一种具有生物活性的盖髓剂及其制备方法

1.本发明涉及口腔牙髓病学技术领域，具体为一种具有生物活性的盖髓剂及其制备方法。


背景技术：

2.龋病是口腔牙髓病学领域内的一种常见性疾病，发病率为34.5～70.9％，表现为牙体硬组织的慢性进行性破坏，临床上按龋坏程度可分为浅龋、中龋和深龋。浅龋和中龋可通过复合树脂充填治疗取得较好的疗效；深龋破坏程度深，容易导致牙髓暴露、牙髓炎等并发症，目前临床主要通过活髓切断术保存活髓，即清除感染牙髓后使用盖髓剂覆盖在牙髓创面上，以消除病变，保护牙髓，至此研发出一种具有生物活性的盖髓剂及其制备方法。
3.在现有的具有生物活性的盖髓剂及其制备方法中，临床上常用的盖髓剂有ca(oh)2和mta。其中，ca(oh)2主要通过升高局部ph值，使牙髓创面组织变性坏死，形成保护层，进而形成修复性牙本质，但新形成的牙本质桥不完整，导致其长期成功率不高，临床上也逐渐减少了ca(oh)2的使用。mta全称为三氧化矿物凝聚体，是一种灰色制剂，并且是现有临床的金标准，主要由铝酸三钙、硅酸三钙、三钙氧化物和硅酸盐氧化物构成，具有较好的生物相容性和封闭性，可有效促进硬组织再生，但仍存在一定局限性：
①
固化时间长；
②
牙齿变色；
③
抗菌性能不足。


技术实现要素：

4.针对现有具有生物活性的盖髓剂及其制备方法的不足，本发明提供了一种具有生物活性的盖髓剂及其制备方法，具备通过在生物活性玻璃中掺加锌元素，使其在口腔环境中持续释放zn
2
、si
4
、po
43-离子，能够诱导牙体硬组织再矿化、牙髓干细胞增殖、成牙向及成血管向分化，提高牙髓组织修复能力，效果明显的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.本发明提供如下技术方案：一种具有生物活性的盖髓剂的制备方法，包括如下步骤：
6.步骤一，选料混合搅拌；
7.将无水乙醇、水、十二胺、十六烷基三甲基溴化铵加入反应釜内，40℃下充分搅拌30min，再缓慢向其中滴加原硅酸四乙酯和磷酸三乙酯，间隔30min，滴加完后进行充分搅拌30min，反应釜以800r/min进行搅拌工作；
8.步骤二，添加辅料；
9.向反应釜内添加四水合硝酸钙和六水合硝酸锌，间隔30min，添加完成后进行充分搅拌3h，所述步骤二中反应釜以800r/min进行搅拌工作，随后静置陈化24h，去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，4000rpm下离心10min，得溶胶-凝胶前驱体；
10.步骤三，取胶；
11.将溶胶-凝胶前驱体置于60℃鼓风干燥箱内烘干2d，马弗炉650℃下煅烧3h，得到
盖髓剂；
12.步骤四，检验、观察与调试；
13.将生产的盖髓剂使用扫描镜扫描；盖髓剂进行eds进行能谱分析；将盖髓剂模拟放置，盖髓剂放置荣模拟体液中72小时；将制得的盖髓剂使用xrd进行分析；将将制得的盖髓剂使用ftir进行分析；将制得的盖髓剂与牙髓干细胞共培养。
14.优选的，所述盖髓剂的组成设计为sio
2-60mol％,cao-31mol％,zno-5mol％,p2o
5-4mol％的生物活性玻璃。
15.一种具有生物活性的盖髓剂，盖髓剂由固体粉末和调和液两部分组成；固体粉末为模板剂法制备的sio
2-cao-zno-p2o5四元生物活性玻璃；所述调和液为磷酸盐缓冲溶液。
16.优选的，所述固体粉末为模板剂法制备的sio
2-cao-zno-p2o5四元生物活性玻璃粒径为500-700nm。
17.优选的，所述固体粉末与调和液的调拌比例为1.0-2.5mg/μl。
18.优选的，所述该生物活性玻璃sio2、cao、zno和p2o5的摩尔比为60：31：5：4。
19.优选的，磷酸盐缓冲溶液为磷酸氢二钾和磷酸二氢钠溶液其中一种或多种，磷酸盐的摩尔浓度为1-3mol/l。
