2013高强度生物相容性玻璃离子水门汀在提高牙科修复方面的准备和评估.docxVIP

高强度生物相容性玻璃离子水门汀在提高牙科修复方面的准备和评估摘要：我们已经开发出一种高强度光固化玻璃离子水门汀（LCGIC）。该水门汀中的聚合物由六臂星型聚（丙烯酸）（PAA）组成，是使用原子转移自由基聚合而成。聚合物被用来与水和富士II号玻璃离子填充物一起制作形成LCGIC。抗压强度（CS）作为评估筛选工具。商业玻璃离子水门汀富士II号LC作为控制。结果显示，与其通过传统自由基聚合而成的线性对应物相比，六臂PAA聚合物在水中表现出较低的黏度。新型LCGIC系统高于富士II号LC的抗压强度（CS）48％，直径抗拉强度77％，抗弯强度95％，断裂韧性59％，但是收缩强度低于富士II号LC93.6％。聚合物含量增加显著提升了抗压强度，而玻璃填料含量增多既不增加屈服强度也不增加极限抗压强度，只增加模数。水门汀实验结果显示，在老化过程中，其屈服强度，模量，以及极限抗压强度都有显著和持续提升，但是富士II号LC只在强度方面24小时内有所提升。实验水门汀对体内骨骼有生物相容性，体外细胞毒性小。由此看来，新型LCGIC水门汀将会是很好的牙科修复材料，因为对比目前的商业LCGIC系统，其显示出了明显的提高机械强度和体内体外生物相容性。1.简介玻璃离子水门汀（GICs）是当前牙科修复中最有前途的材料之一，已经被成功应用到牙科27年之久.这些水门汀的成功归功于其具有独特的特性，比如直接粘合牙齿结构和基础金属,由于释放氟而产生的抗龋齿性能,由于热膨胀系数低且与牙齿结构相似而产生的与牙釉质和牙本质的热兼容性，由于低收缩和低细胞毒性而在牙釉质表面产生的最小化渗漏。GICs的设置和粘附机制可以简单描述为从反应的玻璃和依附于多元酸上的羟基阳离子所释放的钙和／或铝阳离子间的一种酸碱反应。GICs聚合物支柱石油聚（丙烯酸）均聚物，聚（丙烯酸合亚甲基丁二酸）或／和聚（丙烯酸合顺丁烯二酸）共聚物。这些GICs称为传统玻璃离子水门汀（CGICs）。尽管CGIC有众多优点，但是抵抗拉力合抗弯强度限制了当前CGIC只能用在某些低耐压力的地方，不如三类合五类蛀牙。为了改进CGIC机制强度，人们做了很多努力，焦点主要集中在改善聚合物支柱或矩阵。简单地说，主要采用两个主要策略。一个是将疏水性悬浮（甲基）丙烯酸酯吸收进CGIC的多酸支柱中，使其称为轻型或氧化还原改性树脂（RMGIC，另一个是直接增加多元酸的分子量。结果，前一个策略显著提高抗拉合抗弯强度以及处理属性。通过引入氨基酸衍生品或N-乙烯吡咯烷酮增加多元酸MW的策略也显示出增加机械强度；然而，工作性质在某种程度上减少了，这是因为在这些高MW线性多元酸中形成的强大的链缠结导致溶液粘度增加。到目前为止，所有GIC配方中用到的多酸都是线性聚合物，并通过传统的自由基聚合而成。人们已经注意到，星型、超支化、或树突形状的聚合物经常显示出较低的溶解力或熔体粘度，这是因为这些分子结构的行为表现类似于赢球体及展览最小链缠结的溶解度，这有利于聚合物加工。因此，我们推测，如果在当前CGIC中的多元酸是星型（球面）或树突形，也许有可能增加MW的同时不增加或极少增加黏度。然而，如我们所知，让这样的有这样分子结构的多元酸通过当前传统自由基聚合技术来架构，是绝对不可能的。然而，活跃自由基聚合技术的必威体育精装版发展，比如原子转移自由基聚合（ATRP）也许可以帮助我们测试我们提出的假设。虽然光固化RMGICs(LCGIC) 已经演示了减少水分敏感度，提高机械强度，延长工作时间以及缓解临床处理，关于其生物相容性的顾虑仍存在。人们已经发现LCGIC生物相容性小于CGIC。原因在于甲基丙烯酸2-羟基乙酯（HEMA）及其它低分子量物种，如LCGIC配方中的添加剂和共引发剂。HEMA合并为LCGIC配方中的主要和必要的组件，来增强含有甲基丙烯酸酯的多元酸的水溶性，因为HEMA有羟基和丙烯酸甲酯这两组。目前为止，几乎所有的商用LCGIC都包含HEMA。从LCGIC过滤出的自由HEMA，比如Vitremer,已经被报道出当其接触压髓组织和成骨细胞时，会表现出细胞毒性。理论上说，几乎所有低分子量的分子或多或少都是对细胞和组织有细胞毒性的。这也是为什么CGIC几乎没有表现出对牙髓或其它组织的细胞毒性。然而，据我们所知，通过使用当前技术，几乎是不可能制定出不包含任何低MW两亲性分子比如HEMA的LCGIC。本篇论文中，我们也假设将两亲性丙烯酸甲酯功能性限制在之前提出的polyalkenoic酸这个范围，这是为了替代当前用于LCGIC中的疏水性丙烯酸甲酯，从而消除HEMA，这可以提供有前途的路线去制定生物相容性的LCGIC，以改善牙科和整形外科的应用。本研究的目的是合成和表征新型6臂PAA，通过ATRP技术，将原位光硫化两亲性丙烯酸甲酯功能关联到多元酸支柱上，用这种光治愈PAA制定高