CN114306094A - 一种牙科修复树脂组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种牙科修复树脂组合物及其制备方法和应用，包括可光固化的单体、光引发剂和纳米无机填料，所述纳米无机填料为纳米无机复合金属氧化物，包括球形纳米无机填料和无定形纳米无机填料，至少一部分无定形纳米无机填料的表面被六氟磷酸根正己基季铵盐修饰，该树脂无需添加颜料或染料物质就具有高颜色相容性，同时具有优异的机械性能和抗菌性。

Description

一种牙科修复树脂组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及光固化牙科树脂领域，具体为一种牙科修复树脂组合物及其制备方法和应用。

背景技术

牙科修复树脂是用于修复因龋齿、骨折等原因而受损的由包含有机填料的可固化组合物组成的牙科材料。牙科修复树脂因美观性好、生物相容性好、物理机械性能优越等优点，满足了临床医生和患者对牙齿美容修复的需求，已成为牙体缺损治疗应用最广泛的修复材料。

牙科修复树脂的出色特征之一是可以高度美观地进行修复。然而，天然牙齿由牙本质和牙釉质组成，并且每个部分的色调（色相、饱和度、亮度）不同，因此，为了进行高度美观的修复，需要修复的牙齿是有必要根据情况采取针对性的措施，例如，即使修复牙齿被轻微损坏并且牙齿腔浅，也需准备具有不同色调的多种牙科修复树脂，且需要考虑实际的修复牙齿及其相邻牙齿，以选取最合适的色调。而当牙齿腔较深时，牙齿的色调不仅是可见的牙釉质部分，还包括透过该层的牙本质色调，因此，填充的牙科修复树脂的色调在每个恒定深度处都会发生变化，并且这种精细的色调需要通过层压和填充来再现。

为满足上述需求，通常通过添加不同类型和混合量的颜料或染料物质以制备的不同色调的牙科修复树脂，然而，牙齿修复部分的固化树脂会随时间老化而变质或褪色，使得牙齿的外观颜色与天然牙齿逐渐不匹配。

此外，牙科修复树脂在自由基聚合反应时单体分子间形成的共价键产生的聚合收缩导致修复树脂与牙本质之间或复合树脂与混合层之间形成间隙，为口腔中细菌和食物残渣等提供滋养空间，且当固化树脂不具备抗菌性能或抗菌性能欠佳时，最终引起继发龋，并导致修复体结构丧失和功能退化。

因此，研发一种无需添加颜料或染料物质就具有高颜色相容性，同时具有优异抗菌性的牙科修复树脂材料成为目前的迫切需求。

发明内容

本发明的第一个目的是提供了一种牙科修复树脂组合物，其不含有颜料或染料物质，仅通过光与树脂基体无机填料间的衍射、干涉等作用方式实现了树脂与牙齿的高颜色相容性，并通过对无机填料表面进行抗菌修饰，在不影响固化树脂显色效果及机械性能的前提下，为其提供了优异的抗菌性能。

具体地，本发明提供了一种牙科修复树脂组合物，包括可光固化的单体、光引发剂和纳米无机填料，其特征在于：所述纳米无机填料为纳米无机复合金属氧化物，包括i）球形纳米无机填料和ii）无定形纳米无机填料，其中，所述球形纳米无机填料的平均粒径为200nm-500nm，所述无定形纳米无机填料的平均粒径为600nm-1000nm，且至少一部分无定形纳米无机填料的表面被六氟磷酸根正己基季铵盐修饰，占无定形纳米无机填料的1-30wt%。

对于上述可光固化的单体，并无特别地限制，可使用牙科树脂领域公知的单体种类，从聚合速率的角度考虑，优选采用自由基或阳离子固化单体。

为了调控固化树脂的机械特性和与牙本质的密合性，通常使用多种聚合性单体。优选地，所述可光固化的单体为包括a）双酚A-双甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)与二甲基丙烯酸氨基甲酸酯(UDMA)中的至少一种与b）双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯(TEGDMA)组成的组合物。对于a组分与b组分的用量，优选a组分与b组分的摩尔比为1:4-4:1。

对于上述的光引发剂，只要能够使可光固化单体聚合的进行光固化即可，没有特别限定，可使用牙科树脂领域公知的光引发剂种类，优选樟脑醌。

光引发剂的用来可根据其具体种类及固化效果进行选择。优选地，相对于可光固化的单体100-300质量份，光引发剂的通常为0.01-5质量份，更优选为0.1-1质量份。

