用于牙科学的自中和型氢氧化钙制剂

摘要

本发明涉及用于牙科学的自中和型氢氧化钙(Ca(OH)

说明书

技术领域

本发明涉及用于牙科学的自中和型氢氧化钙制剂，更具体地，涉及自中和型氢氧化钙制剂，其通过向水泥熟料中混合活性硅材料、五氧化二铋(Bi₂O₅)、二氧化硅、三氧化硫和氧化铝/三氧化二铁(Fe₂O₃)而制备，以便其可以用于牙科治疗的目的。

背景技术

我们将在牙齿表面上诸如钙和磷的成分被酸融解以及诸如蛋白质的成分被耗尽而在牙齿中形成洞的现象称为龋齿。这里，这种牙齿被称为龋齿。

当龋齿发展到某种程度时，可以采用普通根管疗法或者直接或间接盖髓疗法。在许多情况下，进行根管疗法，但其缺点在于需要长外科手术时间、复杂的操作和高治疗成本。因此认为，如果可以稳定地以高成功率使用直接或间接盖髓疗法，许多患者可以摆脱牙科治疗的恐惧、由剧烈拔牙带来的疼痛和高治疗成本。这是为什么对直接或间接盖髓疗法进行了广泛研究。

发明内容

技术问题

当龋齿在牙齿(尤其是乳齿)上深入发展时，通常进行牙髓切断术，诸如甲醛煤酚和硫酸铁的药物被用于此。然而，甲醛煤酚，一种常用的药物，其缺点在于它含有致癌成分并且显示出强的细胞毒性，而硫酸铁，一种最近研究的药物，还没有被广泛使用，因为它也具有细胞毒性和牙根吸收的缺点。

近来，已经深入地研究了使用无机三氧化物聚集体(Mineral Trioxide Aggregate，MTA)的盖髓疗法，但是它不适合于中和水合过程中产生的氢氧化钙，因此引起水合热并且需要太长时间来中和。这使得使用MTA的盖髓疗法(尤其是直接盖髓疗法)不太适用。然而，由于其下文提及的优点，正在作出许多努力来发展以上疗法。

同时，用作牙科治疗用填充剂的氢氧化钙制剂的例子包括自反应型氢氧化钙制剂和光反应型氢氧化钙制剂。然而，由于自反应型氢氧化钙制剂和光反应型氢氧化钙制剂显示出低抗压强度、低耐化学性和细胞毒性，这通常降低直接盖髓疗法的成功率，因而没有被广泛地使用。因此，它们限于用于间接盖髓疗法。

此外，氧化丁香酚制剂例如IRM用于直接盖髓疗法，但是它显示出低成功率并且在实际临床情况中不常用。

因此，如上所述使用MTA的疗法仍然是各种研究的主题，因为当MTA用于治疗损坏的根管的目的时，不同于现有的氢氧化钙制剂，MTA在其生物亲和性方面有利并且能够引导再生齿槽骨并且加速形成次级牙质和齿骨质(cement)。

然而，发现MTA具有如下缺点：(i)硬化花费很长时间(例如，初始硬化需要三个小时或更久)，(ii)它显示出较差的可操作性(即，它即使在硬化前也容易被水、盐水溶液或血液洗掉，显示出低流动特征，并且使手术困难)，(iii)它产生了大量的水合热，以及(iv)它引起连续分泌氢氧化钙。因此，MTA已经限制性地用于如下情况：需要闭合齿根的空心部分或者需要对牙齿(例如，具有不完整根尖的牙齿)进行牙髓治疗，这几乎不能用现有的治疗和制剂恢复。另外，MTA的高价格是其使用受限的原因之一。

因此，需要开发新的制剂以克服上述问题。

技术方案

本发明的一个目的是用简单和有效的疗法代替现有的复杂疗法。

本发明的另一个目的是提供用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂，其快速硬化，具有优良的耐化学性，并且在盐水溶液中固化。

本发明的又一个目的是提供用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂，其有利于治疗损坏的牙齿，引导形成牙齿的次级牙质和齿骨质，并且甚至当牙髓被切割时都能够保持牙髓(尤其是乳牙的牙髓)的生命力。

有益效果

根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂具有优良的硬化特征和耐化学性并且与盐水溶液结合而填充入牙齿中，因此，可用作牙科治疗的填充剂。

