BR112013019702B1 - Composições dentais compreendendo agente de adição-fragmentação etilenicamente insaturado. - Google Patents

Description

(54) Título: COMPOSIÇÕES DENTAIS COMPREENDENDO AGENTE DE ADIÇÃO-FRAGMENTAÇÃO ETILENICAMENTE INSATURADO.

(51) Int.CI.: A61K 6/083 (30) Prioridade Unionista: 08/08/2011 US 61/521,134, 15/02/2011 US 61/443,218 (73) Titular(es): 3M INNOVATATIVE PROPERTIES COMPANY (72) Inventor(es): GUY D. JOLY; LARRY R. KREPSKI; BABU N. GADDAM; AHMED S.

ABUELYAMAN; BRADLEY D. CRAIG; TIMOTHY D. DUNBAR; CHUNTAO CAO; JOEL D. OXMAN; AFSHIN FALSAFI; WILLIAM H. MOSER; HOAT. BUI

1/54 “COMPOSIÇÕES DENTAIS COMPREENDENDO AGENTE DE ADIÇÃO-FRAGMENTAÇÃO ETILENICAMENTE INSATURADO”

Sumário

Embora várias composições dentais endurecíveis tenham sido descritas, a indústria encontraria vantagem em composições tendo propriedades aperfeiçoadas tais como deflexão de tensão reduzida e/ou contração reduzida enquanto que mantêm suficientes propriedades mecânicas e profundidade de cura.

Em uma modalidade é descrita uma composição dental compreendendo um agente de adição-fragmentação compreendendo pelo menos um grupo terminal etilenicamente insaturado e uma unidade de cadeia principal compreendendo uma carbonila α,β-insaturada; pelo menos um monômero compreendendo pelo menos dois grupos etilenicamente insaturados; e carga de óxido inorgânico. O agente de adição-fragmentação é, de preferência, radicalarmente livremente clivável. O agente de adição-fragmentação compreende, de preferência, pelo menos dois grupos terminais etilenicamente insaturados, como grupos (met)acrilato. Em algumas modalidades, o agente de adição-fragmentação tem a fórmula:

na qual

R¹, R² e R³ são cada um independentemente Zm-Q-, um grupo (hetero)alquila ou um grupo (hetero)arila com a condição de que pelo menos um de R¹, R² e R³ seja Zm-Q-;

Q é um grupo de ligação que tem uma valência de m +1;

Z é um grupo polimerizável etilenicamente insaturado; m é 1 a 6;

cada X¹ é independentemente -O- ou -NR⁴-, onde R⁴ é H ou C1-C4 alquila; e n é 0 ou 1.

Em uma outra modalidade, é descrito um artigo dental compreendendo uma composição dental endurecível compreendendo um agente de adição-fragmentação como aqui descrito pelo menos parcialmente endurecido.

Em outras modalidades, são descritos métodos para tratar uma superfície dental. Em uma modalidade, o método compreende fornecer uma composição dental endurecível compreendendo um agente de adição-fragmentação como aqui descrito; posicionar a composição dental sobre uma superfície dental dentro da boca de um sujeito; e endurecer a composição dental endurecível. Em uma outra modalidade, o método compreende fornecer um artigo dental pelo menos parcialmente endurecido compreendendo um agente

2/54 de adição-fragmentação como aqui descrito, e aderir o artigo dental sobre uma superfície dental dentro da boca de um sujeito.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 retrata um bloco de alumínio usinado utilizado como um suporte de amostra para uma composição curável durante o teste de deflexão de tensão.

A figura 2 retrata um aparelho de teste de deflexão de tensão.

Descrição Detalhada

Para uso na presente invenção, “composição dental” refere-se a um material, opcionalmente compreendendo carga, capaz de aderir ou ser ligado a uma superfície bucal. Uma composição dental curável pode ser usada para ligar um artigo dental em uma estrutura dental, formar um revestimento (por exemplo um selante ou verniz) sobre uma superfície dental, ser usada como um restaurador que é posicionado diretamente dentro da boca e curado localmente, ou alternativamente ser usada para fabricar uma prótese fora da boca que é subsequentemente aderida dentro da boca.

Composições dentais curáveis incluem, por exemplo, adesivos (por exemplo adesivos dentais e/ou ortodônticos), cimentos (por exemplo cimentos de ionômero de vidro modificados por resina, e/ou cimentos ortodônticos), primers (por exemplo primers ortodônticos), forros (liners) (aplicados na base de uma cavidade para reduzir a sensibilidade dental), revestimentos como selantes (por exemplo de fóssula e fissura), e vernizes; e restauradores de resina (também chamados de compósitos diretos) como obturações dentais, e também coroas, pontes, e artigos para implantes dentais. Composições dentais altamente carregadas são também usadas para blocos brutos para usinagem de próteses (mill blanks), a partir dos quais uma coroa pode ser usinada. Um compósito é uma pasta altamente carregada projetada para ser adequada para preenchimento de defeitos em estrutura dental. Os cimentos dentais são um tanto menos carregados e com menos materiais viscosos do que os compósitos, e tipicamente agem como um agente de ligação para materiais adicionais, como inlays, onlays e similares, ou agem como material de preenchimento por si só, se aplicados e curados nas camadas. Os cimentos dentais também são usados para permanentemente ligar restaurações dentais como uma coroa ou uma ponte em uma superfície dental ou um pilar de implante.

Para uso na presente invenção;

“artigo dental” refere-se a um artigo que pode ser aderido (por exemplo ligado) em uma estrutura dental ou em um implante dental. Os artigos odontológicos incluem, por exemplo, coroas, pontes, facetas, inlays, onlays, obturações, aparelhos ortodônticos e dispositivos.

“aparelho ortodôntico” refere-se a qualquer dispositivo intencionado para ser ligado em uma estrutura dental, incluindo, mas não limitado a, suportes braquetes ortodônticos, tubos bucais, retentores linguais, bandas ortodônticas, abridores de mordida,

3/54 botões, e alças. O aparelho tem uma base para a recepção do adesivo e pode ser um flange feito de metal, plástico, cerâmica, ou suas combinações. Alternativamente, a base pode ser uma base personalizada formada a partir de camada(s) adesiva(s) curada(s) (isto é, adesivos de camada única ou de multicamadas).

“superfície bucal” refere-se a uma superfície macia ou dura no ambiente bucal. As superfícies duras tipicamente incluem a estrutura dental incluindo, por exemplo, superfícies dentais naturais e artificiais, osso e similares.

“endurecível” e “curável’ é descritivo de um material ou de uma composição que pode ser curado(a) (por exemplo polimerízado(a) ou reticulado(a)) por aquecimento para induzir polimerização e/ou reticulação; irradiação com irradiação actínica para induzir a polimerização e/ou reticulação; e/ou por misturação de um ou mais componentes para induzir a polimerização e/ou reticulação. A misturação” pode ser realizada, por exemplo, pela combinação de duas ou mais partes e admistão para formar uma composição homogênea. Alternativamente, duas ou mais partes podem ser fornecidas como camadas separadas que se intermisturam (por exemplo espontaneamente ou mediante a aplicação de tensão de cisalhamento) na interface para iniciar a polimerização.

“endurecido(a)” refere-se a um material ou uma composição que foi curado(a) (por exemplo polimerizado(a) ou reticulado(a)).

“endurecedor” refere-se a a algo que inicia o endurecimento de uma resina. Um endurecedor pode incluir, por exemplo, um sistema iniciador de polimerização, um sistema fotoiniciador, um sistema iniciador térmico e/ou um sistema iniciador redox.

“(met)acrilato” é uma referência abreviada a acrilato, metacrilato ou suas combinações; “(met)acrílico” é uma referência abreviada a acrílico, metacrílico ou suas combinações; e “(met)acrila” é uma referência abreviada a acrila, metacrila ou suas combinações.

