CN108403451B - 一种微纳米生物活性玻璃及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微纳米生物活性玻璃及其制备方法、应用，该微纳米生物活性玻璃主要由前驱体与模版剂为原料制得，其中所述前驱体包括：以质量份数计，正硅酸乙酯180‑200份，磷酸三甲酯15‑25份，聚羟基丁酸酯4‑5份，聚羟基丙酸酯4‑5份，硝酸钙75‑85份，硝酸锶6‑9份，硝酸镁6‑9份，硝酸钾40‑60份，柠檬酸5‑10份，聚乙二醇10‑20份，所述模版剂由[C16min]Br、C12‑2‑C12·2Br‑以及吐温80组成。本发明制备得到的微纳米生物活性玻璃具有良好的生物相容性，通过优化前驱体以及模版剂的配方，使其形成更为规整、分散性好尺寸均一的胶团颗粒，且显著提高了胶团的形成速率。

Description

一种微纳米生物活性玻璃及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及生物玻璃制作领域，具体而言，涉及一种微纳米生物活性玻璃及其制备方法、应用。
背景技术
生物活性玻璃(BG)因具有良好的生物相容性、生物活性、骨传导性和可降解性，在化学材料和医学领域都受到广泛的关注。目前，生物活性玻璃已经被成功应用于骨损伤及牙科疾病的治疗和修复等领域。
其组成和结构决定着它的固有性能，而性能又进一步决定着它的用途。同样，BG的生物活性等优良性能主要取决于它特殊的组成结构。BG一般为SiO2-P2O5-CaO系统，部分含有Na2O、MgO、SrO等碱金属或碱土金属氧化物。第一个也是最著名的生物活性玻璃是LarryL.Hench在1971年发现的45S5Bioglass，当45S5Bioglass和水溶液(如：体液)接触时，和非桥氧接触的Na+、Ca2+等阳离子容易和体液进行快速的离子交换，最终在表面形成羟基磷灰石层，表现出良好的生物相容性和生物活性。但是45S5的力学性能较低，不能应用于承重部位。
溶胶凝胶法被用于制备BG具有特别的优势性。它一般以高化学活性的化合物为前驱体，如正硅酸乙酯作为玻璃组分中Si的前驱体，磷酸三甲酯作为P的前驱体，Ca、Na等碱金属和碱土金属采用各自的硝酸盐作为前驱体。将前驱体混合在液相溶剂中，在酸或碱的催化作用下进行水解缩合形成溶胶，进一步缩合形成具有一定网络结构的凝胶，再经过陈化、干燥、煅烧得到BG成品。相对于传统的熔融-淬冷法，溶胶-凝胶法煅烧温度较低(约600℃)，制得的BG具有纳米尺度的多孔结构，比表面积较高，表面含有大量的Si-OH，且比熔融-淬冷法制备的同组分BG有更好的生物活性和更快的降解速率。同时，溶胶-凝胶法可以制备出纤维状、纳米颗粒、介孔粒子及多孔支架等多种形貌的BG，并且可以在分子水平上对材料的组分和结构进行设计，赋予其特定的性能。
但是，现有技术中的溶胶凝胶法虽然能得到具有特定形貌的微纳米颗粒，但是由于其胶团颗粒的分散性、规整度等方面还非常欠缺，整个溶胶-凝胶过程不可控，生产效率低，胶团形成速度慢导致在成胶的过程中容易发生互相粘结，得到的最终产品应用性能上也会受到一定的影响，进而限制了生物活性玻璃的进一步应用。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种微纳米生物活性玻璃的配方，该微纳米生物活性玻璃中通过对前驱体和模版剂的配方进行重新优化选择，尤其添加了聚羟基丁酸酯、柠檬酸等物质显著提高了成胶速率，更有利于胶团的快速形成，避免颗粒之间发生粘结影响性能，使得形成更为规整、分散性好尺寸均一的胶团颗粒，且显著提高了胶团的形成速率，对整个溶胶-凝胶过程达到了可控，此外模版剂的重新设计也使其与前驱体融合度更高，总之使得最终得到的微纳米生物活性玻璃本身形成了微纳米棒状的特殊形貌，得到的生物活性玻璃具有更高的比表面积，使其具有类似天然骨、齿组织中无机物组分特定的棒状形貌。