牙科修复树脂组合物中通常含有无机粉末，有机粉末等各种填料以调控树脂的流动性及固化机械性能等，在此基础上，本发明添加纳米无机填料的进一步目的是使组合物通过光的衍射、干涉等作用方式而表现出与牙齿有色光的高度相容性，并具有优异的抗菌性。

为实现上述目的，本发明的纳米无机填料为纳米无机复合金属氧化物，包括i）球形纳米无机填料和ii）无定形纳米无机填料组成，其中，所述球形纳米无机填料的平均粒径为200nm-500nm，所述无定形纳米无机填料的平均粒径为600nm-1000nm，且至少一部分无定形纳米无机填料的表面被六氟磷酸根正己基季铵盐修饰，占无定形纳米无机填料的1-30wt%。

由光的衍射和干涉引起固化树脂有色光表达的原因为：根据布拉格条件发生衍射和干涉，并且增强特定波长的光，当混合具有上述粒径的纳米无机填料并进行树脂固化时，在固化产物中产生彩色干扰光，从而形成与其粒径相对应的结构颜色。

上述i）组分与ii）组分的用量并无特别限制，基于固化树脂显色相容性的要求，优选i）球形纳米无机填料与ii）无定形纳米无机填料的质量比为4:1-1:1。

作为纳米无机复合金属氧化物，并无特定限制，可使用牙科树脂领域公知的填料种类。其中，包含二氧化硅-钛副族元素的复合金属氧化物是优选的，因为可以更容易地调节填料的折射率。

优选地，所述纳米无机复合金属氧化物是由二氧化硅与钛副族元素的金属氧化物和第I主族金属氧化物构成的复合物。钛副族金属氧化物对于提高所得固化物的透明性并使色调与牙齿物质匹配是有效的，同时第I主族金属氧化物通过调节复合金属氧化物的酸度来防止固化树脂的变色和着色是必要的。优选采用ZrO₂作为钛副族金属氧化物，采用Na₂O、K₂O等作为第I族金属氧化物。

进一步优选地，所述纳米无机复合金属氧化物是由硅、锆、钠组成的复合金属氧化物纳米粒子。

最优选地，所述纳米无机复合金属氧化物是SiO₂-ZrO₂-Na₂O纳米粒子。

对于i）球形纳米无机填料，可以产生具有对应于平均粒径特定波长的干涉光。球形可以是大致球形，并且不必一定是完美的真实球形。但当全部无机填料都不呈球形时，将不能获得具有高弯曲强度的固化产物。

球形纳米无机填料的平均粒径可在200nm-500nm的范围。当使用平均粒径小于200nm或大于500nm的球形颗粒时，难以发生可见光的干涉现象。优选地，其平均粒径在300nm-400nm的范围。

球形纳米无机填料的制备方法没有特别限定，典型的制备方法的实例是将分散状态的无机复合氧化物的微粒进行熔融，通过其表面张力形成球形并冷却以固化，或是在碱性溶剂中通过水解方式得到复合无机氧化物，并通过干燥和煅烧沉淀的方式制得。对于球形纳米无机填料的粒径的确定，可采用本领域常规的筛选分类等手段实现。

对于ii）无定形纳米无机填料，为赋予固化树脂适当的不透明性及颜色相容性，其平均粒径为600nm-1000nm。当无定形纳米无机填料的平均粒径小于600nm，则无法赋予固化产物适当的不透明性，当其超过1000nm时，则固化产物的不透明度变得太高，从而影响固化树脂的显色效果。优选地，其平均粒径为700nm-900nm，并进一步优选为700nm-800nm。

所述无定形是指通过SEM等仪器观察到的填料粒子的形状具有大量的不规则的角部和表面，且通常将无机填充材料通过粉碎或压碎的方式获得的不规则形状粒子称为无定形材料。

上述无定形纳米无机填料的制造方法没有特别限定，典型的制备方法的实例是将烷氧基硅烷化合物溶解在有机溶剂中，加水，使混合物部分水解，然后加入另一种金属的醇化物和需进一步络合的碱金属化合物并加水，以产生凝胶状物质，然后进行干燥，粉碎，并进行煅烧。烷氧基硅烷化合物的实例包括硅酸乙酯，硅酸甲酯和硅酸丁酯，有机溶剂的实例包括醇，例如甲醇，乙醇，丁醇和异丙醇。另外，作为其他金属的醇化物，使用锆酸四丁酯等元素周期表的钛副族金属的醇化物，作为碱金属化合物，使用甲醇钠，甲醇钾，钠盐等作为碱金属化合物。