20.优选的，sio
2-cao-zno-p2o5四元生物活性玻璃的制备：将催化剂与模板剂溶于无水乙醇和水的混合溶液中，搅拌均匀，然后依次加入正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、四水硝酸钙、六水合硝酸锌，形成乳白色溶液，充分反应后获得白色沉淀物，乙醇、去离子水交替洗地3次，然后离心、干燥、热处理得到所需sio
2-cao-zno-p2o5四元生物活性玻璃。
21.优选的，生物活性玻璃盖髓剂的制备：将sio
2-cao-zno-p2o5四元生物活性玻璃粉剂与磷酸盐缓冲溶液单独包装，使用时直接混合均匀，得基于生物活性玻璃盖髓剂。
22.与现有具有生物活性的盖髓剂及其制备方法对比，本发明具备以下有益效果：
23.该具有生物活性的盖髓剂及其制备方法，通过在生物活性玻璃中掺加锌元素，使其在口腔环境中持续释放zn
2
、si
4
、po
43-离子，能够诱导牙体硬组织再矿化、牙髓干细胞增殖、成牙向及成血管向分化，提高牙髓修复能力，促进连续的牙本质桥形成和牙髓组织修复工作，具有为组织矿化及修复提供碱性环境、诱导牙髓牙本质复合体形成的功效，能在暴露的牙髓创面形成牙本质桥，提高牙髓组织修复能力，效果明显。
附图说明
24.图1为本发明掺锌生物活性玻璃扫描电镜图示意图；
25.图2为本发明eds能谱图示意图；
26.图3为本发明置入模拟体液矿化3天后扫描电镜图示意图；
27.图4为本发明掺锌/未掺锌生物活性玻璃xrd图示意图；
28.图5为本发明掺/未掺锌生物活性玻璃ftir图示意图；
29.图6为本发明掺锌生物活性玻璃对牙髓干细胞增殖的影响示意图；
30.图7为本发明掺锌生物活性玻璃对牙髓干细胞碱性磷酸酶活性的影响示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，一种具有生物活性的盖髓剂的制备方法，包括如下步骤：
33.步骤一，选料混合搅拌；
34.将无水乙醇、水、十二胺、十六烷基三甲基溴化铵加入反应釜内，40℃下充分搅拌30min，再缓慢向其中滴加原硅酸四乙酯和磷酸三乙酯，间隔30min，滴加完后进行充分搅拌30min，反应釜以800r/min进行搅拌工作；通过将无水乙醇、水、十二胺、十六烷基三甲基溴化铵加入反应釜内，并将物料之间进行混合，增加物料混合时增加充分性，同时原硅酸四乙酯和磷酸三乙酯，增加溶液生产时增加粘合性。
35.步骤二，添加辅料；
36.向反应釜内添加四水合硝酸钙和六水合硝酸锌，间隔30min，添加完成后进行充分搅拌3h，步骤二中反应釜以800r/min进行搅拌工作，随后静置陈化24h，去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，4000rpm下离心10min，得溶胶-凝胶前驱体；通过将生产的粘合剂颞部添加四水合硝酸钙和六水合硝酸锌，并经过去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，增加溶胶生产时的整洁性。
37.步骤三，取胶；
38.将溶胶-凝胶前驱体置于60℃鼓风干燥箱内烘干2d，马弗炉650℃下煅烧3h，得到盖髓剂；通过将物料生产后，放置在干燥箱和马弗炉的内部，可对物料生产后对内部液体进行过滤，同时生成固态溶液的作用，方便对盖髓剂的生成。
39.步骤四，检验、观察与调试；
40.将生产的盖髓剂使用扫描镜扫描；盖髓剂进行eds进行能谱分析；将盖髓剂模拟放置，盖髓剂放置荣模拟体液中72小时；将制得的盖髓剂使用xrd进行分析；将将制得的盖髓剂使用ftir进行分析；将制得的盖髓剂与牙髓干细胞共培养，通过将生成的盖髓剂进行扫描，分析和模拟体液中进行检验，方便盖髓剂在不同环境下生产是否损坏和产生变化进行检验，增加物料生产使用效果。
41.盖髓剂的组成设计为sio