本发明的第二目的在于提供上述微纳米生物活性玻璃的制备方法，通过采用特定该制备方法促进了各原料之间的互相融合，使得各个成分之间互相结合的分散性能更加优异，并达到提高生物活性玻璃本身性能的目的，操作简便，前后步骤衔接紧密，整个过程绿色环保，无三废产生。
本发明的第三目的在于提供上述微纳米生物活性玻璃的应用，该微纳米生物活性玻璃应用比较广泛，可以广泛应用在牙膏、牙髓损伤修复方面，尤其应用在牙膏方面能够起到消炎止血，口腔溃疡创面的愈合，封闭牙本质小管，消除牙本质过敏症等作用，效果显著。
本发明提供了一种微纳米生物活性玻璃，主要由前驱体与模版剂为原料制得，其中所述前驱体包括：以质量份数计，正硅酸乙酯180-200份，磷酸三甲酯15-25份，聚羟基丁酸酯4-5份，聚羟基丙酸酯4-5份，硝酸钙75-85份，硝酸锶6-9份，硝酸镁6-9份，硝酸钾40-60份，柠檬酸5-10份，聚乙二醇10-20份，所述模版剂由[C16min]Br、C12-2-C12·2Br-以及吐温80组成。
现有技术中，溶胶凝胶法被用于制备BG具有特别的优势性。它一般以高化学活性的化合物为前驱体，如正硅酸乙酯作为玻璃组分中Si的前驱体，磷酸三甲酯作为P的前驱体，Ca、Na等碱金属和碱土金属采用各自的硝酸盐作为前驱体。将前驱体混合在液相溶剂中，在酸或碱的催化作用下进行水解缩合形成溶胶，进一步缩合形成具有一定网络结构的凝胶，再经过陈化、干燥、煅烧得到BG成品。相对于传统的熔融-淬冷法，溶胶-凝胶法煅烧温度较低(约600℃)，制得的BG具有纳米尺度的多孔结构，比表面积较高，表面含有大量的Si-OH，且比熔融-淬冷法制备的同组分BG有更好的生物活性和更快的降解速率。同时，溶胶-凝胶法可以制备出纤维状、纳米颗粒、介孔粒子及多孔支架等多种形貌的BG并且可以在分子水平上对材料的组分和结构进行设计，赋予其特定的性能。
但是，溶胶凝胶法虽然能得到具有特定形貌的微纳米颗粒，但是由于其胶团颗粒的分散性、规整度等方面还非常欠缺，整个溶胶-凝胶过程不可控，生产效率低，胶团形成速度慢导致在成胶的过程中容易发生互相粘结，得到的最终产品应用性能上也会受到一定的影响，进而限制了生物活性玻璃的进一步应用。
为了解决先技术中溶胶-凝胶法制备微纳米生物活性玻璃方面所存在的缺陷性，比如过程可控度低，得到的产品性能还有待提升等问题，本发明提供了一种微纳米生物活性玻璃的配方，从前驱体所采用的酯、金属盐的类型到模版剂的重新设计均赋予了极强的创新性，从而达到提升产品质量，提高产品附加值，扩大产品市场应用范围的目的。
在本发明的前驱体中，现有技术中一般就采用正硅酸乙酯以及膦酸三乙酯这两种酯类，但是本发明还创造性的添加了聚羟基丁酸酯以及聚羟基丁酸酯这两种物质，通过添加这两种酯类可以使得各个成分能够有序的铺展开形成骨架结构，而降低颗粒之间的粘结指数，从而提高了胶团的形成速率，此外聚乙二醇的加入因具有良好的水溶性可显著提高胶团颗粒的生物活性并保证制备出的产品具有一定的机械强度，聚乙二醇本身无毒、无刺激，也不需要担心后处理的问题。
此外，本发明在前驱体中还添加了柠檬酸，柠檬酸的加入不但可以促进形成稳定的胶团结构，并且在成胶过程中还能有利于形成微纳米棒状的特殊形貌，前期不仅能够帮助构架骨架结构，后续热处理时还可以直接损失掉无需额外单独处理，也避免了杂质对产品的影响，该物质的添加也是发明人经过了大量的创造性劳动才实践出来的，具有良好的效果。
更为重要的是本发明采用的模版剂为复合型模版剂，该复合型模版剂由[C16min]Br、C12-2-C12·2Br-以及吐温80组成，通过搭配组合可以降低本身模版剂的用量，构建的结构也更加稳定，摒弃了现有技术中只是采用单一模版剂的缺陷，通过挑选适宜的模版剂进行互相搭配可以显著发挥模版剂应有的作用，因此可见挑选适宜的模版剂进行搭配是非常必要的。
