CN107334645B - 一种水固化温敏性注射型牙科根管修复材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水固化温敏性注射型牙科根管修复材料及其应用。一种水固化注射型根管修复材料，其为白色糊状物，是一种可注射型根管修复材料，其按质量百分比计由以下原料组分组成：硅酸三钙，或以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物：25％‑65％,氢氧化钙：2‑10％，磷酸钙骨水泥：2‑25％，羟丁基壳聚糖：5‑10％，X射线显影剂：5‑15％，无水无毒溶剂：18‑28％。该材料是一种水固化注射型根管修复材料，可采取注射的方式进行填充，方便操作，具有良好的根尖封闭性、生物相容性、能减轻甚至消除根充反应。可用于各类根管根尖手术的注射填充治疗。

Description

一种水固化温敏性注射型牙科根管修复材料及其应用
技术领域
本发明涉及一种治疗牙髓炎、牙尖周炎等疾病的新型根管修复材料，属于医用材料领域。
背景技术
在口腔疾病的诊治过程中，经常需要进行盖髓术、根尖诱导成形术、根尖倒充填、根管侧壁和髓底穿孔的修补等治疗方法，由于治疗材料必须与组织直接接触，就要求所用材料必须要有良好的生物相容性、持久的封闭性和诱导组织再生的能力。以往所使用的材料如银汞合金、玻璃离子水门汀(GIC)、中间修补材料(IRM)、超级苯乙基安息香酸、氢氧化钙糊剂、羟基磷灰石(HA)、复合树脂等均难以达到理想效果。目前临床上广泛使用的三氧化矿物凝聚体(Mineral Trioxide Aggregate，MTA)，该材料是一种细腻的亲水性颗粒，主要成分为硅酸三钙、铝酸三钙、硅酸二钙、三氧化二铋和一些无机氧化物等，因其具有良好的生物相容性、良好的封闭性、抗菌抑菌性和诱导骨再生能力等众多优点，被视为修复材料临床应用的金标准。
然而，尽管MTA是一种极有应用价值的生物活性材料，在临床使用过程中还有一些缺陷。如该材料为固体粉末状，使用之前需要调拌，不易操作，临床使用的工作效率很低，易导致充填初期被根尖组织的液体浸泡、冲刷而流失，从而影响治疗效果和成功率；除此，还含有对人体有害的毒性金属—铝，并且可致牙齿变色等问题。
发明内容
本发明的目的是针对以往口腔治疗材料的缺陷和临床应用的需求，提供一种水固化温敏性注射型牙科根管修复材料。该材料是一种水固化注射型根管修复材料，可采取注射的方式进行填充，方便操作，具有良好的根尖封闭性、生物相容性、能减轻甚至消除根充反应。
为实现上述发明目的，本发明详细的技术方案如下所述：
提供一种水固化注射型根管修复材料，其为白色糊状物，是一种可注射型根管修复材料，其按质量百分比计由以下原料组分组成：
硅酸三钙，或以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物：25％-65％,
氢氧化钙：2-10％，
磷酸钙骨水泥：2-25％，
羟丁基壳聚糖：5-10％，
X射线显影剂：5-15％，
无水无毒溶剂：18-28％。
按上述方案，所述的磷酸钙骨水泥为α-磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸氢钙、羟基磷灰石、氟磷灰石中的一种或多种混合配置而成。粒径优选控制在1-10um，其中以磷酸四钙、磷酸氢钙、羟基磷灰石按质量比1:1:1配置最佳。
按上述方案，所述的氢氧化钙为氢氧化钙粉末，粒径优选控制在10um以内。
按上述方案，所述的X射线显影剂为硫酸钡、二氧化锆、五氧化二钽中的一种或几种，其中以二氧化锆和五氧化二钽为佳。
按上述方案，所述的无水无毒溶剂为亲水性溶剂，具体可选自丙二醇、丙三醇、聚乙二醇或水溶性硅油，其中以丙二醇和聚乙二醇为佳。
按上述方案，所述硅酸三钙，或以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物的粒径优选控制在10um以内。
