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Abstract

本发明涉及一种pH缓冲生物活性玻璃及其制备方法和用途。一种pH缓冲生物活性玻璃，所述pH缓冲生物活性玻璃包含SiO2、CaO、Na2O、P2O5、B2O3，还另外包含固体酸性颗粒，或另外包含从75％到95％的甘油、聚乙二醇和树脂。本发明的pH缓冲生物活性玻璃能缓冲纯生物活性玻璃(SiO2、CaO、Na2O、P2O5、B2O3)颗粒表面反应引起局部pH激增(例如，达12)，从而消除和减轻患者治疗时的刺激疼痛，达到治疗效果。

Description

pH缓冲生物活性玻璃及其制备方法和防治口腔疾病的用途
技术领域
本发明涉及一种pH缓冲生物活性玻璃及其制备方法和用途。 
背景技术
生物活性玻璃在临床上作为口腔骨修复材料、骨科骨缺损修复材料已在全世界范围内已有15多年的应用历史。生物活性玻璃特性之一是当生物活性玻璃颗粒与液体相接触时，发生快速表面反应，其结果为：1、离子释放；2、钙、磷等离子沉积在生物活性玻璃颗粒表面生成一支架状羟基磷灰石层，即骨矿化相。近来新的研究表明，生物活性玻璃的诱导骨矿化相形成的特性能在牙齿表面上诱导新的牙釉面的形成，从而达到封闭牙本质小管、弥补牙的被腐蚀部位，达到脱敏和预防踽齿的效果(参考文献1)。新的研究同时表明，生物活性玻璃在液体环境中具有较强的杀菌作用，特别是对口腔细菌有杀菌作用(参考文献2)。 
《生物活性玻璃组合物以及使用生物活性玻璃的治疗方法》(专利号97193085)(参考文献3)以及《生物活性玻璃治疗牙龈炎、牙出血以及解除牙松动症状的作用》(专利号CN 1562075)(参考文献4)都报道生物活性玻璃由40～60％SiO2、10～30％CaO、10～35％Na2O、2～8％P2O5、0～10％B2O3、0～8％K2O、0～5％MgO经高温熔融制成，生物活性玻璃能诱导骨矿化相形成，能在牙齿表面上诱导新的牙釉面的形成，从而达到封闭牙本质小管、弥补牙的被腐蚀部位，达到脱敏和预防踽齿的效果。生物活性玻璃既能促进骨组织的 生长、骨缺损的愈合又能促进软组织的生长愈，生物活性玻璃的表面活性能促进生长因子的生成、促进细胞的繁衍、活化细胞基因表达(参考文献5、6)。这样，生物活性玻璃对牙龈炎、牙出血及牙松动等常见的牙病具有治疗作用。 
但是，临床应用已表明很多患者在生物活性玻璃直接应用的区域感到刺激疼痛，甚至中断或难以进行治疗。这是因为生物活性玻璃颗粒与液体接触时发生快速表面反应引起局部pH激增(达12)所导致。降低pH、减轻牙和牙龈的刺激疼痛，需要新的生物活性玻璃组成。 
参考文献1：“OCCLUSION OF DENTIN TUBULES BY 45S5 
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”LITKOWSKI，HACK，SHEAFFER ANDGREENSPAN，BIOCERAMICS Vol.10，411-414，1997 
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Figure GSA00000126492700022
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参考文献3：《生物活性玻璃组合物以及使用生物活性玻璃的治疗方法》，中国专利号97193085 
参考文献4：《生物活性玻璃治疗牙龈炎、牙出血以及解除牙松动症状的作用》中国专利号CN 1562075 
参考文献5：I.D.Xynos，A.J.Edgar，L.D.K.Buttery，L.L.Hench，J.M.Polak，“Gene-expression profiling of humanosteoblasts following treatment with the ionic products ofBioglass 45S 5dissolution，”J.Biomed.Mater.Res.，55：151-157，2001 
参考文献6：L.L.Hench，I.D.Xynos，A.J.Edgar，L.D.K.Buttery，J.M.Polak，钟吉品、刘宣勇、常江，“激活基因的玻璃，”无机材料学报，第17卷，第5期，897-909，2002 