为了进一步优化各个组分之间的配比，优选地，前驱体包括：以质量份数计，正硅酸乙酯190-195份，磷酸三甲酯18-22份，聚羟基丁酸酯4.5-4.8份，聚羟基丙酸酯4.5-4.8份，硝酸钙77-82份，硝酸锶7-8份，硝酸镁7-8份，硝酸钾45-55份，柠檬酸6-9份，聚乙二醇15-18份。
优选地，以质量份数计，正硅酸乙酯192份，磷酸三甲酯20份，聚羟基丁酸酯4.7份，聚羟基丙酸酯4.7份，硝酸钙80份，硝酸锶7.5份，硝酸镁7.5份，硝酸钾50份，柠檬酸7份，聚乙二醇15份。
优选地，模版剂中，[C16min]Br、C12-2-C12·2Br-所占质量百分比为30-40wt％之间，余量为吐温80。
更优地，[C16min]Br、C12-2-C12·2Br-所占质量百分比为35wt％，还可以为31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％以及39.5wt％等。
上述前驱体、模版剂的各个组分中需要注意搭配的用量，每个组分的用量都需要控制在适宜的范围内，尤其是柠檬酸的添加量不宜过大，如果加量太大可能会造成得到的生物活性玻璃粉体的形态不规整，存在团聚的现象，因此加量需要准确控制，同样的酯类虽然可以起到控制溶胶-凝胶过程的目的，但是如果添加量太大也同样会起到相反的效果，因此也需要控制适宜。
模版剂中发明人通过添加一定量的吐温提高了其与前驱体之间的融合度，并且模版剂是主要起到成型效果的，用量需要控制适宜才能起到相应的效果，因此最好对复合型模版剂中的每个组分的用量进行精确把控为最佳。
优选地，模版剂中，[C16min]Br与所述C12-2-C12·2Br-之间也有比较优异的配比，较优的质量比控制在(1-2)：1，更优为(1.2-1.8)：1，最优为1.6：1、还可以为1.1：1、1.3：1、1.4：1、1.5：1、1.6：1、1.7：1、1.9：1等。
在本发明中，前驱体与模版剂的质量比具体控制在(2-3)：1之间为宜。
更优地，所述前驱体与模版剂的质量比为(2.5-2.8)：1，最优地为2.6：1，除此之外还可以为2.65：1、2.67：1、2.68：1、2.55：1、2.75：1、2.1：1、2.2：1、2.3：1等。
本发明上述溶胶-凝胶法制备微纳米生物活性玻璃的配方中，不仅使得在胶团形成过程中能够按照有序的方式进行，打破了杂乱无章的传统方式，并且得到的胶团颗粒大小均一，分散性好，胶团颗粒规整，通过采用本发明的配方能够达到双重目的。
本发明除了提供了一种微纳米生物活性玻璃的配方，还提供了其制备方法，包括如下步骤：
(A)将模版剂与水超声-静置-超声的方式混合形成混合溶液，然后将所述前驱体中的各种成分添加到混合溶液中搅拌均匀；
(B)将上述步骤得到的物质离心得到白色沉淀，将所述白色沉淀干燥、热处理后，即可。
本发明的制备方法通过采用特定该制备方法促进了各原料之间的互相融合，使得各个成分之间互相结合的分散性能更加优异，并达到提高生物活性玻璃本身性能的目的，操作简便，前后步骤衔接紧密，整个过程绿色环保，无三废产生。
优选地，步骤(A)中，模版剂与水混合后的浓度为0.01-0.1mmol/L之间。
优选地，模版剂与水混合后的浓度为0.03-0.09mmol/L之间，更优为0.04-0.08mmol/L之间，最优为0.05mmol/L。
通过调整模版剂配制浓度能够达到调节微纳米生物活性玻璃颗粒棒长以及颗粒直径大小控制的目的，因此需要控制在适宜的参数范围内，由于本发明所采用的模版剂本身为复合型，在较低的浓度范围内就可以实现较好的成型效果。
此外，本发明为了配制溶液的分散性，采用的混合方法为超声-静置-超声的方式，通过采用这种方式可以显著增强溶液的均一性。
优选地，超声的频率为400-500Hz，超声的时间为4-5min然后静置2-3min，再超声4-5min。
更优选地，再超声的频率控制在300-400Hz。