此外，根据本发明，获得用于牙科治疗的填充剂，其可以用于不能容易地用现有技术进行的乳牙的直接或间接盖髓疗法和牙髓切割疗法，并且有效地用于治疗不完整的感染根管，这仅通过现有的MTA即可实现。

最佳方式

实现上述目的的本发明的方案描述如下：

根据本发明的一个方面，提供了用于牙科学的自中和型氢氧化钙制剂，其包含活性硅材料和五氧化二铋，其特征在于包含二氧化硅、三氧化硫、和氧化铝/三氧化二铁。

根据本发明的另一个方面，提供了用于牙科学的自中和型氢氧化钙制剂，其包含活性硅材料和五氧化二铋，其特征在于包含二氧化硅、三氧化硫、和氧化铝/三氧化二铁，并且通过加入生理盐水溶液硬化。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的优选实施方式，以便本领域普通技术人员能够容易地实施本发明。

为了制备根据本发明的用于牙科学的自中和型氢氧化钙制剂，首先需要制备硅酸盐水泥熟料(在这方面，取决于具体情况可以制备不同类型的水泥熟料)。这里，熟料是指一块团聚体，该团聚体中一部分组分被熔化，并且该团聚体被烧结成多孔的。熟料也被称为烧结块。一般而言，熟料是通过在回转窑等中烧结水泥原料而得到的小块，并且水泥熟料的主要成分是3CaO·SiO₂、3CaO·Al₂O₃、2CaO·SiO₂和4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃。

制备根据本发明的硅酸盐水泥熟料的方法如下。首先，包含大量碱性材料(例如，二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)和三氧化二铁(Fe₂O₃))的粘土与石灰石被混合并粉碎。此后，在该混合物中进一步混入二氧化硅和三氧化二铁，然后在大约1450℃烧制该混合物，以制备根据本发明的硅酸盐水泥熟料。在这种情况下，期望的是，所混合的粘土的比率范围为大约20％到30％。

其次，优选地，在硅酸盐水泥熟料中混入大约15％到40％的活性硅材料，例如，火山灰、硅酸盐高岭土和粉煤灰，且加入并混合大约30％或更少的五氧化二铋。这里，数字比率可以是质量比(当然，这些比率可以是体积比，但是在下文中，比率将被理解为质量比。在可能的情况下，这两种比率的数值是(基本上)相同的，但是基于质量比以控制本发明所需实验更容易)。可选地，可以相同的比率将五氧化二铋加入火山灰(Pozzolan)水泥(或天然水泥)中。

此外，被附加地混合以将氢氧化钙制剂用于牙科治疗的五氧化二铋，允许用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂具有辐射对比度特征，以便在治疗具有龋齿的牙齿之后，可以在诊断该治疗部分时用X射线拍摄治疗部分。如上所述，五氧化二铋的混合量基于质量比不多于30％。如果混合更多的五氧化二铋，则生物亲和性将劣化，并且将对用于牙科学的该自中和氢氧化钙制剂的物理性质产生不良影响。因此，需要避免这种混合物。

在这方面，将五氧化二铋以20％、14％和11％的比率(或者25％、18.75％和12.5％的比率)混合到火山灰水泥中并且通过实验测量在各情况下的辐射不透明度，以掌握五氧化二铋的最适当的混合量。

在这些实验中，用火山灰水泥制备一些直径为10mm且厚度为1mm的测试样品，每个具有不同的混合比，并放在铝模具中，并且在37℃和96％湿度下保持三小时。

这些实验结果说明，当五氧化二铋以20％(或25％)的质量比与火山灰水泥混合时，它对细胞没有毒性且测量到最高辐射不透明度，所述最高辐射不透明度的值相当于厚度为6.81mm的铝的值。

如此，考虑到该用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂的生物亲和性、辐射不透明度和物理稳定性，最期望的是，五氧化二铋以大约20％(或25％)的质量比混合。

为了使该自中和氢氧化钙制剂有效地用于牙科治疗，这种制剂必须具有以下牙科治疗所需的物理性质。优良的硬化特征、压缩韧性和体积稳定性是牙齿填充剂所需的物理性质。下面将给出对这些性质的进一步解释。

用作患有进行性龋齿牙齿的填充剂的自中和氢氧化钙制剂应该在它被填充之后尽可能快地硬化。否则，治疗时间将被过分延长。优选地，在手术后根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂在室温下(在大约20℃)需要在大约五分钟内开始硬化。