2-60mol％,cao-31mol％,zno-5mol％,p2o
5-4mol％的生物活性玻璃。
42.一种具有生物活性的盖髓剂，盖髓剂由固体粉末和调和液两部分组成；固体粉末为模板剂法制备的sio
2-cao-zno-p2o5四元生物活性玻璃；调和液为磷酸盐缓冲溶液，通过固体粉末由sio
2-cao-zno-p2o5相互拼接而成，且材料为生物活性玻璃，可增加运用在压牙齿种植过程中，物料使用效果进行检测，减小对身体造成伤害的问题。
43.固体粉末为模板剂法制备的sio
2-cao-zno-p2o5四元生物活性玻璃粒径为500-700nm，通过制备颗粒直径限定在500-700nm，保持颗粒物质生成时的均匀性，避免颗粒大小不同影响后期粘合加工效果。
44.固体粉末与调和液的调拌比例为1.0-2.5mg/μl。
45.该生物活性玻璃sio2、cao、zno和p2o5的摩尔比为60：31：5：4。
46.磷酸盐缓冲溶液为磷酸氢二钾和磷酸二氢钠溶液其中一种或多种，磷酸盐的摩尔
浓度为1-3mol/l。
47.sio
2-cao-zno-p2o5四元生物活性玻璃的制备：将催化剂与模板剂溶于无水乙醇和水的混合溶液中，搅拌均匀，然后依次加入正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、四水硝酸钙、六水合硝酸锌，形成乳白色溶液，充分反应后获得白色沉淀物，乙醇、去离子水交替洗地3次，然后离心、干燥、热处理得到所需sio
2-cao-zno-p2o5四元生物活性玻璃，通过将物料经过离心、干燥和热处理，增加物料生产后，后期使用时增加充分性。
48.生物活性玻璃盖髓剂的制备：将sio
2-cao-zno-p2o5四元生物活性玻璃粉剂与磷酸盐缓冲溶液单独包装，使用时直接混合均匀，得基于生物活性玻璃盖髓剂，通过将生产的活性玻璃粉剂与磷酸盐缓冲溶液单独包装，避免在未使用时出现物料之间出现感染的问题，后期使用时，将物料直接混合，并混合后的物料生成活性玻璃盖髓剂，并增加活性玻璃盖髓剂使用效果，且带动活性玻璃盖髓剂使用后快速凝固的作用。
49.实施例1：
50.参考图1，一种具有生物活性的盖髓剂，盖髓剂包括固体粉末和液相：固体粉末由5％掺锌生物活性玻璃粉剂组成，液相包括磷酸盐缓冲溶液。
51.本发明还提供了一种具有生物活性的盖髓剂的制备方法，具体包括以下制备步骤：
52.步骤一：将无水乙醇、水、十二胺、十六烷基三甲基溴化铵加入反应釜内，40℃下充分搅拌30min，再缓慢向其中滴加原硅酸四乙酯和磷酸三乙酯，间隔30min，滴加完后进行充分搅拌30min，反应釜以800r/min进行搅拌工作；
53.步骤二：向反应釜内添加四水合硝酸钙和六水合硝酸锌，间隔30min，添加完成后进行充分搅拌3h，步骤二中反应釜以800r/min进行搅拌工作，随后静置陈化24h，去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，4000rpm下离心10min，得溶胶-凝胶前驱体；
54.步骤三：将溶胶-凝胶前驱体置于60℃鼓风干燥箱内烘干2d，马弗炉650℃下煅烧3h，得到盖髓剂(组成设计为sio
2-60mol％,cao-31mol％,zno-5mol％,p2o
5-4mol％的生物活性玻璃)。
55.步骤四：将制得的生物活性玻璃使用扫描电镜观察。
56.实施例2：
57.参考图2，一种具有生物活性的盖髓剂，盖髓剂包括固体粉末和液相：固体粉末由5％掺锌生物活性玻璃粉剂组成，液相包括磷酸盐缓冲溶液。
58.本发明还提供了一种具有生物活性的盖髓剂的制备方法，具体包括以下制备步骤：
59.步骤一：将无水乙醇、水、十二胺、十六烷基三甲基溴化铵加入反应釜内，40℃下充分搅拌30min，再缓慢向其中滴加原硅酸四乙酯和磷酸三乙酯，间隔30min，滴加完后进行充分搅拌30min，反应釜以800r/min进行搅拌工作；
