[发明专利]可用于抗菌牙齿嵌体制作的DNA-羟基磷灰石复合材料及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及生物材料技术领域，本申请提供了一种可用于抗菌牙齿嵌体制作的DNA‑羟基磷灰石复合材料及其制备方法、应用，该复合材料包括DNA‑季铵盐纳米纤维集合体矿化模板和原位矿化形成的羟基磷灰石；所述矿化模板及DNA‑羟基磷灰石复合材料具有抗菌性。本发明中的复合材料具有优异的力学性能，包括较高的杨氏模量和一定的韧性，同时具有优异的抗菌性能，可用于抗菌牙齿嵌体的制备。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种可用于抗菌牙齿嵌体制作的DNA-羟基磷灰石复合材料及其制备方法、应用。

背景技术

龋病和牙周病等口腔疾病对口腔健康产生了严重威胁，这些疾病一方面会损伤牙齿、导致牙齿的缺损，另一方面还会导致口腔炎症、牙齿疼痛等症状，对人们日常工作生活有很大影响。对于牙齿缺损，目前临床中多采用氧化锆陶瓷嵌体进行填补，使牙齿能够恢复其基本功能。但是，此类嵌体并不能改善口腔中龋病和牙周病等疾病状况，口腔健康还会继续受到威胁。因此，制备具有抗菌功能的牙齿嵌体，对于牙齿修复和口腔健康的长期保持具有重要意义。

羟基磷灰石是牙齿和骨的主要组成成分，在人体生命活动中发挥着不可替代的作用，人工合成羟基磷灰石类材料目前在生物医学领域，例如骨、牙齿等硬组织修复中展现出巨大的应用前景。然而，受限于目前的合成技术和无机材料本身特性，人工合成羟基磷灰石力学性能一般较差，尤其是韧性极低，这种材料特性很大程度上限制了其实际应用范围，特别是在牙齿修复方面的应用。目前，人们基于仿生策略构建出一些羟基磷灰石与有机材料的复合材料，例如矿化胶原材料、矿化水凝胶材料。这种方法在一定程度上可以提高人工合成羟基磷灰石材料的整体力学性能，但是胶原等有机物的引入会降低材料的模量，而且这类羟基磷灰石复合材料的韧性仍然较差。因此，目前对于抗菌功能嵌体及其制备还没有成熟有效的方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可用于抗菌牙齿嵌体制备的DNA-羟基磷灰石复合材料及其制备方法、应用，本发明中的复合材料具有优异的力学性能，包括较高的杨氏模量和一定的韧性，同时具有优异的抗菌性能，可用于抗菌牙齿嵌体的制备。

本发明提供了一种可用于抗菌牙齿嵌体制作的DNA-羟基磷灰石复合材料，其包括DNA-季铵盐纳米纤维集合体矿化模板和原位矿化形成的羟基磷灰石；所述矿化模板及DNA-羟基磷灰石复合材料具有抗菌性。

本发明实施例提供的DNA-羟基磷灰石复合材料产品表现出优异的力学性能，包括高杨氏模量、韧性，同时还展现出优异的抗菌活性，另外，可以通过计算机辅助设计制造技术(CAD/CAM)制作出与天然牙齿相似度极高、并具有抗菌功能的牙齿嵌体，可用于牙齿修复应用。

本发明实施例以DNA-季铵盐纳米纤维集合体起到矿化模板的作用，其在宏观尺度上是一种新的矿化模板。具体地，所述矿化模板包括静电纺一维纱线(纤维)材料和/或静电纺二维膜材料。本申请实施例所指的宏观尺度，是指肉眼可见的，相较于纳米级别的矿化。例如，一些实施例中矿化的一维纤维材料在直径是微米级别，其长度可调，毫米到厘米级别甚至更长；另一些实施例中矿化的二维膜材料的厚度是微米级别，宽度和长度也是大范围可调的。

在本发明的实施例中，所提供的可用于抗菌牙齿嵌体制作的DNA-羟基磷灰石复合材料，是由静电纺丝DNA-季铵盐复合物模板经过矿化制得；所述矿化的模板包括由静电纺纱技术制备的一维纱线材料，以及由静电纺丝技术制备的二维的膜材料。即，本发明实施例中所述的矿化模板是由静电纺丝纳米纤维组成，主要骨架材料是DNA(脱氧核糖核酸，DNA骨架是由磷酸与糖类基团交互排列而成)，骨架中的磷酸根为羟基磷灰石的形成提供了大量的成核位点；纳米纤维集合体形态包括膜材料和纱线材料两种，其中的组成单元纳米纤维具有大的比表面积，更有利于羟基磷灰石的矿化。作为优选，所述的DNA-季铵盐纳米纤维集合体，是具有大比表面积和高磷酸根密度的DNA-阳离子型表面活性剂矿化模板。