一种可注射的抗氧化型硅钙基生物活性牙科糊剂、制备方法及应用

本发明属于生物医用材料，具体涉及一种可注射的抗氧化型硅钙基生物活性牙科糊剂、制备方法及应用。

背景技术：

1、牙髓炎是由微生物感染、创伤等因素引起的牙髓组织炎症性病变，作为一种常见的口腔疾病，可导致剧烈疼痛、牙髓坏死及牙齿结构的不可逆损伤。牙髓主要由血管、神经与结缔组织构成，是牙根发育及根尖封闭的必要条件，对牙齿维持正常功能、实现长期留存具有重要意义。因此，活髓保存治疗（vpt）作为一种旨在保护牙髓活力的治疗方法得到了越来越多的关注。盖髓剂作为牙科充填修复材料，其生物学性能对牙髓炎的治疗效果具有重要影响。目前临床应用的牙科填充材料种类繁多，包括氧化锌丁香油水门汀、玻璃离子水门汀、生物陶瓷自固化材料等，但尚无一种材料能够同时满足所有性能需求。

2、三氧化矿物凝聚体（mta）是一种性能较优的生物陶瓷材料，具有良好的生物相容性、生物活性、磷灰石矿化能力以及封闭性等，因而成功用于根管治疗、活髓切断、血运重建术、盖髓术、根管倒填充等牙髓根尖周疾病治疗。然而，传统的mta仍然存在操作性能不佳、无法注射，固化速度较慢，遇到含水液相容易溃散游离等问题。针对硅钙基自固化材料较较差的注射性和抗溃散性，研究人员提出了多种策略，主要通过添加海藻酸钠、壳聚糖和纤维素等有机聚合物改善糊剂的流变特性，从而赋予其良好的注射性与操作性，然而这会进一步延长糊剂的固化时间。例如，专利申请cn106693063b公开了一种抗溃散钙硅基复合骨水泥及其制备方法，通过引入海藻酸钠来改善硅钙基骨水泥的注射性和抗溃散性，然而却大大延长了骨水泥的终凝时间。

3、此外，传统mta可诱导牙髓干细胞（dpscs）内活性氧（ros）水平升高，进而可能导致细胞死亡、降低细胞的成骨/成牙本质分化潜能，并可能进一步加重炎症。专利申请cn118370689a公开了一种锶掺杂根管填充糊剂及其制备方法，该糊剂在一定程度上改善了现有材料固化时间长、强度低、矿化性不佳及根管壁结合效果不足等问题。然而，该专利公开的材料难以清除除ros，此外，其水化产物还会使周围组织ph值显著升高，形成碱性微环境，并可进一步激活炎症相关信号通路，促进炎症因子释放，从而与氧化应激协同加剧组织炎症损伤。

4、因此，迫切的需要研发一种可注射、抗溃散和抗氧化的硅钙基生物活性牙科糊剂材料。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可注射的抗氧化型硅钙基生物活性牙科糊剂、制备方法及应用，解决了现有技术中的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种可注射的抗氧化型硅钙基生物活性牙科糊剂，由固相粉体和液相调制而成；

4、所述固相粉体包括：镁铈共掺杂的硅酸二钙粉体；

5、所述液相包括：苯基（2,4,6-三甲基苯甲酰基）磷酸锂、甲基丙烯酰化明胶和氧化结冷胶的水溶液。

6、进一步地，所述牙科糊剂中，所述固相粉体的质量百分比为10%~30%。

7、进一步地，所述镁铈共掺杂的硅酸二钙粉体中，以钙、镁、铈三种金属元素的总摩尔量为基准，镁元素的摩尔占比为2.5%~10%，铈元素的摩尔占比为2.5%~7.5%；