60.步骤二：向反应釜内添加四水合硝酸钙和六水合硝酸锌，间隔30min，添加完成后进行充分搅拌3h，步骤二中反应釜以800r/min进行搅拌工作，随后静置陈化24h，去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，4000rpm下离心10min，得溶胶-凝胶前驱体；
61.步骤三：将溶胶-凝胶前驱体置于60℃鼓风干燥箱内烘干2d，马弗炉650℃下煅烧3h，得到盖髓剂(组成设计为sio
2-60mol％,cao-31mol％,zno-5mol％,p2o
5-4mol％的生物
活性玻璃)。
62.步骤四：将制得的生物活性玻璃使用eds进行能谱分析，其元素组成比例与设计大致相符，如图2所示。
63.实施例3：
64.参考图3，一种具有生物活性的盖髓剂，盖髓剂包括固体粉末和液相：固体粉末由5％掺锌生物活性玻璃粉剂组成，液相包括磷酸盐缓冲溶液。
65.本发明还提供了一种具有生物活性的盖髓剂的制备方法，具体包括以下制备步骤：
66.步骤一：将无水乙醇、水、十二胺、十六烷基三甲基溴化铵加入反应釜内，40℃下充分搅拌30min，再缓慢向其中滴加原硅酸四乙酯和磷酸三乙酯，间隔30min，滴加完后进行充分搅拌30min，反应釜以800r/min进行搅拌工作；
67.步骤二：向反应釜内添加四水合硝酸钙和六水合硝酸锌，间隔30min，添加完成后进行充分搅拌3h，步骤二中反应釜以800r/min进行搅拌工作，随后静置陈化24h，去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，4000rpm下离心10min，得溶胶-凝胶前驱体；
68.步骤三：将溶胶-凝胶前驱体置于60℃鼓风干燥箱内烘干2d，马弗炉650℃下煅烧3h，得到盖髓剂(组成设计为sio
2-60mol％,cao-31mol％,zno-5mol％,p2o
5-4mol％的生物活性玻璃)。
69.步骤四：将制得的生物活性玻璃放入人工模拟体液中72小时，发现其能促进羟基磷灰石的形成，如图3所示。
70.实施例4：
71.参考图4，一种具有生物活性的盖髓剂，盖髓剂包括固体粉末和液相：固体粉末由5％掺锌生物活性玻璃粉剂组成，液相包括磷酸盐缓冲溶液。
72.本发明还提供了一种具有生物活性的盖髓剂的制备方法，具体包括以下制备步骤：
73.步骤一：将无水乙醇、水、十二胺、十六烷基三甲基溴化铵加入反应釜内，40℃下充分搅拌30min，再缓慢向其中滴加原硅酸四乙酯和磷酸三乙酯，间隔30min，滴加完后进行充分搅拌30min，反应釜以800r/min进行搅拌工作；
74.步骤二：向反应釜内添加四水合硝酸钙和六水合硝酸锌，间隔30min，添加完成后进行充分搅拌3h，步骤二中反应釜以800r/min进行搅拌工作，随后静置陈化24h，去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，4000rpm下离心10min，得溶胶-凝胶前驱体；
75.步骤三：将溶胶-凝胶前驱体置于60℃鼓风干燥箱内烘干2d，马弗炉650℃下煅烧3h，得到盖髓剂(组成设计为sio
2-60mol％,cao-31mol％,zno-5mol％,p2o
5-4mol％的生物活性玻璃)。
76.步骤四：将制得的生物活性玻璃使用xrd进行分析，数据显示均为无定型峰，与未掺锌的生物活性玻璃对比无明显差异，如图4所示。
77.实施例5：
78.参考图5，一种具有生物活性的盖髓剂，盖髓剂包括固体粉末和液相：固体粉末由5％掺锌生物活性玻璃粉剂组成，液相包括磷酸盐缓冲溶液。
79.本发明还提供了一种具有生物活性的盖髓剂的制备方法，具体包括以下制备步
骤：