上述粉碎没有特别限制，可采用公知的粉碎手段，如使用球磨机、振动球磨机、破碎机或喷射磨机等粉碎设备，并进一步将粉碎得到的无定形颗粒的粒径进行筛选分类从而得到所述无定形纳米无机填料。

在本发明的牙科修复树脂组合物中，通过添加ii）无定形纳米无机填料，可以提高不透明性，但是可以维持固化树脂结构色的可视性。即，尽管树脂的颜色显示由于不透明性的增加而降低，但是该不透明性被合理地控制，使得黄色至红色波长区域中的强度等于或高于在蓝色波长区域中的强度，并且可以获得高的色调相容性。

在本发明牙科修复树脂组合物中，从维持显影的结构色的有效可视性的观点出发，通过使本发明的牙科用固化性组合物固化而得到的厚度为1mm的固化物。用色差仪测量的黑色背景下的曲线，在600nm以上且750nm以下的波长区域（黄色至红色区域）中的光谱反射率的最大值。

在此，作为赋予本发明的牙科用固化性组合物的固化物的“不透明性”的指标，使用在厚度为1mm的固化物的状态下测定的对比值Y₁/Y₂来确定。在此，Y₁是指对厚度为1mm的固化物，用黑色背景的BYK色差仪通过三色值测定法求出的Y方向值，Y₂是在白色背景下同样地测定方式得到的Y方向值。对比值Y₁/Y₂小于0.3时，用于三类孔洞和四类孔洞的填充部分的固化树脂的色度过低，导致该部位的透射光强而来自固化树脂的彩色光弱，因此难以获得良好的色调相容性。如果对比值超过0.7，则固化树脂的色度过高，被填充部分的表面的反射光强而来自固化树脂的着色光变弱，因此修复效果也不能令人满意。当对比值Y₁/Y₂在0.30-0.70的范围内时，可以获得了前述的“适当的不透明性”。为了在三类孔洞和四类孔洞的修复中具有优异的颜色相容性，对比值Y₁/Y₂优选在0.35-0.65的范围，进一步优选在0.40-0.60的范围。

进一步地，为使牙科修复树脂组合物具备优异的抗菌性，需对无定形纳米无机填料的表面进行季铵盐抗菌修饰，具体地，该修饰基团为六氟磷酸根正己基季铵盐。

季铵盐类化合物（QACs）对细菌、真菌和病毒具有广谱的抗菌特性。季铵盐的抗菌机理主要分为3个步骤：1)带负电荷的细菌与带正电荷的QACs接触，产生渗透压；2)QACs通过细胞壁扩散并与细胞质膜结合；3)细胞膜破坏，胞质成分释放，细胞死亡。该抗菌机理利用了细菌和QACs之间的静电吸附作用，被称为“接触型抑制”。将小分子季铵盐固定在材料表面，可以使得材料具有抗菌性能，加上小分子接枝在材料表面，增大了其正电荷密度，可更好地吸附细菌，提升杀菌的效率。由于纳米无机复合金属氧化物表面含有大量的羟基活性官能团，因此易于修饰改性。

优选地，所述表面被六氟磷酸根正己基季铵盐修饰的无定形纳米无机填料制备方法为：将无定形纳米无机填料分散在有机溶剂中，与3-溴丙基三甲氧基硅烷反应并进行纯化后，在有机溶剂中与聚(4-乙烯基吡啶)反应，再与过量的1-溴代正己烷进行反应并纯化后，重新分散在有机溶剂中并与过量的六氟磷酸钾进行反应后纯化，即得。上述有机溶剂的种类、原料组分的用量及具体纯化工艺可以由本领域技术人员根据实际制备情况及修饰效果进行常规选择与调整。

发明人经过大量的定性、定量及对比实验发现，与球形纳米无机填料相比，只有对一定量的无定形纳米无机填料进行六氟磷酸根正己基季铵盐修饰，才能在不影响固化树脂显色效果及机械性能的前提下，为其提供优异的抗菌性能。优选地，表面被六氟磷酸根正己基季铵盐修饰的无定形纳米无机填料占无定形纳米无机填料总量的1-30wt%。

