CN112057348A - 一种牙齿封闭处理的多重组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牙齿封闭处理的多重组合物。包括固相粉末和调和液两部分，固相粉末的组成包含生物活性组分和X射线阻隔剂组分；生物活性组分包含的化学物质有：β‑硅酸二钙5‑90；α‑磷酸三钙5‑80；生物玻璃2‑10；所述的固相粉末是纳米级到微米级的超细粉体，生物玻璃颗粒内部和表面存在介孔结构，介孔孔径为5～48纳米；调和液是含有钙离子、磷酸根离子和/或硅酸根离子等的水溶液。本发明将固相粉末部分用调和液拌和后形成的糊剂可以植入到牙齿的根管、根尖周处后会自行固化并封闭整个损伤区域，可以防治细菌介入、止血以及加快损伤修复，具有极大的实用价值。

Description

一种牙齿封闭处理的多重组合物

技术领域

本发明属于口腔护理材料领域，具体涉及一种牙齿封闭处理的多重组合物。

背景技术

牙齿的根管、根尖周因为细菌感染引起间歇式尖锐的疼痛感觉。根管系统的感染性疼痛通常不被诊断为牙体缺损，一旦拔出疼痛牙并且种植人工牙，会造成极大的医疗成本，并且人工种植牙的使用寿命有限，还存在术后炎症反应、松动失效等风险，因而对根管进行彻底清理、有效消毒、严密充填是解决这类疼痛并实现保牙治疗的最佳选择。

众所周知，根管治疗是不可复性牙髓炎、牙髓坏死和根尖周病的首选保存患牙治疗术，其效果取决于彻底的根管清理、有效的根管消毒以及严密的根管充填等因素，尤其是严密的三维充填是根管治疗术的重要部分。长期以来，根管治疗的主要着眼点在于如何清除病原菌并防范细菌再次侵入引发感染，因此更为强调临床消毒处理和人工材料的封闭性能。但是，根管系统微结构的复杂性以及目前所用封闭糊剂根管完全封闭性都制约了这一目标的实现。譬如，部分病例的根管存在显著弯曲弧形或侧支根管(根尖分叉、分歧)，器械介入的难度极大，并对操作者的技术水平和经验积累要求极高，彻底清理难度大，进而为彻底消毒带来极大的困难。其次，对于充填糊剂而言，其灌注流动性、即刻封闭性以及固化过程的收缩性能均是制约持久严密三维充填的基本因素。

回顾根管糊剂的发展，早期的氧化锌丁香油类糊剂与牙胶尖配合使用能够封闭根尖孔，对根尖病变有一定疗效，同时所含丁香酚对乳杆菌、表皮葡萄球菌等作用明显，并具有防腐、轻度镇痛等作用，但是其封闭性较差和毒副作用等缺陷也极为鲜明。其次，树脂类糊剂在根管内体积稳定、热膨胀系数与牙体组织接近、收缩小等特点而起到良好的封闭效果，但是早期的研究也有发现该类糊剂观察时间越长，根管微渗漏会增加。氢氧化钙类封闭剂生物相容性较好，其碱性能够抑制、杀灭不少细菌，并可以促进类牙本质和类牙骨质增生，通过注射充填对侧支根管也能达到充填效果，还可减少弯曲根管微渗漏。玻璃离子(GIC)类封闭剂是由极细的钙铝氟硅酸玻璃粉与聚丙烯酸溶液等混合而成，具有良好的粘接性和封闭性，但与牙本质壁形成的是化学性粘接，根管充填后难取出。因此，纵观这些早期有机成分为主的根管封闭剂，无法解决所有牙髓炎和根尖周炎问题，临床应用适应症受到极大制约。

近来，国外相继推出了几种钙硅酸盐为主要组成的无机盐糊剂。较早的三氧化矿物凝聚体糊剂(MTA)含有硅酸三钙、铝酸三钙、磷酸三钙和其它氧化物构成的亲水复合材料，遇水自凝结固化，3小时内pH值达到12.5。该糊剂比其它传统有机糊剂具有更为良好的根尖封闭性能，还具有良好的成骨细胞刺激活性以及促进根尖周围组织病变愈合。但是，MTA内含有非组织相容的无机离子并存在牙齿变色问题，凝固时间较长，不利于临床操作。国外又相继推出的

和iRoot

系列钙硅酸钙类糊剂，前者可用于牙冠牙根部牙本质修复、根管侧穿修补、根尖诱导成形术和根管封闭剂等，其主要成分是高纯硅酸三钙及少量硅酸二钙、碳酸钙及X线阻射剂；尽管其封闭性略低于MTA，但是Biodentine能渗透入牙本质小管内，有利于牙本质小管暴露明显的临床问题。iRoot SP则是价格昂贵的新型糊剂，包含硅酸三钙、磷酸二氢钙、氢氧化钙、X线阻射剂及增稠剂，该糊剂材料借助非亲水介质分散剂(调和液)注入根管后与内部水分接触发生水化及固化反应，可用于根管封闭和侧穿修补等问题；同时该材料根尖超充也不会引起明显的炎性或异物反应，抗菌能力持续数天，具有优良的刺激成骨效果而有利于根尖病变愈合。不过，有研究显示该糊剂比MTA的早期细胞相容性方面并没有优势，仅显示出不太强烈的细胞毒性，同时其固化效率与根管内的湿度密切相关，缺乏明确的凝固时间，对不同临床问题不好掌控。以上分析可见，根管充填糊剂在向更为生物相容并希望解决侧支根管、牙本质修复、高效抗菌等功能的无机材料方向发展。其基本特点是往往借助硅酸三钙优良的水化凝固特性，并借助氢氧化钙等赋予较强抗菌性能。不过这些糊剂尚不能满足各种临床适应症的需求，尤其是不能为技术、经验不足的操作者对某些复杂根管系统或病例带来理想可靠的治疗效果，使得迄今为止一次性根管充填治疗的有效率尚达不到90％以上。究其根本原因是忽视“人的因素”在根管治疗中产生的不利影响。因此，还需要彻底改变根管治疗糊剂材料的设计思路，构建出具有广泛适应症特点和功能需求的新一代材料，尤其能够最大程度地消除临床技术人员经验不足对治疗效果的困扰。