“acriloíla” é usada no sentido geral e significa não apenas derivados de ácido acrílico, mas também amina, e derivados de álcool, respectivamente;

“(met)acriloíla” inclui ambos os grupos acriloíla e metacriloíla; isto é, é inclusivo de ambos ésteres e amidas.

“alquila” inclui grupos alquila de cadeia linear, ramificados e cíclicos e inclui ambos os grupos alquila não substituídos e substituídos. Exceto onde indicado em contrário, os grupos alquila contém, tipicamente, de 1 a 20 átomos de carbono. Exemplos de “alquila”, para uso na presente invenção, incluem, mas não se limitam a, metila, etila, n-propila, n-butila, n-pentila, isobutila, t-butila, isopropila, n-octila, n-heptila, etil-hexila, ciclopentila, cicio-hexila, ciclo-heptila, adamantila, e norbornila, e similares. Exceto onde especificado em contrário, grupos alquila podem ser mono ou polivalentes, isto é, alquila monovalente ou alquileno polivalente.

“Heteroalquila” inclui grupos alquila de cadeia linear, ramificados e cíclicos com um ou mais heteroátomos selecionados independentemente de S, O e N com grupos alquila não

4/54 substituídos e substituídos. Exceto onde indicado em contrário, os grupos heteroalquila contêm, tipicamente, de 1 a 20 átomos de carbono. “Heteroalquila é um subconjunto de “hidrocarbila contendo um ou mais átomos S, N, O, P ou Si” descritos a seguir. Exemplos de “heteroalquila” para uso na presente invenção incluem, mas não se limitam a, metoxila, etoxila, propoxila, 3,6-dioxa-heptila, 3-(trimetilsilil)-propila, 4-dimetilaminobutila, e similares. Exceto onde especificado em contrário, grupos heteroalquila podem ser monovalentes ou polivalentes, isto é, heteroalquila monovalente ou heteroalquileno polivalente.

“arila é um grupo aromático contendo 6-18 átomos no anel e pode conter anéis fusionados opcionais, que podem ser saturados, insaturados, ou aromáticos. Exemplos de grupos arila incluem fenila, naftila, bifenila, fenantrila, e antracila. A heteroarila é uma arila contendo de 1 a 3 heteroátomos como nitrogênio, oxigênio, ou enxofre, e pode conter anéis fusionados. Alguns exemplos de grupos de heteroarila são piridila, furanila, pirrolila, tienila, tiazolila, oxazolila, imidazolila, indolila, benzofuranila, e benzotiazolila. Exceto onde especificado em contrário, grupos arila e heteroarila podem ser monovalentes ou polivalentes, isto é, arila monovalente ou arileno polivalente.

“(hetero)hidrocarbila” é inclusivo de grupos hidrocarbila alquila e arila, e grupos hetero-hidrocarbila heteroalquila e heteroarila, os últimos compreendendo um ou mais heteroátomos de oxigênio em catenária como grupos éter ou amino. Hetero-hidrocarbila pode opcionaimente conter um ou mais grupos funcionais na forma catenária (em cadeia) incluindo grupos funcionais éster, amida, uréia, uretano, e carbonato. Exceto onde indicado em contrário, os grupos (hetero)hidrocarbila não poliméricos tipicamente contêm de 1 a 60 átomos de carbono. Alguns exemplos de tais hetero-hidrocarbilas como aqui usados incluem, mas não são limitados a, metoxila, etoxiia, propoxila, 4-difenilaminobutila, 2-(2'-fenoxietoxi)etila, 3,6-dioxa-heptila, 3,6-dioxa-hexil-6-fenila, em adição àqueles descritos para “alquila”, “heteroalquila”, “arila”, e “heteroarila” supra.

Para uso na presente invenção, “um”, “uma”, “o”, “a”, “pelo menos um”, “pelo menos uma”, “um ou mais” e “uma ou mais são usados de maneira intercambiável.

Para uso na presente invenção, as recitações de intervalos numéricos com extremos incluem todos os números contínuos nesta faixa (por exemplo 1 a 5 inclui 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5, etc.).

Descrição Detalhada

São presentemente descritos composições dentais, artigos dentais, e métodos de uso. A composição dental compreende pelo menos um agente de adição-fragmentação. O agente de adição-fragmentação compreendendo pelo menos um grupo terminal etilenicamente insaturado e uma unidade de cadeia principal compreendendo uma carbonila α,β-insaturada. O agente de adição-fragmentação é radicalarmente livremente clivável.

Os agentes de adição-fragmentação são, de preferência, da seguinte fórmula:

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na qual

R¹, R² e R³ são cada um independentemente Zm-Q-, um grupo (hetero)alquila ou um grupo (hetero)arila com a condição de que pelo menos um dentre R¹, R² e R³ seja Zm-Q-,

Q é um grupo de ligação que tem uma valência de m +1;

Z é um grupo polimerizável etilenicamente insaturado, m é 1 a 6, preferencialmente 1 a 2;

cada X¹ é independentemente -O- ou -NR⁴-, onde R⁴ é H ou C_rC₄ alquila, e n é 0 ou 1.

Agentes de adição-fragmentação de acordo com a fórmula I são descritos no pedido de patente provisório US n°61/442980, concorrentemente depositado em 15 de fevereiro de 2011; aqui incorporado, a título de referência.

Em uma modalidade preferida, os materiais de adição-fragmentação (“AFM”, additionfragmentation materiais) podem ser adicionados em uma composição dentai compreendendo pelo menos um monômero ou oligômero etilenicamente insaturado. Sem ater-se à teoria, é suposto que a inclusão de tal material de adição-fragmentação reduz as tensões induzidas por polimerização, tal como pelo mecanismo descrito no pedido de patente provisório US 61/442980. Para as modalidades nas quais os AFM são multifuncionais, compreendendo pelo menos dois grupos etilenicamente insaturados (por exemplo Z é â 2 em fórmula I), o material pode funcionar como agentes reticulantes, onde as reticuiações são lábeis.

A porção etilenicamente insaturada, Z, do monômero pode incluir, mas não é limitado às seguintes estruturas, incluindo (met)acriloíla, vinila, estirênica e etinila, que são mais detalhadamente descritas em referência à preparação dos compostos abaixo.

0 R4	R4 0 R4
0	N
/-\ r4 w Η θ

em que R⁴ é H ou C1-C4 alquila.

Em algumas modalidades, Q é selecionado de -O-, -S-, -NR⁴-, -SO2-, -PO2-, -CO-, OCO-, -R⁶-, -NR⁴-CO- NR⁴-, NR⁴-CO-O-, NR⁴-CO-NR⁴-CO-O-R⁶-, -CO-NR⁴-R⁶-, -R⁶-CO-OR⁶-, -O-R⁶-. -S-R⁶- -, -NR⁴-R⁶-, -SO2-R⁶-, -PO₂-R⁶-, -CO-R⁶-, -OCO-R⁶-, -NR⁴-CO-R⁶-, NR⁴-R⁶6/54

CO-O-, e NR⁴-CO-NR⁴-, em que cada R⁴ é hidrogênio, um grupo Cí a C₄ alquila, ou grupo arila, cada R⁶ é um grupo alquileno tendo 1 a 6 átomos de carbono, um grupo cicloalquileno de 5 ou 6 membros tendo 5 a 10 átomos de carbono, ou um grupo arileno divalente tendo 6 a 16 átomos de carbono, com a condição de que Q-Z não contenha ligações peroxídicas.

Em algumas modalidades, Q é um alquileno, como da fórmula -C_rH_2r-, onde r é 1 a 10. Em outras modalidades, Q é um alquileno hidroxil-substituído, como -CH₂-CH(OH)CH₂-, Em algumas modalidades, Q é um alquileno ariloxi-substituído. Em algumas modalidades, R⁵ é um alquileno alcoxi-substituído.

