压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制法及制得的牙贴

本发明涉及一种压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制法及制得的牙贴。

背景技术：

1、随着经济和社会的快速发展，人们的生活水平日渐提高，越来越多的人开始关注自己的外貌和形象，洁白的牙齿被认为是呈现自信笑容的前提和必要条件。在中国，48%的成年人存在不同程度的牙齿颜色改变，其中52.6%的人对自己的牙齿颜色感到不满。由此可见，牙齿美白技术的开发与应用已然成为了当下医美行业的重要发展方向之一。目前广泛使用的牙齿美白技术主要依赖于强氧化物对牙齿的漂白作用，如过氧化氢、过氧化脲等。虽然具有一定的牙齿美白效果，但强氧化物的使用可能会对牙齿造成不可逆损伤，甚至对人体健康产生消极影响。此外，目前开发的牙齿美白技术和产品大部分需要在医院由专业的医生进行操作，极为不便。因此，急需开发一种安全、高效、绿色的牙齿美白技术以解决上述问题。

2、随着纳米材料制备和表征技术的进步，光催化技术在人体自清洁和人体表皮免疫学方面的应用也逐步走进人们的视野，成为一项研究的新领域和新方向。此外，压电增强光催化性能机理研究与应用目前已成为光催化领域中调控光催化效率的研究热点之一。

3、压电水凝胶是一种亲水性三维网格结构凝胶，具有优异的机械性能。此外，压电水凝胶还具有生物相容性好，韧性好、压电输出稳定性好等特点，在伤口治疗等医学领域具有广阔的应用前景，但其与光催化剂的复合与应用还未见报道。

4、因此，急需设计、开发一种新型的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴。

技术实现思路

1、为了解决上述牙齿美白时缺乏安全性、便捷性的问题，本发明提供一种压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制法及制得的牙贴。本发明的技术方案如下。

2、一种压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，包括如下步骤：

3、（1）在二甲基亚砜和去离子水的混合液中超声分散预先制备的光催化剂，得到光催化剂分散液，接着向光催化剂分散液中加入压电水凝胶粉末，90℃磁力搅拌至完全溶解，获得光催化-压电水凝胶前驱液；

4、（2）将步骤（1）中所得的光催化-压电水凝胶前驱液均匀铺展在培养皿底部，得到光催化-压电水凝胶前驱液膜；

5、（3）将步骤（2）中得到的光催化-压电水凝胶前驱液膜连同培养皿一起在去离子水中浸泡8-12h后取出，去液后冷冻干燥，得到粗光催化-压电水凝胶薄膜；

6、（4）将步骤（3）中得到的粗光催化-压电水凝胶薄膜再放到培养皿中并在去离子水中浸泡8-12h后取出，去液后冷冻干燥；再重复进行2-7次后，用去离子水反复冲洗去除杂质，得到光催化-压电水凝胶薄膜；

7、（5）使用裁刀将步骤（4）中得到的光催化-压电水凝胶薄膜剪裁成片即得压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴。

8、为了使制得的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴具有优异的光催化效果，步骤（1）中的二甲基亚砜与去离子水的质量比为15:1-5:1，光催化剂与混合液的质量比为1:10-1:20；为了使制得的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴具有优异的生物相容性，压电水凝胶粉末与混合液的质量比为1:8-1:15，压电水凝胶粉末为聚乙烯醇粉末与聚偏氟乙烯类粉末的混合粉末，聚乙烯醇粉末与聚偏氟乙烯类粉末的质量比为2:1-5:1。

9、为了使制得的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴具有优异的压电性，上述聚偏氟乙烯类粉末为聚偏氟乙烯粉末、聚偏氟乙烯-三氯乙烯粉末、聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉末中的任一种。

10、为了使制得的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴具有优异的光催化效果，步骤（1）中的光催化剂为具有生物相容性的氮化碳、氧化锌、钒酸铋中的任一种。

11、为了获得均匀的前驱液，步骤（1）中的超声振荡时间为20min，磁力搅拌的速度为400-800r/min，搅拌时间为2-3h。

12、为了使制得的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴具有优异的机械性能和光吸收性能，步骤（2）中的铺展至培养皿中的光催化-压电水凝胶前驱液的体积为5-10ml，培养皿的规格为60mm。

13、为了有效制得压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴，步骤（3）、（4）中的浸泡用的去离子水体积为80-300ml，冷冻温度为-4℃~-24℃，冷冻时间为12-24h。

