一种抑菌性口腔义齿基托及其制备方法技术

本发明专利技术属于生物材料的技术领域，公开了一种抑菌性口腔义齿基托及其制备方法。所述抑菌性口腔义齿基托，由以下按重量份数计的组分制备而成：PM MA基牙科光敏树脂95‑99份，TiO21‑2份、PEEK1‑4份、硅烷偶联剂0.2‑0.4份；所述抑菌性口腔义齿基托通过3D打印机光固化打印成型。本发明专利技术还公开了抑菌性口腔义齿基托的制备方法。本发明专利技术的抑菌性义齿基托具有良好的生物相容性，良好的机械性能，良好的压缩强度、弯曲强度和抗冲击强度，并具有优良的抑菌性能具有持续抑菌效果，可以解决PMMA基树脂易微生物感染的问题。本发明专利技术的抑菌性口腔义齿基托制备方法简单。

A bacteriostatic denture base and its preparation method

The invention belongs to the technical field of biological materials, and discloses a bacteriostatic denture base and a preparation method thereof. The bacteriostatic denture base is prepared from the following components by weight: PM MA dental photosensitive resin 95 99, titanium 21 2, PEEK1 4, silane coupling agent 0.2 0.4, and the bacteriostatic denture base is cured and printed by 3D printer. The invention also discloses a preparation method of a bacteriostatic denture base. The bacteriostatic denture base of the invention has good biocompatibility, good mechanical performance, good compressive strength, bending strength and impact strength, and has excellent bacteriostatic performance and sustained bacteriostatic effect, which can solve the problem that PMMA resin is susceptible to microbial infection. The preparation method of the bacteriostatic denture base of the invention is simple.