Grupos R¹-X¹- (e opcionalmente grupos R²-X²-) são tipicamente selecionados dentre H₂C=C(CH3)C(O)-O-CK₂-CH(OH)-CH₂-O-, H₂C=C(CH₃)C(O)-O-CH₂-CH(O-(O)C(CH₃)=CH₂)CH₂-O-, H₂C=C(CH₃)C(O)-O-CH(CH₂OPh)-CH₂-O-, H₂C=C(CH₃)C(O)-O-CH₂CH₂-N(H)-C(O)-OCH(CH₂OPh)-CH₂-O-., H₂C=C(CH₃)C(O)-O-CH₂-CH(O-(O)C-N(H)-CH₂CH₂-O(O)C(CH₃)C=CH₂)-CH₂-O-, H₂C=C(H)C(O)-O-(CH₂)₄-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-O-, H₂C=C(CH3)C(O)O-CH₂-CH(O-(O)C-N(H)-CH₂CH₂-O-(O)C(CH₃)C=CH₂)-CH₂-O-, CH₃-(CH₂)₇ -CH(O-(O)C-N(H)CH₂CH₂-O-(O)C(CH₃)C=CH₂)-CH2-O-, H₂C=C(H)C(O)-O-(CH₂)₄-O-CH₂-CH(-O-(O)C(H)=CH₂)CH₂-O- e H₂C=C(H)C(O)-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-O-. H₂C=C(H)C(O)-O-(CH₂)₄-O-CH₂-CH(-O(O)C(H)=CH₂)-CH₂-O-, e CH₃-(CH₂)₇ -CH(O-(O)C-N(H)-CH₂CH₂-O-(O)C(CH₃)C=CH₂)-CH₂-O-.

Os compostos de fórmula I podem ser preparados a partir de dímeros e trímeros de (met)acrilato por reações de substituição, deslocamento ou condensação. Os dímeros e trímeros de (met)acrilato iniciais podem ser preparados por adição radicalar livre de um monômero (met)acriloíla na presença de um iniciador radicalar livre e um catalisador complexo de cobalto (II) usando o processo de US 4.547.323, aqui incorporadas, a título de referência. Alternativamente, os dímeros e trímeros de (met)acriloíla podem ser preparados usando um complexo de quelato de cobalto usando os processos de US 4.886.861 (Janowicz) ou US 5.324.879 (Hawthorne), aqui incorporadas, a título de referência. Em qualquer processo, a mistura de reação pode conter uma mistura complexa de dímeros, trímeros, oligômeros superiores e polímeros e o dímero ou trímero desejado pode ser separado da mistura por destilação. Tal síntese é detalhadamente descrita no pedido de patente provisório US 61/442980 e nos exemplos disponíveis.

A concentração de um componente de composição dental endurecível (isto é, polimerizável) aqui descrita pode ser expressada com respeito à porção de resina polimerizável (isto é não carregada) da composição dental. Para as modalidades preferidas, nas quais a composição adicionalmente compreende carga, a concentração de monômero também pode ser expressada com respeito à composição total (i.(isto é, carregada). Quando a composição está livre de carga, a porção de resina polimerizável é igual à composição total.

A porção de resina polimerizável da composição dental endurecível ((isto é, polimerizável) aqui descrita compreende pelo menos 0,5% em peso, ou 1% em peso, 1,5%

7/54 em peso, ou 2% em peso de agente(s) de adição-fragmentação. O agente de adiçãofragmentação pode compreender um monômero único ou uma bienda de dois ou mais agentes de adição-fragmentação. A quantidade total de agente(s) de adição-fragmentação na porção de resina polimerizável da composição dental endurecível (isto é, polimerizável) é tipicamente não maior do que 30% em peso, 25% em peso, 20% em peso, ou 15% em peso. À medida que a concentração do monômero de adição-fragmentação aumenta, a deflexão de tensão e a contração de Watts tipicamente decrescem. Entretanto, quando a quantidade de agente de adição-fragmentação ultrapassa uma quantidade ótima, as propriedades mecânicas como resistência à tração diametral e/ou dureza de Barcol, ou profundidade de cura podem ser insuficientes.

Os materiais com tensão de polimerização alta sob cura geram deformação na estrutura dental. Uma consequência clínica de tal tensão pode ser um decréscimo na longevidade da restauração. A tensão presente no compóslto passa através da interface de adesivo para a estrutura dental gerando deflexão cuspidal e fissuras na dentina e no esmalte circundantes o que pode levar à sensibilidade pós-operatória como descrita em R. R. Cara et al., Particulate Science and Technology 28; 191-206 (2010). As composições dentais (por exemplo carregadas) preferenciais (úteis para restauração como obturações e coroas) aqui descritas tipicamente exibem uma deflexão de tensão não maior do que 2,0, ou 1,8, ou 1,6, ou 1,4, ou 1,2 ou 1,0 ou 0,8 ou 0,6 micrômetros.

Em outras modalidades, a inclusão do(s) agente(s) de adição-fragmentação fornece uma redução significativa em tensão mesmo que a deflexão de tensão seja maior do que 2,0 micrômetros. por exemplo, a inclusão do(s) agente(s) de adição-fragmentação pode reduzir a tensão de cerca de 7 micrômetros para cerca de 6, ou cerca de 5, ou cerca de 4, ou cerca de 3 micrômetros.

Em algumas modalidades, a quantidade total de agente(s) de adiçãofragmentação na porção de resina polimerizável da composição dental endurecível (isto é, polimerizável) é não maior do que 14% em peso, 13% em peso, ou 12% em peso, ou 11% em peso, ou 10% em peso.

A composição dental endurecível (isto é, polimerizável) carregada aqui descrita tipicamente compreende pelo menos 0,1% em peso, ou 0,15% em peso, ou

0,20% em peso de agente(s) de adição-fragmentação. A quantidade total de agente(s) de adição-fragmentação na composição dental endurecível (isto é, polimerizável) carregada composição dental é tipicamente não maior do que 5% em peso, ou 4% em peso, ou 3% em peso, ou 2% em peso.

As composições (por exemplo dental) endurecíveis aqui descritas adicionalmente compreendem pelo menos um monômero ou oligômero etilenicamente insaturado em combinação com o agente de adição-fragmentação. Em algumas modalidades, tal como

8/54 os primers, o monômero etilenicamente insaturado pode ser monofuncional, tendo um único grupo etilenicamente insaturado (por exemplo terminal). Em outras modalidades, tal como as restaurações dentais, o monômero etilenicamente insaturado é multifuncional. A frase “etilenicamente insaturado multifuncional” significa que cada um dos monômeros compreende pelo menos dois grupos etilenicamente insaturados polimerizáveis (por exemplo via radicais livres), tais como grupos (met)acrilato.

Em modalidades preferidas, tal grupo etilenicamente insaturado é um grupo polimerizável via radicais livres (por exemplo terminal) incluindo (met)acrila como (met)acrilamida (H₂C=CHCON- e H₂C=CH(CH₃)CON-) e (met)acrilato (CH₂CHCOO- e CH₂C (CH₃)COO-). Outros grupos polimerizáveis etilenicamente insaturados incluem vinila (H₂C=C-) incluindo vinil-éteres (H₂C=CHOCH-). O(s) grupo(s) polimerizável (polimerizáveis) terminal (terminais) etilenicamente insaturado(s) é (são) preferenciaimente um grupo (met)acrilato, particularmente para composições que são endurecidas pela exposição à radiação actínica (por exemplo UV). Ademais, a funcionalidade metacrilato é tipicamente preferida em relação à funcionalidade acrilato em composições dentais curáveis.

O monômero etilenicamente insaturado pode compreender vários monômeros etilenicamente insaturados, conforme conhecido na técnica, para uso em composições dentais.

