一种牙科材料及其制备方法和用途
阅读说明：本技术 一种牙科材料及其制备方法和用途 (Dental material and preparation method and application thereof ) 是由 程磊 郭笑 周学东 李继遥 张玲 李明云 于 2020-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种牙科材料,它包括树脂类根管封闭剂和DMADDM,还包括磁性纳米粒子MNP。该材料能够在保持封闭剂自身材料性能的同时,提高根管封闭剂的牙本质小管渗透率及抗菌性,从而达到制备新型的具有有效抗菌性能及牙本质渗透率的树脂型根管封闭剂材料的目的。(The invention provides a dental material, which comprises a resin root canal sealer, DMADDM and magnetic nano-particles MNP. The material can improve the dentinal tubule permeability and antibacterial property of the root canal sealant while maintaining the material performance of the sealant, thereby achieving the purpose of preparing a novel resin type root canal sealant material with effective antibacterial property and dentinal permeability.)
技术领域
本发明属于牙科材料领域。
背景技术
牙髓根尖周病是一类发生于牙髓及根尖周组织的细菌感染性疾病，经过完善规范化的根管治疗后仍有10％至15％的失败率，并可能发展成为迁延不愈性根尖周炎。主要有两大影响因素造成根管治疗失败。1、感染控制不佳，根管内细菌生物膜清除不到位。例如根管常见细菌粪肠球菌可侵入牙本质小管生长，根尖周部位可检出复杂的细菌生物膜导致根尖周组织破坏。2、复杂的根管系统解剖结构，存在副根管、根尖分歧、根尖分叉、根管峡部、C型根管等复杂结构，传统的根管预备难以深入复杂的根管系统中彻底清除致病生物膜，在根管狭小部位及牙本质小管深处仍存在残留细菌。
根管充填作为根管治疗的重要步骤，起到了封闭根管，阻绝细菌再感染的作用。根管充填常采用核心充填材料与根管封闭剂共同充填根管，根管封闭剂与根管壁，牙本质小管间形成微渗漏造成细菌再次感染，导致根管治疗的失败。
目前临床常用的根管封闭剂有氧化锌丁香类根管封闭剂、氢氧化钙类根管封闭剂、树脂类根管封闭剂、生物陶瓷类封闭剂、多聚甲基硅烷类根管封闭剂、玻璃离子类根管封闭剂。
其中，树脂类根管封闭剂主要包括AH-26、AH-plus、Endorez、Realseal、2Seal、Diaket以及Epiphany等。
DMADDM是一种新型季铵盐类的抗菌单体，将一定量DMADDM加入到牙科材料中，能够在不损伤自身材料性能的前提下，展现出对细菌及生物膜的抗菌作用。
发明人研究发现，将DMADDM以质量分数2.5％左右的比例加入树脂类根管封闭剂中，在不影响材料自身性能的前提下对多菌种生物膜产生了一定的抗菌效果。然而，临床使用中却发现加入DMADDM的根管封闭剂对牙本质小管内的治疗活性还有待提升。
发明内容
基于DMADDM改性树脂类根管封闭剂对牙本质小管内治疗时在的问题，发明人进行了进一步的研究，最终发现，由于根管系统本身十分复杂，除了主根管外存在例如根尖分歧、根尖分叉、副根管、牙本质小管等结构，加入DMADDM的封闭剂虽然具备了抗菌性，但是并不能深入至牙本质小管中。
如何能够促进DMADDM改性树脂类根管封闭剂进入到根管中更为细小的结构内，是本发明需要解决的问题。
磁性纳米粒子(Magnetic nanoparticles，MNP)——四氧化三铁纳米粒子，由于其具有粒径小及良好的磁响应性，能够在磁场作用下发生定向移动。目前，MNP在牙科材料中，已经加入到牙科粘接剂，并证实可以增强复合树脂材料与牙本质的粘接力。但是，其是否可以改善DMADDM改性树脂类根管封闭剂深入牙本质小管的性质，目前还未见报道。
