[發明專利]一種介孔窄帶隙氧化鈦納米球及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210344037.0
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114671463B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 李博;錢潤柳;憨勇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053;A61K8/29;A61K33/24;A61K47/02;A61K47/69;A61P1/02;A61P31/04;A61Q11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明公開了一種介孔窄帶隙氧化鈦納米球及其制備方法和應用。首先采用溶膠凝膠法水解鈦酸四丁酯制備介孔氧化鈦模板，再用溶劑熱處理法結晶并去除模板，最后通過硼氫化鈉在Ar下還原，通過引入氧空位的方式降低氧化鈦帶隙，制備出介孔窄帶隙氧化鈦納米球。本發明工藝穩定、可控性強；制得的材料能在超聲震動下產生ROS，與牙齒表面有色基團反應，生成無色物質的同時殺死牙齒表面細菌，清除生物膜，治療牙周炎，氧化鈦的介孔能負載抗炎藥物，更好的治愈牙周炎。

技術領域

本發明屬于生物醫用材料技術領域，具體涉及一種介孔窄帶隙氧化鈦納米球及其制備方法和應用。

背景技術

高糖飲食和不良的口腔衛生習慣會導致牙齒表面長期殘留大量的糖，糖和氨基酸會發生褐變反應生成顯色基團附著在牙齒表面，使得牙齒變黃，影響美觀。這些泛黃的牙齒作為一個營養豐富且不脫落的平臺，使得細菌極易在牙齒表面繁殖形成具有胞外多糖保護的生物膜。細菌的過度繁殖會使得宿主產生失調和破壞性的免疫反應，導致牙周炎的發生。隨著病情的加重，患者會逐漸出現牙周袋的脫落，牙齦萎縮，牙槽骨的缺失最終導致牙齒脫落。

現今的牙齒美白手段是去專業的診所進行牙齒表面的拋光和用高濃度的H₂O₂進行漂白。這些常見的牙齒美白方式會破壞牙釉質、造成牙齒敏感并損傷口腔黏膜；牙周炎常見的治療方式是機械清除以及使用抗生素。而牙齒表面的生物膜由于胞外多糖的保護，抗生素很難接觸到細菌，大量服用這類藥物不但治療效果不理想，還會產生耐藥性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種介孔窄帶隙氧化鈦納米球及其制備方法和應用，以克服高糖飲食和口腔清潔不徹底導致的牙齒變色和細菌滋生生成生物膜從而誘發的牙周炎的問題，本發明工藝穩定、可控性強，制得的材料能在超聲激發下相較于傳統二氧化鈦能產生更多活性氧自由基團(ROS)，且能作為辣根過氧化物酶與H₂O₂反應生成ROS中氧化性最強的羥基自由基(·OH)，在低濃度H₂O₂的條件下便能將有色基團氧化為無色物質的同時殺死口腔中的細菌，去除生物膜；且氧化鈦介孔結構作為藥物的載體，可負載姜黃素等抗炎藥物，達到更好的治愈牙周炎的目的。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種介孔窄帶隙氧化鈦納米球的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：向無水乙醇中加入雙表面活性劑，然后加入鈦酸四丁酯及水，水解制備球狀介孔氧化鈦模板溶液；

步驟2：將球狀介孔氧化鈦模板溶液離心，產物經清洗后烘干，然后加入乙醇密封加熱反應，得到粉末；

步驟3：將粉末高溫燒結去除殘余有機物；

步驟4：將步驟3所得粉末與硼氫化鈉混合，在惰性氣氛下高溫還原，將還原后的粉末水洗烘干，得到介孔窄帶隙氧化鈦納米球。

進一步地，所述步驟1具體為：

將Pluronic?F68、正十二胺加入無水乙醇中，加熱至35～50℃攪拌溶解至溶液澄清透明，加入鈦酸四丁酯，攪拌下滴加水，滴加完成后攪拌均勻并靜置，得到球狀介孔氧化鈦模板溶液。

進一步地，所述Pluronic?F68、正十二胺、無水乙醇、鈦酸四丁酯和水之間的比例為1.5g：0.93g：1.2mL：(15～20)mL；

所述水的滴加速度為3～5mL?min^-1，攪拌的速度為1400r?min^-1，滴加完成后繼續攪拌60min，然后靜置12h。

進一步地，所述步驟2具體為：

將球狀介孔氧化鈦模板溶液離心，并用無水乙醇清洗產物若干次后在60℃下烘干，取烘干樣品加入乙醇，密封后160℃加熱12h，得到粉末。