发明内容
本发明针对上述问题而提供一种pH缓冲生物活性玻璃，该pH缓冲生物活性玻璃能缓冲纯生物活性玻璃(SiO2、CaO、Na2O、P2O5、B2O3)颗粒表面反应引起局部pH激增(例如，达12)，从而消除和减轻患者治疗时的刺激疼痛，达到治疗效果。 
本发明采取的技术方案是： 
1)一种pH缓冲生物活性玻璃，所述pH缓冲生物活性玻璃包含以下组成A或以下组成B： 
组成A： 
SiO2-40～60％；CaO-10～30％； 
Na2O-10～30％；P2O5-2～8％； 
B2O3-0～10％；固体酸性颗粒-0.5～5.0％； 
组成B： 
SiO2-3～20％；CaO-0.5～2.5％； 
Na2O-0.5～2.5％；P2O5-0.1～0.5％； 
B2O3-0～0.1％；甘油、聚乙二醇和树脂-75～95％； 
其中，所述甘油、聚乙二醇和树脂的含量比例为：75(±5)∶24.5(±1.5)∶0.5(±0.1)。 
2)根据第1项所述的pH缓冲生物活性玻璃，其特征在于所述固体酸性颗粒为选自固体柠檬酸颗粒(C6H8O7)和氧化钛基固体酸颗粒(SO4 2-/TiO2)的至少一种。 
3)根据第1项所述的pH缓冲生物活性玻璃，其特征在于所述树脂为选自卡波树脂(C3H4O2)和环氧树脂的至少一种。 
4)根据第1-3任一项所述的pH缓冲生物活性玻璃，其特征在于所述甘油、聚乙二醇和树脂的含量比例为：75∶24.5∶0.5。 
5)根据第4项所述的pH缓冲生物活性玻璃，其特征在于所述组成A为粉剂。 
6)根据第4项所述的pH缓冲生物活性玻璃，其特征在于所述组成B为膏剂。 
7)根据第5项所述的pH缓冲生物活性玻璃，其特征在于所述pH缓冲生物活性玻璃的粒径小于20μm。 
本发明的pH缓冲生物活性玻璃能缓冲纯生物活性玻璃(SiO2、CaO、Na2O、P2O5、B2O3)颗粒表面反应引起局部pH激增(达12)，从而消除和减轻患者治疗时的刺激疼痛，达到治疗效果。同时，这些组成包装后在存放和运输中稳定，能保持生物活性而保持治疗效果。 
本发明还涉及一种制备pH缓冲生物活性玻璃的制备方法，其包括以下步骤： 
1)将所述配比的SiO2、CaO、Na2O、P2O5、B2O3高温熔融形成生物活性玻璃； 
2)将上述获得的生物活性玻璃用所述配比的固体酸性颗粒(组成A)，或甘油、聚乙二醇和树脂(组成B)来均匀混合而得所述pH缓冲生物活性玻璃。 
本发明还涉及一种pH缓冲生物活性玻璃在制备防治牙龈炎、牙出血、牙本质过敏的药品的用途。 
附图说明
图1是显示实施例1中pH缓冲生物活性玻璃的技术效果(与对照组相比组成A和B对pH变化的影响)的图。 
具体实施方式
以下将参照实施例详细描述本发明的具体实施方式，如无特别注明，本申请中的含量比例或百分含量均以质量计。 
生物活性玻璃能够治疗牙龈炎、牙出血以及牙本质过敏症 状的作用机理来源于其生物活性。首先是生物活性玻璃颗粒中的钠离子(Na+)与口液中氢离子(H+)发生离子交换反应，致使生物活性玻璃颗粒表面生成一富硅相(Si-OH)，富硅相将会吸引钙(Ga2+)和磷(PO4-)离子或离子基团在生物活性玻璃表面以及牙齿表面的存积生成羟基磷灰石层，即牙齿的矿化相，封闭牙本质小管，达到牙脱敏的效果；大量的钠离子从生物活性玻璃颗粒中释放以及口液中氢离子交换进入生物活性玻璃颗粒中引起局部pH增加，从而会达到杀菌和治疗牙龈炎以及牙出血的效果。因此，瞬间局部pH可高达12。 
本发明涉及一种pH缓冲生物活性玻璃，所述pH缓冲生物活性玻璃包含SiO2、CaO、Na2O、P2O5、B2O3而形成生物活性玻璃，在此基础上，本发明还另外包含固体酸性颗粒(组成A)。目前是将生物活性玻璃颗粒直接使用。但是，临床应用已表明很多患者在涂敷的区域感到刺激和瞬间剧疼，甚至中断或难以进行治疗。这是因为如前机理所述生物活性玻璃颗粒与液体接触时发生快速表面反应，引起局部pH激增(达12)所导致。在组成A中，少量的固体酸性颗粒成分的引入能提供补充口液中氢离子(H+)的丢失，这样能有效的缓冲局部的pH聚增，将控制瞬间pH在9.5以下以消除和减轻患者的刺激疼痛，同时固体酸性颗粒提供补充氢离子又能持久地加快与生物活性玻璃中钠离子的离子交换反应，这样，固体酸性颗粒的引入不仅没有降低生物活性玻璃的生物活性，在能缓冲局部的pH聚增，减轻患者的刺激疼痛的同时还能促进生物活性反应，确保治疗效果。 