出于对牙科修复树脂组合物相关性能的平衡与调控，优选可光固化的单体、光引发剂和纳米无机填料的质量比为100-300：0.01-5：100-200。

此外，在不损害牙科修复树脂组合物技术效果的前提下，还可将本领域公知的其它添加剂加入组合物中，具体实例包括但不限于阻聚剂和/或紫外线吸收剂。

本发明的第二个目的是提供了上述牙科修复树脂组合物的制备方法。

具体地，所述的牙科修复树脂组合物的制备方法为：将纳米无机填料加入到无水乙醇溶液中超声分散均匀，然后加入可光固化的单体与光引发剂，搅拌均匀后，对混合溶液室温真空干燥除去溶剂，即得，上述操作均在避光条件下进行。

发明人经过大量的实验发现，通过调整球形纳米无机填料和无定形纳米无机填料的投料顺序，可改善纳米无机填料的分散性，从而进一步提高固化树脂的抗菌性、机械性能及颜色相容性。即先将球形纳米无机填料与可光固化的单体、光引发剂混合均后，再与无定形纳米无机填料混合。优选地，在上述制备工艺中，分别配置i）球形纳米无机填料的无水乙醇分散液S1和ii）无定形纳米无机填料的无水乙醇分散液S2，然后将可光固化的单体与光引发剂加入S1中搅拌均匀后，再向混合溶液中加入S2并搅拌均匀，最后对混合溶液室温真空干燥除去溶剂，即得。

优选地，当混合溶液中溶剂较多时，可先于室温敞口静置2-8h，以使部分溶剂挥发，再进行室温真空干燥处理。

当牙科修复树脂组合物中还包含阻聚剂和/或紫外线吸收剂等添加剂时，优选地，在真空干燥前，向混合溶液中进一步加入阻聚剂和/或紫外吸收剂。

本发明的第三个目的是提供了上述牙科修复树脂组合物在制备牙科填充修复材料的用途。

优选地，本发明的牙科修复树脂可用作修复前牙缺损的填充树脂，尤其是修复前牙的三类孔洞和四类孔洞，对上述孔洞进行修复时具有更好的颜色相容性。

优选地，所述牙科填充修复材料还可用作牙科骨水泥、基台构造修复材料。

当本发明的牙科用固化性组合物用于修复三类孔洞或四类孔洞时，除了如上所述具有适当的不透明性之外，还使得固化组合物为黄色至红色的结构色，以实现其具有高色调兼容性的颜色要求。从该观点出发，本发明的牙科用固化性组合物优选满足光谱反射率比R_a/R_b为0.9-1.8以下的固化物。

具体地，在黑色背景下，通过使用BYK色差仪对本发明的牙科修复树脂组合物固化后获得的厚度为1mm的固化产物进行测量得到光谱反射率曲线，其中，600-750nm波长区域（即黄色至红色区域）的光谱反射率最大值为R_a，400-500nm波长区域（即蓝色区域）的光谱反射率最大值为R_b。当光谱反射率比小于0.9时，黄色至红色的光较弱，进而难以获得与偏黄或偏红色的天然牙齿的色调相容性；当光谱反射率比超过1.8时，黄色至红色的光太强，也难以获得良好的色调相容性。为了在用于修复牙齿三类孔洞或四类孔洞时具有优异的颜色相容性，上述光谱反射率比优选为1.0-1.6的范围，更优选为1.0-1.2的范围。

具体实施方式

在下文中，将参照实施例更详细地描述本发明。然而，这些实施例仅用于举例说明的目的，并且本发明不旨在受这些实施例限制。

相关参数的表征方式如下：

对比度Y₁/Y₂的表征：将各实施例和比较例中制备的牙科修复树脂组合物置于具有6mmφ×1mm尺寸的模具通孔中，并用高透光聚酯膜将两面压实。使用可见光辐照器对两面各辐照30秒完全固化后，从模具中取出固化树脂，并使用BYK色差仪测量分别在黑色背景和白色背景下通过三色值测定法求出的Y方向值Y₁和Y₂，从而计算得到对比值Y₁/Y₂。