随着生物材料及骨再生医学的发展，尤其是各种钙磷酸盐、钙硅酸盐自固化生物材料得到了较为充分的研究。以无水磷酸氢钙、水合磷酸氢钙、磷酸四钙、无定型磷酸钙以及α-磷酸三钙(α-TCP)等为主要成分的钙磷酸盐粉体，进行适当配伍遇水会发生水化自固化反应，逐渐转化为水合磷酸氢钙或者羟基磷灰石相(HA)。类似地，以硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等为主要成分的化合物也具有类似水化自固化特性，尤其是以硅酸三钙为主要成分的硅酸盐类糊剂已成为目前根管封闭研究与应用的主要对象。尽管钙磷酸盐自固化材料的研究已经有30余年历史，但是主要用于骨缺损填充修复，鲜有用于根管充填的研究报道。究其原因，钙磷酸盐往往是在合适的温度、酸碱性条件下发生原位相转化或者溶解-沉积反应，水分在水化过程被消耗(转化为结晶水或者羟基)而导致浆料发生收缩，极不利于严密充填需求。后者(钙硅酸盐类)则是由无水化合物转化为含结晶水的水合物，并且其固化物内部还会发生由细微颗粒向针棒状水合物的形态转变，故而颗粒物间发生“内锁”而产生更为优良的水硬性；其次，后者还能够在(模拟)组织液环境中其表面层经极为有限的溶解后，快速诱导组织液中钙离子、磷酸根离子在其富硅表面发生HA相矿化沉积，这一反应通常也长期被视为无机生物材料活体外性评估判断的基本方法。依据上述两类自固化糊剂材料的全面对比分析，极为有助于发展一类由钙硅酸盐与钙磷酸盐为主要成分的新型糊剂，这样的根管充填糊剂具有高效再矿化性能、长期抗菌特性及适宜临床需求的凝固时间保障，并且糊剂固化过程发生的细微收缩风险以及暴露的牙本质小管均可以通过HA再矿化实现严密充填，从而根本性解决“人的因素”在根管治疗中造成的巨大不确定性，使根管封闭糊剂的各种功能特性与现代根管治疗预期的充填整体化(monoblock)理念完全契合。

众所周知，钙硅酸盐作为波特兰水泥中的主要成分，其研究已经有近一个世纪的历史，因前者具有在数十分钟内发生水化自固化特性，因而迄今在骨齿生物材料领域受到更多的关注。我国研究者对硅酸三钙以及复合石膏、氯化钙、磷酸镁等形成的糊剂进行了系列研究，发现添加其它无机化合物可以调节其可注射性、凝固时间及固化物强度等，并主要对用于骨再生修复进行了系统性探索(Dent Mater.2008；24:74；Acta Biomater.2015；21:217.)。最近他们团队还对以甘油为液相介质、磷酸镁为促凝剂的硅酸三钙基快凝糊剂用于根管填充进行付出不评估，不过研究结果显示加入磷酸镁不利于其可注射性(CeramInt.2018；44:3015)。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的问题，提供一种牙齿封闭处理的多重组合物，该组合物可以及时灌注-封闭-再矿化-长效抗感染功能。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明多重组合物主要由固相粉末与调和液两部分组成，固相粉末中包含生物活性组分与X射线阻隔剂；

生物活性组分中各组分的质量份数为：

β-硅酸二钙粉体5-90；

α-磷酸三钙粉体5-80；

生物玻璃粉体2-10；

所述的生物活性组分中的β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体和生物玻璃粉体是颗粒度为纳米到微米级的超细粉体，生物玻璃微粒的内部和表面存在介孔性孔道结构，孔道的孔径为5-48纳米，生物玻璃粉体中各组分以氧化物形式表示的摩尔百分数为：

CaO 15-36；

SiO₂ 36-72；

P₂O₅ 3-12；

CuO 0-6；

ZnO 0-9；

SrO 0-9；

Na₂O 0.1-12；

K₂O 0.1-12；

CuO、ZnO、SrO三者不同时为0；

所述的调和液是含有钙、磷酸根和/或硅酸根的水溶液。

所述的生物活性组分混合物的粒度分布为：

粒度低于150纳米的颗粒物不超过总量的10％；

粒度在150-600纳米范围的颗粒物不超过总量的45％；

粒度在600-1500纳米范围的颗粒物不低于总量的25％；

粒度大于1500纳米的颗粒物不超过总量的20％。

所述的调和液是由钙磷酸盐和/或硅酸钠混合的去离子水溶解液的复合物，制备方法是：将二水合磷酸氢钙、一水合磷酸二氢钙、硅酸钠分别与离子水按固/液质量比为1:5混合，在超声波作用下充分溶解各化合物后，取上清液，再按二水合磷酸氢钙、一水合磷酸二氢钙、硅酸钠溶液的体积比1:(0-9):(0-9)进行混合，得到所述的调和液。

所述的X射线阻隔剂是氧化锆。

所述组合物中各组分的质量份数为：

生物活性组分35-65；

X射线阻隔剂1-5；

调和液30-60。

所述的牙齿封闭处理多重组合物的制备是按所述的生物活性组分中各组分的质量份数，将称量好的β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体和生物玻璃粉体进行搅拌混合后，在再将称量好的X射线阻隔剂粉体加入混合粉体并再次进行均匀搅拌混合得到固相粉末；然后，将调和液加入混合均匀后的固相粉末，并进行均匀拌和形成糊剂，从而得到牙齿封闭处理用的多重组合物。