其中，在上述pH缓冲生物活性玻璃中，所述固体酸性颗粒可以为常用的无毒副作用的固体酸性颗粒，由于该组成应用于口腔，因此优选为固体柠檬酸颗粒(C6H8O7)或氧化钛基固体酸颗粒(SO4 2-/TiO2)，最优选为固体柠檬酸颗粒。另外，组成A优 选为粉剂形式。患者在口腔医院和诊所进行治疗时，要求速度快而效果好。微米颗粒比表面积大，反应速度快，将微米生物活性玻璃颗粒粉剂如小于20μm直接涂在患处上可以不会使患者感到刺激疼痛而且获得速度快而效果好的治疗效果。在此情况下，可能组成A适合专业口腔大夫给患者治疗使用。在使用时，优选将所述生物活性玻璃小于20μm颗粒粉剂与小于20μm的固体酸性颗粒组成A直接涂在患处上。 
此外，本发明的pH缓冲生物活性玻璃在生物活性玻璃的基础上还可以另外包含从75％到95％的甘油、聚乙二醇和树脂(组成B)。而由于生物活性玻璃与水溶液会发生快速反应，在反应的过程中达到治疗作用。但如果产品以含水溶液的形式制成，在产品生产后储存和运输时，生物活性玻璃颗粒会与水发生反应，反应后将失去治疗效果。组成B用不含水的甘油、聚乙二醇和树脂与生物活性玻璃颗粒混合，能保持生物活性玻璃的生物活性以及治疗效果。同时，高分子聚乙二醇和树脂会吸附在生物活性颗粒表面，尽管在水中这些高分子会很快溶掉脱离颗粒表面，也就在这十几秒钟里缓冲生物颗粒在水溶液中的如前机理所述表面反应，从而缓冲pH聚增，会使患者治疗时不会感到瞬间剧疼。 
其中，在上述pH缓冲生物活性玻璃中，所述树脂可以为常用的无毒副作用的树脂，由于该组成应用于口腔，可以优选为卡波树脂(C3H4O2)或环氧树脂，最优选为卡波树脂。所述甘油、聚乙二醇和树脂的含量比例优选为：75∶24.5∶0.5。所述组成B优选为膏剂形式，这是因为对患者进行巩固性及家庭治疗，生物活性玻璃微米颗粒制备成的膏剂刷牙方式使用为最佳和方便。 
上述pH缓冲生物活性玻璃具有对口腔疾病如牙龈炎、牙出血以及牙本质过敏等的治疗，并且，不会刺激牙组织导致牙疼 痛。专业大夫有粉剂性对患者进行疗效快的治疗，患者有稳定的膏剂使用进行长期巩固性家庭治疗。 
实施例 
制备实施例
将以下表1所示含量的前五个组分高温熔融，再用以下表1所示含量的固体酸性颗粒或以下表2所示含量的甘油、聚乙二醇和树脂来均匀混合而得到本发明的pH缓冲生物活性玻璃。 
表1 
  组分含  量   制备例1  制备例2   制备例3   制备例4  制备例5   制备例6
  SiO2   40   50   60   40   50   60
  CaO   30   20   10   30   20   10
  Na2O   20   30   10   20   30   10
  P2O5   5   2   8   5   2   8
  B2O3   0   10   5   0   10   5
  固体柠  檬酸颗  粒   5   0.5   3.0   0   2.0   0
  氧化钛  基固体  酸颗粒   0   0   0   5   0.5   0.5
[0047] 表2 
  组分  含量   制备例7   制备例8   制备例9   制备例  10   制备例  11   制备例  12
  SiO2   3   11   20   3   11   20
  CaO   2.5   1.5   0.5   2.5   1.5   0.5
  Na2O   0.5   2.5   1.5   0.5   2.5   1.5
  P2O5   0.1   0.5   0.3   0.1   0.5   0.3
  B2O3   0.1   0   0.05   0.1   0   0.05
  甘油   64   76   52.5   64   76   52.5
  聚乙  二醇   17.25   21   24.7   17.25   21   24.7
  卡波  树脂   0.57   0.44   0.3   0   0   0.10
  环氧  树脂   0   0   0   0.57   0.50   0.3
效果例1-pH缓冲实验