优选地，步骤(A)中，所述前驱体中各个成分中，先将正硅酸乙酯，磷酸三甲酯，聚羟基丁酸酯和聚羟基丙酸酯混合成第一组分，硝酸钙，硝酸锶，硝酸镁，硝酸钾，柠檬酸，聚乙二醇混合成第二组分，然后将所述第一组分与第二组分混合添加到混合溶液中。
优选地，第一组分中的添加顺序为正硅酸乙酯，磷酸三甲酯，聚羟基丁酸酯和聚羟基丙酸酯。
优选地，第二组分中的添加顺序为聚乙二醇、硝酸钙，硝酸锶，硝酸镁，硝酸钾，柠檬酸。
本发明最好选用的混合方式为正硅酸乙酯，磷酸三甲酯，聚羟基丁酸酯和聚羟基丙酸酯混合成第一组分，硝酸钙，硝酸锶，硝酸镁，硝酸钾，柠檬酸，聚乙二醇混合成第二组分，因为这样分成两个组分，有利于得到的混合凝胶，混匀的更加充分，如果不按照上述方法进行添加，不利于凝胶的形成。
优选地，添加到混合溶液中搅拌的速率控制在200-300rpm之间。
优选地，步骤(B)中，离心的速率控制在800-1000rpm之间；
优选地，所述白色沉淀干燥的温度控制在50-70℃，干燥的时间为24h以上；
优选地，热处理的温度控制在600-700℃，热处理的时间为2-4h。
整个操作过程中操作温度、时间以及离心速率、搅拌速率等参数的控制均是为了提高产品性能，促进各个组分之间更好的融合而服务的，因此最好控制在适宜的范围内。
本发明的微纳米生物活性玻璃在牙膏、牙髓损伤修复方面具有很好的应用，尤其是在牙膏方面，用于牙科手术后的口腔修复，起到消炎止血，口腔溃疡创面的愈合，封闭牙本质小管，消除牙本质过敏症等，效果显著。通过添加了本发明的微纳米生物活性玻璃的健齿产品不含氟，具有抗敏防蛀、固齿美白、止血消炎、消除异味、愈合口腔溃疡等疗效，可被誉为牙膏工业的最新革命。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的微纳米生物活性玻璃的配方，该微纳米生物活性玻璃中通过对前驱体和模版剂的配方进行重新优化选择，尤其添加了聚羟基丁酸酯、柠檬酸等物质显著提高了成胶速率，更有利于胶团的快速形成，避免颗粒之间发生粘结影响性能，使得形成更为规整、分散性好尺寸均一的胶团颗粒，且显著提高了胶团的形成速率，对整个溶胶-凝胶过程达到了可控；
(2)本发明通过对模版剂的重新设计也使其与前驱体融合度更高，使得最终得到的微纳米生物活性玻璃本身形成了微纳米棒状的特殊形貌，得到的生物活性玻璃具有更高的比表面积，使其具有类似天然骨、齿组织中无机物组分特定的棒状形貌；
(3)本发明还提供了一种微纳米生物活性玻璃的制备方法，通过采用特定该制备方法促进了各原料之间的互相融合，使得各个成分之间互相结合的分散性能更加优异，并达到提高生物活性玻璃本身性能的目的，操作简便，前后步骤衔接紧密，整个过程绿色环保，无三废产生。
(4)本发明的微纳米生物活性玻璃的应用比较广泛，可以广泛应用在牙膏、牙髓损伤修复方面，尤其应用在牙膏方面能够起到消炎止血，口腔溃疡创面的愈合，封闭牙本质小管，消除牙本质过敏症等作用，效果显著。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
微纳米生物活性玻璃的制备方法如下：
1)将[C16min]Br、C12-2-C12·2Br-以及吐温80加入到水中配成混合溶液中，模版剂的浓度控制在0.03mmol/L；
2)然后将正硅酸乙酯180g，磷酸三甲酯25g，聚羟基丁酸酯4g，聚羟基丙酸酯5g，硝酸钙75g，硝酸锶9g，硝酸镁6g，硝酸钾60g，柠檬酸5g，聚乙二醇20g加入到上述混合溶液中，搅拌均匀得到生物活性玻璃凝胶溶液，上述前驱体的总质量与模版剂的质量比控制在2：1；
3)将生物活性玻璃凝胶溶液离心、清洗得到湿态凝胶沉淀，再将湿态凝胶沉淀置于60℃干燥箱中干燥2d，得到生物活性玻璃凝胶粉末；
4)将生物活性玻璃凝胶粉末在高温炉中600℃热处理3h，得到微纳米棒状生物活性玻璃。
实施例2
微纳米生物活性玻璃的制备方法如下：