按上述方案，所述以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物是以碳酸钙和二氧化硅为原料，由高温固相反应制备得到。
按上述方案，所述的硅酸三钙/硅酸二钙的制备方法：首先以碳酸钙和二氧化硅为原料，按原料中的Ca、Si物质的量比(nCa/nSi)为3.0称取试样，混合均匀后进行高温烧结，再球磨制得以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物。
按上述方案，所述的高温烧结温度1450-1550℃，高温烧结时间4-8h。
按上述方案，所述的一次高温烧结结束后快速取出，急冷至室温后研碎，再根据需要重复进行高温烧结。
水固化注射型根管再修复材料的制备方法，将硅酸三钙，或以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物,氢氧化钙，磷酸钙骨水泥，羟丁基壳聚糖，X射线显影剂以上四种粉末按一定配比混合后，再与无水无毒溶剂进行调和，便可得到乳白色稠糊剂。
按上述方案，四种粉末混合后根据需要进行球磨过筛，得到粒径小于10um的固相粉末。
上述根管修复材料在作为用于修补根管穿孔、根管永久充填、根尖倒充填、根尖成形和直接盖髓等手术材料中的应用。
使用时，将上述水固化注射型根管修复材料灌入专用牙科注射器，再经专用牙科注射针头推注至牙科根管深处即可。
本发明的技术构思如下所述：
本发明以硅酸三钙，或以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物作为主要基质材料，配合提供碱性环境的氢氧化钙，再通过羟丁基壳聚糖、无水无毒溶剂和磷酸钙骨水泥的复配使用，可基于各组分的特性，及各组分之间的协同作用，使得到的根管修复材料可采取注射的方式进行填充，方便操作，用作牙科根管修复具有良好的根尖封闭性、生物相容性、可诱导骨再生，能减轻甚至消除根充反应，临床使用后不易流失，保证充填密封性，不会使治疗牙齿变色。
本发明的根管修复材料与根管壁密合性好，可扩散至管壁牙本质小管内，并在根管内自行固化，不发生体积变化。
具体地，硅酸三钙或硅酸三钙/硅酸二钙作为主要活性成分，具有良好的生物学活性和诱导类骨羟基磷灰石层积的能力，和牙髓直接接触可促进早期的牙本质修复，具有很好的仿生矿化能力。同时硅酸三钙硅酸三钙/硅酸二钙作为主要基质材料，具有适宜的固化时间和较高的抗压强度，固化后体积无收缩，因此可保证材料优异的封闭性能。
氢氧化钙是口腔疾病治疗中最常用的诱导物，具有强碱性(pH 9-12)，既是控制根管内感染的药物，又是牙根继续发育的诱导剂，可诱导牙髓细胞和牙本质细胞分化，是目前诱导根尖形成的首选药物。本发明通过添加氢氧化钙可提供材料早期的高碱性环境，维持材料pH在12.5左右，可中和炎症的酸性产物，使其具有良好的抗菌效果，同时促进材料与组织接触产生修复性反应，得到有利的根尖闭合。
磷酸钙骨水泥水化产物为羟基磷灰石，与人体硬组织的无机成分相似，无刺激性，生物相容性好，并能增加材料强度，是一种纯粹的生物活性材料。
复合的羟丁基壳聚糖具有优异的生物相容性，是一种温敏性材料，其凝胶转变温度为31℃，当温度高于31℃时，其水溶液会失去流动性，转变成为固体状的凝胶状态，本发明引入羟丁基壳聚糖得到的根管修复材料注射在根管内后和根尖组织液接触会凝固，而有效阻止材料在充填初期被根尖组织的液体浸泡、冲刷而流失，从而更有效的对根管进行封闭。同时其具备促进细胞增殖的作用，复配后还可调节材料的物理机械性能，调节其固化时间和固化强度，提升材料生物相容性，优势集成。
无水无毒溶剂可保证复合材料的安全性和生物相容性，提高各组分的分散性，获得分散均匀、良好的浆体，进一步地，更优选亲水性的溶剂，可使根管修复材料和根管壁更好地贴合，避免材料与根管内壁形成水膜缝隙，促进材料和牙本质发生化学粘结，达到更佳的使用效果，保证根管修复材料良好的根尖封闭性和修复性能。根管治疗中根管壁表面为湿润状态，根管不可能做到彻底的干燥，疏水性的修复材料置入根管时，会导致固化一段时间后，材料与根管壁出现裂缝，细菌就可以通过裂缝进入根管，而导致在临床应用中不能与牙本质很好的结合，严重影响修复效果。