填充有填充剂的牙齿用于咀嚼食物。具体而言，在所述用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂填充在其牙齿里的情况下使用者可感到减轻并且易于立即进食，，因此，在填充后的最初阶段该填充剂需要优选具有一定程度的压缩韧性。因此，在手术后15分钟内在室温下，该用于治疗龋齿的自中和氢氧化钙制剂需要显示出两兆帕(MPa)或更高的压缩韧度。

此外，在填充剂应用于牙齿、完成治疗并且该填充剂开始硬化之后一段时间，用于牙科治疗的填充剂由于收缩而体积减小。如果在牙齿的治疗部分中所填充的自中和氢氧化钙制剂的体积减小显著，则牙齿和用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂之间的连接变弱，更严重时填充剂可能与牙齿分开。因此，填充剂需要具有一定程度的体积稳定性。例如，甚至在手术过去一个月之后，用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂的收缩应该在2,000μm以下。因为在硬化开始一个月之后根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂的收缩减慢，所以重要的是在术后第一个月将收缩保持在一定程度之下。

此外，牙齿填充剂需要具有下述物理性质，例如不透水性(指术后硬化时不允许水分渗入)和耐化学性(指不与食物中含有的成分或者来自口腔中生存的细菌的分泌物反应)。尽管可以在手术期间使用特殊化学物质来硬化，但期望使用不影响人体并且应用起来安全的生理盐水溶液而不是这种特殊化学物质。这是因为特殊的化学物质昂贵并且对人体有害。因此，用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂需要与生理盐水溶液具有反应性。

为了观察以上物理性质，硅、铝和铁的化学组合物——它们附加地混合于用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂——需要具有一定的组成比。

经过反复实验发现可以优选由主要基于粘土质石灰石(clayish limestone(CaCO₃))并含有17％或更多的二氧化硅(SiO₂)、4％或更少的三氧化硫(SO₃)以及2％或更多的Al₂O₃·Fe₂O₃的混合物获得根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂。这里，混合比都是质量比。

同时，当用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂用作感染牙齿的牙髓治疗的根管填充剂时，取决于具体情况，可能需要重复进行治疗。在这种情况下，需要除去以前手术的填充剂。这里，如果填充剂的硬度太高，将难以除去填充剂。为了避免这种困难，期望通过混合30％以下的氧化锌或二氧化钛将用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂的硬度降低到一定程度。在这种情况下，混入的氧化锌或二氧化钛具有抗炎作用并且使用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂变白以在牙齿上完成手术之后隐藏治疗痕迹而不暴露给他人。然而，氧化锌或二氧化钛的混合比如果不小于50％，用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂的硬度就降低到一定的期望水平之下，因此注意混合比是必要的。

如上所述构成的根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂用于根据以下过程的牙科治疗。

除去患有渐进性龋齿的牙齿部分，该牙齿部分可以包括齿根的血管组织和神经组织以及牙齿结构例如珐琅质和牙质，并且用根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂填充因该去除而产生的空间。

当将一定量的生理盐水溶液加入根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂时，粘土质石灰石(火山灰水泥的主要成分)被水合，生成氢氧化钙。这里，可以用水代替生理盐水溶液以生成氢氧化钙，但是考虑到其抗菌消毒作用，期望使用生理盐水。

所生成的氢氧化钙与根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂中的二氧化硅结合，生成硅酸钙。在生成硅酸钙时产生的水分减少了水合热并且导致产生中性材料。

上述反应表示如下：

[化学式1]

CaCO₃+H₂O→Ca(OH)₂+CO₂

Ca(OH)₂+SiO₂→CaO·SiO₂+H₂O

用根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂填充在牙齿中由于治疗龋齿所形成的空间，向其加入生理盐水溶液。当根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂与水分结合时，在室温下它在五分钟内开始硬化，因此，只要加入生理盐水溶液就应该进行手术。

此外，所述自中和氢氧化钙制剂可以用于治疗下述感染，即齿根下部的感染是渐进性的且普通治疗无效。然而，用于治疗的自中和氢氧化钙制剂有时可能硬度太高以致不能再次手术。因此，为了解决这个问题，期望通过加入氧化锌或二氧化钛来调节根据本发明的用于牙科学的自中和氢氧化钙制剂的硬度。

尽管已经参照上述具体的优选实施方式描述了本发明，但本发明不限于这些实施方式。在不脱离本发明的宗旨的情况下本领域普通技术人员可以进行多种修改和变化。应当理解，这些修改和变化在权利要求的范围内。