[发明专利]纳米含氟高强树脂牙科材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型光固化树脂牙科材料，以及用于该材料制备中的粉末分散技术。

技术背景：

现代的牙科材料一般用可聚合的单体，多数为甲基丙烯酸酯类与无机填料及聚合引发剂所组成的复合材料。自从Rafael L.Bowen发明BisGMA单体后，这类的材料得到迅速的发展，目前，已广泛用于牙科充填材料、齿冠、点桥、掺和料、镶嵌材料、外镶材料及人造牙和烤瓷牙的修补等。但是随着人们对口腔材料的认识逐渐加深，对牙科材料提出的要求更高，不仅仅要求其具有特定的功能，而且要求其具有生物活性，能够抗细菌、抗牙龋的多功能树脂材料就成为新产品研发的方向，在未来的市场中，只有这种多功能的材料才能够满足人们的需求。

许多研究已经证实，如果牙齿充填的材料具有释放氟离子的能力，充填体边缘的继发龋明显减少。其主要的原因是：材料所释放的氟离子能够扩散至相邻牙齿的硬组织中去，并与牙体中的羟基磷灰石结合，从而提高牙齿硬组织的抗龋坏能力。在长期的临床研究实践中发现，第五类牙龋修补中，如果牙本质有微小裂缝，使用玻璃离子体水门汀，发生继发龋的现象远远少于单独使用不含氟复合树脂.其原因是前者能够释放出氟离子，提高了牙齿的抗龋能力。现在市场上一般的玻璃离子体水门汀或是树脂增强的玻璃离子体水门汀，释放氟离子的量或太少，或持续一段时间便迅速下降，加之这种材料本身的强度与抗磨损性能差，因而在实际应用中受到了很大程度的限制。

引入氟的途径有二.

一是采用含氟单体，该法在国外已有研究和应用，如Rawls、US4,515,910、US4,572,920等都描述了使用含氟单体与甲基丙烯酸酯的聚合。US5,037,638研发的一种含HF单体，虽然可以提高产品释放氟离子的能力，但聚合性能受到影响，结果还不能令人满意。

二是在非极性或弱极性高分子树脂中直接加入含氟的无机盐.由于二者相容性差，产生明显的相分离，会导致材料的力学性能下降。

复合树脂中硅粉的x射線阻射性较差，即使在玻璃粉中加入一定量钡或锶等元素，效果仍不十分理想。如：加入20％以上的钡或锶，其较高的折光指数，导致复合树脂的光透过率过下降，影响牙齿的美观性。因此，探索新的材料或制备方法，以改善复合树脂的阻射性，成为提高复合树脂牙科材料内在质量和性能的必要手段之一。

由于纳米X光阻射性粉末的粒径远低于可见光的波长，不影响光波在基体中的传输，对于制备美观的复合树脂牙材料具有重要意义。使用纳米粉末可以极大地改善复合树脂的抛旋光性能和耐磨性，但存在的问题是纳米粉末的自身聚集性。这种现象是由于纳米粉末的极高比表面及粉粒之间的相互作用造成的，其相互作用包括氢键和范德华引力。这些力使纳米粉粒聚集成链状、环状，结果是明显影响到材料的流动性及临床操作手感，并造成材料流变不稳定，即材料粘度会随时间而变化。另外，这种自聚集现象可导致粉末分散的不均匀性，所产生的纳米粉末聚集区可能会成为应力开裂的发源点或区域。因此，较好地分散纳米粉是非常重要的制作环节。现有的分散技术包括三轴辊磨，超声振荡，及气动高速分散等，但均不经济高效。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种具有生物活性，能够抗细菌、抗牙龋的多功能可聚合的牙科树脂复合材料，以及为制备该材料而实施的经济高效的纳米硅粉的分散方法。

一种纳米含氟高强树脂牙科材料，由甲基丙烯酸酯类单体、引发剂和无机填料组成，甲基丙烯酸类单体和引发剂占树脂牙科材料总重量的15～50％，无机填料占总重量的50～85％；所说的甲基丙烯酸酯类单体包括单体A和单体B，单体A是一种低分子量单或双官能团的单体，其用量为甲基丙烯酸酯类单体总重的10～70％，单体B是树脂的主体，为双官能团的单体，含芳香基团或氨酯基，其用量为甲基丙烯酸酯类单体总重的29～80％；引发剂用量为甲基丙烯酸酯类单体总重的0.5～3.5％；所说的无机填料，含有CaO-SiO₂-Al₂O₃-P₂O₅-F氟基硅酸盐生物陶瓷粉，其占树脂牙科材料总重量的2.4～66％。

本发明的甲基丙烯酸酯类单体，还可以包括单体C或/和单体D，单体C是多官能团的单体，单体D是低分子量的聚合物；单体C或/和单体D用量为甲基丙烯酸酯类单体总重的0～40％。