光谱反射率比R_a/R_b的表征：将各实施例和比较例中制备的牙科修复树脂组合物置于具有6mmφ×1mm尺寸的模具通孔中，并用高透光聚酯膜将两面压实。使用可见光辐照器对两面各辐照30秒完全固化后，从模具中取出固化树脂，使用BYK色差仪在黑色背景下分别测定600-750nm的黄色到红色区域的最大反射率R_a和400-500nm的蓝色区域的最大反射率R_b，从而计算得到光谱反射率比R_a/R_b。

颜色相容性的表征：使用模型牙齿进行牙齿修复，该模型牙齿在左上角具有四级孔洞（3mm×3mm），采用实施例与对比例制备的牙科修复树脂组合物对孔洞进行填充、固化并抛光，并从视觉上确认颜色相容性。所述模型牙齿具有四种色度，在VITAPAN Classical比色卡中分别属于A类红棕色系和B类红黄色系，具体为低色相和低饱和度的A1、B1，以及高色相和高饱和度的A4、B4。具体评价标准为：优：固化树脂的色调与模型牙齿完全匹配；良：固化树脂的色调与模型牙齿的色调较为相似；中：固化树脂的色调与模型牙齿的色调相似，但是相容性不好；差：固化树脂的色调与模型牙齿完全不匹配，且相容性不好。

弯曲强度的表征：参照国际标准《ISO 4049-2009》，采用万能试验机(Instron5900，美国)对固化的牙科修复树脂组合物的弯曲强度进行测试。

抗菌性能的表征：参照标准《ASTM E2180-07(2012)》，定量分析固化的牙科修复树脂组合物的对变异链球菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率。

制备例1

球形纳米无机填料SiO₂-ZrO₂-Na₂O的制备：将4.0g的0.1wt%硫酸水溶液和150g的硅酸四乙酯溶解在600mL的异丁醇中，并且在搅拌下将该溶液在35℃下水解5小时。然后，向该溶液中加入65g的锆酸四丁酯和1.5g的甲醇钠，以制备包含硅酸四乙酯、锆酸四丁酯和甲醇钠的水解产物的混合溶液A。将600ml的甲醇，900ml的异丁醇和375ml的25wt%的氨水放入具有搅拌器的玻璃反应器中并保持在35℃，搅拌条件下，加入溶有3g硅酸四乙酯的22ml甲醇溶液，加入上述溶液，在添加完成10分钟后，当溶液逐渐变为乳白色时，在5小时内逐步加入混合溶液A，然后在2小时内加入溶有38g硅酸四乙酯的450mL甲醇溶液，以沉淀出白色反应产物。反应完成后，继续搅拌30分钟，从反应溶液中除去溶剂，并将混合物在减压下进一步干燥以获得乳白色粉末。将该乳白色粉末在900℃下煅烧2小时以获得白色粉末，即为球形纳米无机复合金属氧化物SiO₂-ZrO₂-Na₂O。对粉末进行筛选分级，可得到平均粒径150nm、200nm、300nm、500nm、800nm的球形粉末（B1）。

制备例2

无定形纳米无机填料SiO₂-ZrO₂-Na₂O的制备：室温下，将54g的0.1wt%盐酸水溶液加入到溶有1600g硅酸四乙酯的2L异丁醇溶液中，搅拌5小时使其部分水解，然后加入670g锆钛酸四丁酯和77g甲基钠，继续搅拌1小时后，边搅拌边添加300mL水使混合物进一步水解，得到湿凝胶产物。将湿凝胶在100℃下加热干燥以去除溶剂，从而获得干凝胶。将干凝胶在球磨机中充分研磨后，将研磨产物在900℃下煅烧2小时以获得白色粉末，即为无定型纳米无机复合金属氧化物SiO₂-ZrO₂-Na₂O。对粉末进行筛选分级，可得到平均粒径500nm、600nm、800nm、1000nm、1100nm的无定型粉末（B21）。

制备例3

无定形纳米无机填料的表面抗菌修饰：称取20g前述制备的不同粒径的无定型SiO₂-ZrO₂-Na₂O纳米粉末，分散在乙醇中并超声，再称取2g 3-溴丙基三甲氧基硅烷，在50℃下逐步滴加到上述溶液中，搅拌反应24小时后，离心-乙醇洗涤并重复3-4次。称取10g分散在硝基甲烷中，超声，再加入60g 聚(4-乙烯基吡啶)，在65℃下搅拌反应12小时，再加入过量的1-溴代正己烷，搅拌反应24小时后，离心-乙醇洗涤并重复3-4次，最后进行冷冻干燥。取4g加入到200mL乙腈溶剂中，再向溶液中加入过量的六氟磷酸钾，回流温度反应24小时后，离心，并用乙腈洗，得到表面改性产品（B22）。