硫酸钡、二氧化锆和五氧化二钽具有良好的X射线阻射性，作为显影剂在临床上已使用多年，其安全性和有效性得到了验证。
本发明有如下优点：
1、该材料具有良好的生物相容性，不含任何会对人体产生毒性反应的物质，水化产物无毒无刺激性，是一种纯粹的生物活性材料，因此使用过程中即使超充也不会产生根充反应，具有良好的治疗效果。可用于各类根管根尖手术的注射填充治疗。
2、该材料进入口腔根管后，通过与周围组织的组织液交换进行水化反应，温敏性材料能够防止根充材料的流失，具有良好的固化时间和固化强度，固化后不收缩，具有良好的根尖封闭性能。
3、该材料是一种水固化注射型根管修复材料，可采用注射器进行注射治疗，使用前不需调拌，操作简单，临床使用效率高；使用时无多余材料浪费，能有效节省成本。
4、该材料极为细腻，为乳白色糊剂，具有很好的流动性和稳定性，在注射针管中能长期保存，不分层，不分相，可直接灌入到牙科注射器中用于牙根管根尖的注射治疗，使用后不会致治疗牙齿变色。
5、该材料能长时间维持手术部位高碱性环境，具有高抗菌性和高X射线阻射效果，提高根管治疗的成功率。
附图说明
图1为实施例1所制备的根管修复材料(白色糊剂)外观图，图中黑色为拍照时的底色。
图2为实施例1的根管修复材料固化后效果图。
图3为实施例1的根管修复材料使用过程示意图。
图4为实施例1的根管修复材料用于离体牙后的X射线影像图。
图5为5％羟丁基壳聚糖水溶液凝胶前后的状态图。
具体实施方式
以下结合具体的实例来进一步说明本发明。
实施例1：
称取粒径小于10um的硅酸三钙/硅酸二钙4.5克，氢氧化钙0.3克，磷酸四钙0.4克，磷酸氢钙0.4克，羟基磷灰石0.4克，羟丁基壳聚糖0.5克，二氧化锆1.5克组成混合物，用2克丙三醇将其调成糊状物，即得到根管修复材料。该材料呈乳白色，为糊状物，富有光泽，具有良好的流动性，并且不分层，不分相，静止时间可高达183天。外观图见图1，该材料固化后效果图如图2，图2可看出材料固化后仍为白色固体状，不致牙齿变色。图5为5％羟丁基壳聚糖的水溶液外观图，由图可以看出，羟丁基壳聚糖在25℃下还为溶液状，具有很好的流动性，在35℃即转变为凝胶，失去流动性。
所述的硅酸三钙/硅酸二钙的合成方法：按原料中的Ca、Si物质的量比(nCa/nSi)为3.0称取试样，混合均匀后在高温炉内加热到1500℃，保温4h，结束后快速取出，急冷至室温后研碎；然后再次置入高温炉内1500℃下保温4h，急冷研碎，如此反复三次，再球磨至10um以下即得硅酸三钙/硅酸二钙粉剂。
实施例2：
称取粒径小于10um的硅酸三钙/硅酸二钙3.7克，氢氧化钙0.5克，磷酸四钙0.3克，磷酸氢钙0.5克，羟基磷灰石0.4克，羟丁基壳聚糖0.8克，五氧化二钽0.5克、二氧化锆0.5克组成混合物，用2.8克水溶性硅油将其调成糊状物，灌至注射器中。该材料呈乳白色，富有光泽，具有良好的流动性，并且不分层，不分相。
实施例3：
称取粒径小于10um的硅酸三钙/硅酸二钙3.3克，氢氧化钙0.2克，磷酸四钙0.8克，磷酸氢钙0.7克，羟基磷灰石0.7克，羟丁基壳聚糖1.0克，二氧化锆0.8克、硫酸钡0.5克组成混合物，用2.0克聚乙二醇将其调成糊状物，灌至注射器中。该材料呈乳白色，富有光泽，具有良好的流动性，并且不分层，不分相。
实施例4：
称取粒径小于10um的硅酸三钙/硅酸二钙4.3克，氢氧化钙1.0克，磷酸四钙0.3克，磷酸氢钙0.4克，羟基磷灰石0.3克，羟丁基壳聚糖0.5克，二氧化锆1.4克组成混合物，用1.8克丙二醇将其调成糊状物，灌至注射器中。该材料呈乳白色，富有光泽，具有良好的流动性，并且不分层，不分相。
实施例5：
称取粒径小于10um的硅酸三钙/硅酸二钙6.5克，氢氧化钙0.2克，磷酸四钙0.2克，磷酸氢钙0.2克，羟基磷灰石0.1克，羟丁基壳聚糖0.5克，硫酸钡0.5克组成混合物，用1.8克聚乙二醇将其调成糊状物，灌至注射器中。该材料呈乳白色，富有光泽，具有良好的流动性，并且不分层，不分相。
实施例6：