所述的生物活性组分中的生物玻璃粉体制备包括以下步骤：

a)将正硅酸乙酯、硝酸溶液、磷酸三乙酯、介孔模板剂依次溶解于去离子水中，搅拌30～60分钟后，再依次加入钙盐、钾盐、钠盐、锶盐、锌盐、铜盐，其中钙、硅、磷、钠、钾、锶、锌、铜的摩尔比以其氧化物计为CaO:SiO₂:P₂O₅:Na₂O:K₂O:SrO:ZnO:CuO＝1:(1.000～4.800):(0.084～0.800):(0～0.800):(0.000～0.800):(0～0.250):(0～0.250):(0～0.166)，硝酸与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1～0.8，介孔模板剂与正硅酸乙酯的摩尔比为0.2～1.6，在常温下搅拌30～60分钟，在35～60℃静置陈化24～72小时，备用；

b)将步骤a)陈化后的凝胶在90～150℃下干燥12～48小时，再在560～700℃下煅烧240～480分钟，再砂磨2～6小时，得到所述的生物玻璃粉体。

制备生物玻璃粉体中的介孔模板剂为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(缩称P123)；制备中的钙盐、钾盐、钠盐、锶盐、锌盐和铜盐分别为硝酸钙、硝酸钾、硝酸钠、硝酸锶、硝酸锌和硝酸铜。

所述的生物活性组分中的β-硅酸二钙粉体制备包括以下步骤：

a)将硅源和硝酸依次溶解于去离子水中，搅拌30～60分钟后，再加入钙盐，其中反应物中钙/硅的摩尔比2:(1.0～1.4)，在常温下搅拌60～120分钟，在60℃静置陈化24～72小时，备用；

b)将步骤a)陈化后的凝胶在90～180℃下干燥12～48小时，再在800～1000℃下煅烧60～240分钟，再砂磨2～8小时，得到所述的β-硅酸二钙粉体。

制备β-硅酸二钙粉体中使用的硅源是硅溶胶或正硅酸乙酯，钙盐为硝酸钙或乙酸钙。

所述的生物活性组分中的α-磷酸三钙粉体制备包括以下步骤：

a)将磷源溶解于去离子水中，调节pH值到7.5～8.0，在常温下搅拌条件下，滴加钙盐去离子水溶液，其中反应物中钙/磷的摩尔比3:2，滴加完成后继续搅拌24～72小时，备用；

b)将步骤a)的悬浮液过滤，去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在90～120℃下干燥3～24小时，再在1150～1280℃下煅烧120～300分钟，再砂磨2～8小时，得到所述的α-磷酸三钙粉体。

制备α-磷酸三钙粉体中使用的磷源可以是磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢铵或磷酸铵中的一种或几种任意的组合；制备使用中的钙盐为硝酸钙、氯化钙、乙酸钙的一种或几种任意的组合。

所述的多重组合物用于牙齿封闭处理、防控感染、增强损伤组织修复的用途。

将固相粉末与调和液混合拌和后形成的糊剂，形成多重组合物调和的糊剂，用于牙齿盖髓封闭，根管封闭，根尖周封闭，糊剂在固化后与根管壁紧密结合，诱导根管内部暴露的牙本质小管内磷灰石再矿化沉积而严密封闭，诱导根尖周的炎症缓解并且加快组织修复；并且可以注射到牙齿的根管、根尖周处后发生自行固化并封闭损伤，可以防治细菌介入、止血以及加快损伤修复，具有极大的实用价值。

本发明中，对合成各无机组分的原料没有严格限制，只要是满足其化学成分、微结构及颗粒度水平的原料，都是本发明各组分制备原料的应用范畴。

本发明中，生物玻璃粉体、β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体中所掺杂的氧化物或者无机离子没有严格限制，对其它人体生理代谢必需的无机矿物质氧化物或者无机离子均可以掺入上述组分中。

本发明中，优化生物活性组分中各组分之间的相对比例，可以构建多种形式的牙齿封闭用品，发挥即时封闭-长效抗菌、高效再矿化、控制炎症和诱导组织修复的协同功效，根据组合物固、液两相拌和后形成糊剂的性状，可以作为注射型、灌注型、涂抹型、填补型牙齿封闭用品。

本发明申请人在研究中发现，通过改变反应物中钙/硅比可以调控β-硅酸二钙粉体中游离氧化钙含量，极为有利于抑制多种病原菌的活性并显示出优异的根管充填和诱导再矿化性能；其次，与少量石膏形成的复合糊剂对根管冠部与根尖部位均具形成严密封闭性，仍能高效诱导HA再矿化。

并且研究还发现，低剂量异质离子铜或锌掺杂β-硅酸二钙不仅不会妨碍其自固化效率，而且还抑制其降解效率和促进成骨细胞粘附、生长，产生不依赖于游离氧化钙含量的强抗菌功能。另一方面，关于α-TCP的水化自固化以及用于骨水泥的应用得到广泛关注，该磷酸钙盐超细颗粒物遇水会发生比其β相更快的溶解并沉积形成缺钙型HA，并可以通过提高比表面积、添加促凝剂或者晶种等多种方式提升其水化固化能力。此外，研究也发现调控生物玻璃中的氧化物成分和各组分相对含量，尤其是构建具有两种介孔结构的生物玻璃超细粉体，可以广泛调节生物玻璃诱导再矿化、促进止血和增强抗菌性等。这些研究结果表明，发展基于β-硅酸二钙、α-TCP、生物玻璃为主要组分的根管充填糊剂，势必能解决长效抗菌、高效再矿化等功能需求而实现严密充填问题。