实施例1

称取0.01mol的Bis-GMA、0.01mol的UDMA以及0.01mol的TEGDMA作为可光固化的单体（A）；称取制备例1-3的相应产物B1、B21、B22作为纳米无机填料（B），其总质量为可光固化单体质量的120%，其中B1平均粒径为300nm，B21、B22平均粒径为800nm，B1与（B21+B22）的质量比为2:1，B22为B21质量的20%；称取可光固化单体质量0.1%的樟脑醌作为光引发剂（C）。

将B1加入到20mL无水乙醇中，经过充分的超声分散，得到分散液S1；将B21、B22加入到10mL无水乙醇中，经过充分的超声分散，得到分散液S2；将A组分与C组分加入S1中搅拌均匀后，再向混合溶液中加入S2，充分搅拌得到均匀混合物，室温真空干燥除去溶剂，得到牙科修复树脂组合物产品。上述操作均在避光条件下进行。

经测试，上述牙科修复树脂固化物的对比度Y₁/Y₂为0.42，光谱反射率比R_a/R_b为1.15，对模型牙齿A1、A4、B1、B4的颜色相容性分别为良、良、优、优，弯曲强度为131.3±4.4MPa，固化树脂对致龋菌变异链球菌的抗菌率为99.2%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为98.3%，对大肠杆菌的抗菌率为98.1%。

实施例2

选用与实施例1相同的可光固化的单体（A）、纳米无机填料（B）和光引发剂（C）作为牙科修复树脂组合物的原料。

将B1、B21、B22加入到30mL无水乙醇中，经过充分的超声分散，得到均匀分散液；将A组分与C组分加入上述分散液中，充分搅拌得到均匀混合物，室温真空干燥除去溶剂，得到牙科修复树脂组合物产品。上述操作均在避光条件下进行。

经测试，上述牙科修复树脂固化物的对比度Y₁/Y₂为0.53，光谱反射率比R_a/R_b为1.02，对模型牙齿A1、A4、B1、B4的颜色相容性分别为良、良、良、良，弯曲强度为128.1±4.2MPa，固化树脂对致龋菌变异链球菌的抗菌率为98.0%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为97.2%，对大肠杆菌的抗菌率为97.4%。

实施例3

称取0.015mol的Bis-GMA、0.01mol的TEGDMA作为可光固化的单体（A）；称取制备例1-3的相应产物B1、B21、B22作为纳米无机填料（B），其总质量为可光固化单体质量的150%，其中B1平均粒径为500nm，B21、B22平均粒径为600nm，B1与（B21+B22）的质量比为3:2，B22为B21质量的25%；称取可光固化单体质量0.15%的樟脑醌作为光引发剂（C）。

将B1加入到20mL无水乙醇中，经过充分的超声分散，得到分散液S1；将B21、B22加入到10mL无水乙醇中，经过充分的超声分散，得到分散液S2；将A组分与C组分加入S1中搅拌均匀后，再向混合溶液中加入S2，充分搅拌得到均匀混合物，室温真空干燥除去溶剂，得到牙科修复树脂组合物产品。上述操作均在避光条件下进行。

经测试，上述牙科修复树脂固化物的对比度Y₁/Y₂为0.54，光谱反射率比R_a/R_b为0.98，对模型牙齿A1、A4、B1、B4的颜色相容性分别为良、良、优、优，弯曲强度为133.2±3.5MPa，固化树脂对致龋菌变异链球菌的抗菌率为99.3%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为98.6%，对大肠杆菌的抗菌率为98.8%。

实施例4

称取0.015mol的Bis-GMA、0.01mol的UDMA、0.02mol的TEGDMA作为可光固化的单体（A）；称取制备例1-3的相应产物B1、B21、B22作为纳米无机填料（B），其总质量为可光固化单体质量的100%，其中B1平均粒径为200nm，B21、B22平均粒径为1000nm，B1与（B21+B22）的质量比为4:3，B22为B21质量的15%；称取可光固化单体质量0.2%的樟脑醌作为光引发剂（C）。