Em modalidades preferidas, a composição (por exemplo dental) compreende um ou mais monômeros etilenicamente insaturados (por exemplo (met)acrilato) tendo um monômero de baixa contração de volume. Composições dentais (por exemplo carregadas) preferidas (úteis para restaurações como obturações e coroas) aqui descritas compreendem um ou mais monômeros de baixa contração de volume de tal modo que a composição exiba uma contração de Watts menor do que cerca de 2%. Em algumas modalidades, a contração de Watts é não maior do que 1,90%, ou não maior do que 1,80%, ou não maior do que 1,70%, ou não maior do que 1,60%. Em modalidades preferidas, a contração de Watts é não maior do que 1,50%, ou não maior do que 1,40%, ou não maior do que 1,30%, e em algumas modalidades não maior do que 1,25%, ou não maior do que 1,20%, ou não maior do que 1,15%, ou não maior do que 1,10%.

Monômeros de baixa contração de volume preferienctais inciuem monômeros de isocianurato, como descritos em WO2011/126647; monômeros de triciclodecano, como descritos no pedido EP n° 10168240.9, depositado em 02 de julho de 2010; compostos polimerizáveis tendo pelo menos uma porção sulfeto alílica cíclica como descritos em US2008/0194722; metilenoditiepanossilanos como descritos em US 6.794.520; oxetanossilanos como descritos em US 6.284.898; e materiais contendo di-, tri-, e/ou tetra-(met)acriloíla como descritos em W02008/082881; cada uma das quais são aqui incorporadas a título de referência.

Em modalidades preferidas, a maior parte da composição de resina polimerizável (por exemplo não carregada) compreende um ou mais monômeros de baixa contração de

9/54 volume. Por exemplo, pelo menos 50%, 60%, 70%, 80%, 90% ou mais da resina polimerizável (por exemplo não carregada) compreendem monômero(s) de baixa contração de volume.

Em uma modalidade, a composição dental compreende pelo menos um monômero de isocianurato. O monômero de isocianurato em geral compreende um anel de ácido isocianúrico trivalente como uma estrutura de núcleo de isocianurato e pelo menos dois grupos etilenicamente insaturados polimerizáveis (por exemplo via radicais livres) ligados em pelo menos dois dos átomos de nitrogênio da estrutura de núcleo de isocianurato via um grupo de ligação (por exemplo divalente). O grupo de ligação é a cadeia inteira de átomos entre o átomo de nitrogênio da estrutura de núcleo de isocianurato e o grupo etilenicamente insaturado terminal. Os grupos polimerizáveis etilenicamente insaturados (por exemplo via radicais livres) são em geral ligados na unidade de núcleo ou de cadeia principal via um grupo de ligação (por exemplo divalente).

A estrutura de núcleo de isocianurato trivalente em geral tem a fórmula:

l

II o

O grupo de ligação divalente compreende pelo menos um átomo de nitrogênio, oxigênio ou enxofre. Tal átomo de nitrogênio, oxigênio ou enxofre forma uma ligação uretano, éster, tioéster, éter, ou tioéter. Ligações éter e especialmente éster podem ser benéficas em relação aos monômeros de isocianurato compreendendo ligações uretano para propriedades aperfeiçoadas como contração reduzida, e/ou propriedades mecânicas incrementadas, por exemplo, resistência à tração diametral (DTS, diametral tensile strength). Assim, em algumas modalidades, os grupos de ligação divalente do monômero de isocianurato estão livres de ligações uretano. Em algumas modalidades preferidas, o grupo de ligação divalente compreende uma ligação éster como uma ligação diéster alifática ou aromática.

O monômero de isocianurato tipicamente tem a estrutura geral

na qual Rt é um alquileno de cadeia linear, ramificado ou cíclico, arileno, ou alcarileno, opcionalmente incluindo um heteroátomo (por exemplo oxigênio, nitrogênio ou enxofre); R₂ é hidrogênio ou metila; Z é grupo de ligação alquileno, arileno, ou alcarileno compreendendo pelo menos uma porção selecionada de uretano, éster, tioéster, éter, ou tioéter, e combinações de tais grupos; e pelo menos um de R₃ ou R₄ é

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Ο

Fq é tipicamente um alquileno de cadeia linear, ramificado ou cíclico, opcionalmente incluindo um heteroátomo, tendo não maios do que 12 átomos de carbono. Em algumas modalidades preferidas, R, tem não mais que 8, 6 ou 4 átomos de carbono. Em algumas modalidades preferidas, R_t compreende pelo menos uma porção hidroxila.

Em algumas modalidades, Z compreende uma ligação éster alifática ou aromática como uma ligação diéster.

Em algumas modalidades, Z compreende adicionalmente um ou mais grupos éter. Portanto, o grupo de ligação pode compreender uma combinação de grupos éster ou diéster e um ou mais grupos éter.

Para modalidades, nas quais o monômero de isocianurato é um monômero de di(met)acrilato, R₃ ou R₄ é hidrogênio, alquila, arila, ou alcarila, opcionalmente incluindo um heteroátomo.

Ri é em geral derivado do precursor de isocianurato inicial (por exemplo hidróxiterminado). Vários materiais precursores de isocianurato estão disponíveis comercialmente junto à TCI America, Portland, OR, EUA. As estruturas de materiais precursores de isocianurato exemplares são apresentadas da seguinte forma:

HO,

OH

Os monômeros de isocianurato (met)acriiato aqui descritos tendo grupos de ligação compreendendo um átomo de oxigênio de uma porção éster foram em geral preparados pela reação de isocianuratos hidróxi- ou epóxi-terminados com ácidos carboxílicos (met)acrilados como ácido mono-(2-metacriloxietil)ftálico e ácido mono-(2-metacriloxietil)succínico.

Ácidos carboxílicos (met)acrilados adequados incluem por exemplo ácidos(s) mono-{2metacriloxietil)ftálico(s), ácido mono-(2-metacriloxietil)succínico, e ácido mono-(2metacriloxietil)maleico. Altemativamente, o ácido carboxílico pode compreender a funcionalidade (met)acrilamido como derivados de metacrilamido de aminoácídos naturalmente existentes como metacrilamidoglicina, metacrilamidoleucina, metacrilamidoalanina etc.

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Em algumas modalidades, um único ácido carboxílico (met)acrilado é reagido com um único isocianurato hidroxil-terminado (por exemplo tris-(2-hidroxiletil)isocianurato). Quando uma razão molar suficiente de ácido carboxílico (met)acrilato é utilizada de tal modo que todos os grupos hidroxila do anel sejam reagidos, tal síntese pode produzir um único produto de reação no qual cada um dos grupos terminados com radicais livres, ligados nos átomos de nitrogênio do anel de ácido isocianúrico trivalente, são iguais. Entretanto, quando um único isocianurato epóxi-terminado é reagido com um único ácido carboxílico, o produto de reação em geral compreende mais do que um isômero no produto de reação.

Quando dois isocianuratos diferentes hidróxi- e/ou epóxi-terminados e/ou dois ácidos carboxílicos diferentes (por exemplo (met)acrilados) são utilizados, uma mistura estatística de produtos de reação é obtida baseada nas quantidades relativas dos reagentes. Por exemplo, quando uma mistura de um ácido carboxílico aromático (met)acrilado e um ácido carboxílico alifático {met)acrilato é utilizada, alguns dos grupos de ligação radicalarmente livremente terminados divalentes ligados no átomo de nitrogênio do anel de ácido isocianúrico trivalente compreendem um grupo aromático, enquanto que outros não. Ademais, quando uma combinação (por exemplo 1 equivalente) de um ácido carboxílico hidroxil-terminado (por exemplo, 2 equivalentes) de um ácido monocarboxílico (como ácido octanóico) é reagido com um único isocianurato hidroxil-terminado (por exemplo tris-(2-hidroxiletil)isocianurato), um mono(met)acrilato isocianurato pode ser preparado como detalhadamente descrito em WO2011/126647. Tal mono(met)acrilato isocianurato é adequado para uso como um diluente reativo.