据此此本发明提出一类新型牙齿封闭处理的多重组合物，实现可注射-高效再矿化-长效抗菌性的严密封闭解决方案，即运用β-硅酸二钙与α-TCP的自固化特性，以及具有高效诱导再矿化并长效抗菌的生物玻璃用于调制自固化糊剂的致密封闭性和增强感染防控能力，并利用生物相容的纳米氧化锆为X射线阻隔剂，以及钙磷酸盐、钠硅酸盐溶出液为调和液，规避“人的因素”(包括患者的根管结构复杂程度高和临床操作人员技术水平有限两个方面)在根管封闭治疗中造成的巨大风险。

本技术发明人设计的生物玻璃，是通过模板剂介导的独特、有序介孔结构，达到显著提升常规无机生物活性材料无法在生物稳定性、高效再矿化、长效抗菌三方面的协同，同时也不同于贝哥仕脱敏剂中所用生物玻璃的原料和具体工艺。

其次，利用β-硅酸二钙较为温和的早期水化自固化特性和α-TCP的早期高效水化相转化特性，进行牙齿根管系统中较高液/固比应用场景下(区别于骨缺损填充场景下自固化糊剂的低液固比条件)，实现早期较好的流变性并且固化后不收缩，达到既便于充填、又能够严密封闭的协调性需求。

再次，β-硅酸二钙粉体合成中无论用硅溶胶还是正硅酸乙酯，合成产物中均不同程度的含有游离氧化钙，这种副产物尽管可以通过钙/硅比来极大限制其含量，不过β-硅酸二钙粉体中残余的游离氧化钙遇调和液会发生反应而形成氢氧化钙，使得糊剂碱性上升，从而有利于赋予充填糊剂早期抗菌性能；同时，向生物玻璃组分中引入优良抗菌性的铜、锌、锶的氧化物，将进一步显著提升牙齿封闭组合物糊剂的长期抗菌性，因而β-硅酸二钙粉体和生物玻璃粉体两种生物活性组分均具有抗菌性，将极大地防控组合物拌和的糊剂填充后发生二次感染的风险。

本发明的优点在于：

1、生物活性组分(β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体和生物玻璃粉体)具有纳米到微米级的超细颗粒尺度，各组分与调和液接触会发生不同效率的颗粒表面层溶出反应，释放的钙离子、磷酸根离子、钾离子、钠离子、硅酸根离子、锌离子、锶离子和/或铜离子，并引起颗粒与调和液接触区碱性化和高效引导磷灰石矿化沉积，对糊剂固化物内部以及与牙齿根管壁接触的任何部位的显微间隙进行严密封闭；

2、锶、锌和/或铜离子和氢氧化钙对口腔各种病原菌具有协同杀灭作用，能对清除不彻底的侧支根管、弯曲根管、根尖孔内残存细菌或者外部介入细菌进行高效杀灭，并且含这些无机离子的化合物分散于糊剂固化物中，能够长期抵御外来细菌侵袭(即发挥“长效抗感染”功效)。

3、调和液中是来自二水合磷酸氢钙、一水合磷酸二氢钙和/或硅酸钠的溶出液，这些溶液具有不同的pH值和钙离子、硅酸根离子、磷酸根离子浓度，有利于调节固/液两相接触后初始阶段介导特定生物活性组分表面溶出、相转化、自固化及再矿化效率；生物玻璃中表面溶解释放的钾离子还对根管预备中造成的暴露牙本质小管通道控制其牙敏感效应。

4、α-磷酸三钙、β-硅酸二钙粉体颗粒物分别具有快速和缓慢的早期水化速率特征，有利于调节固相组分与调和液接触后控制糊剂固化效率，避免注入性能变差并且固化物后期收缩导致的微渗漏风险，以及妨碍再矿化效率，影响一次治疗的成功率(即改善“可操作”的周期)；

5、具有两种孔径尺度分布的介孔结构性生物玻璃，有利于表面层早期较快溶出有利于诱导α-磷酸三钙/β-硅酸二钙复合物表面、内部再矿化沉积HA而显著改善封闭性，并且可以避免生物玻璃较快降解导致糊剂固化物收缩；同时，该过程伴发释放的锶、锌、铜等离子对调节微血管再生、诱导根尖周骨组织再生修复和根管系统有害细菌的灭活产生显著效果。

6、本发明组合物制备工艺简单，各生物活性组分的理化性能和生物学性能相互配合，密不可分，极为有利于显著改善手术可操作性、牙齿长期封闭性和持久功能发挥的协同增效特点。

因此，本发明通过钙磷酸盐、钙硅酸盐、生物玻璃进行有机组合，会产生多种功效的协同增效，即：

1)高流变性有利于灌注递送；

2)高效再矿化性能有利于对潜在的微渗漏点进行彻底封闭；

3)高抗菌性物质弥散与整个糊剂将有利于长期感染防控。同时，这种固体粉末组合物材料与氧化锆类X阻隔剂混合，以及与含硅酸根、磷酸根、钙离子的水溶液调和形成早期高度流动性并高效自固化的复合材料，不含任何危害人体健康的重金属离子或者其它有机成分，能确保了牙齿封闭处理多重组合物的高度生物安全和生物相容性，是处理包括根管封闭、根尖周炎、盖髓在内的一系列牙体牙髓科根管治疗领域的有效技术方案。

