[发明专利]一种3D打印抗菌修复牙科医用材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印成型材料技术领域，具体涉及一种3D打印抗菌修复牙科医用材料及其制备方法。

背景技术

三维打印(Three Dimonsion Printing,简称三DP)是一种快速成型技术，可将计算机设计的三维模型数据分为层片模型数据，将特定原材料一层一层堆积成型直至完成整个实体的构建。三DP成型具有成本低、工作过程无污染、成型速度快等优点。

快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

虽然3D打印的材料已经包括了金属、陶瓷、聚合物、甚至出现了承载细胞的水凝胶，但是适用于3D打印的复合功能材料发展还很缓慢。目前，许多医疗用品和设备都很容易感染微生物，因此开发具有抗菌功能的医疗植入物至关重要。随着3D打印技术的发展，其应用范围越来越广泛，特别是在医用领域。3D打印的医学应用很多，主要是复杂的骨科和牙科手术。口腔医学中的复合树脂是一种由树脂基质加入已经过表面处理的无机填料和引发体系复合而成的粘接性修复材料。而光固化复合树脂是在20世纪60年代被引入牙科领域的，它主要由树脂基体、无机填料和光引发体系组成，制备过程简单。该材料具有色泽美观，强度高，粘结固位效果好，有良好的可塑性及固化后可打磨、抛光等优点；通过配制粘度适当的混合浆体，经过特定的光照射后固化，即可用于牙齿的缺损修复。因此在牙科修复领域受到了广泛关注。近些年来，为了提高牙科光固化复合树脂的耐磨性能和聚合度，降低聚合收缩，人们对其进行了深入的研究，以期全面提高材料的性能，延长材料的临床使用寿命，扩大材料的应用范围，并能最终取代银汞合金。口腔易滋生大量的细菌，如果植入带有抗菌效果的假牙，可以几乎全部杀死牙周细菌，有效减少蛀牙概率。其发展的前景无疑十分广阔，可能性远不止于此。如果得到进一步发展，这种3D打印的材料和技术将有望在未来为那些需要和大量病菌抗争的受感染病人带来福音。本发明提供了一种含有抗菌铵盐的3D打印复合牙科树脂，由于这些铵盐带正电，能让带负电细菌的细胞膜破裂，从而达到迅速杀死细菌的效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种耐磨性能好、聚合收缩低、使用寿命长、无毒、生物相容性好、抗菌效果持久高效的3D打印抗菌修复牙科医用材料及其制备方法。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

3D打印抗菌修复牙科医用材料，包括按重量份数计的如下组分：

丙烯酸酯类单体10-20％

Bis-GMA树脂30-50％

消泡剂0.3-0.8％

抗菌剂3-5％

引发剂1-3％

颜色添加剂1-5％

余量为二氧化硅。

具体地，所述的丙烯酸酯类单体为一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯中的一种。

具体地，所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

具体地，所述的抗菌剂为壳聚糖季铵盐。

具体地，所述的壳聚糖季铵盐的分子量为3000-10000g/mol。

具体地，所述的引发剂为樟脑醌与2,4,6一三甲基苯甲酰基膦酸乙酯按质量比1：(3-5)组成。

具体地，所述的颜色添加剂为天然氧化铁、雄黄和烟黑按质量比(3-5)：1：(1-3)组成。

具体地，所述的二氧化硅细度为500-1000目。

进一步，一种3D打印抗菌修复牙科医用材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将上述配方比例中80％的丙烯酸酯类单体与Bis-GMA树脂、消泡剂在温度为40-50℃下搅拌混合均匀；

(2)将剩下的20％的丙烯酸酯类单体用来溶解引发剂，待引发剂溶解完全后与步骤(1)的溶液混合均匀；

(3)将二氧化硅粉末、颜色添加剂、抗菌剂和步骤(2)的混合溶液加入混合机内充分搅拌分散，制得3D打印牙科医用材料。