[發明專利]一種氟基硅酸鈣生物陶瓷材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210528004.8
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103030374A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 董志紅
• 申請（專利權）人: 成都大學
• 主分類號: C04B33/16
• 分類號: C04B33/16;C04B35/626;A61K6/027;A61K8/25;A61Q11/00
• 代理公司: 成都科奧專利事務所(普通合伙) 51101
• 代理人: 王蔚

技術領域

本發明涉及一種氟基硅酸鈣生物陶瓷材料及其制備方法和應用，屬生物材料領域。

背景技術：

人的牙齒是硬組織中最致密的無機生物礦物，化學組成中無機物占95%以上，主要是納米羥基磷灰石。雖然牙齒中微量的氟，能抵制一定程度的酸侵蝕，但當牙齒與酸性介質長期接觸后，羥基磷灰石會被酸溶解，生成磷酸氫根離子和鈣離子而被唾液沖走，從而導致牙齒組織崩潰產生齲齒。

鈣硅基生物活性陶瓷在體內能誘導礦化，形成類骨磷灰石[(1)J?Biomed?Mater?Res?2000,52:30.?(2)?J?Mater?Sci:?Mater?Med?2005,16:73?]，其化學成分與人體硬組織（如骨和牙齒）組成相似，具有良好的生物活性；同時，硅在體內一定的離子濃度范圍內存在，利于硬組織中的鈣、水、蛋白質結合，促進人體硬組織的致密性和堅固性，提升硬組織的再礦化過程，達到自我修復作用[Biomaterials,?2004，25：3303]。而氟離子被吸收后，通過吸附或離子交換的過程，在組織和牙齒中取代羥基磷灰石的羥基，使之轉化為氟磷灰石，在牙齒表面形成堅硬的保護層而增強牙齒的抗酸腐蝕性。

近年來人們主要通過使用含氟牙膏來預防齲齒和修復牙釉質，含氟的牙膏不但能提高牙釉質對酸的抵抗力，抑制脫礦并促進已有齲損的再礦化，同時還能有效的增強牙釉質的硬度，降低其在酸性中的溶解。常規的方法是在牙膏的配方中加入氟化鈉，但是單純的氟離子釋放，和配方中其他的元素又不能形成活性物質，誘導磷灰石的形成。因此，合成出一種含氟的且具有生物活性的陶瓷材料，在口腔唾液的作用下，不但可形成類骨磷灰石，修復脫礦的牙釉質，同時對于預防齲齒，提高牙齒的再礦化，具有很強的實用意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在口腔唾液環境中能快速誘導磷灰石形成，且含氟量可調的具有生物活性的氟基硅酸鈣生物陶瓷材料的制備方法。

本發明的另一目的在于提供上述方法制得的氟基硅酸鈣生物陶瓷材料。

本發明的再一目的在于提供氟基硅酸鈣生物陶瓷材料作為牙膏添加劑的應用。

本發明提供的氟基硅酸鈣生物陶瓷材料的制備方法包括如下步驟：

（1）按鈣鹽中鈣、硅酸鈉中硅酸根和氟化物中氟的摩爾比為1：（0.96-1）：（0.02-0.08）取鈣鹽、硅酸鈉和堿性氟化物，將硅酸鈉和堿性氟化物混合后加去離子水配制成混合溶液，將鈣鹽加去離子水配制成鈣鹽溶液，所述堿性氟化物是指其溶液呈堿性的氟化物；

（2）將配制好的混合溶液滴加到鈣鹽溶液中，滴加完畢后，充分攪拌并陳化；

（3）分離步驟（2）所得的沉淀物，將沉淀物用去離子水洗滌后用乙醇脫水，然后放入烘箱中干燥；

（4）將干燥后的白色粉末煅燒即制得氟基硅酸鈣粉。

上述步驟（1）中堿性氟化物為氟化鈉、氟化硅或氟化銨。

上述步驟（1）中鈣鹽為硝酸鈣或氯化鈣。

上述步驟（2）中混合溶液按每分鐘10-15滴滴加到鈣鹽溶液中。

上述步驟（2）中的攪拌時間為1-2小時，陳化時間為22-26小時。

上述步驟（3）中沉淀物用去離子水洗滌2-3次，在60-80℃的烘箱中干燥20-24小時。

上述步驟（4）中的煅燒是指在650-750℃煅燒1.8-2.2小時。

本發明所提供的一種氟基硅酸鈣生物陶瓷材料由上述方法制得。

本發明提供的氟基硅酸鈣生物陶瓷材料可作為牙膏添加劑應用。

本發明提供的氟基硅酸鈣生物陶瓷材料還可作為硬組織缺損修復材料應用。

本發明氟基硅酸鈣生物陶瓷材料在制備時氟離子直接和鈣、硅等形成離子間化合物，其含氟量可通過調配硅酸鈉和氟化物的摩爾比而實現調控，反應過程中不需調節pH值，制作簡單、方便。所制得的氟基硅酸鈣晶體，在模擬口腔唾液的微環境中，形成類骨磷灰石速度比硅酸鈣陶瓷快，表現出良好的生物活性。所制得的氟基硅酸鈣作為添加劑添加到牙膏中后，能有效促進酸蝕牙齒的修復以及預防齲齒的發生。

附圖說明

圖1?為本發明方法制備的氟基硅酸鈣(a)和硅酸鈣(b)的XRD對比圖譜。

圖2?為本發明制備的氟基硅酸鈣(a)和硅酸鈣(b)粉末浸泡于模擬口腔唾液環境中1天后傅立葉變換紅外光譜（FTIR）圖。

圖3?為本發明制備的氟基硅酸鈣(a)和硅酸鈣(b)粉末浸泡于模擬口腔唾液環境中24小時后的掃描電子顯微鏡（SEM）圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。