Alternativamente, monômeros de isocianurato (met)acrilato tendo grupos de ligação contendo grupo éter podem ser sintetizados. Por exemplo, em uma síntese ilustrativa, anidrido de ácido ftálico pode ser reagido com um di, tri, tetra ou políetilenoglicol mono-metacrilado na presença de uma quantidade catalítica de 4-(dimetilamino)piridina (DMAP) e inibidor hidroxitolueno butílado (BHT, butylated hydroxytoluene) a 95°C durante 3-6 horas para formar um monoéster de ácido ftálico de políetilenoglicol mono-metacrilado. O ácido metacrilado obtido pode ser reagido, em acetona, com tris-(2hidroxietil)isocianurato usando diciclo-hexil-carbodi-ímida (DCC) a 0-5°C então na temperatura ambiente. Tal esquema de reação é retratado da seguinte forma:

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DMAP

95°C, 5 h Ho'

OH

DCC

Acetona

Recuperação

Em outra síntese ilustrativa, tris(2-hidroxietil)isocianurato pode ser reagido com óxido de etileno para formar polietiienoglicol com um grupo hidroxila. As terminações OH podem ser esteríficadas com ácido (met)acrílico para dar um produto onde o grupo de ligação é um poliéter. Tal esquema de reação é retratado da seguinte forma:

O monômero de isocianurato é preferencialmente um multi(met)acrilato como um monômero de di(met)acrilato isocianurato ou um monômero de tri(met)acríiato isocianurato.

O monômero de di(met)acrilato tem a estrutura geral:

^R3 na qual Ri,R₂, R3 e Z são conforme anteriormente descrito; R₆ é um alquileno de cadeia linear, ramificado, ou cíclico, arileno, ou alcarileno, opcionalmente incluindo um heteroátomo (por exemplo oxigênio, nitrogênio ou enxofre); e Y é grupo de ligação

13/54 alquileno, arileno, ou alcarileno compreendendo pelo menos uma porção selecionada de uretano, éster, tioéster, éter, ou tioéter, e combinações de tais grupos.

Monômeros de di(met)acrilato isocianurato ilustrativos incluem:

Em algumas modalidades preferidas, o monômero de tri(met)acrilato tem a estrutura geral:

na qual

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R₁₍ R₅, e R₆ são independentemente um alquileno de cadeia linear, ramificado, ou cíclico, arileno, ou alcarileno, opcionalmente incluindo um heteroátomo (por exemplo oxigênio, nitrogênio ou enxofre); R₂ é hidrogênio ou metila; X, Y, e Z são independentemente grupo de ligação alquileno, arileno, ou alcarileno compreendendo pelo menos uma porção selecionada de uretano, éster, tioéster, éter, tioéter, ou combinações de tais porções; e R₂ é hidrogênio ou metila.

Em algumas modalidades, R₁₍ R₅, e R₆ compreendem pelo menos uma porção hidroxila.

Monômeros de tri(met)acrilato isocianurato ilustrativos incluem por exemplo:

A porção de resina polimerizável da composição dental endurecível não carregada aqui descrita pode compreender pelo menos 10% em peso, 15% em peso, 20% em peso, ou

25% em peso, de monômero(s) de isocianurato multifuncional (multifuncionais) etilenicamente insaturado(s). O monômero de isocianurato pode compreender um único monômero ou uma blenda de dois ou mais monômeros de isocianurato. A quantidade total de monômero(s) de isocianurato na porção de resina polimerizável não carregada da composição dental endurecível (isto é, polimerizável) é tipicamente não maior do que 90% em peso, 85% em peso, 80% em peso, ou 75% em peso.

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Em algumas modalidades, a quantidade total de monômero(s) de isocianurato na composição dental endurecível não carregada é pelo menos 30% em peso, 35% em peso, ou 40% em peso e não maior do que 70% em peso, 65% em peso, ou 60% em peso.

A composição dental endurecível carregada aqui descrita tipicamente compreende pelo menos 5% em peso, 6% em peso, 7% em peso, 8% em peso, ou 9% em peso de monômero(s) de isocianurato multifuncional (multifuncionais) etilenicamente insaturado(s). A quantidade total de monômero(s) de isocianurato da composição dental endurecível (isto é, polimerizável) carregada é tipicamente não maior do que 20% em peso, ou 19% em peso, ou 18% em peso, ou 17% em peso, ou 16% em peso, ou 15% em peso.

Em uma outra modalidade, a composição dental compreende pelo menos um monômero de triciclodecano. O monômero de triciclodecano pode compreender um único monômero ou uma blenda de dois ou mais monômeros de triciclodecano. A concentração de monômero de triciclodecano multifuncional etilenicamente insaturado na porção de resina polimerizável (isto é, não carregada) ou na composição carregada endurecível (isto é, polimerizável) pode ser igual a como há pouco descrito para o monômero de isocianurato multifuncional etilenicamente insaturado.

Em algumas modalidades a composição compreende um monômero de isocianurato multifuncional etilenicamente insaturado e monômero de triciclodecano multifuncional etilenicamente insaturado em uma razão em peso de cerca de 1,5:1 a 1:1,5.

Os monômeros de triciclodecano em geral têm a estrutura de núcleo (isto é, a unidade de cadeia principal (U)):

Em algumas modalidades preferidas, os monômeros de triciclodecano em geral têm a estrutura de núcleo (isto é, a unidade de cadeia principal (U)):

.— *

Tais monômeros de triciclodecano podem ser preparados por exemplo a partir de materiais iniciais como

(a+b) = 1 e (c+d) = 1, peso molecular = 312,5

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A unidade de cadeia principal (U) tipicamente compreende uma ou duas unidade(s) espaçadora(s) (S, spacer) ligadas na unidade de cadeia principal (U) via uma ligação éter, pelo menos uma unidade espaçadora (S) compreende uma cadeia CH(Q)-OG, na qual cada grupo G compreende uma porção (met)acrilato e Q compreende pelo menos um grupo selecionado de hidrogênio, alquila, arila, alcarila e suas combinações. Em algumas modalidades, Q é hidrogênio, metila, fenila, fenoximetila, e suas combinações. G pode estar ligado na(s) unidade(s) espaçadora(s) via uma porção uretano.

Em algumas modalidades, a(s) unidade(s) espaçadora(s) (S) tipicamente eompreende(m)

Q na qual mé1a3;né1a3;eQé hidrogênio, metila, fenila, fenoximetila.

Em outras modalidades, a(s) unidade(s) espaçadora(s) tipicamente compreende(m)

OG na qual M = fenila.

Em algumas modalidades, o monômero de triciclodecano pode ser caracterizado pelas estruturas

ou

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sendo que para cada uma destas estruturas de monômero de triciclodecano a, b são 0 a 3; c, d = 0 a 3; (a+b) é 1 a 6; (c+d) é 1 a 6; e Q é independentemente hidrogênio, metila, fenila ou fenoximetila.

Algumas espécies ilustrativas de tais monômeros de triciclodecano multifuncionais

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Os grupos de ligação os monômeros de isocianurato e monômeros de triciclodecano são tipicamente de peso molecular suficientemente baixo de tal modo que o monômero é um líquido estável a 25°C. Entretanto, o(s) grupo(s) de ligação é (são) tipicamente mais altos em peso molecular do que o átomo de oxigênio de por exemplo 2,2-bis[4-(2-hidroxi-35 metacriloiloxipropoxi)fenil]propano (“BisGMA”), um monômero comum utilizado em composições dentais, que liga o grupo (met)acrilato no anel aromático. O peso molecular do(s) grupo(s) de ligação dos monômeros descritos é tipicamente pelo menos 50 g/mol ou 100 g/mol. Em algumas modalidades, o peso molecular do grupo de ligação é pelo menos 150 g/mol. O peso molecular do grupo de ligação é tipicamente não maior do que cerca de 500 g/mol. Em algumas modalidades, o peso molecular do grupo de ligação é não maior do que 400 g/mol ou 300 g/mol.