【技术实现步骤摘要】
一种抑菌性口腔义齿基托及其制备方法
本专利技术属于生物材料制备领域，具体涉及一种抑菌性口腔义齿基托及其制备方法。
技术介绍
3D打印是一种利用普通打印机原理，将计算机与打印系统连接起来，通过计算机程序控制，使原料逐层堆积，快速成型的技术手段。3D打印具有个性化程度高、成型体积小、成本低、污染低、操作简单等优点，在生物材料领域尤其是骨科、口腔科等领域有着广泛应用。在牙科修复治疗中，基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的高分子材料广泛应用于制作义齿基托，其生物相容性好，无味，透明，有着良好的审美特征，同时，成本低，便于操作，患者接受度高。然而PMMA本身也存在机械强度低、脆性大，抗冲击强度低，在潮湿环境下机械性能和耐磨性降低过快等问题。除此以外，PMMA易感染性强，在口腔环境中极易微生物感染，因此，提高材料的机械性能和抗菌性能，是PMMA在牙科修复治疗中需要解决的主要问题。PEEK是一种熔点较高、模量低，强度高，不易磨损以及加工性能优异的线性芳香高分子半结晶聚合物，具有优良的机械性能，生物相容性，化学稳定性，并且能和多种增强填料复合。PEEK作为塑料增强体在工业领域有广泛应用，在生物材料领域主要作为植入材料应用在人工关节、脊椎等方向，在牙科领域受关注程度相对较低。纳米TiO2在紫外光照射下具有优异的光催化性能，表现出抗菌力强，抗菌谱广，抗菌作用持久和生物安全性良好等优点。不仅如此，纳米TiO2还具有纳米材料表面效应和小尺寸效应，可以增强PMMA机械性能。但是纳米TiO2亲水性强，与PMMA相容性极差。本专利技术采用微米级PEEK复合纳米级TiO2为增强体，增强PMMA光固化树脂，用于3D打印制备义齿基托，相比于单独的纳米TiO2增强体具有更优良的力学强度；相比单纯的PEEK增强体，赋予了树脂优异的抗菌性能。通过3D打印制备的口腔义齿基托具有优良的抑菌性和生物活性，制备工艺简单，生产成本低，在生物医学领域以及抗菌性能上具有潜在的应用优势。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种抑菌性口腔义齿基托。本专利技术的另一目的在于提供通过上述抑菌性口腔义齿基托的制备方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种抑菌性口腔义齿基托，由以下按重量份数计的组分制备而成：PMMA基牙科光敏树脂95-99份，TiO21-2份、PEEK1-4份、硅烷偶联剂0.2-0.4份；所述硅烷偶联剂为KH570；所述抑菌性口腔义齿基托通过3D打印机光固化打印成型。所述PMMA基牙科光敏树脂，粘度(23℃)：1.0-1.5Pa·s；吸水率：32μg/mm3；水溶性：1.6μg/mm3；单体残留量：≤1％，购于EVISIONTEC公司，其型号为E-Denture；所述TiO2为纳米TiO2，晶型为金红石晶型，外观为白色蓬松粉末，平均粒径为20-30nm，干燥失重≤0.5％，灼烧失重≤1.0％。所述PEEK平均粒径为10-15μm；选自英国威格斯450G超细微米粉末，外观为白色超细粉末，密度为1.3g/cm3，熔点为343℃，玻璃化转变温度为143℃，具有亲油性，水接触角大于90°。所述抑菌性口腔义齿基托的制备方法，包括如下步骤：1)采用硅烷偶联剂改性TiO2，获得改性填料；2)将改性填料与PEEK在溶剂中混匀，获得分散液；将PMMA基牙科光敏树脂分散于分散液中，去除溶剂，3D打印成型，获得抑菌性口腔义齿基托。步骤1)中采用硅烷偶联剂改性TiO2在乙醇中进行，回流反应4～10h。步骤2)中所述溶剂为乙醇、丙酮等易挥发溶剂。所述混匀是指先机械搅拌，再超声分散；机械搅拌时间为30-120min，超声分散时间为30-60min；步骤2)中所述分散是指先机械搅拌，再超声分散；机械搅拌时间为1-2h，超声分散时间为1-2h；步骤2)中溶剂用量足够浸润粉末即可。所述去除溶剂是指于40-60℃干燥，真空脱除气泡。所述3D打印成型是指将抑菌性口腔树脂材料基液加入3D打印机的输出泵中，用电脑辅助软件导入成型模型文件，设置打印参数，打印成型。所述电脑辅助软为PerfactorySoftwareSuite3.1或Solidwork的一种；所述3D打印机型号为DLP光固化打印机。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术以PMMA作为树脂基托主体，复合具有生物相容性的PEEK和TiO2，使得本专利技术的抑菌性义齿基托具有良好的生物相容性。(2)本专利技术以PEEK和TiO2为填料，通过机械搅拌、超声分散等方式将填料分散到PMMA基光敏树脂中，制备了抗菌性义齿基托光敏树脂复合材料，通过3D打印的方式制备了具有抗菌性树脂义齿基托。(3)本专利技术的抑菌性口腔义齿基托具有良好的机械性能，良好的压缩强度、弯曲强度和抗冲击强度，可以解决PMMA基树脂脆性大、抗冲击强度低等问题。(4)本专利技术的抑菌性口腔义齿基托具有优良的抑菌性能，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有优良的抑菌效果，且义齿基托具有持续抑菌效果，可以解决PMMA基树脂易微生物感染的问题。附图说明图1为实施例1～4以及对比例制备的口腔义齿基托材料的细胞毒性测试结果图；图2为实施例1～4以及对比例制备的口腔义齿基托材料对金黄色葡萄球菌的抗菌效果图；图3为实施例1～4以及对比例制备的口腔义齿基托材料对大肠杆菌的抗菌效果图。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1一种抑菌性口腔义齿基托材料，按重量份数计：PMMA基牙科光敏树脂96.8份、TiO21份、PEEK2份、硅烷偶联剂KH5700.2份组成；所述抑菌性口腔义齿基托通过以下方法制备得到：(1)改性TiO2抗菌材料制备将10.0g的TiO2粉末与300mL无水乙醇超声分散5min，滴加2.0gKH570，然后加热至80℃，回流5h后离心，去离子水洗涤，60℃真空干燥，得到KH570改性的TiO2抗菌材料即改性的TiO2。(2)抑菌性口腔义齿基托制备将步骤(1)的改性的TiO2和20g的PEEK(PEEK型号为英国威格斯450G超细微米粉末，粒径约10-15μm)放入溶剂(溶剂为丙酮，浸润粉末即可)中，机械搅拌2h(800rpm)，再超声分散30min(超声功率为40W)，得到均匀的填料分散液；将968g的PMMA基牙科光敏树脂(ENVISIONTEC公司，其型号为E-Denture)加入上述填料分散液中，机械搅拌1h后(800rpm)，再超声分散1h，然后放入烘箱中50℃除去溶剂，真空脱除气泡，得到抑菌性口腔树脂材料基液，加入到3D打印机的输出泵中，用电脑辅助软件导入成型模型文件，设置打印参数，打印成型(打印成型的条件为：Z轴层厚100μm、单层曝光时间4.4s、紫外光强度2500μm/cm2)，获得抑菌性口腔义齿基托。3D打印机型号为DLP光固化打印机；所用的电脑辅助软为PerfactorySoftwareSuite3.1。实施例2一种抑菌性口腔义齿基托材料，按重量份数计：PMMA基牙科光敏树脂97.8份、TiO21份、PEEK1份、硅烷偶联剂KH5700.2份组成；所述抑菌性口腔义齿基托通过以下方法制备得到：(1)改性TiO2抗菌材料制备将10.0g的TiO2粉末与300mL无水乙醇超声分散5min，滴加2.0gKH57本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑菌性口腔义齿基托，其特征在于：由以下按重量份数计的组分制备而成：PMMA基牙科光敏树脂95‑99份，TiO2 1‑2份、PEEK1‑4份、硅烷偶联剂0.2‑0.4份；所述抑菌性口腔义齿基托通过3D打印机光固化打印成型。

【技术特征摘要】
1.一种抑菌性口腔义齿基托，其特征在于：由以下按重量份数计的组分制备而成：PMMA基牙科光敏树脂95-99份，TiO21-2份、PEEK1-4份、硅烷偶联剂0.2-0.4份；所述抑菌性口腔义齿基托通过3D打印机光固化打印成型。2.根据权利要求1所述抑菌性口腔义齿基托，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH570；所述TiO2为纳米TiO2，平均粒径为20-30nm；所述PEEK平均粒径为10-15μm。3.根据权利要求1所述抑菌性口腔义齿基托，其特征在于：所述TiO2为晶型为金红石晶型。4.根据权利要求1～3任一项所述抑菌性口腔义齿基托的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)采用硅烷偶联剂改性TiO2，获得改性填料；2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：任力，陈盛贵，杨军忠，卢秉恒，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44