一种高效抗变形链球菌硅酸铝钠/纳米氧化铜复合陶瓷及其制备与应用

1.本发明属于冠桥修复材料的技术领域，具体涉及一种冠桥修复用高效抗变形链球菌硅酸铝钠/纳米氧化铜复合陶瓷及其制备与应用。


背景技术：

2.龋病、牙周病是口腔常见病，治疗这些疾病的关键在于高品质修复材料的使用。而这些医疗植入物相关感染被认为是一个愈加棘手的全球公共卫生问题。入侵的细菌倾向于迅速粘附到生物活性植入物的表面并形成生物膜，从而在不利的宿主环境中存活，导致持续和复发性感染。而一旦出现细菌感染开始使用抗生素，往往存在过度使用或滥用抗生素，耐多药细菌感染的发生率不断上升，严重威胁着人类健康。对于冠桥修复材料，细菌感染在生物材料植入初期经常出现，进而会导致植入失效。
3.本发明利用硅酸铝钠陶瓷作为冠桥修复材料的基底，通过掺入一定含量的纳米氧化铜，从而实现对口腔中特定细菌(变形链球菌)的高效杀菌，极大地推进冠桥修复材料的进程。


技术实现要素：

4.为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种高效抗变形链球菌硅酸铝钠/纳米氧化铜复合陶瓷的制备方法。
5.本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的高效抗变形链球菌硅酸铝钠/纳米氧化铜复合陶瓷。本发明的材料抗菌效果明显。
6.本发明的再一目的在于提供上述一种高效抗变形链球菌硅酸铝钠/纳米氧化铜复合陶瓷在冠桥修复领域中的应用。
7.本发明目的通过以下技术方案实现：
8.一种高效抗变形链球菌硅酸铝钠/纳米氧化铜复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
9.(1)将硅酸铝钠和纳米氧化铜进行球磨，获得掺杂纳米氧化铜的硅酸铝钠粉体；以质量百分比计，硅酸铝钠99％-99.9％，纳米氧化铜0.1％-1％；
10.(2)掺杂纳米氧化铜的硅酸铝钠粉体与粘结剂混匀，陈化，造粒，成型，获得成型硅酸铝钠/纳米氧化铜；
11.(3)将成型硅酸铝钠/纳米氧化铜进行煅烧，获得抗变形链球菌硅酸铝钠/纳米氧化铜复合陶瓷。
12.步骤(1)中球磨时，硅酸铝钠和纳米氧化铜中加入了无水乙醇；所述球磨的时间为8-12h，球磨的转速为300-450rpm。
13.球磨后，进行干燥，研磨，过筛处理。
14.所述干燥的温度为40-75℃；过筛的目数为60-100目。
15.步骤(2)中所述粘结剂的用量为掺杂纳米氧化铜的硅酸铝钠粉体质量的4-10％。
16.所述粘结剂是由聚乙烯醇、丙三醇和水组成；聚乙烯醇：丙三醇：水的质量比为(4-6)：(2.5-3)：1：25。
17.步骤(2)中所述陈化的时间为20～30h。
18.所述成型是指采用手扳式压机初压成坯体成型，再通过冷等静压成型再次压制，压力为180-220mpa；成型时间为15-25min。
19.步骤(3)中所述煅烧的条件为：煅烧温度600-800℃，升温速率5-10℃/min，保温时间1.5-3h。
20.所述高效抗变形链球菌硅酸铝钠/纳米氧化铜复合陶瓷通过上述方法制备得到。
21.所述高效抗变形链球菌硅酸铝钠/纳米氧化铜复合陶瓷用于医用冠桥修复材料，特别是冠桥修复材料。
22.本发明利用硅酸铝钠陶瓷材料自身作为一种良好的牙冠修复材料。通过引入氧化铜纳米粒子，在不对硅酸铝钠陶瓷自身理化性能产生过大的影响下，利用氧化铜的离子释放，纳米氧化铜与细菌接触破坏细菌膜导致其胞内物质流出而杀死细菌；此外纳米氧化铜可以通过产生活性氧来杀死细菌。因此本发明材料可对口腔内特定的变形链球菌进行快速和高效地杀死，从而实现在冠桥修复材料的修复初期避免因细菌感染而导致修复失效。
23.与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
24.本发明的制备方法工艺简便；过程可控性好，重复性高，节约资源；本发明材料可对口腔内特定的变形链球菌进行快速和高效地杀死，从而实现在冠桥修复材料的修复初期避免因细菌感染而导致修复失效。
附图说明
25.图1为对比例制备的硅酸铝钠(nas)陶瓷对变形链球菌的抗菌效果图；
26.图2为实施例2制备的掺杂0.3wt％的cuo的硅酸铝钠(nas/0.3cu)陶瓷对变形链球菌的抗菌效果图；
27.图3为实施例3制备的掺杂0.6wt％的cuo的硅酸铝钠(nas/0.6cu)陶瓷对变形链球菌的抗菌效果图；