1)将质量比为1：1的[C16min]Br、C12-2-C12·2Br-与吐温80形成模版剂([C16min]Br、C12-2-C12·2Br-的质量百分比为30wt％，余量为吐温80加入到水中配成混合溶液中，200rpm速率下进行搅拌混合，模版剂的浓度控制在0.01mmol/L；
2)然后将正硅酸乙酯200g，磷酸三甲酯15g，聚羟基丁酸酯5g，聚羟基丙酸酯4g，硝酸钙85g，硝酸锶6g，硝酸镁9g，硝酸钾40g，柠檬酸10g，聚乙二醇10g加入到上述混合溶液中，搅拌均匀得到生物活性玻璃凝胶溶液，上述前驱体的总质量与模版剂的质量比控制在3：1；
3)将生物活性玻璃凝胶溶液1000rpm离心、清洗得到湿态凝胶沉淀，再将湿态凝胶沉淀置于50℃干燥箱中干燥3d，得到生物活性玻璃凝胶粉末；
4)将生物活性玻璃凝胶粉末在高温炉中700℃热处理2h，得到微纳米棒状生物活性玻璃。
实施例3
微纳米生物活性玻璃的制备方法如下：
1)将质量比为2：1的[C16min]Br、C12-2-C12·2Br-与吐温80形成模版剂([C16min]Br、C12-2-C12·2Br-的质量百分比为40wt％，余量为吐温80加入到水中配成混合溶液中，400rpm速率下进行搅拌混合，模版剂的浓度控制在0.1mmol/L；
2)依次添加正硅酸乙酯190g，磷酸三甲酯22g，聚羟基丁酸酯4.5g，聚羟基丙酸酯4.8g混合形成第一组分，依次添加聚乙二醇15g、硝酸钙77g，硝酸锶8g，硝酸镁7g，硝酸钾45g，柠檬酸9g混合成第二组分；
3)将上述第一组分与第二组分加入到混合溶液中，搅拌均匀得到生物活性玻璃凝胶溶液，上述前驱体的总质量与模版剂的质量比控制在2.5：1；
4)将生物活性玻璃凝胶溶液900rpm离心、清洗得到湿态凝胶沉淀，再将湿态凝胶沉淀置于70℃干燥箱中干燥2d，得到生物活性玻璃凝胶粉末；
5)将生物活性玻璃凝胶粉末在高温炉中650℃热处理4h，得到微纳米棒状生物活性玻璃。
实施例4
微纳米生物活性玻璃的制备方法如下：
1)将质量比为1.5：1的[C16min]Br、C12-2-C12·2Br-与吐温80形成模版剂([C16min]Br、C12-2-C12·2Br-的质量百分比为35wt％，余量为吐温80加入到水中配成混合溶液中，400rpm速率下进行搅拌混合，先500Hz超声混合4min，静置2min后再超声5min，模版剂的浓度控制在0.03mmol/L；
2)依次添加正硅酸乙酯195g，磷酸三甲酯18g，聚羟基丁酸酯4.8g，聚羟基丙酸酯4.5g混合形成第一组分，依次添加聚乙二醇18g、硝酸钙82g，硝酸锶7g，硝酸镁8g，硝酸钾55g，柠檬酸6g混合成第二组分；
3)将上述第一组分与第二组分加入到混合溶液中，搅拌均匀得到生物活性玻璃凝胶溶液，上述前驱体的总质量与模版剂的质量比控制在2.8：1；
4)将生物活性玻璃凝胶溶液950rpm离心、清洗得到湿态凝胶沉淀，再将湿态凝胶沉淀置于65℃干燥箱中干燥2d，得到生物活性玻璃凝胶粉末；
5)将生物活性玻璃凝胶粉末在高温炉中600℃热处理3h，得到微纳米棒状生物活性玻璃。
实施例5
微纳米生物活性玻璃的制备方法如下：
1)将质量比为1.8：1的[C16min]Br、C12-2-C12·2Br-与吐温80形成模版剂([C16min]Br、C12-2-C12·2Br-的质量百分比为37wt％，余量为吐温80加入到水中配成混合溶液中，先400Hz超声混合5min，静置3min后再300Hz超声4min，模版剂的浓度控制在0.04mmol/L；
2)依次添加正硅酸乙酯192g，磷酸三甲酯20g，聚羟基丁酸酯4.7g，聚羟基丙酸酯4.7g混合形成第一组分，依次添加聚乙二醇15g、硝酸钙80g，硝酸锶7.5g，硝酸镁7.5g，硝酸钾50g，柠檬酸7g混合成第二组分；
3)将上述第一组分与第二组分加入到混合溶液中，搅拌均匀得到生物活性玻璃凝胶溶液，上述前驱体的总质量与模版剂的质量比控制在2.8：1；
