齿科光敏树脂材料的制备及性能研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhengj5817
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齿科光敏树脂材料,因其色泽美观、操作简单、固化速度快以及较好的生物相容性等一系列的优点,极大地满足了患者和医生对牙齿美容修复的要求,在临床上得到广泛的应用和好评。在我国,光固化复合树脂的研究才刚刚开始,技术尚不成熟,材料的性能远落后于进口产品,且品种贫瘠。目前,进口产品已经垄断了整个国内市场。因此,研究出性能优良、物美价廉的光固化复合树脂来代替进口产品具有重大的意义。  目的:  本文首先研制了齿科光固化复合树脂,利用相同的基质,改变配方和固化原理进一步制备了双组份粘接剂。最后,对光固化复合树脂的细胞相容性进行了初步评价。  方法:  1、采用两步法制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),通过单因素试验和正交试验考察了阻聚剂、催化剂、反应温度、反应时间以及反应配比对实验的影响。  2、合成双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA),通过单因素实验考察了催化剂、催化剂用量和反应配比对实验的影响。  3、采用两步法合成不饱和磷酸酯,通过对配比和温度分别进行单因素实验,得出最佳反应条件。  4、利用溶胶-凝胶法合成生物活性玻璃陶瓷,通过不同的组分方案设计,通过对产物的XRD分析,确定最佳合成方案。  5、通过分子结构改性,配方优选实验,制备齿科修复用光固化复合填充树脂,并测定其力学性能,确定光固化复合树脂的最优化配方。  6、通过系统的条件实验,获得制备齿科树脂材料粘接剂的最优化配方,并以万能力学试验机测试粘接剂的剪切力。  7、通过体外细胞毒性检测的方法,以鼠成纤维细胞L-929来检测材料的细胞毒性,检测手段为MTS法。根据医用生物材料安全性评价和国际标准(ISO10993-5:1992)进行毒性评价。  结果:  1、采用传统的两步法,合成了双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA),确定了该组分的最佳合成条件:反应配比为1∶4,温度控制在110-120℃,时间5h,催化剂为正四丁基溴化铵。在这种条件下合成的产物,反应的产率可达95.3%。  2、合成了双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA),确定了该组分的最佳合成条件:反应的最佳配比为2.01,温度为65℃,催化剂为N,N-二甲基对甲苯胺,催化剂的量为3%。对产物进行了红外谱图,证明产物为双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)。  3、环氧树脂合成反应的最佳反应条件为:反应物为甲基丙烯酸、催化剂为三乙胺、催化剂的量为1%-1.5%之间,反应温度为95℃。最后对产物进行了红外光谱进行了表征。  4、不饱和磷酸酯的合成采用两步法进行,通过对配比和温度分别进行单因素实验,得出最佳反应条件,制备了新戊二醇甲基丙烯酯型和甲基丙烯酸羟乙酯型两种类型的不饱和磷酸酯,并验证其结构。  5、利用溶胶-凝胶法合成生物活性玻璃陶瓷,通过不同的组分方案设计,通过对产物的XRD分析,得出最佳组分为22.1%CaO、24.4%P2O5、34.4%SiO2、8.8%K2O、7%Al2O3、3%Li2O。  6、将三种基质树脂、四种活性稀释剂、光引发剂、填料以及助剂等混合制备出光固化复合树脂,通过压缩试验对其性能进行测试,得出光固化复合树脂的最佳反应配比。基质树脂双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯18.93%,环氧甲基丙烯酸树脂18.93%,不饱和磷酸酯3.15%,PUA3.15%,TMPTA12.62%,TPGDA3.15%,CQ0.32%时,其力学性能已达到3M进口产品ESPE FiltekTM Z350XT复合树脂的137%。  7、通过系统的条件实验,获得制备齿科树脂材料粘接剂的最优化配方:Bis-GMA,环氧甲基丙烯酸树脂,聚氨酯甲基丙烯酸树脂和不饱和磷酸酯混合使用,用量控制在60%~70%左右;活性稀释剂TMPTA和TPGDA混合使用,总量控制在25%左右;以纳米二氧化硅为主,纳米二氧化锆和生物活性玻璃陶瓷为辅组成的体系,含量控制在30%~40%;引发剂选用过氧化苯甲酰(BPO),促进剂选用N,N-二甲基对甲苯胺;光引发体系以樟脑醌为主,TPO为辅,DMAM为共引发剂组成的体系;流平剂的量控制在1-2%之间。  8、选用MTS法,以L929细胞进行生物相容性实验,检测材料浸提液对细胞增殖活力的影响,确定材料的毒性级别。评价结果已达到国际标准。  结论:  1、以系统的条件实验确定最优化工艺,制备了双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯,环氧树脂等树脂基质的组分,达到较高的产率。  2、不饱和磷酸酯是一类碳数在4-8之间的软单体,它的结构决定了它具有流动性好的特点。一方面它可以用来填充硬单体网状结构的空隙。另一方面由于其具有自身官能团,可以提高与其他单体聚合的反应活性。自身的磷酸基团还可以和牙齿中的Ca2+形成络合配位键,增加了与基材的附着力。  3、确定了齿科光固化复合树脂的最佳制备条件。  4、以化学固化机制结合光固化机制的双重固化效应,制备双组份齿科粘接剂,可以实现较为理想的粘接效果。  5、确定了齿科光固化粘接剂的最佳制备条件。  6、以鼠成纤维细胞L-929来检测材料的细胞毒性,结果为0-1级,在生物学可接受的范围内。
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