28.图4为对比例，实施例2和实施例3制备的陶瓷的抗菌平板计数统计图。
具体实施方式
29.下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
30.本发明实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用未注明生产厂商者的原料、试剂等，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
31.对比例
32.将硅酸铝钠粉体进行球磨8h(球磨时加入无水乙醇，粉体:无水乙醇质量比＝1:1.3)，转速300rpm，将浆料在40℃下干燥后加入粉体质量4％的粘结剂(聚乙烯醇:丙三醇:无水乙醇:水质量比＝4:2.5:1:25)；再次研磨过筛(100目)，25℃下陈化24h，进行压片，在180mpa等静压20min；将得到的硅酸铝钠/纳米氧化铜片进行高温煅烧得到陶瓷，煅烧温度
600℃，升温速率5℃/min，保温时间1.5h。
33.图1为硅酸铝钠(nas)陶瓷对变形链球菌的抗菌效果图。
34.本对比例所得硅酸铝钠陶瓷相对于空白组的细菌数量无明显的减少，表明硅酸铝钠陶瓷自身不具备良好的抗菌性能。
35.实施例1
36.将硅酸铝钠:纳米氧化铜按照99.9％:0.1％的质量比例进行球磨9h(球磨时加入无水乙醇，复合粉体:无水乙醇质量比＝1:1.3)，转速350rpm，将浆料在40℃下干燥后加入复合粉体质量5％的粘结剂(聚乙烯醇:丙三醇:无水乙醇:水＝4.5:2.5:1:25)；次研磨过筛(80目)，25℃下陈化24h，进行压片，在190mpa等静压20min；将得到的硅酸铝钠/纳米氧化铜片进行高温煅烧得到陶瓷，煅烧温度650℃，升温速率5℃/min，保温时间2h。
37.实施例2
38.将硅酸铝钠:纳米氧化铜按照99.7％:0.3％的质量比例进行球磨10h(球磨时加入无水乙醇，复合粉体:无水乙醇质量比＝1:1.3)，转速400rpm，将浆料在40℃下干燥后加入复合粉体质量6％的粘结剂(聚乙烯醇:丙三醇:无水乙醇:水质量比＝6:2.5:1:25)；次研磨过筛(100目)，25℃下陈化24h，进行压片，在200mpa等静压下等静压20min；将得到的硅酸铝钠/纳米氧化铜片进行高温煅烧得到陶瓷，煅烧温度700℃，升温速率5℃/min，保温时间2h。图2为掺杂0.3wt％的cuo的硅酸铝钠(nas/0.3cu)陶瓷对变形链球菌的抗菌效果图。
39.本实施例所得到nas/0.3cu陶瓷相较于空白组细菌的数量明显减少，表明nas/0.3cu陶瓷具有良好的抗菌性能。
40.实施例3
41.将硅酸铝钠:纳米氧化铜按照99.4％:0.6％的质量比例进行球磨10h(球磨时加入无水乙醇，复合粉体:无水乙醇质量比＝1:1.3)，转速450rpm，将浆料在40℃下干燥后加入复合粉体质量8wt％的粘结剂(聚乙烯醇:丙三醇:无水乙醇:水＝6:3:1:25)；次研磨过筛(100目)，25℃下陈化24h，进行压片，在200mpa等静压20min；将得到的硅酸铝钠/纳米氧化铜片进行高温煅烧得到陶瓷，煅烧温度700℃，升温速率8℃/min，保温时间2.5h。
42.图3为掺杂0.6wt％的cuo的硅酸铝钠(nas/0.6cu)陶瓷对变形链球菌的抗菌效果图。图4为对比例，实施例2和实施例3制备的陶瓷的抗菌平板计数统计图。
43.本实施例所得到nas/0.6cu陶瓷相较于空白组细菌的数量显著减少并已杀死所有细菌，表明nas/0.6cu陶瓷具有高效的抗菌性能。同时，nas/0.6cu陶瓷对变形链球菌具有100％的抗菌效果。
44.实施例4
45.将硅酸铝钠:纳米氧化铜按照99％:1％的比例进行球磨12h(球磨时加入无水乙醇，复合粉体:无水乙醇质量比＝1:1.3)，转速450rpm，将浆料在40℃下干燥后加入复合粉体质量6％的粘结剂(聚乙烯醇:丙三醇:无水乙醇:水质量比＝6:3:1:25)；次研磨过筛(100目)，25℃下陈化24h，进行压片，在220mpa等静压20min；将得到的硅酸铝钠/纳米氧化铜片进行高温煅烧得到陶瓷，煅烧温度800℃，升温速率10℃/min，保温时间3h。
46.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。