[发明专利]一种介孔窄带隙氧化钛纳米球及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种介孔窄带隙氧化钛纳米球及其制备方法和应用。首先采用溶胶凝胶法水解钛酸四丁酯制备介孔氧化钛模板，再用溶剂热处理法结晶并去除模板，最后通过硼氢化钠在Ar下还原，通过引入氧空位的方式降低氧化钛带隙，制备出介孔窄带隙氧化钛纳米球。本发明工艺稳定、可控性强；制得的材料能在超声震动下产生ROS，与牙齿表面有色基团反应，生成无色物质的同时杀死牙齿表面细菌，清除生物膜，治疗牙周炎，氧化钛的介孔能负载抗炎药物，更好的治愈牙周炎。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种介孔窄带隙氧化钛纳米球及其制备方法和应用。

背景技术

高糖饮食和不良的口腔卫生习惯会导致牙齿表面长期残留大量的糖，糖和氨基酸会发生褐变反应生成显色基团附着在牙齿表面，使得牙齿变黄，影响美观。这些泛黄的牙齿作为一个营养丰富且不脱落的平台，使得细菌极易在牙齿表面繁殖形成具有胞外多糖保护的生物膜。细菌的过度繁殖会使得宿主产生失调和破坏性的免疫反应，导致牙周炎的发生。随着病情的加重，患者会逐渐出现牙周袋的脱落，牙龈萎缩，牙槽骨的缺失最终导致牙齿脱落。

现今的牙齿美白手段是去专业的诊所进行牙齿表面的抛光和用高浓度的H₂O₂进行漂白。这些常见的牙齿美白方式会破坏牙釉质、造成牙齿敏感并损伤口腔黏膜；牙周炎常见的治疗方式是机械清除以及使用抗生素。而牙齿表面的生物膜由于胞外多糖的保护，抗生素很难接触到细菌，大量服用这类药物不但治疗效果不理想，还会产生耐药性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介孔窄带隙氧化钛纳米球及其制备方法和应用，以克服高糖饮食和口腔清洁不彻底导致的牙齿变色和细菌滋生生成生物膜从而诱发的牙周炎的问题，本发明工艺稳定、可控性强，制得的材料能在超声激发下相较于传统二氧化钛能产生更多活性氧自由基团(ROS)，且能作为辣根过氧化物酶与H₂O₂反应生成ROS中氧化性最强的羟基自由基(·OH)，在低浓度H₂O₂的条件下便能将有色基团氧化为无色物质的同时杀死口腔中的细菌，去除生物膜；且氧化钛介孔结构作为药物的载体，可负载姜黄素等抗炎药物，达到更好的治愈牙周炎的目的。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种介孔窄带隙氧化钛纳米球的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向无水乙醇中加入双表面活性剂，然后加入钛酸四丁酯及水，水解制备球状介孔氧化钛模板溶液；

步骤2：将球状介孔氧化钛模板溶液离心，产物经清洗后烘干，然后加入乙醇密封加热反应，得到粉末；

步骤3：将粉末高温烧结去除残余有机物；

步骤4：将步骤3所得粉末与硼氢化钠混合，在惰性气氛下高温还原，将还原后的粉末水洗烘干，得到介孔窄带隙氧化钛纳米球。

进一步地，所述步骤1具体为：

将Pluronic F68、正十二胺加入无水乙醇中，加热至35～50℃搅拌溶解至溶液澄清透明，加入钛酸四丁酯，搅拌下滴加水，滴加完成后搅拌均匀并静置，得到球状介孔氧化钛模板溶液。

进一步地，所述Pluronic F68、正十二胺、无水乙醇、钛酸四丁酯和水之间的比例为1.5g：0.93g：1.2mL：(15～20)mL；

所述水的滴加速度为3～5mL min^-1，搅拌的速度为1400r min^-1，滴加完成后继续搅拌60min，然后静置12h。

进一步地，所述步骤2具体为：

将球状介孔氧化钛模板溶液离心，并用无水乙醇清洗产物若干次后在60℃下烘干，取烘干样品加入乙醇，密封后160℃加热12h，得到粉末。