[发明专利]抗菌矿化水凝胶与前体材料及其制备和应用方法

说明书

本发明公开了一种具有抗菌和矿化功能的凝胶及其前体材料与其制备及应用，所述凝胶材料通过所述前体材料静置交联得到，所述前体材料包括由多巴胺基团接枝大分子聚合物得到的改性大分子聚合物、光敏剂及含有钙和硅元素的生物活性玻璃，所述改性大分子聚合物为多巴胺和/或盐酸多巴胺与氧化后的所述大分子聚合物形成的席夫碱类聚合物。本发明的水凝胶材料同时具有良好的杀菌及矿化能力及生物安全性。

技术领域

本发明属于水凝胶材料的技术领域，具体涉及抗菌矿化水凝胶的技术领域。

背景技术

口腔中细菌侵蚀引发的牙齿脱矿是龋齿产生的重要因素，如若想阻止龋齿的产生和发展，必须同时解决细菌侵蚀和牙齿脱矿的问题，即需要杀死细菌的同时促进牙齿再矿化。传统的杀菌手段通常为使用抗生素及抗菌剂。其中，抗生素虽然简单有效，但容易使细菌产生耐药性，从而导致抗生素效力下降乃至失效；而许多抗菌剂在杀死细菌的同时，也会对人体产生一定的危害，亟需一种高效杀菌且生物危害低的材料。

光热/光动力疗法近年来因其高效性、低耐药性和可控性而广受欢迎，基于可产生热能和单线态氧的光敏剂为基础，设计可负载光敏剂的抗菌水凝胶具有重要意义。进一步引入能释放钙磷离子的生物活性玻璃作为矿物质来源，有望在牙齿表面促进无定型磷酸钙和羟基磷灰石的形成。但面对口腔复杂的动态液体环境，如何设计制备能有效负载光敏剂和生物活性玻璃的材料仍然是重要难题。

因而，开发同时具有杀菌及矿化能力的、具有较高生物安全性的水凝胶材料为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出一种兼具杀菌矿化能力的水凝胶材料及其前体材料的制备方法，所制得的水凝胶材料同时具有良好的生物安全性。

本发明的技术方案如下：

具有抗菌和矿化功能的水凝胶的前体材料的制备方法，其包括：

获得改性大分子聚合物；

将光敏剂、生物活性玻璃、水及所述改性大分子聚合物混合，得到所述前体材料；

其中：

所述生物活性玻璃含有钙和硅元素；

所述改性大分子聚合物为多巴胺和/或盐酸多巴胺与氧化后的透明质酸形成的席夫碱类聚合物；

根据本发明的一些优选实施方式，所述光敏剂选用吲哚菁绿。

根据本发明的一些优选实施方式，所述生物活性玻璃的质量为所述前体材料总质量的5-15％。

根据本发明的一些优选实施方式，所述光敏剂的质量为所述前体材料总质量的0.8％-1.6％。

根据本发明的一些优选实施方式，所述改性大分子聚合物的质量为所述前体材料总质量的38％-55％。

根据本发明的一些优选实施方式，所述改性大分子聚合物的获得包括：

向加有pH为5的磷酸盐缓冲液的透明质酸中加入高碘酸钠，在避光环境下进行反应，将反应后的产物体系进行截留分子量为7000的水透析，并将截留液进行冻干，得到氧化后的透明质酸；

将所述氧化后的透明质酸与盐酸多巴胺在pH为5的磷酸盐缓冲液中进行反应，将反应后的产物体系进行截留分子量为7000的水透析，并将截留液进行冻干，得到多巴胺改性的透明质酸，即所述改性大分子聚合物。

上述制备方法：透明质酸中的羟基被高碘酸钠氧化为醛基，再与盐酸多巴胺形成席夫碱，得到多巴胺改性大分子聚合物。

根据本发明的一些优选实施方式，所述透明质酸与所述高碘酸钠的质量比为1:0.5。

根据本发明的一些优选实施方式，所述氧化后的透明质酸与所述盐酸多巴胺的质量比为1:1。