4)将生物活性玻璃凝胶溶液950rpm离心、清洗得到湿态凝胶沉淀，再将湿态凝胶沉淀置于65℃干燥箱中干燥2d，得到生物活性玻璃凝胶粉末；
5)将生物活性玻璃凝胶粉末在高温炉中600℃热处理3h，得到微纳米棒状生物活性玻璃。
实施例6
微纳米生物活性玻璃的制备方法如下：
1)将质量比为1.6：1的[C16min]Br、C12-2-C12·2Br-与吐温80形成模版剂([C16min]Br、C12-2-C12·2Br-的质量百分比为35wt％，余量为吐温80加入到水中配成混合溶液中，先400Hz超声混合5min，静置3min后再300Hz超声4min，模版剂的浓度控制在0.05mmol/L；
2)依次添加正硅酸乙酯192g，磷酸三甲酯20g，聚羟基丁酸酯4.7g，聚羟基丙酸酯4.7g混合形成第一组分，依次添加聚乙二醇15g、硝酸钙80g，硝酸锶7.5g，硝酸镁7.5g，硝酸钾50g，柠檬酸7g混合成第二组分；
3)将上述第一组分与第二组分加入到混合溶液中，搅拌均匀得到生物活性玻璃凝胶溶液，上述前驱体的总质量与模版剂的质量比控制在2.6：1；
4)将生物活性玻璃凝胶溶液950rpm离心、清洗得到湿态凝胶沉淀，再将湿态凝胶沉淀置于65℃干燥箱中干燥2d，得到生物活性玻璃凝胶粉末；
5)将生物活性玻璃凝胶粉末在高温炉中600℃热处理3h，得到微纳米棒状生物活性玻璃。
比较例1
专利申请号为201410466383.1中的制备方法得到的微纳米棒状生物活性玻璃。
比较例2
专利申请号为201710791252.4中的制备方法得到的针状生物活性玻璃微球。
比较例3
专利申请号为201710620309.4中的制备方法得到的微纳米生物活性玻璃微球。
实验例1
考察模版剂的浓度对形成微纳米生物活性玻璃的粒径的影响，以实施例6为基础作为第一组，其他试验条件固定，通过变化不同的模版剂浓度以考察产品颗粒的粒径大小，具体结果见下表1：
表1试验结果
组别 模版剂浓度 平均粒径(nm)
第一组 0.05mmol/L 200
第二组 0.01mmol/L 250
第三组 0.03mmol/L 220
第四组 0.09mmol/L 195
第五组 0.1mmol/L 190
第六组 0.001mmol/L 350
第七组 1mmol/L 粒径不规则
从上述表1中可以看出，为了控制微纳米粒径结构，需要将模版剂浓度控制在适宜的范围内，如果浓度过大或者过小都会影响到微纳米粒径的结构。
实验例2
考察前驱体的组成对形成微纳米生物活性玻璃粉体颗粒的分散性进行考察，以实施例6为基础作为第一组，其他试验条件固定，通过变化不同的前驱体组成以考察产品颗粒的粒径大小，具体结果见下表2：
表2试验结果
从上述表2中可以看出，为了提高胶团的形成速度，得到的胶团颗粒分散性较好，可以达到100％，基本没有颗粒之间互相粘结的状况发生，但是如果不按照本发明的前驱体配方进行试验就会影响分散均一性，可见只有将前驱体的组分控制在本发明要求的范围内才能达到这样的目的。
分散率的数值是根据没有发生团聚颗粒的细度比上所有颗粒的细度来计算得到的。
实验例3
考察模版剂的组成对形成微纳米生物活性玻璃粉体颗粒的骨架结构影响进行考察，以实施例6为基础作为第一组，其他试验条件固定，通过变化不同的模版剂组成以考察产品扫描电镜后的骨架结构规整度，具体结果见下表3：
表3试验结果
从上表3中的数据也可以看出，通过采用本发明特定的模版剂进行试验后可以得到具有规整结构的微纳米生物活性玻璃。
实验例4
将本发明实施例1-6的微纳米生物活性玻璃的应用性能与比较例1-3的相应产品在牙膏方面的应用性能进行对比，将采用相应实施例与比较例制成牙膏样品在无菌条件下，用挖勺送到饲养的裸鼠的盲袋内，缝合，并进行饲养一段时间，6周后取出掩埋的标本进行一定的量的处理后，并对该样品进行炎症分析，具体对比结果见下表4：
