[發明專利]含氟離子的抗污水凝膠及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110354919.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112940182B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 李建樹;孫凡;丁春梅;王杰;李怡珂
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08F230/02
• 分類號: C08F230/02;C08F230/08;C08F2/48;C08F2/38;C09D143/04;C09D143/02;A61K6/20
• 代理公司: 成都云縱知識產權代理事務所(普通合伙) 51316
• 代理人: 劉沙粒;伍星

本發明公開了含氟離子的抗污水凝膠及其制備方法與應用，其中，含氟離子的抗污水凝膠含有以下原料：2?甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿單體、3?(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、鏈轉移劑、光引發劑、氟化物和水。本發明在牙套表面原位構建水凝膠涂層，使得牙套在佩戴時能夠與水形成水合層，在廣泛的pH值內均能體現出很好的抗污性能，減少隱形矯正牙套上的細菌殘留；同時，水凝膠在牙套佩戴過程中能夠緩慢釋放一定量的氟離子，釋放的氟離子不僅能夠提高牙齒的抗菌、防齲能力，而且還能提高水凝膠涂層的親水性，進而進一步提高水凝膠的抗污效果。

技術領域

本發明涉及口腔高分子材料領域，具體涉及含氟離子的抗污水凝膠及其制備方法與應用。

背景技術

牙齒畸形是指兒童在生長發育過程中由先天的遺傳因素或后天的環境因素造成的牙齒、頷骨、顱面的畸形，也是口腔常見的三大疾病之一。面對口腔畸形的治療，一般可分為兩大類：一類是以金屬弓絲為代表的傳統正畸手段；另一類是以透明牙套為代表的隱形矯正手段。隨著人民生活水平的不斷提高，人們對美的要求也越來越高，患者也更多的會選擇隱形矯正。因此近幾年，隱形矯正行業發展迅猛。

然而，通過對隱形矯正所需佩戴的牙套研究發現，牙套內側有一圈圈螺紋狀的結構，用掃描電鏡進一步放大觀察，在牙套的材料的咬合處存在大約20μm寬的縫隙，該縫隙由牙套制造工藝所致，難以徹底消除。這種螺紋狀結構以及縫隙就會為細菌初期的定植及繁殖提供了場所。患者在正畸治療過程中，每天需佩戴牙套20小時以上，只有吃飯和清洗牙套時才可以取下。因此，如果沒有對牙套及時清洗或清洗不徹底，就會在牙套上滋生細菌，并進一步危害牙齒健康。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含氟離子的抗污水凝膠及其制備方法，以及該抗污水凝膠作為抗污涂層在隱形矯正牙套上的應用，以解決現有技術中牙套的材料的咬合處存在的縫隙易導致細菌定植和繁殖的問題，提高隱形矯正牙套的抗污能力，減少隱形矯正牙套上的細菌殘留，并通過緩慢釋放的氟離子提高牙齒的抗菌、防齲能力。

本發明通過下述技術方案實現：

含氟離子的抗污水凝膠，含有以下原料：2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿單體、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、鏈轉移劑、光引發劑、氟化物和水。

本技術方案中，抗污水凝膠的原料中包括2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿單體。2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿單體是一種總電荷為0、電中性的兩性離子，且帶正電和負電的原子位置不同。

3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷為硅烷偶聯劑，其與2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿單體聚合形成式I所示的聚合物。該聚合物與鏈轉移劑、光引發劑、氟化物共同構成水凝膠混合物。在部分實施例中，可在水凝膠混合物中添加乙酸或鹽酸以控制硅烷的水解速率，并提升硅烷醇的穩定性。對隱形矯正牙套的表面進行等離子處理后，將水凝膠混合物涂覆于牙套表面，式I所示的聚合物上與Si連接的羥基與牙套表面的羥基發生縮合反應，脫水后原位構建水凝膠涂層。通過實驗研究發現，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿(MPC)在水中能夠與水形成水合層，這層水合層在廣泛的pH值內均能體現出很好的抗污性能。

通過水凝膠涂層改性后，水凝膠涂層的厚度能夠填充隱形矯正牙套咬合處的縫隙，從而大幅縮小了細菌初期定植的場所；同時，MPC的抗污性能使得水凝膠涂層具備優異的抗污效果，進一步減少隱形矯正牙套上的細菌殘留，面對由于清潔不不及時、不徹底導致的細菌繁殖及對牙齒造成的危害時，抗污涂層可以使牙套具有抗細菌抗蛋白粘附的效果，且牙套在水中更容易清潔，保護牙齒健康；此外，水凝膠涂層不會對隱形材料本身的力學性能、透光性等性能產生影響，確保了牙齒矯正的矯正效果。