CN113197689A - 一种抑制牙菌粘附的种植牙基台及其表面处理方法 - Google Patents

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王亚楠
赵国蕾
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Abstract

本发明公开了一种抑制牙菌粘附的种植牙基台及其表面处理方法，涉及口腔种植领域，通过将基台本体进行表面处理，得到表面活化的基台本体，将表面活化的基台本体浸没在抗菌液中，其中，通过环氧氯丙烷、三乙胺反应生成中间体1，中间体1具有季铵盐的结构，之后将中间体1与壳聚糖反应生成中间体2，使得中间体1上的季铵基团连接到壳聚糖上，使得中间体2融合了壳聚糖以及中间体1两者的优势，壳聚糖分子本身具有抗菌性，而季铵盐上的季铵基团也带正电，两者结合之后，更易于与带负电微生物细胞表面结合，因此，该种植牙基台的抗菌抑菌效果好，不易粘附牙菌。

Description

一种抑制牙菌粘附的种植牙基台及其表面处理方法
技术领域
本发明涉及口腔种植领域，具体涉及一种抑制牙菌粘附的种植牙基台及其表面处理方法。
背景技术
牙种植体与宿主的骨组织，牙龈上皮组织和上皮下结缔组织接触，同时部分暴露于口腔有菌环境中。种植体植入口腔后，种植义齿周围组织更易于细菌感染，种植义齿周围的菌斑微生物积累可能发展成为种植体周围炎，是种植体周围的炎症或感染，并伴随支持骨的丧失。因此，重视微生物在种植体周围炎发病中的作用，抑制口腔细菌在暴露于口腔的种植体基台表面的粘附，保持种植体基台不附着菌斑是很重要的。至少有两种方法可以抑制菌斑的形成，第一是抑制口腔细菌的初始粘附；第二是抑制口腔细菌的定植，包括表面抗菌活性。如能创造并维持牙种植体周围的长期相对无菌环境，将是降低牙种植体周围炎的发生率的关键。
口腔细菌对种植体的入侵始于基台，细菌感染后产生种植体周炎症，严重可导致种植牙失败，因此，如何改善现有的种植牙基台的易于感染细菌是本发明需要解决的问题。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供了一种抑制牙菌粘附的种植牙基台及其表面处理方法：通过将基台本体进行表面处理，得到表面活化的基台本体，将表面活化的基台本体浸没在抗菌液中，其中，通过环氧氯丙烷、三乙胺反应生成中间体1，中间体1具有季铵盐的结构，之后将中间体1与壳聚糖反应生成中间体2，使得中间体1上的季铵基团连接到壳聚糖上，解决了现有的种植牙基台的易于感染细菌的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抑制牙菌粘附的种植牙基台，该抑制牙菌粘附的种植牙基台由以下步骤制备得到：
步骤一：将基台本体进行表面处理，得到表面活化的基台本体；
步骤二：配制抗菌液：
S21：将环氧氯丙烷加入至三口烧瓶中，升温至55℃，之后逐滴加入三乙胺，滴加完毕后，在温度为53-57℃的条件下恒温反应6h，反应液分成两层，之后去除上层清液，之后加入上层清液等体积的去离子水，搅拌均匀，之后加入无水乙醚，重复萃取3-5次，将所得萃取液在温度为30-40℃的条件下旋蒸30-40min，之后将旋蒸产物置于真空干燥箱中，在温度为30-40℃的条件下干燥至恒重，得到中间体1；
反应原理如下：
Figure BDA0003056199860000021
S22：将壳聚糖溶于质量分数为1％的醋酸溶液中，制得质量分数为1％的壳聚糖溶液，使用氢氧化钠溶液调节壳聚糖溶液的pH值大于9，析出沉淀，静置2-3h后在离心速度为3000rpm的条件下离心分离，真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤至中性，之后加入至三口烧瓶中并加入异丙醇，升温至80-90℃的条件下溶胀0.5h，之后将中间体1溶解于去离子水中，之后逐滴滴加至三口烧瓶中，在温度为80-90℃、搅拌速度为500-800r/min的条件下恒温反应6-7h，反应结束后，旋蒸至恒重，向旋蒸产物中加入10倍体积的混合液，析出沉淀，抽滤，将滤饼置于真空干燥箱中，在温度为60-70℃的条件下干燥至恒重，得到中间体2；
反应原理如下：