表4试验结果
从上述结果也可以看出，本发明的微纳米生物活性玻璃在牙膏方面具有很好的应用，能够起到明显的消炎止血的作用。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (28)

1.一种微纳米生物活性玻璃，其特征在于，主要由前驱体与模版剂为原料制得，其中所述前驱体包括：以质量份数计，正硅酸乙酯180-200份，磷酸三甲酯15-25份，聚羟基丁酸酯4-5份，聚羟基丙酸酯4-5份，硝酸钙75-85份，硝酸锶6-9份，硝酸镁6-9份，硝酸钾40-60份，柠檬酸5-10份，聚乙二醇10-20份，所述模版剂由[C16mim]Br、C12-2-C12·2Br以及吐温80组成；
制备方法包括：
（A）将模版剂与水超声-静置-超声的方式混合形成混合溶液，模版剂与水混合后的浓度为0.01-0.1mmol/L之间，然后将所述前驱体中的各种成分添加到混合溶液中搅拌均匀；
（B）将上述步骤得到的物质离心得到白色沉淀，将所述白色沉淀干燥、热处理后，即可。
2.根据权利要求1所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述前驱体与模版剂的质量比为（2-3）：1。
3.根据权利要求1所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述前驱体包括：以质量份数计，正硅酸乙酯190-195份，磷酸三甲酯18-22份，聚羟基丁酸酯4.5-4.8份，聚羟基丙酸酯4.5-4.8份，硝酸钙77-82份，硝酸锶7-8份，硝酸镁7-8份，硝酸钾45-55份，柠檬酸6-9份，聚乙二醇15-18份。
4.根据权利要求2所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述前驱体包括：以质量份数计，正硅酸乙酯192份，磷酸三甲酯20份，聚羟基丁酸酯4.7份，聚羟基丙酸酯4.7份，硝酸钙80份，硝酸锶7.5份，硝酸镁7.5份，硝酸钾50份，柠檬酸7份，聚乙二醇15份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述模版剂中，[C16mim]Br、C12-2-C12·2Br所占质量百分比为30-40wt%之间，余量为吐温80。
6.根据权利要求5所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述[C16mim]Br与所述C12-2-C12·2Br的质量比控制在（1-2）：1。
7.根据权利要求5所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，[C16mim]Br与所述C12-2-C12·2Br的质量比为（1.2-1.8）：1。
8.根据权利要求5所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，[C16mim]Br与所述C12-2-C12·2Br的质量比为1.6：1。
9.根据权利要求1-4任一项所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述前驱体与模版剂的质量比为（2.5-2.8）：1。
10.根据权利要求9所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述前驱体与模版剂的质量比为2.6：1。
11.根据权利要求9所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述前驱体与模版剂的质量比为2.65：1。
12.根据权利要求9所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述前驱体与模版剂的质量比为2.67：1。