称取粒径小于10um的硅酸三钙/硅酸二钙2.5克，氢氧化钙0.5克，磷酸四钙0.5克，磷酸氢钙1.0克，羟基磷灰石1.0克，羟丁基壳聚糖1.0克，二氧化锆1.0克、五氧化二钽0.5克组成混合物，用2.0克丙二醇将其调成糊状物，灌至注射器中。该材料呈乳白色，富有光泽，具有良好的流动性，并且不分层，不分相。
实验表明：本发明的根管修复材料是一种自固化注射型根管修复材料，具有良好的根尖封闭性和生物相容性。具体使用时，灌至牙科注射器中，通过专用牙科注射针头推注至根管深处即可完成治疗。图4为通过注射器将实施例1材料打入离体牙根管中得到的X射线牙片，该牙片显示材料和根管内壁具有良好的贴合性，显影效果极好。

Claims (8)

1.一种水固化注射型根管修复材料，其特征在于：为白色糊状物，是一种可注射型根管修复材料，其按质量百分比计由以下原料组分组成：硅酸三钙或以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物：25%-65%,
氢氧化钙：2-10%，
磷酸钙骨水泥：2-25%，
羟丁基壳聚糖：5-10%，
X射线显影剂：5-15%，
无水无毒溶剂：18-28%；
所述的无水无毒溶剂为亲水性溶剂，所述的亲水性溶剂选自丙二醇、丙三醇、聚乙二醇或水溶性硅油。
2.根据权利要求1所述的水固化注射型根管修复材料，其特征在于：所述的磷酸钙骨水泥为α-磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸氢钙、羟基磷灰石、氟磷灰石中的一种或多种混合配置而成，粒径控制在1-10μm。
3.根据权利要求1所述的水固化注射型根管修复材料，其特征在于：所述的氢氧化钙为氢氧化钙粉末，粒径控制在10μm以内；
所述硅酸三钙或以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物的粒径控制在10μm以内；
所述的X射线显影剂为硫酸钡、二氧化锆、五氧化二钽中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的水固化注射型根管修复材料，其特征在于：所述以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物是以碳酸钙和二氧化硅为原料，由高温固相反应制备得到。
5.根据权利要求4所述的水固化注射型根管修复材料，其特征在于：以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物的制备方法：首先以碳酸钙和二氧化硅为原料，按原料中的Ca、Si物质的量比nCa/nSi为3.0称取试样，混合均匀后进行高温烧结，再球磨制得以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物。
6.根据权利要求5所述的水固化注射型根管修复材料，其特征在于：高温烧结的温度1450-1550℃，高温烧结的时间4-8h；一次高温烧结结束后快速取出，急冷至室温后研碎，再根据需要重复进行高温烧结。
7.权利要求1所述的水固化注射型根管修复材料的制备方法，其特征在于：将硅酸三钙或以硅酸三钙为主的硅酸三钙/硅酸二钙混合物、氢氧化钙、磷酸钙骨水泥、羟丁基壳聚糖和X射线显影剂按一定配比混合后，再与无水无毒溶剂进行调和，便可得到乳白色稠糊剂即根管修复材料。
8.权利要求1所述的水固化注射型根管修复材料在作为制备用于修补根管穿孔、根管永久充填、根尖倒充填、根尖成形和直接盖髓的手术材料中的应用。
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Title
Influence of titania on the formation of tricalcium silicate;N.K.Katyal等;《Cement and Concrete Research》;19991231;第29卷(第3期);第355-356页 *

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