Figure BDA0003056199860000031
S23：将中间体2溶解于去离子水中，配置成摩尔浓度为0.2-0.5mol/L的溶液，得到抗菌液；
步骤三：将表面活化的基台本体浸没在抗菌液中5-10h后，取出，用蒸馏水洗涤3-5遍后用氮气吹干，之后再次浸没在抗菌液中5-10h，重复三次，得到该抑制牙菌粘附的种植牙基台。
作为本发明进一步的方案：步骤S21中所述环氧氯丙烷、三乙胺的摩尔比为1.30:1.00。
作为本发明进一步的方案：步骤S22中所述壳聚糖上的氨基、中间体1上的环氧基的摩尔比为1.0:1.0-2.0，所述壳聚糖、异丙醇、去离子水的用量比为1g：50mL：25mL，所述混合液为无水乙醇与丙酮按照体积比为1:1的混合物。
作为本发明进一步的方案：一种抑制牙菌粘附的种植牙基台的表面处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将基台本体依次使用400#、800#、1200#以及1500#金相砂纸打磨、抛光，之后将打磨后的基台本体依次放置于丙酮、体积分数为75％的乙醇溶液、超纯水中超声清洗三次；
步骤二：将清洗后的基台本体置于混合酸液中，水浴加热至60℃，浸泡1h后取出，超纯水冲洗干净，干燥，之后浸泡于氢氧化钠溶液中，90℃水浴加热，1h后取出，超纯水冲洗干净，干燥；
步骤三：之后将基台本体浸泡于氯化钙溶液中，之后向氯化钙溶液中边搅拌边逐滴加入磷酸氢二钠溶液，滴加完毕后继续搅拌30-50min，取出，干燥，得到表面活化的基台本体。
作为本发明进一步的方案：步骤二中所述混合酸液为质量分数为48％的硫酸溶液与质量分数为18％的盐酸溶液按照体积比为1:1的混合物，所述氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.6mol/L。
作为本发明进一步的方案：步骤三中所述氯化钙溶液、磷酸氢二钠溶液的体积比为1:1，所述氯化钙溶液的物质的量浓度为20mmol/L，所述磷酸氢二钠溶液的物质的量浓度为12mmol/L。
本发明的有益效果：
本发明的一种抑制牙菌粘附的种植牙基台及其表面处理方法，通过将基台本体进行表面处理，得到表面活化的基台本体，将表面活化的基台本体浸没在抗菌液中，其中，通过环氧氯丙烷、三乙胺反应生成中间体1，中间体1具有季铵盐的结构，之后将中间体1与壳聚糖反应生成中间体2，使得中间体1上的季铵基团连接到壳聚糖上，使得中间体2融合了壳聚糖以及中间体1两者的优势，壳聚糖分子本身具有抗菌性，而季铵盐上的季铵基团也带正电，两者结合之后，更易于与带负电微生物细胞表面结合，吸附到细菌表面，与细胞膜结合，穿透细胞壁，扰乱细胞膜组成，导致胞内物质泄漏，最后细菌死亡，因此，该种植牙基台的抗菌抑菌效果好，不易粘附牙菌；
该种植牙基台的表面处理方法，采用强酸、强碱对基台本体进行处理，最终浸泡于氯化钙溶液、磷酸氢二钠溶液反应体系中，在基台本体表面沉积羟基磷灰石，形成了一个活化的、可以进一步反应的表面，之后浸泡于抗菌液中，使得抗菌液更易吸附在基台本体，提高基台本体的抗菌性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例为抗菌液，所述抗菌液的制备过程如下：
S21：将环氧氯丙烷加入至三口烧瓶中，升温至55℃，之后逐滴加入三乙胺，滴加完毕后，在温度为53℃的条件下恒温反应6h，反应液分成两层，之后去除上层清液，之后加入上层清液等体积的去离子水，搅拌均匀，之后加入无水乙醚，重复萃取3次，将所得萃取液在温度为30℃的条件下旋蒸30min，之后将旋蒸产物置于真空干燥箱中，在温度为30℃的条件下干燥至恒重，得到中间体1；
S22：将壳聚糖溶于质量分数为1％的醋酸溶液中，制得质量分数为1％的壳聚糖溶液，使用氢氧化钠溶液调节壳聚糖溶液的pH值大于9，析出沉淀，静置2h后在离心速度为3000rpm的条件下离心分离，真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤至中性，之后加入至三口烧瓶中并加入异丙醇，升温至80℃的条件下溶胀0.5h，之后将中间体1溶解于去离子水中，之后逐滴滴加至三口烧瓶中，在温度为80℃、搅拌速度为500r/min的条件下恒温反应6h，反应结束后，旋蒸至恒重，向旋蒸产物中加入10倍体积的混合液，析出沉淀，抽滤，将滤饼置于真空干燥箱中，在温度为60℃的条件下干燥至恒重，得到中间体2；