13.根据权利要求9所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述前驱体与模版剂的质量比为2.68：1。
14.根据权利要求9所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述前驱体与模版剂的质量比为2.75：1。
15.根据权利要求2所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述前驱体与模版剂的质量比为2.2:1。
16.根据权利要求1所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述步骤（A）中，模版剂与水混合后的浓度为0.03-0.09mmol/L之间。
17.根据权利要求1所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述步骤（A）中，模版剂与水混合后的浓度为0.04-0.08mmol/L之间。
18.根据权利要求1所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述步骤（A）中，模版剂与水混合后的浓度为0.05mmol/L。
19.根据权利要求1所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，超声的频率为400-500Hz，超声的时间为4-5min然后静置2-3min，再超声4-5min。
20.根据权利要求18所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，再超声的频率控制在300-400Hz。
21.根据权利要求1所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述步骤（A）中，所述前驱体中各个成分中，先将正硅酸乙酯，磷酸三甲酯，聚羟基丁酸酯和聚羟基丙酸酯混合成第一组分，硝酸钙，硝酸锶，硝酸镁，硝酸钾，柠檬酸，聚乙二醇混合成第二组分，然后将所述第一组分与第二组分混合添加到混合溶液中。
22.根据权利要求21所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述步骤（A）中，第一组分中的添加顺序为正硅酸乙酯，磷酸三甲酯，聚羟基丁酸酯和聚羟基丙酸酯。
23.根据权利要求22所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述步骤（A）中，第二组分中的添加顺序为聚乙二醇、硝酸钙，硝酸锶，硝酸镁，硝酸钾，柠檬酸。
24.根据权利要求23所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述步骤（A）中，添加到混合溶液中搅拌的速率控制在200-300rpm之间。
25.根据权利要求1所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述步骤（B）中，离心的速率控制在800-1000rpm之间。
26.根据权利要求1所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述步骤（B）中，所述白色沉淀干燥的温度控制在50-70℃，干燥的时间为24h以上。
27.根据权利要求1所述的微纳米生物活性玻璃，其特征在于，所述步骤（B）中，热处理的温度控制在600-700℃，热处理的时间为2-4h。
28.权利要求1-27任一项所述的微纳米生物活性玻璃在制备牙膏、牙髓损伤修复产品方面的应用。
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