附图说明

图1是生物玻璃颗粒内部结构的透射电镜图。

图2是α-磷酸三钙粉体颗粒形貌的扫描电镜图。

图3是β-硅酸二钙粉体颗粒形貌的扫描电镜图。

图4是牙齿封闭处理的多重组合物调和糊剂用18G和25G针头进行注射后的形态扫描电镜图。

图5是糊剂(A)以及在模拟唾液中浸泡48小时后(B)其表面微结构形貌扫描电镜图。

具体实施方式

下面通过示例性的实施例对本发明进行进一步的阐述，但这些实例并不限制本发明的范围，凡基于本发明上述内容所实现的技术的组合物材料均属于本发明的保护范围。下面结合实例(按制备10g组合物计)进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的范围，凡基于本发明上述内容所实现的技术的组合物均属于本发明的保护范围。实施例所使用组合物，各组分试剂纯度均不低于其分析纯试剂纯度指标。

实施例1

制备含有β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体、生物玻璃粉体生物活性组分的牙齿封闭组合物，生物玻璃内部介孔尺度为40-48nm，表面层介孔尺度为5-9nm，组合物的组分(质量百分数，％)列表如下：

其中，β-硅酸二钙粉体中游离氧化钙含量为1.5％；调和液是由二水合磷酸氢钙、硅酸钠的饱和上清液按1:0.2的体积比进行配制的；生物玻璃粉体中各组分的质量百分含量为：

CaO 32％

SiO₂ 52％；

P₂O₅ 6％；

CuO 1％；

ZnO 1％；

Na₂O 2％；

K₂O 6％；

其中，生物活性组分(β-硅酸二钙、α-磷酸三钙、生物玻璃)混合物的粒度分布范围：

低于150纳米的为总量的8％；

150～600纳米范围的为总量的38％；

600～1500纳米范围的为总量的36％；

大于1500纳米的为总量的18％。

如附图1所示生物玻璃颗粒为近似球形,内部介孔成环绕型，表面层介孔成密排六方孔；如附图2所示α-磷酸三钙粉体为高结晶性超细颗粒物；附图3所示β-硅酸二钙粉体为非规则超细颗粒物；为近似球形,内部介孔成环绕型，表面层介孔成密排六方孔。

本实施中固相粉末部分与调和液拌和所制牙齿封闭糊剂外形与常规根管填充糊剂类似，拌合后半小时具有良好的可注射性，如附图4所示该糊剂用18G和25G针头进行注射后的形态；该糊剂在37℃饱和湿度环境下自固化初凝时间为32分钟，终凝时间为77分钟；在模拟唾液中浸泡48小时后，糊剂固化物表面发生再矿化现象并沉积出羟基磷灰石，如附图5所示糊剂浸泡前、后的表面形貌。

实施例2

制备含有β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体、生物玻璃粉体生物活性组分的牙齿封闭组合物，生物玻璃内部介孔尺度为36-42nm，表面层介孔尺度为9-12nm，组合物的组分(质量百分数，％)列表如下：

其中，β-硅酸二钙粉体中游离氧化钙含量为2.5％；调和液是由二水合磷酸氢钙、一水合磷酸二氢钙、硅酸钠的饱和上清液按1:0.3:0.3的体积比进行配制的；生物玻璃粉体中各组分的质量百分含量为：

CaO 28％；

SiO₂ 58％；

P₂O₅ 4％；

SrO 1％；

ZnO 2％；

Na₂O 2％；

K₂O 5％；

其中，生物活性组分(β-硅酸二钙、α-磷酸三钙、生物玻璃)混合物的颗粒度分布范围：

低于150纳米的为总量的10％；

150～600纳米范围的为总量的45％；

600～1500纳米范围的为总量的25％；

大于1500纳米的为总量的20％。

实施例3

制备含有β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体、生物玻璃粉体生物活性组分的牙齿封闭组合物，生物玻璃内部介孔尺度为32-38nm，表面层介孔尺度为5-7nm，组合物的组分(质量百分数，％)列表如下：

其中，β-硅酸二钙粉体中游离氧化钙含量为0.4％；调和液是由二水合磷酸氢钙、硅酸钠的饱和上清液按1:1的体积比进行配制的；生物玻璃粉体中各组分的质量百分含量为：

CaO 18％；

SiO₂ 60％；

P₂O₅ 2％；

SrO 9％；

ZnO 1％；

CuO 2％；

K₂O 7.9％；

Na₂O 0.1％

其中，生物活性组分(β-硅酸二钙、α-磷酸三钙、生物玻璃)混合物的颗粒度分布范围：

低于150纳米的为总量的7％；

150～600纳米范围的为总量的45％；

600～1500纳米范围的为总量的35％；

大于1500纳米的为总量的13％。

实施例4

制备含有β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体、生物玻璃粉体生物活性组分的牙齿封闭组合物，生物玻璃内部介孔尺度为32-38nm，表面层介孔尺度为5-7nm，组合物的组分(质量百分数，％)列表如下：

其中，β-硅酸二钙粉体中游离氧化钙含量为3.5％；调和液是由二水合磷酸氢钙、硅酸钠的饱和上清液按1:0.2的体积比进行配制的；生物玻璃粉体中各组分的质量百分含量为：

CaO 25％；

SiO₂ 45％；

P₂O₅ 5％；

SrO 3％；

ZnO 3％；

CuO 1％；

Na₂O 6％；

K₂O 12％；

其中，生物活性组分(β-硅酸二钙、α-磷酸三钙、生物玻璃)混合物的颗粒度分布范围：

低于150纳米的为总量的2％；

150～600纳米范围的为总量的45％；

600～900纳米范围的为总量的35％；

大于900纳米的为总量的18％。

实施例5

制备含有β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体、生物玻璃粉体生物活性组分的牙齿封闭组合物，生物玻璃内部介孔尺度为42-45nm，表面层介孔尺度为5-8nm，组合物的组分(质量百分数，％)列表如下：