S23：将中间体2溶解于去离子水中，配置成摩尔浓度为0.2mol/L的溶液，得到抗菌液。
实施例2：
本实施例为抗菌液，所述抗菌液的制备过程如下：
S21：将环氧氯丙烷加入至三口烧瓶中，升温至55℃，之后逐滴加入三乙胺，滴加完毕后，在温度为57℃的条件下恒温反应6h，反应液分成两层，之后去除上层清液，之后加入上层清液等体积的去离子水，搅拌均匀，之后加入无水乙醚，重复萃取5次，将所得萃取液在温度为40℃的条件下旋蒸40min，之后将旋蒸产物置于真空干燥箱中，在温度为40℃的条件下干燥至恒重，得到中间体1；
S22：将壳聚糖溶于质量分数为1％的醋酸溶液中，制得质量分数为1％的壳聚糖溶液，使用氢氧化钠溶液调节壳聚糖溶液的pH值大于9，析出沉淀，静置3h后在离心速度为3000rpm的条件下离心分离，真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤至中性，之后加入至三口烧瓶中并加入异丙醇，升温至90℃的条件下溶胀0.5h，之后将中间体1溶解于去离子水中，之后逐滴滴加至三口烧瓶中，在温度为90℃、搅拌速度为800r/min的条件下恒温反应7h，反应结束后，旋蒸至恒重，向旋蒸产物中加入10倍体积的混合液，析出沉淀，抽滤，将滤饼置于真空干燥箱中，在温度为70℃的条件下干燥至恒重，得到中间体2；
S23：将中间体2溶解于去离子水中，配置成摩尔浓度为0.5mol/L的溶液，得到抗菌液。
实施例3：
本实施例为一种抑制牙菌粘附的种植牙基台，该抑制牙菌粘附的种植牙基台由以下步骤制备得到：
步骤一：
S11：将基台本体依次使用400#、800#、1200#以及1500#金相砂纸打磨、抛光，之后将打磨后的基台本体依次放置于丙酮、体积分数为75％的乙醇溶液、超纯水中超声清洗三次；
S12：将清洗后的基台本体置于混合酸液中，水浴加热至60℃，浸泡1h后取出，超纯水冲洗干净，干燥，之后浸泡于氢氧化钠溶液中，90℃水浴加热，1h后取出，超纯水冲洗干净，干燥；
S13：之后将基台本体浸泡于氯化钙溶液中，之后向氯化钙溶液中边搅拌边逐滴加入磷酸氢二钠溶液，滴加完毕后继续搅拌30min，取出，干燥，得到表面活化的基台本体；
步骤二：配制抗菌液：
步骤三：将表面活化的基台本体浸没在来自于实施例1的抗菌液中5h后，取出，用蒸馏水洗涤3遍后用氮气吹干，之后再次浸没在抗菌液中5h，重复三次，得到该抑制牙菌粘附的种植牙基台。
实施例4：
本实施例为一种抑制牙菌粘附的种植牙基台，该抑制牙菌粘附的种植牙基台由以下步骤制备得到：
步骤一：
S11：将基台本体依次使用400#、800#、1200#以及1500#金相砂纸打磨、抛光，之后将打磨后的基台本体依次放置于丙酮、体积分数为75％的乙醇溶液、超纯水中超声清洗三次；
S12：将清洗后的基台本体置于混合酸液中，水浴加热至60℃，浸泡1h后取出，超纯水冲洗干净，干燥，之后浸泡于氢氧化钠溶液中，90℃水浴加热，1h后取出，超纯水冲洗干净，干燥；
S13：之后将基台本体浸泡于氯化钙溶液中，之后向氯化钙溶液中边搅拌边逐滴加入磷酸氢二钠溶液，滴加完毕后继续搅拌50min，取出，干燥，得到表面活化的基台本体；
步骤二：配制抗菌液：
步骤三：将表面活化的基台本体浸没在来自于实施例2的抗菌液中10h后，取出，用蒸馏水洗涤5遍后用氮气吹干，之后再次浸没在抗菌液中10h，重复三次，得到该抑制牙菌粘附的种植牙基台。
对比例1：
对比例1与实施例4的不同之处在于，基台本体不置于抗菌液中浸泡。
对比例2：
对比例2与实施例4的不同之处在于，基台本体经过表面处理。
对比例3：
对比例3为申请号为CN201711419622.8提供的一种抗菌种植牙基台。
将实施例3、4以及对比例1-3中的种植牙基台浸泡于1×106CFU/mL的菌悬液中，37℃培养2h后取出种植牙基台，并分别用蒸馏水冲洗3遍，然后用质量分数为2.5％的戊二醛溶液4℃固定0.5小时，随后用1％吖啶橙室温染色0.5小时，用蒸馏水冲洗掉多余染料，在荧光显微镜100倍下对黏附细菌计数，检测结果如下表所示：
Figure BDA0003056199860000081