对照组：生物活性玻璃(45％SiO2、24.5％CaO2、24.5％Na2O、6％P2O5)(＜20微米)：100％ 
组成A组成：生物活性玻璃95％，5％柠檬酸颗粒(具体组成为：42.75％SiO2、23.28％CaO、23.27％Na2O、5.70％P2O5、5.00％柠檬酸颗粒) 
组成B组成：生物活性玻璃7.5％，甘油、聚乙二醇和卡波树脂92.5％(甘油、聚乙二醇和卡波树脂比为75∶24.5∶0.5)(具体组成为：3.38％SiO2、1.84％CaO、1.83％Na2O、0.45％P2O5、69.38％甘油、22.66％聚乙二醇、0.46％卡波树脂) 
分别称取三个组的重量各0.77g，分别放入盛有2ml去离子水的小塑料容器中，搅拌5秒钟，然后，分别在10秒钟后用pH仪测定其pH。以下表3和附图1显示了以上组成的对照组、组成A的pH缓冲生物活性玻璃和组成B的pH缓冲生物活性玻璃在pH缓冲实验中产生的效果。 
表3 
    对照组   组成A   组成B
  样品用量(g)   0.77   0.77   0.77
  水用量(ml)   2   2   2
  pH(15秒后)   12.02   9.22   8.6
效果例2
××用实施例一中组成B膏剂和使用一市场上商品牙膏作抗牙龈出血的临床研究对比实验，实验组(组成B膏剂)47人，对照组(商品牙膏)48人，平均年龄34.5岁，标准差：实验组8.8岁，对照组10.1岁。 
表4列出所有完成试验的受试者(95人)在牙龈出血评价后，牙龈出血指数记分的均数和标准差(SD)。实验前实验组和对照组牙龈出血指数无显著性差异。牙龈出血指数记分标准为：0＝牙龈不出血；1＝点状出血；2＝线状出血；3＝片状出血；4＝自发性出血，或流动性出血。在六周后，试验组牙龈出血指数明显降低。六周后，试验组牙龈出血指数降低为58.8％，对照组牙龈出血指数不到14％。牙龈出血指数(标准差)记分的具体对比情况见下表4。 
表4 
Figure GSA00000126492700091
效果例3
××有牙过敏症状，吸气或吃冷饮时牙会感疼痛。用实施例一中存放两年后的组成B膏剂刷牙两天，早晚各一次，每次1分钟以上后，过敏症状大大减轻。 
××有牙出血症状，刷牙或轻碰时局部牙会出血。用实施例一中存放两年后的组成B膏剂刷牙三天次，早晚各一次，每次1分钟以上后，出血消失。 

Claims (7)

1.一种pH缓冲生物活性玻璃，所述pH缓冲生物活性玻璃包含以下组成A或以下组成B：
组成A：
SiO2-40～60％；    CaO-10～30％；
Na2O-10～30％；    P2O5-2～8％；
B2O3-0～10％；     固体酸性颗粒-0.5～5.0％；
组成B：
SiO2-3～20％；     CaO-0.5～2.5％；
Na2O-0.5～2.5％；  P2O5-0.1～0.5％；
B2O3-0～0.1％；    甘油、聚乙二醇和树脂-75～95％；
其中，所述甘油、聚乙二醇和树脂的含量比例为：75(±5)∶24.5(±1.5)∶0.5(±0.1)；
其中，所述固体酸性颗粒为选自固体柠檬酸颗粒和氧化钛基固体酸颗粒的至少一种；
其中，所述树脂为选自卡波树脂和环氧树脂的至少一种。
2.根据权利要求1所述的pH缓冲生物活性玻璃，其特征在于所述甘油、聚乙二醇和树脂的含量比例为：75∶24.5∶0.5。
3.根据权利要求2所述的pH缓冲生物活性玻璃，其特征在于所述组成A为粉剂。
4.根据权利要求2所述的pH缓冲生物活性玻璃，其特征在于所述组成B为膏剂。
5.根据权利要求3所述的pH缓冲生物活性玻璃，其特征在于所述pH缓冲生物活性玻璃的粒径小于20μm。
6.一种制备根据权利要求1-5任一项所述的pH缓冲生物活性玻璃的制备方法，其包括以下步骤：
1)将所述配比的SiO2、CaO、Na2O、P2O5、B2O3高温熔融形成生物活性玻璃；
2)将上述获得的生物活性玻璃用所述配比的固体酸性颗粒，或甘油、聚乙二醇和树脂来均匀混合而得所述pH缓冲生物活性玻璃。
7.一种根据权利要求1-5任一项所述的pH缓冲生物活性玻璃在制备防治牙龈炎、牙出血、牙本质过敏的药品的用途。
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