[发明专利]一种齿科修复用低收缩率纳米复合树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于齿科用修复材料的制备领域，特别涉及一种齿科修复用低收缩率纳米复合树脂及其制备方法。

背景技术

龋病是一种由口腔中多种因素复合作用所导致的牙齿硬组织进行性病损，表现为无机质的脱矿和有机质的分解，并在牙齿上形成龋洞的一种疾病，是最常见的口腔疾病之一，平均龋患率高达80％，治疗的关键是修复材料。自1962年Bowen合成了著名的双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)之后，树脂基齿科修复材料凭借其操作方便、色泽美观、理化及生物性能优越等优点，极大满足了临床医生和患者对牙齿美容修复的要求，现已在一定程度上取代了银汞合金而广泛应用于前后牙牙体缺损修复，并逐步成为口腔修复和充填牙体缺损修复治疗中必不可少的重要材料之一。

由于口腔环境的特殊性和复杂性，齿科修复材料在服役过程中需要具备多种特性与功能，既要生物相容，又要微渗漏少、耐磨、美观、操作方便。虽然齿科修复材料已成为治疗所需的首选材料，但其存在的抛光保持性、耐磨持久性能欠佳及聚合收缩引起的微渗漏所导致的继发龋等问题还有待进一步解决。

随着有机合成技术的发展和应用，科研学者通过开发多种新型有机单体，如环状聚合物、硫醇-烯单体体系和双酚A甲基丙烯酸类单体衍生物等，使复合树脂的聚合收缩率降低至2％左右，但部分合成工艺仅限实验室规模，难以规模化生产，且硫醇-烯单体等体系存在生物安全隐患，因此人们更加关注无机填料的发展。无机填料是决定有机/无机复合修复树脂材料物理-机械性能和临床应用的关键成分。在复合树脂中，无机填料作为分散相可以增强材料的机械性能、耐磨性、刚性，减少聚合体积收缩，改善折光性能，部分填料还具有遮色和X射线阻射性能，此外还具有降低成本的作用。综上可知：无机填料的种类、粒径及其分布对树脂材料性能起着决定性作用。因此，新型齿科修复树脂材料必须具备较低的聚合收缩率、优异的抛光保持性及耐磨持久性能的同时，还需有良好的力学性能。

近年来，随着纳米科技在无机填料方面的发展，笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)纳米粒子在修复树脂中的应用得到了科研工作者的广泛关注，该纳米结构的引入有望赋予材料优异的综合性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种齿科修复用低收缩率纳米复合树脂及其制备方法，该制备方法简单，对设备要求低，适合于工业化生产，得到的齿科修复树脂不仅具有较低的收缩率，还具有优异的抛光保持性及耐磨持久性能，此外树脂材料中的有机和无机组分相容性良好。

为了解决上述问题，本发明提供了一种齿科修复用低收缩率纳米复合树脂，包括有机基体、引发剂体系及硅烷化无机填料，其特征在于，还包括低聚倍半硅氧烷(Polyhedral oligomerie silsesquioxane，简称POSS)纳米粒子，各组分的质量含量分别为：有机基体18-29％、引发剂体系1-2％、硅烷化无机填料59-78％、低聚倍半硅氧烷(POSS)纳米粒子2-20％。

优选地，所述的有机基体以双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)或氨基甲基丙烯酸酯双甲基丙烯酸酯(UDMA)为主单体，其他单体为二甲基丙烯酸三乙二醇酯(TEGDMA)；其中，主单体的重量与其他单体重量总和的比为5-7∶5-3。

优选地，所述的引发剂体系包括主引发剂及助引发剂，主引发剂为樟脑醌(CQ)、二苯甲酮(BP)或1-苯基-1，2-丙二酮(PPD)；助引发剂为对二甲氨基苯甲酸乙酯(4-EDMAB)或N，N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)；其中，主引发剂与助引发剂的质量比为1∶1-4。

优选地，所述的硅烷化无机填料的原料包括小颗粒填料及大颗粒填料，小颗粒填料为纳米二氧化硅，其粒径为10-100nm；大颗粒填料为二氧化硅团簇或微米二氧化硅，所述二氧化硅团簇的粒径为0.02-4.00μm，微米二氧化硅的粒径为1-5μm；其中，小颗粒填料和大颗粒填料的重量比为3-4∶7-6。

优选地，所述低聚倍半硅氧烷纳米粒子为八乙烯基硅倍半氧烷(即八乙烯基-POSS)或七乙基-甲基丙烯酸基多面低聚倍半硅氧烷。

本发明还提供了上述齿科修复用低收缩率纳米复合树脂的制备方法，其特征在于，将有机基体、引发剂体系、硅烷化无机填料及低聚倍半硅氧烷(POSS)纳米粒子共混均匀，得到未固化的纳米复合树脂糊；然后经过抽真空抽除树脂糊状材料中的气泡；最后放入模具中经可见光固化后即可得到齿科修复用低收缩率纳米复合树脂。