ゾル-ゲル法による歯科用有機無機複合材料に関する研究

溶胶-凝胶法牙科有机-无机复合材料的研究

• 批准号: 07771817
• 负责人: 宇尾 基弘
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07771817/
• 关键词: ゾル-ゲル法; 有機・無機複合体; 歯科材料; 細胞毒性

本研究では歯科材料としての応用を念頭においてゾル-ゲル法によりSiO_2骨格中に有機高分子を分散させた有機・無機複合材料を合成し、その機械的特性や生体適合性を調査、検討することを目的とした。合成においては、シリコンアルコキシドに添加する有機高分子をポリメチルメタクリレート(PMMA),ポリエチレングリコール(PEG),ポリビニルアルコール(PVA)及びポリビニルピロリドン(PVP)の4種類とし、有機溶媒として各種アルコール及びアセトンを使用して、均一な有機無機複合体が得られる条件を模索した。その結果PMMAは有機溶媒に対する溶解性が乏しいため複合化が困難であり、PVAとPEGは水溶性のため一旦はシリコンアルコキシドと均一な溶液となるもののゲル化の進行に伴って広範囲で分相が起こり、結果として均一な有機無機複合体が得られなかった。PVPは水に対する溶解性が高く、アルコール類にも若干溶解するためゲル化後も分相を起こし難く均一な有機無機複合体になるため、本研究の目的に適している事が判明した。PVPはシリコンアルコキシドとのモル比で1:1まで均一に混合する事が可能であり、得られたゲル体は通常のゾル-ゲル法によるゲルに比べ、やや柔軟性を有していた。ゲル化時の温度に付いては室温,40℃,60℃で実験を行い、高温ほどゲル化が早く進行した以外の影響は見られなかった。ヒト歯髄細胞を用いた細胞毒性試験では乾燥ゲルでは残留溶媒や未重合のシリコアルコキシドによると思われる毒性が見られたが、100℃以上で乾燥したゲルでは特に毒性は認められなかった。

本研究采用溶胶-凝胶法合成了有机聚合物分散在SiO_2骨架中的有机/无机复合材料，以作为牙科材料应用为目的，并研究和检验了其机械性能和生物相容性。曾是在合成过程中，将四种有机聚合物添加到硅醇盐中：聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇（PVA）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP），并使用各种醇和丙酮作为有机溶剂。使用这种方法，我们寻找可以获得均匀有机-无机复合材料的条件。因此，PMMA在有机溶剂中的溶解性较差，难以结合，而PVA和PEG是水溶性的，因此虽然它们与硅醇盐形成均匀溶液，但随着凝胶化的进行，会在大范围内发生相分离。结果，无法获得均匀的有机-无机复合物。 PVP在水中的溶解度很高，在醇中微溶，因此即使在凝胶化后也很难引起相分离，形成均匀的有机-无机复合物，因此发现它适合本研究的目的。 PVP 可以与硅醇盐以高达 1:1 的摩尔比均匀混合，所得凝胶体比通常的溶胶-凝胶法获得的凝胶稍柔韧。关于凝胶化时的温度，在室温、40℃、60℃下进行了实验，除了温度越高则凝胶化进展得越快以外，没有观察到其他影响。在使用人牙髓细胞的细胞毒性试验中，在干燥凝胶中观察到了被认为是由于残留溶剂或未聚合的硅醇盐造成的毒性，但在100℃以上干燥的凝胶中没有观察到特别的毒性。