本发明以改性复合材料的细胞毒性、溶解性、牙本质小管渗透率及抗菌性等多个性能为指标，对MNP与DMADDM改性树脂类根管封闭剂的配合关系进行考察，最终发现，使用MNP改性DMADDM改性树脂类根管封闭剂，能够在保持封闭剂自身材料性能的同时，提高根管封闭剂的牙本质小管渗透率及抗菌性。
具体地，本发明提供了一种牙科材料，它包括树脂类根管封闭剂和DMADDM，还包括磁性纳米粒子MNP。
根据实验结果发现，所述磁性纳米粒子MNP的质量分数可以是1-2％。在此用量下，具有良好的生物安全性、渗透性和抗菌性。
本发明中，MNP的质量分数，是以MNP/EndoREZ两者的质量比计算。
DMADDM的质量分数可以根据临床实践报道的内容规定，例如可以是2.5％。本发明中，DMADDM的质量分数，是以DMADDM/EndoREZ两者的质量比计算。
本发明中，所述树脂类根管封闭剂选自甲基丙烯酸酯类树脂型根管封闭剂。
本发明对树脂材料的选择，是基于该类树脂可以与DMADDM等发生交联，避免原料在长期使用过程中从树脂中脱离而造成生物安全性问题。EndoREZ是临床常用的甲基丙烯酸酯类树脂型根管封闭剂，具有化学及光双重固化，X射线阻射性，亲水性等特性，在去除玷污层后，能够一定程度的进入侧枝根管或牙本质小管中，形成树脂突增加固位与封闭作用。
本发明牙科材料中，除了前述三种材料外，还可以加入牙科材料常用的其他助剂；又或者，还可以将本发明牙科材料与其他已知的治疗材料搭配使用或者联合治疗。
本发明还提供了上述牙科材料的制备方法，它是将所述原料混合而成。混合过程中，温度等条件参考树脂等原料的说明书即可。本发明中，可以是在室温下进行混合。
本发明还提供了上述牙科材料在制备抗菌产品中的用途。
本发明还提供了述牙科材料在制备抗细菌生物膜的产品中的用途。
进一步地，所述细菌包括粪肠球菌、戈登链球菌、内氏放线菌或嗜酸乳杆菌中的一种或多种。
本发明还提供了上述牙科材料在制备治疗龋齿的产品中的用途。
本发明的有益效果是：
本发明在抗菌树脂根充封闭剂研究的基础上，通过磁性纳米粒子的添加、筛选和以及对改性后的根管封闭剂细胞毒性，溶解性及封闭剂渗透率的优化研究，以探究MNP与EndoREZ的最佳用量关系，制备新型的自身具有有效抗菌性能及根理化性能的树脂根管封闭剂材料，以改善原有根管封闭剂的性能，抑制根管内残留细菌的生长，严密封堵根管，提高根管治疗成功率。
附图说明
图1含不同质量分数MNP改性的抗菌树脂型根管封闭剂的细胞毒性
图2含不同质量分数MNP改性的抗菌树脂型根管封闭剂的溶解性
图3含不同质量分数MNP改性的抗菌树脂型根管封闭剂的牙本质渗透性
图4含不同质量分数MNP改性的抗菌树脂型根管封闭剂糊剂的抗菌性
附图中，“2.5％DMADDM”是指含有DMADDM质量分数为2.5％的EndoREZ；“2.5％DMADDM+1％MNP”是指含有DMADDM质量分数为2.5％、同时含有MNP质量分数为1％的EndoREZ；“2.5％DMADDM+2％MNP”是指含有DMADDM质量分数为2.5％、同时含有MNP质量分数为2％的EndoREZ。
具体实施方式
材料、仪器
树脂型根管封闭剂EndoREZ(Ultradent Products,Inc.,South Jordan,UT,USA)DMADDM(Dimethylaminododecyl methacrylate，二甲基氨基十二烷基甲基丙烯酸酯)，L929细胞，粪肠球菌，戈登链球菌、内氏放线菌、嗜酸乳杆菌，单根管离体牙，罗丹明B；酶标仪，慢速切割机，共聚焦显微镜，细胞培养箱，细菌培养箱、恒温箱，电子天平，模具等。
实施例1
称取一定量根管封闭剂EndoREZ，加入质量分数为2.5％的DMADDM，按照1％的质量分数加入磁性纳米粒子MNP，常温下进行调拌处理5min，即得本发明牙科材料。
实施例2
称取一定量根管封闭剂EndoREZ，加入质量分数为2.5％的DMADDM，按照2％的质量分数加入四氧化三铁磁性纳米粒子MNP，常温下进行调拌处理5分钟，即得本发明牙科材料。
实施例3筛选及性能测试