由上表数据可知，不经过抗菌液处理的种植牙基台易于粘附细菌，经过抗菌液处理后细菌被有效清除，而未经过表面处理的种植牙基台表面不易附着抗菌液，导致种植牙基台抗菌性提高不明显，本发明的种植牙基台总体效果较现有技术中的抗菌种植牙基台的抗菌效果好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种抑制牙菌粘附的种植牙基台，其特征在于，该抑制牙菌粘附的种植牙基台由以下步骤制备得到：
步骤一：将基台本体进行表面处理，得到表面活化的基台本体；
步骤二：配制抗菌液：
S21：将环氧氯丙烷加入至三口烧瓶中，升温至55℃，之后逐滴加入三乙胺，滴加完毕后，在温度为53-57℃的条件下恒温反应6h，反应液分成两层，之后去除上层清液，之后加入上层清液等体积的去离子水，搅拌均匀，之后加入无水乙醚，重复萃取3-5次，将所得萃取液在温度为30-40℃的条件下旋蒸30-40min，之后将旋蒸产物置于真空干燥箱中，在温度为30-40℃的条件下干燥至恒重，得到中间体1；
S22：将壳聚糖溶于质量分数为1％的醋酸溶液中，制得质量分数为1％的壳聚糖溶液，使用氢氧化钠溶液调节壳聚糖溶液的pH值大于9，析出沉淀，静置2-3h后在离心速度为3000rpm的条件下离心分离，真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤至中性，之后加入至三口烧瓶中并加入异丙醇，升温至80-90℃的条件下溶胀0.5h，之后将中间体1溶解于去离子水中，之后逐滴滴加至三口烧瓶中，在温度为80-90℃、搅拌速度为500-800r/min的条件下恒温反应6-7h，反应结束后，旋蒸至恒重，向旋蒸产物中加入10倍体积的混合液，析出沉淀，抽滤，将滤饼置于真空干燥箱中，在温度为60-70℃的条件下干燥至恒重，得到中间体2；
S23：将中间体2溶解于去离子水中，配置成摩尔浓度为0.2-0.5mol/L的溶液，得到抗菌液；
步骤三：将表面活化的基台本体浸没在抗菌液中5-10h后，取出，用蒸馏水洗涤3-5遍后用氮气吹干，之后再次浸没在抗菌液中5-10h，重复三次，得到该抑制牙菌粘附的种植牙基台。
2.根据权利要求1所述的一种抑制牙菌粘附的种植牙基台，其特征在于，步骤S21中所述环氧氯丙烷、三乙胺的摩尔比为1.30:1.00。
3.根据权利要求1所述的一种抑制牙菌粘附的种植牙基台，其特征在于，步骤S22中所述壳聚糖上的氨基、中间体1上的环氧基的摩尔比为1.0:1.0-2.0，所述壳聚糖、异丙醇、去离子水的用量比为1g：50mL：25mL，所述混合液为无水乙醇与丙酮按照体积比为1:1的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种抑制牙菌粘附的种植牙基台的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将基台本体依次使用400#、800#、1200#以及1500#金相砂纸打磨、抛光，之后将打磨后的基台本体依次放置于丙酮、体积分数为75％的乙醇溶液、超纯水中超声清洗三次；
步骤二：将清洗后的基台本体置于混合酸液中，水浴加热至60℃，浸泡1h后取出，超纯水冲洗干净，干燥，之后浸泡于氢氧化钠溶液中，90℃水浴加热，1h后取出，超纯水冲洗干净，干燥；
步骤三：之后将基台本体浸泡于氯化钙溶液中，之后向氯化钙溶液中边搅拌边逐滴加入磷酸氢二钠溶液，滴加完毕后继续搅拌30-50min，取出，干燥，得到表面活化的基台本体。
5.根据权利要求4所述的一种抑制牙菌粘附的种植牙基台的表面处理方法，其特征在于，步骤二中所述混合酸液为质量分数为48％的硫酸溶液与质量分数为18％的盐酸溶液按照体积比为1:1的混合物，所述氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.6mol/L。
6.根据权利要求4所述的一种抑制牙菌粘附的种植牙基台的表面处理方法，其特征在于，步骤三中所述氯化钙溶液、磷酸氢二钠溶液的体积比为1:1，所述氯化钙溶液的物质的量浓度为20mmol/L，所述磷酸氢二钠溶液的物质的量浓度为12mmol/L。
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