80.步骤一：将无水乙醇、水、十二胺、十六烷基三甲基溴化铵加入反应釜内，40℃下充分搅拌30min，再缓慢向其中滴加原硅酸四乙酯和磷酸三乙酯，间隔30min，滴加完后进行充分搅拌30min，反应釜以800r/min进行搅拌工作；
81.步骤二：向反应釜内添加四水合硝酸钙和六水合硝酸锌，间隔30min，添加完成后进行充分搅拌3h，步骤二中反应釜以800r/min进行搅拌工作，随后静置陈化24h，去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，4000rpm下离心10min，得溶胶-凝胶前驱体；
82.步骤三：将溶胶-凝胶前驱体置于60℃鼓风干燥箱内烘干2d，马弗炉650℃下煅烧3h，得到盖髓剂(组成设计为sio
2-60mol％,cao-31mol％,zno-5mol％,p2o
5-4mol％的生物活性玻璃)。
83.步骤四：将制得的生物活性玻璃使用ftir进行分析，数据显示与未掺锌的生物活性玻璃对比化学结构无明显差异，如图5所示。
84.实施例6：
85.参考图6，一种具有生物活性的盖髓剂，盖髓剂包括固体粉末和液相：固体粉末由5％掺锌生物活性玻璃粉剂组成，液相包括磷酸盐缓冲溶液。
86.本发明还提供了一种具有生物活性的盖髓剂的制备方法，具体包括以下制备步骤：
87.步骤一：将无水乙醇、水、十二胺、十六烷基三甲基溴化铵加入反应釜内，40℃下充分搅拌30min，再缓慢向其中滴加原硅酸四乙酯和磷酸三乙酯，间隔30min，滴加完后进行充分搅拌30min，反应釜以800r/min进行搅拌工作；
88.步骤二：向反应釜内添加四水合硝酸钙和六水合硝酸锌，间隔30min，添加完成后进行充分搅拌3h，步骤二中反应釜以800r/min进行搅拌工作，随后静置陈化24h，去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，4000rpm下离心10min，得溶胶-凝胶前驱体；
89.步骤三：将溶胶-凝胶前驱体置于60℃鼓风干燥箱内烘干2d，马弗炉650℃下煅烧3h，得到盖髓剂(组成设计为sio
2-60mol％,cao-31mol％,zno-5mol％,p2o
5-4mol％的生物活性玻璃)。
90.步骤四：将制得的生物活性玻璃与牙髓干细胞共培养，发现其能够促进牙髓干细胞的增殖，如图6所示，其中的吸光值越高代表检测到的牙髓干细胞增殖越大。
91.实施例7：
92.参考图7，一种具有生物活性的盖髓剂，盖髓剂包括固体粉末和液相：固体粉末由5％掺锌生物活性玻璃粉剂组成，液相包括磷酸盐缓冲溶液。
93.本发明还提供了一种具有生物活性的盖髓剂的制备方法，具体包括以下制备步骤：
94.步骤一：将无水乙醇、水、十二胺、十六烷基三甲基溴化铵加入反应釜内，40℃下充分搅拌30min，再缓慢向其中滴加原硅酸四乙酯和磷酸三乙酯，间隔30min，滴加完后进行充分搅拌30min，反应釜以800r/min进行搅拌工作；
95.步骤二：向反应釜内添加四水合硝酸钙和六水合硝酸锌，间隔30min，添加完成后进行充分搅拌3h，步骤二中反应釜以800r/min进行搅拌工作，随后静置陈化24h，去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，4000rpm下离心10min，得溶胶-凝胶前驱体；
96.步骤三：将溶胶-凝胶前驱体置于60℃鼓风干燥箱内烘干2d，马弗炉650℃下煅烧3h，得到盖髓剂(组成设计为sio
2-60mol％,cao-31mol％,zno-5mol％,p2o
5-4mol％的生物活性玻璃)。
97.步骤四：将制得的生物活性玻璃与牙髓干细胞共培养，发现其能够提高牙髓干细胞的成牙本质相关蛋白酶活性，其中y值越高代表检测到的牙髓干细胞增殖越大。
98.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。