8、并且，钙、镁、铈三种金属元素的总摩尔量与硅元素的摩尔比为2:1。

9、进一步地，所述液相中，甲基丙烯酰化明胶的质量体积浓度为5g/100ml~15g/100ml，氧化结冷胶的质量体积浓度为1g/100ml~5g/100ml。

10、进一步地，苯基（2,4,6-三甲基苯甲酰基）磷酸锂在所述液相中的质量体积浓度为0.5g/100ml。

11、上述的一种可注射的抗氧化型硅钙基生物活性牙科糊剂的制备方法，包括以下步骤：

12、通过溶胶-凝胶法制备镁铈共掺杂的硅酸二钙粉体，作为固相粉体；

13、在避光条件下，将甲基丙烯酰化明胶、氧化结冷胶以及苯基（2,4,6-三甲基苯甲酰基）磷酸锂加入水中充分溶解，获得液相；

14、将所述固相粉体和所述液相均匀调和，获得可注射的抗氧化型硅钙基生物活性牙科糊剂。

15、进一步地，通过溶胶-凝胶法制备所述镁铈共掺杂的硅酸二钙粉体，具体包括如下步骤：

16、将硅源加入到乙醇中混合搅拌，再加入去离子水得到溶液a，用硝酸将溶液a的ph值调节至1~2，搅拌至硅源完全水解，得到溶液b；

17、将钙源、镁源和铈源加入所述溶液b中，持续搅拌得到溶液c，养护直至发生凝胶化，经干燥得到干凝胶；

18、将所述干凝胶研磨成细粉，随后煅烧，并冷却至室温，经再次研磨得到所述镁铈共掺杂的硅酸二钙粉体。

19、进一步地，所述甲基丙烯酰化明胶的制备过程包括：

20、将明胶加入到磷酸盐缓冲液中，并且搅拌至完全溶解，形成溶液d；

21、将甲基丙烯酸酐加入到溶液a中，在避光条件下反应；之后用磷酸盐缓冲液溶液稀释，搅拌反应。

22、最后经透析、冷冻干燥，得到甲基丙烯酰化明胶。

23、进一步地，所述氧化结冷胶的制备过程包括：

24、将结冷胶加入到去离子水中溶解，形成溶液e；

25、将高碘酸钠加入到溶液e中，避光下搅拌4h；之后加入乙二醇搅拌；

26、最后经过透析、冷冻干燥，得到氧化结冷胶。

27、上述的可注射的抗氧化型硅钙基生物活性牙科糊剂在制备牙科充填修复材料中的应用，所述牙科充填修复材料用于根管充填、根尖诱导成形术或盖髓术。

28、本发明的有益效果：

29、1、本发明采用包含甲基丙烯酰化明胶（gelma）和氧化结冷胶（ogg）的水溶液作为液相。在糊剂调制及应用过程中，gelma提供了基础的光交联能力，同时氧化结冷胶分子中的醛基与gelma中的氨基发生席夫碱化学反应；此外，硅酸钙水化过程中释放的ca2+能够与氧化结冷胶表面的羧基发生静电结合，从而构建出光交联-席夫碱交联-离子交联协同的多重固化网络；该特定的液相体系使得糊剂保持了良好的流变学特性，注射率维持在较高水平（90%以上），操作顺畅且不易堵塞；多重交联网络的快速构建，在光照条件下不仅使糊剂在液相环境中具备良好的初期抗水下溃散能力，还能将固化时间控制在较短范围内（约9~12秒），有效解决了传统改性手段中抗溃散与快速固化相互制约的技术痛点。

30、2、本发明的固相粉体引入了镁、铈共掺杂的硅酸二钙材料；其中，铈离子基于ce3+/ce4+的可逆价态循环机制，能够模拟超氧化物歧化酶（sod）和过氧化氢酶的活性；镁离子则有助于稳定自由基结构并保护线粒体 ；两者的共掺杂在硅酸二钙内部诱导产生晶格氧空位，强化了体系内部的电子传递效率；基于上述晶格层面的离子催化机制，糊剂具备了持续歧化超氧阴离子和分解过氧化氢的能力，实现了自发的活性氧清除；能够有效减轻由材料植入或局部微环境变化引发的氧化应激损伤，从而降低周围组织发生继发性炎症反应的风险。

31、3、本发明以硅酸二钙材料为无机骨架，通过特定的溶胶-凝胶工艺，自下而上定量地将镁离子和铈离子共同引入材料晶格中，形成稳定的多元无机固相；镁与铈的双离子共掺杂结构相较于单一金属掺杂，表现出更优的生物物理活性；该材料能够促进糊剂表面产生致密的磷灰石晶体沉积；在体外细胞评估中，该成分能提升细胞活力，增强碱性磷酸酶（alp）的表达活性，并促进细胞外基质的矿化结节生成，展现出良好的早期成骨及成牙本质诱导潜力。