将B1加入到20mL无水乙醇中，经过充分的超声分散，得到分散液S1；将B21、B22加入到10mL无水乙醇中，经过充分的超声分散，得到分散液S2；将A组分与C组分加入S1中搅拌均匀后，再向混合溶液中加入S2，充分搅拌得到均匀混合物，室温真空干燥除去溶剂，得到牙科修复树脂组合物产品。上述操作均在避光条件下进行。

经测试，上述牙科修复树脂固化物的对比度Y₁/Y₂为0.38，光谱反射率比R_a/R_b为1.26，对模型牙齿A1、A4、B1、B4的颜色相容性分别为优、优、良、良，弯曲强度为130.3±4.1MPa，固化树脂对致龋菌变异链球菌的抗菌率为98.5%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为97.6%，对大肠杆菌的抗菌率为98.1%。

实施例5

称取0.01mol的UDMA、0.02mol的TEGDMA作为可光固化的单体（A）；称取制备例1-3的相应产物B1、B21、B22作为纳米无机填料（B），其总质量为可光固化单体质量的180%，其中B1平均粒径为300nm，B21、B22平均粒径为600nm，B1与（B21+B22）的质量比为4:1，B22为B21质量的25%；称取可光固化单体质量0.3%的樟脑醌作为光引发剂（C）。

将B1加入到20mL无水乙醇中，经过充分的超声分散，得到分散液S1；将B21、B22加入到10mL无水乙醇中，经过充分的超声分散，得到分散液S2；将A组分与C组分加入S1中搅拌均匀后，再向混合溶液中加入S2，充分搅拌得到均匀混合物，室温真空干燥除去溶剂，得到牙科修复树脂组合物产品。上述操作均在避光条件下进行。

经测试，上述牙科修复树脂固化物的对比度Y₁/Y₂为0.63，光谱反射率比R_a/R_b为1.55，对模型牙齿A1、A4、B1、B4的颜色相容性分别为良、良、优、良，弯曲强度为129.7±5.1MPa，固化树脂对致龋菌变异链球菌的抗菌率为98.8%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为98.3%，对大肠杆菌的抗菌率为98.7%。

对比例1

选用与实施例1相同的可光固化的单体（A）、纳米无机填料（B）和光引发剂（C）作为牙科修复树脂组合物的原料，区别仅在于B22未经表面修饰，即将实施例1的B21+B22组分全部替换为等质量、相同粒径的B21。

将B1、B21加入到30mL无水乙醇中，经过充分的超声分散，得到均匀分散液；将A组分与C组分加入上述分散液中，充分搅拌得到均匀混合物，室温真空干燥除去溶剂，得到牙科修复树脂组合物产品。上述操作均在避光条件下进行。

经测试，上述牙科修复树脂固化物的对比度Y₁/Y₂为0.57，光谱反射率比R_a/R_b为1.06，对模型牙齿A1、A4、B1、B4的颜色相容性分别为良、良、良、良，弯曲强度为128.3±4.3MPa，固化树脂对致龋菌变异链球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌无明显抗菌性。

对比例2

选用与实施例1相同的可光固化的单体（A）、纳米无机填料（B）和光引发剂（C）作为牙科修复树脂组合物的原料，区别仅在于将B1的平均粒径替换为150nm。

采用与实施例1相同的制备方法制得牙科修复树脂组合物产品。

经测试，上述牙科修复树脂固化物的对比度Y₁/Y₂为0.25，光谱反射率比R_a/R_b为0.81，对模型牙齿A1、A4、B1、B4的颜色相容性分别为中、差、中、差，弯曲强度为122.5±4.2MPa，固化树脂对致龋菌变异链球菌的抗菌率为90.5%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为91.2%，对大肠杆菌的抗菌率为90.3%。

对比例3

选用与实施例1相同的可光固化的单体（A）、纳米无机填料（B）和光引发剂（C）作为牙科修复树脂组合物的原料，区别仅在于将B1的平均粒径替换为800nm。

采用与实施例1相同的制备方法制得牙科修复树脂组合物产品。

经测试，上述牙科修复树脂固化物的对比度Y₁/Y₂为0.83，光谱反射率比R_a/R_b为0.81，对模型牙齿A1、A4、B1、B4的颜色相容性分别为中、差、差、差，弯曲强度为124.5±5.4MPa，固化树脂对致龋菌变异链球菌的抗菌率为91.3%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为91.9%，对大肠杆菌的抗菌率为91.5%。