其中，β-硅酸二钙粉体中游离氧化钙含量为1.0％；调和液是由二水合磷酸氢钙、硅酸钠的饱和上清液按8:2的体积比进行配制的；生物玻璃粉体中各组分的质量百分含量为：

CaO 32％；

SiO₂ 52％；

P₂O₅ 3％；

CuO 6％；

Na₂O 3％；

K₂O 4％；

其中，生物活性组分(β-硅酸二钙、α-磷酸三钙、生物玻璃)混合物的颗粒度分布范围：

低于150纳米的为总量的10％；

150～600纳米范围的为总量的45％；

600～1500纳米范围的为总量的30％；

大于1500纳米的为总量的15％。

实施例6

制备含有β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体、生物玻璃粉体生物活性组分的牙齿封闭组合物，生物玻璃内部介孔尺度为42-45nm，表面层介孔尺度为5-8nm，组合物的组分(质量百分数，％)列表如下：

其中，β-硅酸二钙粉体中游离氧化钙含量为3.0％；调和液是由二水合磷酸氢钙、一水合磷酸二氢钙的饱和上清液按1:9的体积比进行配制的；生物玻璃粉体中各组分的质量百分含量为：

CaO 20％；

SiO₂ 58％；

P₂O₅ 3％；

SrO 4％；

CuO 1％；

Na₂O 4％；

K₂O 10％；

其中，生物活性组分(β-硅酸二钙、α-磷酸三钙、生物玻璃)混合物的颗粒度分布范围：

低于150纳米的为总量的2％；

150～600纳米范围的为总量的30％；

600～1500纳米范围的为总量的48％；

大于1500纳米的为总量的20％。

实施例7

将实施例1中组合物的组分(质量百分数，％)列表调整为如下：

其它同实施例1，制得牙齿封闭处理多重组合物。

实施例8

将实施例2中组合物的组分(质量百分数，％)列表调整为如下：

其它同实施例2，制得牙齿封闭处理多重组合物。

实施例9

将实施例1中生物玻璃粉体中各组分的质量百分含量调整为：

CaO 32％；

SiO₂ 58％；

P₂O₅ 4％；

CuO 1％；

ZnO 1％；

Na₂O 2％；

K₂O 2％；

其它同实施例1，制得牙齿封闭处理多重组合物。

实施例10

将实施例3中生物活性组分(β-硅酸二钙、α-磷酸三钙、生物玻璃)混合物的颗粒度分布范围：

低于150纳米的为总量的10％；

150～600纳米范围的为总量的40％；

600～1500纳米范围的为总量的30％；

大于1500纳米的为总量的20％。

其它同实施例3，制得牙齿封闭处理多重组合物。

以上部分实施例的实验检测情况如下：

对实施例1、2、3、4、5和6制备的牙齿封闭处理多重组合物糊剂进行如下检测：

1)分别在22℃、37℃和45℃三种环境温度下将上述调和糊状物置入直径为6毫米高度为10毫米的圆柱体器皿并进行密闭静置，并在静置7天、14天、28天和3个月后对密闭多重组合物糊剂固化后的尺度变化、抗压性能进行检测，检测结果显示，多重组合物在22℃、37℃和45℃静置3个月后均不存在明显收缩性变化(糊状物固化后与圆柱体器皿侧壁紧密贴合，并维持原高度水平)，抗压测试显示实施例2、4和6的固化组合物抗压强度分别高于同时间点的实施例1、3和5的固化组合物，并且抗压强度均持续增长，28天时最高强度达到56MPa，最低强度达到32MPa。

2)将上述步骤1)制备的部分圆柱体固化糊状物置入初始pH为7.4的模拟唾液中浸泡4、24和72小时(按每个圆柱体试验20mL溶液的固液比例进行浸泡)，经测试4小时后pH均达到10.8以上，浸泡24小时时均达到12.5以上，72小时部分略有下降，不过均不低于11.5；对模拟唾液中无机离子进行火焰等离子体发射光谱检测分析显示，各实施例中生物玻璃所含的铜、锌、锶离子均能够检测到，最低不低于0.68ppm，最高可以达到11.3ppm。

3)对六个实施例的牙齿封闭处理多重组合物糊剂按1.0g/100ml进行去离子水超声分散20分钟，然后高速离心，取上清液进行重金属Pb和Cr含量检测，经火焰等离子体发射光谱检测显示，两种重金属离子浓度均低于0.1ppm，符合口腔生物材料国家标准。

4)对六组实施例的牙齿封闭处理多重组合物在37℃静置3个月后的样品，按0.1g/10ml进行细胞培养液DMEM分散，37℃条件静置4小时后离心取上清浸提液，0.22微米膜过滤做无菌化处理，然后对体外培养24小时的L929成纤维细胞进行条件化培养，分别对上述浸提液接用标准DMEM培养液稀释到1/2、1/4、1/8、1/16和1/32，在换液时间点使用条件化培养液培养，培养24、72、和168小时后，运用显微观察和MTT检测细胞活性法评估细胞活性水平。结果显示，各组浸提原液条件化培养L929细胞比阳性对照组低5～14％，即细胞活性在85％以上，稀释不同倍数后活性是阳性对照组的116～178％之间，显示浸提液中含有的生物活性组分降解释放无机离子组合物对L929细胞的活性具有显著促进作用，同时也表明实施例6组牙齿封闭处理多重组合物糊剂的细胞毒性均不低于1级，符合相关国家标准。

5)对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的牙齿封闭处理多重组合物糊剂进行体外牙齿根管封闭性能检测，具体步骤如下：

i)牙齿样本选择与预备

收集新鲜拔除的单根管前磨牙若干，去除表面软组织、牙结石等，拍摄X线，排除龋坏、内吸收、牙折、根尖吸收、根尖发育不全、多根管、根管长度低于12mm、根管弯曲度>10°等样本，显微镜下观察牙体表面，排除牙隐裂患牙，将符合纳入标准的牙齿置于0.2％NaN3的生理盐水中备用。