Em algumas modalidades, o peso molecular (isto é, calculado) do monômero de contração baixa (por exemplo isocianurato e triciclodecano) é tipicamente não maior do que 2.000 g/mol. Em algumas modalidades, o peso molecular dos monômeros é não maior do que cerca de 1.500 g/mol ou 1.200 g/mol ou 1.000 g/mol. O peso molecular dos monômeros é tipicamente pelo menos 600 g/mol.

O aumento do peso molecular sem formar um sólido a 25°C pode ser realizado

20/54 por várias abordagens de síntese, como as retratadas acima. Em algumas modalidades, os grupos de ligação têm um ou mais substituintes pendentes. Por exemplo, os grupos de ligação podem compreender um ou mais substituintes grupo hidroxila tal como no caso de grupos de ligação compreendendo segmentos alcoxila. Em outras modalidades, os grupos de ligação são ramificados, e/ou compreendem pelo menos uma porção cíclica (isto é, alifática), e/ou compreendem pelo menos uma porção aromática.

Em algumas modalidades, um subproduto é formado durante a síntese do monômero que pode ser um sólido a cerca de 25°C (isto é, +/- 2°C). Tal subproduto é tipicamente removido do monômero líquido. Por conseguinte, o monômero líquido está substancialmente livre de tais frações sólidas. Entretanto, é considerado que o monômero líquido pode adicionalmente compreender subprodutos de reação sólidos (por exemplo não cristalinos) que são solúveis no monômero líquido.

Em algumas modalidades, a composição dental compreende um composto polimerizável tendo pelo menos uma porção sulfeto alílica cíclica com pelo menos uma porção (met)acriloíla.

Um tal composto polimerizável é aqui chamado de um monômero híbrido ou um composto híbrido. A porção sulfeto alílica cíclica tipicamente compreende pelo menos um anel de 7 ou 8 membros que tem dois heteroátomos no anel, um dos quais é enxofre. Mais tipicamente ambos os heteroátomos são enxofre, que podem opcionalmente estar presentes como parte de uma porção SO, SO₂, ou S-S. Em outras modalidades, o anel pode compreender um átomo de enxofre mais um segundo heteroátomo diferente no anel, como oxigênio ou nitrogênio. Além disso, a porção alílica cíclica pode compreender estruturas de múltiplos anéis, isto é, pode ter duas ou mais porções sulfeto alílicas cíclicas. A porção (met)acriloíla é preferencialmente uma (met)acriloiloxila (isto é, uma porção (met)acrilato) ou um (met)acriloilamino (isto é, uma porção (met)acrilamida).

Em uma modalidade, o monômero de contração baixa inclui aqueles representados pelas fórmula:

ou

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Fórmula 1b

Nas fórmulas acima, cada X pode ser independentemente selecionado de S, O, N, C (por exemplo CH₂ ou CRR, onde cada R é independentemente um H ou um grupo orgânico), grupo SO, SO₂, N-alqutla, N-acila, NH, N-arila, carboxila ou carbonila, desde que pelo menos um X seja S ou um grupo compreendendo S. Preferencial mente, cada X é S.

Y é quer alquileno (por exemplo metileno, etileno, etc.) opcionalmente incluindo um heteroátomo, carbonila, quer acila; ou está ausente, indicando assim o tamanho do anel, tipicamente anéis de 7 a 10 membros, entretanto anéis maiores também são considerados. Preferencialmente, o anel é um anel quer de 7 membros quer de 8 membros com Y portanto quer estando ausente quer sendo metileno, respectivamente. Em algumas modalidades, Y quer está ausente quer é um Cl a C3 alquileno, opcionalmente incluindo um heteroátomo, carbonila, acila, ou suas combinações.

Z é O, NH, N-alquila (ramificada ou de cadeia linear), ou N-arila (fenila ou fenila substituída).

O grupo R’ representa um grupo ligador (linker) selecionado de grupos alquileno (tipicamente tendo mais do que um átomo de carbono, isto é, excluindo metileno), alquileno opcionalmente incluindo um heteroátomo (por exemplo O, N, S, S-S, SO, SO2), arileno, cicloalifático, carbonila, siloxano, amido (-CO-NH-), acila (-CO-O-), uretano (-0CO-NH-), e ureia (-NH-CO-NH-), e suas combinações. Em certas modalidades, R' compreende um grupo alquileno, tipicamente um grupo metileno ou mais longo, que pode ser quer de cadeia linear quer ramificado, e que pode ser quer não substituído, quer substituído com grupo arila, cicloalquila, halogênio, nitrila, alcoxila, alquilamino, dialquilamino, alquiltio, carbonila, acila, aciloxila, amido, grupo uretano, grupo ureia, uma porção sulfeto alílica cíclica, ou suas combinações.

R” é selecionado de H, e CH₃, e “a” e “b” são independentemente 1 a 3.

Opcionalmente a porção sulfeto alílica cíclica pode estar adicionalmente substituída no anel com um ou mais grupos selecionados de alquila de cadeia linear ou ramificada, arila, cicloalquila, halogênio, nitrila, alcoxila, alquilamino, dialquilamino, alquiltio, carbonila, acila, aciloxila, amido, grupo uretano, e grupo ureia. preferencialmente os substituintes selecionados não interferem com a reação de endurecimento. São preferenciais as estruturas de sulfeto alílicas cíclicas que compreendem membros metileno não substituídos.

Um típico monômero de contração baixa pode compreender uma porção sulfeto

22/54 alílica cíclica de 8 membros com dois átomos de enxofre no anel e com o grupo ligador (linker) ligado diretamente na posição 3 do anel com um grupo acila (isto é, anel-OC(O)-). Tipicamente o peso molecular ponderai médio (MW) do monômero híbrido varia de cerca de 400 a cerca de 900 e em algumas modalidades é pelo menos 250, mais tipicamente pelo menos 500, e muito mais tipicamente pelo menos 800.

Compostos polimerizáveis representativos tendo pelo menos uma porção sulfeto alílica cíclica com pelo menos uma porção (met)acriloíla incluem os seguintes

A inclusão de um composto polimerizável tendo pelo menos uma porção sulfeto alílica cíclica pode resultar em uma combinação sinérgica de baixa contração de volume em combinação com alta resistência à tração diametral.

Em uma outra modalidade, a composição dental compreende um monômero de contração baixa que inclui peto menos um dos materiais contendo di, tri, e/ou tetra (met)acriloíla tendo a fórmula geral:

A,

⁽γ^γ-ο>'

Ο

R¹ onde: cada X representa, independentemente, um átomo de oxigênio (O) ou um átomo de nitrogênio (N); Y e A independentemente representam, cada um, um grupo orgânico, e R¹ representa -C(O)C(CH3)=CH2, e/ou (ii) q - 0 e R² representa C(O)C(CH3)=CH₂; m = 1a5;n = 0a5;peq são independentemente 0 ou 1; e R¹ e R²

23/54 independentemente representam, cada um, H, -C(O)CH=CH₂, ou -C(O)C(CH₃)=CH₂. Em algumas modalidades, Y não representa -NHCH₂CH₂- quando p = 0. Embora, este material seja um derivado de bisfenol A, quando outros monômeros de baixa contração de volume são utilizados, como os monômeros de isocianurato e/ou triciclodecano, a composição dental está livre de monômeros (met)aerilato derivados de bisfenol A.

Os monômeros multifuncionais de contração baixa (por exemplo isocianurato e triciclodecano) são líquidos (por exemplo elevadamente) viscosos a cerca de 25°C, ainda são capazes de fluir. A viscosidade conforme pode ser medida com um dispositivo Haake RotoVisco RV1, como descrito em pedido EP n° 10168240.9, depositado em 02 de julho de 2010; é tipicamente pelo menos 300, ou 400, ou 500 Pa.s e não maior do que 10.000 Pa.s. Em algumas modalidades, a viscosidade é não maior do que 5.000 ou 2.500 Pa.s.