14、为了方便地剪裁出压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴，步骤（5）中的裁刀为一长方形硬质片体，在片体的一个表面沿长度方向自一侧向另一侧设置第一刻度条，第一刻度条长度为7-10cm，在片体上相反的另一个表面沿宽度方向自一侧朝另一侧设置第二刻度条，第二刻度条长度为0.6-1cm，第一刻度条和第二刻度条的最小刻度单位均为1mm。

15、为了使裁刀更加轻便，切割更加方便，片体长度为10cm，两端与第一刻度条的两端对齐，片体宽度为1cm，两端与第二刻度条的两端对齐，第二刻度条位于片体的端部；将片体上第二刻度条所在的一端端头削薄形成刃部。

16、本发明还提供一种压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴，其使用上述的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法制得。

17、有益效果：本发明通过将半导体光催化剂与压电水凝胶进行有效复合，并将复合材料的结构设计成负载光催化剂的薄膜型，由此制得的牙贴能够在可见光和超声激发下，产生高效分离的光生电子-空穴对，产生活性粒子与牙齿表面的染色分子发生氧化还原反应，能够美白食用咖啡、葡萄汁和蓝莓汁分别染色的牙齿，美白效果良好，而且牙贴材料的生物相容性高，能够显著提高牙齿美白的安全性和便捷性；另外，本发明得到的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴还意想不到地具有有效灭活口腔常见致病细菌大肠杆菌的作用，且杀菌性能优异，从而达到清洁口腔的效果，在光催化基础研究和医学临床应用两个方面都具有重要意义。

技术特征：

1.一种压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的二甲基亚砜与去离子水的质量比为15:1-5:1，光催化剂与混合液的质量比为1:10-1:20；压电水凝胶粉末与混合液的质量比为1:8-1:15，压电水凝胶粉末为聚乙烯醇粉末与聚偏氟乙烯类粉末的混合粉末，聚乙烯醇粉末与聚偏氟乙烯类粉末的质量比为2:1-5:1。

3.根据权利要求2所述的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯类粉末为聚偏氟乙烯粉末、聚偏氟乙烯-三氯乙烯粉末、聚偏氟乙烯-六氟丙烯粉末中的任一种。

4.根据权利要求1所述的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的光催化剂为具有生物相容性的氮化碳、氧化锌、钒酸铋中的任一种。

5.根据权利要求1所述的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的超声振荡时间为20min，磁力搅拌的速度为400-800r/min，搅拌时间为2-3h。

6.根据权利要求1所述的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，其特征在于，步骤（2）中的铺展至培养皿中的光催化-压电水凝胶前驱液的体积为5-10ml，培养皿的规格为60mm。

7.根据权利要求1所述的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，其特征在于，步骤（3）、（4）中的浸泡用的去离子水体积为80-300ml，冷冻温度为-4℃~-24℃，冷冻时间为12-24h。

8.根据权利要求1所述的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，其特征在于，步骤（5）中的裁刀为一长方形硬质片体，在片体的一个表面沿长度方向自一侧向另一侧设置第一刻度条，第一刻度条长度为7-10cm，在片体上相反的另一个表面沿宽度方向自一侧朝另一侧设置第二刻度条，第二刻度条长度为0.6-1cm，第一刻度条和第二刻度条的最小刻度单位均为1mm。

9.根据权利要求8所述的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，其特征在于，片体长度为10cm，两端与第一刻度条的两端对齐，片体宽度为1cm，两端与第二刻度条的两端对齐，第二刻度条位于片体的端部；将片体上第二刻度条所在的一端端头削薄形成刃部。

10.一种压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴，其特征在于，使用权利要求1-9中任一项所述的压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法制得。

技术总结
本发明公开一种压电水凝胶基光催化灭菌美白牙贴的制备方法，包括如下步骤：在二甲基亚砜和去离子水的混合液中超声分散光催化剂，接着加入压电水凝胶粉末，90℃磁力搅拌至完全溶解，得光催化‑压电水凝胶前驱液；将光催化‑压电水凝胶前驱液铺展在培养皿底部，得光催化‑压电水凝胶前驱液膜；将光催化‑压电水凝胶前驱液膜连同培养皿在去离子水中浸泡后取出，去液冷冻干燥，得粗光催化‑压电水凝胶薄膜；将粗光催化‑压电水凝胶薄膜再在去离子水中浸泡后取出，去液冷冻干燥，多次重复后用去离子水反复冲洗去除杂质，得光催化‑压电水凝胶薄膜；用裁刀将光催化‑压电水凝胶薄膜剪裁成片即得牙贴。本发明的牙贴具有美白牙齿、洁净口腔的优点。

技术研发人员：代宝莹,郭佳豪,谢燕楠,尹航,高陈陈,张时婷
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16