对单根管前磨牙组，截冠使牙根工作长度为15mm，逐步前进法预备至30#或以上(0.06锥度；预备中辅助使用EDTA凝胶)，每更换1次器械，均用5mL 5.25％NaClO溶液冲洗根管并回锉，预备后用17％EDTA和5.25％NaClO溶液交替冲洗，去除玷污层，然后将处理好的标本编号，按随机数字表法分为若干实验组，置于去离子水中备用。

类似地，对收集的单根管前磨牙按上述步骤处理后，用3％EDTA和5％乙酸溶液依次浸泡根尖8～10mm部位24～48小时，消解牙根表面牙骨质层，让牙本质小管暴露，再置于去离子水中备用。

ii)牙齿封闭处理的多重组合物糊剂根尖封闭及短期再矿化性能评估

单尖法附以四个实施例牙齿封闭处理多重组合物糊剂进行根充：选择与管腔相适应的主牙胶尖，调整至比工作长度短0.5mm且回拉时在根尖区有受阻感备用。糊剂利用匹配的输送头输入根管内，然后再将调整好的主牙胶尖放入根管内，以0.06锥度携热器于根管口下2mm处切断主牙胶尖，拍X线片核实根充效果：对于恰填标本用流动树脂封闭根管口，粘接剂均匀涂布洞内，可乐丽菲露树脂分层充填；对欠充样本牙(不用牙胶尖或减半使用)单独归组，类似处理后备用。其次，同步建立空白组：不做任何充填，用流动树脂封闭根管冠口，粘接剂均匀涂布洞内，可乐丽菲露树脂分层充填。

根充后的样本牙置于100％湿度、37℃的恒温箱内1～2周，待根管封闭剂和牙胶充分固化。然后，取部分不同氧化锆含量样本拍X线片。其次，在该过程取各组部分标本，采用显微观察法同步分析糊剂内部及根管壁表面层内再矿化情况。再次，分别在各实施例样本牙的牙根表面(除去根尖区2毫米以外)匀称地分2次涂抹指甲油，再将牙根浸泡在2％亚甲蓝溶液中，浸没至离体牙根上l/3处，再次置入恒温箱内染色7天。取出流水冲刷并清除离体牙表面的指甲油，充分冲洗30分钟，常温下干燥，然后进行宏观、微观结构分析，重点分析糊剂与牙根管壁界面的结合适应性情况，牙本质小管及根尖孔的封闭情况以及染料渗漏情况。

iii)牙齿封闭处理的多重组合物糊剂再矿化及长期稳定性性能评估

按上述ii)类似步骤，将各个实施例牙齿封闭处理多重组合物根充后的牙齿标本置于100％湿度、37℃的恒温箱内1～2周，待根管封闭剂和牙胶充分固化。然后，将样本的牙根表面(根尖区2毫米区域)和冠方匀称地分2次涂抹指甲油，再将所有牙根分别浸泡在模拟唾液、模拟体液和Tris缓冲液的玻璃瓶中，浸没至离体牙距根尖8～10mm处，再次置入恒温箱内静置2～8周。在此期间用新鲜溶液部分置换浸泡液，并用火焰等离子体发射光谱分析测试置换出浸泡液中无机离子浓度变化，对分别浸泡2～8周的部分牙根样本取出，做干燥处理后，采用显微CT、扫描电镜-能谱等检测暴露牙本质小管、组合物与牙体界面及牙根外表面的形貌及微结构变化，分析新型糊剂在暴露牙本质小管条件下的长期稳定性。其次，对浸泡8周的部分样本直接转移到2％亚甲蓝溶液的玻璃瓶中，浸没至离体牙距根尖8～10mm处，再次置入恒温箱内染色7天，取出后考察在牙本质小管经前期再矿化封闭后染料渗漏情况。

iv)牙齿封闭处理多重组合物制备糊剂欠充填下的(抗)微渗漏评估

按上述ii)类似步骤，取各实施例的糊剂，并分别对预备牙根管进行致密充填和欠充填(不用牙胶尖或减半使用)，根充后的样本牙置于100％湿度、37℃的恒温箱内2～3周，待根管封闭剂和牙胶充分固化。分别采用上述类似模拟唾液浸泡法、染料渗透法分析封闭剂离子释放(从内到外)和染料渗透(从外到内)情况，评估欠充填下再矿化效果对抗微渗漏的防范效果。

经上述检测，结果如下：

a)经X拍片显示，4个实施例的根管充填多重组合物的糊剂与牙齿之间存在显著性区分度；

b)欠充填根管内随着时间延长，糊剂固化物与根管内壁实现紧密贴合；

c)暴露的牙本质小管被糊剂再矿化产生的磷灰石样物质进行严密封闭，磷灰石样物质从根管壁渗透入牙本质小管深度达到700微米以上，并且各个实施例的糊剂均发生牙本质小管被再矿化封闭；

d)经火焰等离子体发射光谱检测分析发现，仅在Tris溶液浸泡下2周后，浸泡液显示出较高浓度的钙、硅离子，并检测到抗菌离子，各种离子浓度随浸泡时间延长缓慢增长，但是在6周后逐渐下降；但是在模拟唾液和模拟体液浸泡后，浸泡2周时溶液介质中钙、硅离子和抗菌离子达到最高水平，随后基快速下降，表明经牙本质小管降解释放出来的无机离子又参与到再矿化过程中；

e)染料微渗漏测试显示，欠充填条件下根尖周渗漏深度仅为500～1800微米之间不等，非欠充填条件下渗漏深度仅仅在200～600微米之间不等，由此表明四个实施例的多重组合物糊剂显示出极为有优异的抗欠充填微渗漏特性。

