度为100～300转/min，并均匀混入纳米SiO₂凝胶粉体，搅拌条件下缓慢滴入H₃PO₄溶液，以NaCO₃及氨水溶液调节pH至6.5～9，进行共沉淀反应，反应完毕后陈化2～3天，脱水沥干，经1150℃～1350℃下烧结1～3h，冷却，再粉碎至微米、亚微米级颗粒，即得生物活性玻璃陶瓷材料；

所述溶胶-凝胶法包括如下步骤：采用硅酸乙酯、Ca(NO₃)₂·4H₂O、Sr(NO₃)₂、NaNO₃、NaF和P₂O₅为原料，以重量百分比计，按SiO₂12%～45%、P₂O₅10%～35%、CaO25%～48%、Na₂O5%～15%、SrO3.5%～4.9%、F1.5%～2.1%的原则进行配比；将Sr(NO₃)₂、NaNO₃和NaF采用无水乙醇分别配制成浓度为2mol/L、3mol/L和2mol/L的乙醇溶液，将硅酸乙酯配制成SiO₂溶胶，将Ca(NO₃)₂和P₂O₅配制成Ca-P溶胶；将SiO₂溶胶和Ca-P溶胶均匀混合，再加入Sr(NO₃)₂、NaNO₃和NaF的乙醇溶液，搅拌均匀，以氨水溶液调节pH为6.5～8.5，制作成凝胶体，最后将所得凝胶体陈化3～4天，经1150℃～1350℃烧结1～3h，冷却，粉碎至微米、亚微米级颗粒，即得生物活性玻璃陶瓷材料。

4.根据权利要求3所述的生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述高温熔融法中微晶化处理的条件为以10℃～20℃/min的速度升温至600℃～700℃核化1～2h，再于900℃～1000℃保温1～2h。

5.根据权利要求3所述的生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述溶胶-凝胶法中SiO₂溶胶经以下方法制得：将硅酸乙酯配制成1mol/L的乙醇溶液，加入3%～6%的去离子水，用1mol/L的盐酸溶液调节pH至2～4，搅拌3～5h，陈化3-4天，即得SiO₂溶胶。

6.根据权利要求3所述的生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述溶胶-凝胶法中Ca-P溶胶经以下方法制得：将P₂O₅和Ca(NO₃)₂·4H₂O分别配制成1mol/l和2mol/l的乙醇溶液后均匀混合，加入硝酸溶液调节pH至4～6，陈化3～4天，即得Ca-P溶胶。

7.如权利要求1或2所述的生物活性玻璃陶瓷材料在口腔护理用品中的应用，其特征在于：将生物活性玻璃陶瓷材料与常规的口腔护理用品载体或传递剂制成抗牙本质敏感的口腔护理用品，所述口腔护理用品中生物活性玻璃陶瓷材料的重量百分比含量为1%～30%。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述口腔护理用品中生物活性玻璃陶瓷材料的重量百分比含量为3%～10%。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述口腔护理用品包括牙膏、漱口水、牙粉、牙齿凝胶和口香糖。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述牙膏按重量百分比计，由以下原料依牙膏的常规配制方法制成：

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