Os monômeros etilenicamente insaturados da composição dental são tipicamente líquidos estáveis a cerca de 25°C significando que o monômero substancialmente não se polimeriza, se cristaliza, ou diferentemente se solidifica quando armazenado na temperatura ambiente (cerca de 25°C) para uma vida útil típica de peio menos 30, 60, ou 90 dias. A viscosidade dos monômeros tipicamente não muda (por exemplo aumenta) em mais do que 10% da viscosidade inicial.

Particularmente para composições de restauração dental, os monômeros etilenicamente insaturados em geral têm um índice de refração de peto menos 1,50. Em algumas modalidades, o índice de refração é pelo menos 1,51, 1,52, 1,53, ou maior. A inclusão de átomos de enxofre e/ou a presença de um ou mais grupos aromáticos pode aumentar o índice de refração (em relação ao monômero de mesmo peso molecular sem tais substituintes).

Em algumas modalidades, a resina polimerizável (não carregada) pode compreender somente um ou mais monômeros de contração baixa em combinação com o(s) agente(s) de adição-fragmentação. Em outras modalidades, a resina polimerizável (não carregada) compreende uma concentração pequena de outro(s) monômero(s). “Outro” é intencionado para significar um monômero etilenicamente insaíurado como um monômero de (met)acrilato que não é um monômero de baixa contração de volume.

A concentração de tal (tais) outro(s) monômero(s) é tipicamente não maior do que 20% em peso, 19% em peso, 18% em peso, 17% em peso, 16% em peso, ou 15% em peso da porção de resina polimerizável (não carregada). A concentração de tais outros monômeros é tipicamente não maior do que 5% em peso, 4% em peso, 3% em peso, ou 2% em peso da composição dental polimerizávei carregada.

Em algumas modalidades, a composição dental compreende um diluente reativo (isto é, polimerizável) de viscosidade baixa. Os diluentes reativos tipicamente têm uma viscosidade conforme pode ser medida com um dispositivo Haake RotoVisco RV1, como descrito no pedido EP n° 10168240.9, depositado em 02 de julho de 2010, de não maior

24/54 do que 300 Pa.s e preferencialmente não maior do que 100 Pa.s, ou 50 Pa.s, ou 10 Pa.s. Em algumas modalidades, o diluente reativo tem uma viscosidade não maior do que 1 ou 0,5 Pa.s. Os diluentes reativos são tipicamente relativamente baixos em peso molecular, tendo um peso molecular menor do que 600 g/mol, ou 550 g/mol, ou 500 g/mol. Os diluentes reativos tipicamente compreendem um ou dois grupos etilenicamente insaturados como no caso de monômeros de mono(met)acrilato ou de di(met)acrilato.

Em algumas modalidades, o diluente reativo é um monômero de isocianurato ou triciclodecano. O diluente reativo tríciclodecano pode ter em geral a mesma estrutura como previamente descrito. Em modalidades preferidas, o diluente reativo triciclodecano compreende uma ou mais unidade(s) espaçadora(s) (S) estando conectada(s) na unidade de cadeia principal (U) via uma ligação éter; como descrito no pedido EP n° 10168240.9, depositado em 02 de julho de 2010; aqui incorporado, a titulo de referência. Um diluente reativo triciclodecano ilustrativo tem a estrutura geral:

o (a+b)= 1 e(c+d) = 1, peso molecular = 448,6; n_D ²⁰ - 1,499; η = 0,1 Pa.s.

Embora a inclusão de um agente de adição-fragmentação em uma composição de baixa contração de volume tipicamente fornece a tensão mais baixa e/ou a contração mais baixa, os agentes de adição-fragmentação aqui descritos também podem reduzir a tensão e a contração da composição dental compreendendo monômeros (met)acrilato endurecíveis convencionais, como dimetacrilato de bisfenol A etoxilado (BisEMA6), metacrilato de 2-hidroxietila (HEMA), dimetacrilato de bisfenol-A-diglicidila (bisGMA), dimetacrilato de uretano (UDMA), dimetacrilato de trietilenoglicol (TEGDMA), dimetacrilato de glicerol (GDMA), dimetacrilato de etilenoglicol, dimetacrilato de neopentilglicol (NPGDMA), e dimetacrilato de polietiienoglicol (PEGDMMA).

O componente curável da composição dental curável pode incluir uma ampla variedade de outros compostos etilenicamente insaturados (com ou sem funcionalidade ácida), resinas de (met)acrilato epoxi-funcionais, viniléteres, e similares.

As composições dentais (por exemplo fotopolimerizáveis) podem incluir monômeros polimerizáveis via radicais livres, oligômeros, e polímeros tendo um ou mais grupos etilenicamente insaturados. Os compostos adequados contém pelo menos uma ligação etilenicamente insaturada e podem ser submetidos à polimerização por adição. Exemplos de compostos etilenicamente insaturados úteis incluem ésteres de ácido acrílico, ésteres de ácido metacrílico, ésteres de ácido acrílico hidróxi-funcionai, ésteres de ácido metacrílico hidróxifuncionai, e suas combinações. Esses compostos polimerizáveis via radicais livres incluem

25/54 mono, di ou poli(met)acrilatos (isto é, acrilatos e metacrilatos) como (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de isopropila, (met)acrilato de n-hexila, (met)acrilato de estearila, (met)acrilato de alila, tri(met)acrilato de glicerol, di(met)acrilato de etilenoglicol, di(met)acrilato de dietilenoglicol, di(met)acrilato de trietilenoglicol, di(met)acrilato de 1,3propanodiol, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, tri(met)acrilato de 1,2,4-butanotriol, di(met)acrilato de 1,4-ciclo-hexanodiol, tetra(met)acrilato de pentaeritritol, hex(met)acrilato de sorbitol, (met)acrilato de tetra-hidro-furfurila, bis[1-(2-acriloxi)]-p-etóxi-fenildimetilmetano, bis[1(3-acrilóxi-2-hidroxi)]-p-propoxifenildimetiímetano, di(met)acrilato de bisfenol A etoxilado e tri(met)acrilato de tris-hidroxietilisocianurato; (met)acrilamidas (isto é, acrilamidas e metacrilamidas) como metacrilamida, metileno-bis-metacrilamida e diacetona-metacrilamida; (met)acrilatos de uretano; Os bis-(met)acrilatos de polietilenoglicóis (preferencialmente de peso molecular 200-500); e compostos de vínila como estireno, ftalato de dialila, succinato de divinila, adipato de divinila e ftalato de divinila. Outros compostos polimerizáveis via radicais livres adequados incluem (met)acrilatos siloxano-funcionais. Misturas de dois ou mais compostos polimerizáveis via radicais livres podem ser usadas se for desejado.

A composição dental curável também pode conter um monômero tendo grupos hidroxila e grupos etilenicamente insaturados em uma única molécula. Exemplos desses materiais incluem (met)acrilatos de hidroxialquila, como (met)acrilato de 2-hídroxietila e (met)acrilato de 2-hidroxipropila; mono-ou di-(met)acrilato de glicerol; mono- ou di-(met)acrilato de trimetilolpropano; mono-, di- e tri-(met)acrilato de pentaeritritol; mono-, di-, tri-, tetra- ou penta-(met)acrilato de sorbitol; e 2,2-bis[4-(2-hidroxi-3-etacriloxipropoxí)fenil]propano (bis GMA). Compostos etilenicamente insaturados adequados estão disponíveis em uma ampla variedade de fontes comerciais, como Sigma-Aldrich, St. Louis, EUA.

As composições dentais aqui descritas podem incluir um ou mais componentes curáveis na forma de compostos etilenicamente insaturados com funcionalidade ácida. Tais componentes contêm grupos ácidos e grupos etilenicamente insaturados em uma única molécula. Quando presente, o componente polimerizável opcionalmente compreende um composto etilenicamente insaturado com funcionalidade ácida. Preferencialmente, a funcionalidade ácida inclui um oxiácido (isto é, um ácido contendo oxigênio) de carbono, enxofre, fósforo, ou boro.