通过以上数据以及说明书附图可以看出，本发明的实施例制备的牙齿封闭处理多重组合物糊剂封闭和再矿化效果好，见效快，抗菌性离子剂量水平有利于长效抗菌，早期降解释放的无机离子组合物高度生物安全和生物相容。

以上仅是针对本发明的可行实施例的具体说明，但该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明思路所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。

Claims (12)

1.一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：

主要由固相粉末与调和液两部分组成，固相粉末中包含生物活性组分与X射线阻隔剂；

生物活性组分中各组分的质量份数为：

β-硅酸二钙粉体 5-90；

α-磷酸三钙粉体 5-80；

生物玻璃粉体 2-10；

所述的生物活性组分中的β-硅酸二钙粉体、α-磷酸三钙粉体和生物玻璃粉体是颗粒度为纳米到微米级的超细粉体，生物玻璃微粒的内部和表面存在介孔性孔道结构，孔道的孔径为5-48纳米，生物玻璃粉体中各组分以氧化物形式表示的摩尔百分数为：

CaO 15-36；

SiO₂ 36-72；

P₂O₅ 3-12；

CuO 0-6；

ZnO 0-9；

SrO 0-9；

Na₂O 0.1-12；

K₂O 0.1-12；

CuO、ZnO、SrO三者不同时为0；

所述的调和液是含有钙、磷酸根和/或硅酸根的水溶液。

2.根据权利要求1所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：

所述的生物活性组分混合物的粒度分布为：

粒度低于150纳米的颗粒物不超过总量的10％；

粒度在150-600纳米范围的颗粒物不超过总量的45％；

粒度在600-1500纳米范围的颗粒物不低于总量的25％；

粒度大于1500纳米的颗粒物不超过总量的20％。

3.根据权利要求1所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：

所述的调和液是由钙磷酸盐和/或硅酸钠混合的去离子水溶解液的复合物，制备方法是：将二水合磷酸氢钙、一水合磷酸二氢钙、硅酸钠分别与去离子水按固/液质量比为1:5混合，在超声波作用下充分溶解各化合物后，取上清液，再按二水合磷酸氢钙、一水合磷酸二氢钙、硅酸钠溶液的体积比1:(0-9):(0-9)进行混合，得到所述的调和液。

4.根据权利要求1所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：

所述的X射线阻隔剂是氧化锆。

5.根据权利要求1所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：

所述组合物中各组分的质量份数为：

生物活性组分 35-65；

X射线阻隔剂 1-5；

调和液 30-60。

6.根据权利要求1所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：

所述的生物活性组分中的生物玻璃粉体制备包括以下步骤：

a)将正硅酸乙酯、硝酸溶液、磷酸三乙酯、介孔模板剂依次溶解于去离子水中，搅拌30～60分钟后，再依次加入钙盐、钾盐、钠盐、锶盐、锌盐、铜盐，其中钙、硅、磷、钠、钾、锶、锌、铜的摩尔比以其氧化物计为CaO:SiO₂:P₂O₅:Na₂O:K₂O:SrO:ZnO:CuO＝1:(1.000～4.800):(0.084～0.800):(0～0.800):(0.000～0.800):(0～0.250):(0～0.250):(0～0.166)，硝酸与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1～0.8，介孔模板剂与正硅酸乙酯的摩尔比为0.2～1.6，在常温下搅拌30～60分钟，在35～60℃静置陈化24～72小时，备用；

b)将步骤a)陈化后的凝胶在90～150℃下干燥12～48小时，再在560～700℃下煅烧240～480分钟，再砂磨2～6小时，得到所述的生物玻璃粉体。

7.根据权利要求6所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：

制备生物玻璃粉体中的介孔模板剂为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物；制备中的钙盐、钾盐、钠盐、锶盐、锌盐和铜盐分别为硝酸钙、硝酸钾、硝酸钠、硝酸锶、硝酸锌和硝酸铜。

8.根据权利要求1所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：

所述的生物活性组分中的β-硅酸二钙粉体制备包括以下步骤：

a)将硅源和硝酸依次溶解于去离子水中，搅拌30～60分钟后，再加入钙盐，其中反应物中钙/硅的摩尔比2:(1.0～1.4)，在常温下搅拌60～120分钟，在60℃静置陈化24～72小时，备用；

b)将步骤a)陈化后的凝胶在90～180℃下干燥12～48小时，再在800～1000℃下煅烧60～240分钟，再砂磨2～8小时，得到所述的β-硅酸二钙粉体。

9.根据权利要求8所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：

制备β-硅酸二钙粉体中使用的硅源是硅溶胶或正硅酸乙酯，钙盐为硝酸钙或乙酸钙。

10.根据权利要求1所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：所述的生物活性组分中的α-磷酸三钙粉体制备包括以下步骤：

a)将磷源溶解于去离子水中，调节pH值到7.5～8.0，在常温下搅拌条件下，滴加钙盐去离子水溶液，其中反应物中钙/磷的摩尔比3:2，滴加完成后继续搅拌24～72小时，备用；

b)将步骤a)的悬浮液过滤，去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在90～120℃下干燥3～24小时，再在1150～1280℃下煅烧120～300分钟，再砂磨2～8小时，得到所述的α-磷酸三钙粉体。

11.根据权利要求1所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物，其特征在于：制备α-磷酸三钙粉体中使用的磷源是磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢铵或磷酸铵中的一种或几种任意的组合；制备使用中的钙盐可以是硝酸钙、氯化钙、乙酸钙的一种或几种任意的组合。

12.根据权利要求1所述的一种牙齿封闭处理的多重组合物的应用，其特征在于：所述的多重组合物用于牙齿封闭处理、防控感染、增强损伤组织修复的用途。

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