对比例4

选用与实施例1相同的可光固化的单体（A）、纳米无机填料（B）和光引发剂（C）作为牙科修复树脂组合物的原料，区别仅在于将B1、B21+B22的平均粒径分别替换为800nm、1100nm。

采用与实施例1相同的制备方法制得牙科修复树脂组合物产品。

经测试，上述牙科修复树脂固化物的对比度Y₁/Y₂为0.92，光谱反射率比R_a/R_b为1.95，对模型牙齿A1、A4、B1、B4的颜色相容性分别为差、差、差、差，弯曲强度为120.6±4.7MPa，固化树脂对致龋菌变异链球菌的抗菌率为90.8%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为91.2%，对大肠杆菌的抗菌率为90.6%。

Claims (10)

1.一种牙科修复树脂组合物，包括可光固化的单体、光引发剂和纳米无机填料，其特征在于：所述纳米无机填料为纳米无机复合金属氧化物，包括i）球形纳米无机填料和ii）无定形纳米无机填料，其中，所述球形纳米无机填料的平均粒径为200nm-500nm，所述无定形纳米无机填料的平均粒径为600nm-1000nm，且至少一部分无定形纳米无机填料的表面被六氟磷酸根正己基季铵盐修饰，占无定形纳米无机填料的1-30wt%。

2.根据权利要求1所述的一种牙科修复树脂组合物，其特征在于：所述可光固化的单体为包括a）双酚A-双甲基丙烯酸缩水甘油酯与二甲基丙烯酸氨基甲酸酯中的至少一种与b）双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯组成的组合物，且a组分与b组分的摩尔比为1:4-4:1。

3.根据权利要求1所述的一种牙科修复树脂组合物，其特征在于：所述纳米无机复合金属氧化物是由硅、锆、钠组成的复合金属氧化物纳米粒子，且i）球形纳米无机填料与ii）无定形纳米无机填料的质量比为4:1-1:1。

4.根据权利要求3所述的一种牙科修复树脂组合物，其特征在于：所述纳米无机复合金属氧化物是SiO₂-ZrO₂-Na₂O纳米粒子。

5.根据权利要求1所述的一种牙科修复树脂组合物，其特征在于：所述表面被六氟磷酸根正己基季铵盐修饰的无定形纳米无机填料制备方法为：将无定形纳米无机填料分散在有机溶剂中，与3-溴丙基三甲氧基硅烷反应并进行纯化后，在有机溶剂中与聚(4-乙烯基吡啶)反应，再与过量的1-溴代正己烷进行反应并纯化后，重新分散在有机溶剂中并与过量的六氟磷酸钾进行反应后纯化，即得。

6.根据权利要求1所述的一种牙科修复树脂组合物，其特征在于：组合物中可光固化的单体、光引发剂和纳米无机填料的质量比为100-300：0.01-5：100-200。

7.一种权利要求1-6任一项所述的牙科修复树脂组合物的制备方法，其特征在于：将纳米无机填料加入到无水乙醇溶液中超声分散均匀，然后加入可光固化的单体与光引发剂，搅拌均匀后，对混合溶液室温真空干燥除去溶剂，即得，上述操作均在避光条件下进行。

8.根据权利要求7所述的牙科修复树脂组合物的制备方法，其特征在于：分别配置i）球形纳米无机填料的无水乙醇分散液S1和ii）无定形纳米无机填料的无水乙醇分散液S2，然后将可光固化的单体与光引发剂加入S1中搅拌均匀后，再向混合溶液中加入S2并搅拌均匀，最后对混合溶液室温真空干燥除去溶剂，即得。

9.根据权利要求7或8所述的牙科修复树脂组合物的制备方法，其特征在于：在真空干燥前，向混合溶液中进一步加入阻聚剂和/或紫外吸收剂。

10.权利要求1-6任一项所述的牙科修复树脂组合物或权利要求7-9任一项所述的制备方法制得的牙科修复树脂组合物在制备牙科填充修复材料的用途，其特征在于：所述牙科填充修复材料用于修复前牙的三类孔洞和四类孔洞。