[发明专利]一种甲基丙烯酸酯改性有机硅季铵盐及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种甲基丙烯酸酯改性有机硅季铵盐及其制备方法和用途，本发明的甲基丙烯酸酯改性有机硅季铵盐同时具备硅氧烷基团、阳离子季铵基团和甲基丙烯酸酯基团；其不仅能够行使硅烷偶联剂的功能，提高修复体粘接强度及耐久性，还能通过阳离子季铵基团赋予粘接界面抗菌功能，有效避免继发龋的发生，从而显著改善粘接修复的长期治疗效果。所述的甲基丙烯酸酯改性有机硅季铵盐包括以下结构：

技术领域

本发明属于医药技术领域，涉及可应用于牙科的兼具粘接、偶联和抗菌功能的甲基丙烯酸酯改性有机硅季铵盐。

背景技术

目前各类树脂修复材料以及依靠树脂水门汀粘固的修复体应用日益广泛，满足了医患双方对美容修复的需求和生物安全性的要求。但大量临床调查及实验室研究均指出，修复体粘接强度不足和边缘牙体组织继发龋仍是目前导致口腔粘接修复失败的最主要的两个原因。

修复体表面处理技术是提高粘接强度的关键。作为无机物和有机物界面之间的“分子桥”的硅烷偶联剂可以将两种性质不同的材料联接在一起，从而有效地改善界面粘接强度，同时避免了一些机械性表面处理造成的修复体表面结构破坏、适合性(修复体与牙齿结合的精确度或密合度)降低等问题。因此，硅烷偶联剂处理是极具推广潜力的一种提高修复体粘接强度的表面处理方式。

细菌是龋病发生、发展的先决条件。由于目前口腔粘接修复所使用的树脂类材料尚不能彻底消除粘接界面上的微渗漏，细菌及其代谢产物到达粘接界面及底层牙体组织的途径也就持续存在，最终导致继发龋。牙科季铵盐单体分子一端的甲基丙烯酸酯基团能与其它牙科单体共聚形成高分子交联网络，另一端的阳离子季铵基团具有接触杀菌效果，且抗菌成分本身不会溶出损耗。添加季铵盐抗菌单体的牙科修复材料，能利用其有效抗菌成分持续杀灭存在于牙齿表面或进入粘接界面的细菌，是目前防治龋病最有效、最直接的途径。

尽管硅烷偶联剂和季铵盐抗菌修复材料的应用显著改善了粘接修复的效果，但在口腔粘接修复操作中两种不同材料是分步骤使用的，粘接修复相对繁琐和技术敏感性强的问题(操作难度高、容易操作失误)仍然困扰着许多临床医生。有机硅季铵盐分子同时具备硅氧烷基团和阳离子季铵基团这两种特征官能团，与牙科材料中使用的硅烷偶联剂和季铵盐抗菌单体分别有类似之处，但缺乏能与牙科树脂单体共聚的基团。

美国佐治亚健康科学大学Franklin R Tay教授课题组尝试了将有机硅季铵盐DC-5700、四乙氧基硅烷和γ-MPS混合，采用溶胶凝胶法水解缩合反应获得了季铵基甲基丙烯酸基硅烷化合物，证实了该化合物够添加到多种牙科树脂类材料中并具有良好的接触抗菌效果[Gong SQ,Niu LN,Kemp LK,Yiu CK,Ryou H,Qi YP,Blizzard JD,Nikonov S,Brackett MG,Messer RL,Wu CD,Mao J,Bryan Brister L,Rueggeberg FA,Arola DD,Pashley DH,Tay FR.Quaternary ammonium silane-functionalized,methacrylateresin composition with antimicrobial activities and self-repairpotential.Acta Biomater.2012；8:3270-3282.]。但这种化合物属于络合物，化学稳定性不足且溶解性差，容易从粘接剂中析出。为了提高溶解稳定性，Franklin R Tay等尝试用二甲基二乙氧基硅烷取代四乙氧基硅烷，继续合成新的化合物[Zhang W,Luo XJ,Niu LN,LiuSY,Zhu WC,Epasinghe J,Chen L,Li GH,Huang C,Mao J,Pashley DH,Tay FR.One-potsynthesis of antibacterial monomers with dual biocidal modes.J Dent.2014；42:1078-1095]。但受制于水解缩合法反应自身的缺点，很难精确控制产物的结构，除目标化合物外还生成了4种副产物，目标化合物难以从不同化合物的混合物中分离、纯化，且目标化合物的骨架结构中含有可逆水解键，稳定性仍然不足。