(1)实验材料的制备
分别称取一定量根管封闭剂，加入质量分数为2.5％的DMADDM，等比例分成3组，按照0％，1％，2％的质量分数加入MNP，常温下进行调拌处理5分钟，备用。
EndoREZ组，常温下进行调拌处理5分钟，备用。
(2)性能检测
按照质量分数分组，分别对上述材料的细胞毒性、溶解性能、封闭剂对牙本质渗透性、抗菌性能进行检测，每组6个样本
A、细胞毒性实验
1、将制备好的不同组别的材料放置入内径为5mm，高度为2.5mm的圆柱形模具中，后将制备好的样本放入37℃，100％湿度的恒温箱中7天，使其固化。
2、固化后的样本经环氧乙烷低温消毒后，放入细胞培养基中浸泡24小时，得到浸提液后过滤备用。
3、将浸提液加入铺满L929成纤维细胞的96孔板中，细胞培养箱中培养24小时，加入CCK-8试剂，反应1小时后，酶标仪595nm波长下测其读数，得到细胞毒性。
B、溶解性实验
1、样本制备：将实验材料放入内径为5mm，高度为2.5mm的圆柱形模具中，后将制备好的样本放入37℃，100％湿度的恒温箱中7天，固化；
2、将固化后的样本称量，精确到0.001g，记录其读数为M1；
3、将每个称量后的样本浸泡入10mL去离子水中，并放入37℃恒温箱中，14天后取出，将样本放入37℃恒温箱中7天，烘干样本；
4、将烘干后的样本称重，记录其结果为M2
5、计算其质量丢失分数S＝(M1-M2)/M1*100％
C、牙本质渗透性检测
1、将收集的单根管离体牙常规开髓后进行根管预备，吸潮纸尖吸净根管内水分，随机分为4组，每组6个牙齿；
2、将合适的主牙胶尖蘸取适量0.1％罗丹明B及前述不同实验材料，采用冷侧压方式充填根管，充填完成后在样本的颊舌侧距样本5mm的位置各放置一直径10mm，厚度5mm圆形磁铁，流体树脂封闭根管口，将充填完成的牙齿置于37℃恒温箱中7天；
3、采用慢速切割机牙齿距根部8mm进行水平切割，获得1±0.1mm厚的牙齿切片。将牙齿切片在激光共聚焦显微镜(激发光543nm)的4倍镜下进行观察，得到牙齿的截面代表图像；
D、抗菌性实验
1、以48孔板盖子作为模具制备树脂片，将制备好的不同组实验材料均匀涂布在制作好的树脂片上，每个树脂片上的实验材料质量为20mg，并置于24孔板中，放入37℃恒温箱下7天，使其充分固化，后用环氧乙烷低温消毒后备用；
2、选择持续性根尖周炎常检出细菌粪肠球菌、戈登链球菌、内氏放线菌、嗜酸乳杆菌构成多菌种生物膜模型，将每种细菌浓度调为106CFU/ml，以1:1:1:1混合，加入放有材料的24孔板中，每孔加入1.5ml菌液，培养48小时使其在样本表面形成生物膜；
3、将多菌种生物膜培养48小时后，吸净菌液，用灭菌后的PBS漂洗生物膜2遍，使用无菌枪尖刮掉材料表面生物膜，重悬于1mL的PBS溶液中。将溶液以10倍浓度梯度稀释，取100μL稀释后菌液涂布于BHI固体平板上，并用推棒均匀推开，将平板放置于37℃厌氧培养箱中培养48小时。取出平板计数单菌落数量，计算CFU。
(3)牙科材料内原料的质量分数确定
前述各性能测试实验结果，参见附图1～4。图1细胞毒性结果可看出，各各组的细胞存活率均大于75％，说明DMADDM与MNP同时加入的根管封闭剂仍具有良好的生物安全性。
图2溶解性结果同时加入2.5％DMADDM与2％MNP的封闭剂的溶解性相对于其他组的溶解性有所增加，2.5％DMADDM与2％MNP的封闭剂的溶解性过高会造成封闭剂材料溶解，影响其材料性能。
图3显示共聚焦显微镜下牙根不同部位的染料渗透进入牙本质小管的情况，2.5％DMADDM+1％MNP和2.5％DMADDM+2％MNP组染料渗透的的范围与深度较其他组都明显增高。
图4各组材料的抗菌效果，同时含有2.5％DMADDM和MNP组的根管封闭剂较EndoREZ组相比菌量明显减少，具有良好的抗菌效果。
根据前期性能检测结果，筛选出DMADDM与MNP同时加入根管封闭剂的最佳比例，含有2.5％DMADDM和1％MNP的EndoREZ牙科材料既不会影响材料本身的细胞毒性、溶解性能，且能赋予其优良的抗菌性能与牙本质渗透性。
因此，本发明中，在EndoREZ中确定添加DMADDM的质量分数为2.5％，添加MNP的质量分数为1％。