Para uso na presente invenção, compostos etilenicamente insaturados com funcionalidade ácida destina-se a incluir monômeros, oligômero, e polímeros tendo insaturação etilênica e funcionalidade ácida e/ou precursora de ácido. As funcionalidades precursoras de ácido incluem, por exemplo, anidridos, haletos ácidos, e pirofosfatos. A funcionalidade ácida pode incluir funcionalidade de ácido carboxílico, funcionalidade de ácido fosfórico, funcionalidade de ácido fosfônico, funcionalidade de ácido sulfônico, ou suas combinações.

Compostos etilenicamente insaturados com funcionalidade ácida incluem, por

26/54 exemplo, compostos ácidos α,β-insaturados como glicerol-fosfato-mono(met)acrilatos, glicerol-fosfato-di(met)acrilatos (GDMA-P), hidroxietil(met)acrilato (por exemplo HEMA) fosfatos, fosfato de bis((met)acriloxietila), fosfato de ((met)acriloxipropila), fosfato de bis((met)acriloxipropila), fosfato de bis((met)acriloxi)propiloxila, fosfato de (met)acriloxihexila, fosfato de bis((met)acriloxi-hexila), fosfato de (met)acriloxioctila, fosfato de bis((met)acriloxioctila),fosfato de (met)acriloxidecila, fosfato de bis((met)acriloxidecila), caprolactona-metacrilato-fosfato, di- ou tri-metacrilatos de ácido cítrico, oligo(ácido maleico) poli(met)acrilado, polifácido maleico) poli(met)acrilado, poli(ácido (met)acrílico) poli(met)acrilado, policarboxil-poli(ácido fosfônico) poli(met)acrilado, poli(ácido clorofosfônico) poli(met)acrilado, polissulfonato poli(met)acrilado, polifácido bórico) poli(met)acri!ado, e semelhantes, podem ser usados como componentes. Também monômeros, oligômeros, e polímeros de ácidos carbônicos insaturados como ácidos (met)acrílicos, ácidos (met)acrilatados aromáticos {por exemplo ácidos trimelíticos metacrilados), e anidridos dos mesmos podem ser usados.

As composições dentais podem incluir um composto etilenicamente insaturado com funcionalidade ácida que tem pelo menos uma porção P-OH. Essas composições são autoadesivas e não aquosas. Por exemplo, tais composições podem incluir: um primeiro composto incluindo pelo menos um grupo (met)acriloxila e pelo menos um grupo -Ο-Ρ(Ο)(ΟΗ)χ, em que x=1 ou 2, e sendo que o pelo menos um grupo -O-P(O)(OH)_X e o pelo menos um grupo (met)acriloxila são ligados por um grupo hidrocarboneto C1-C4; um segundo composto incluindo pelo menos um grupo (met)acriloxila e pelo menos um grupo -O-P(O)(OH)_X, em que x=1 ou 2, e sendo que o pelo menos um grupo -O-P(O)(OH)_X e o pelo menos um grupo (met)acriloxila são ligados por um grupo hidrocarboneto C5-C12; um composto etilenicamente insaturado sem funcionalidade ácida; um sistema iniciador; e uma carga.

As composições dentais curáveis podem incluir pelo menos 1% em peso, pelo menos 3% em peso, ou pelo menos 5% em peso de compostos etilenicamente insaturados com funcionalidade ácida, com base no peso total da composição não carregada. As composições podem incluir, no máximo, 80%, em peso; no máximo, 70%, em peso; ou, no máximo, 60%, em peso de compostos etilenicamente insaturados com funcionalidade ácida. Em algumas modalidades, é descrita uma composição dental curável compreendendo pelo menos 10% em peso a cerca de 30% em peso de compostos etilenicamente insaturados com funcionalidade ácida, como uma mistura de HEMA e GDMA-P.

As composições dentais curáveis podem incluir cimentos de ionômero de vidro modificados por resina como aqueles descritos nas patentes US n° 5.130.347 (Mitra) 5.154.762 (Mitra) 5.962.550 (Akahane). Tais composições podem ser sistemas de pó-líquido, pasta-líquido ou pasta-pasta. Alternativamente, formulações de copolímero como aquelas descritas na patente US n° 6.126.922 (Rozzi) estão incluídas no escopo da invenção.

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Um iniciador é tipicamente adicionado na mistura de ingredientes polimerizáveis, O iniciador é suficientemente miscível com o sistema de resina para permitir a pronta dissolução na (e impedir a separação da) composição polimerizável. Tipicamente, o iniciador está presente na composição em quantidades eficazes, como de cerca de 0,1 por cento, em peso, a 5,0 por cento, em peso, com base no peso total da composição.

O agente de adição-fragmentação é em geral radicalarmente livremente clivável. Embora fotopolimerização seja um mecanismo para a geração de radicais livres, outros mecanismos de cura também geram radicais livres. Assim, o agente de adiçãofragmentação não exige irradiação com radiação actínica (por exemplo fotocura) com o propósito de proporcionar a redução em tensão durante a cura.

Em algumas modalidades, a mistura de monômeros é fotopolimerizável e a composição contém um fotoiniciador (isto é, um sistema foto iniciador) que sob irradiação com radiação actínica inicia a polimerização (ou o endurecimento) da composição. Tais composições fotopolimerizáveis podem ser polimerizáveis via radicais livres. O fotoiniciador tem, tipicamente, uma faixa de comprimento de onda funcional de cerca de 250 nm a cerca de 800 nm. Os fotoiniciadores adequados (isto é, sistemas fotoiniciadores que incluem um ou mais compostos) para polimerização de composições fotopolimerizáveis via radicais livres incluem sistemas binários e terciários. Os fotoiniciadores terciários típicos incluem um sal de iodônio, um fotossensibilizador, e um composto doador de elétrons conforme descrito na patente US n° 5.545.676 (Palazzotto et al.). Os sais de iodônio incluem sais de diariliodônio, por exemplo, cloreto de difeniliodônio, hexafluorofosfato de difeniliodônio e tetrafluoroborato de difeniliodônio. Alguns fotossensibilizadores preferenciais podem incluir monocetonas e dicetonas (por exemplo alfa-dicetonas) que absorvem alguma luz dentro de uma faixa de cerca de 300 nm a cerca de 800 nm (de preferência, cerca de 400 nm a cerca de 500 nm) como canforoquinona, benzila, furila, 3,3,6,6-tetrametilciclo-hexanodiona, fenantraquinona e outras alfa-dicetonas cíclicas. Dentre esses, a canforoquinona é, tipicamente, preferencial. Os compostos doadores de elétron preferenciais incluem aminas substituídas, por exemplo, 4-(N,N-dimetilamino)benzoato de etila.

Outros fotoiniciadores adequados para polimerização de composições fotopolimerizáveis via radicais livres incluem a classe de óxidos de fosfina que tipicamente têm uma faixa de comprimento de onda funcional de cerca de 380 nm a cerca de 1.200 nm. Os iniciadores de radicais livres de óxido de fosfina preferenciais com uma faixa de comprimento de onda funcional de cerca de 380 nm a cerca de 450 nm são óxidos de acilfosfina e de bisacilfosfina.

Os fotoiniciadores de óxido de fosfina comercialmente disponíveis capazes de iniciação via radicais livres quando irradiados em faixas de comprimento de onda maior que 380 nm a 450 nm incluem óxido de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)fenilfosfina (IRGACURE 819, Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, NY, EUA), óxido de bis(2,6-dimetoxibenzoil)28/54 (2,4,4-trimetilpentil)fosfina (CGI 403, Ciba Specialty Chemicals), uma mistura 25:75, em peso, de óxido de bis(2,6-dimetoxibenzoil)-2,4,4-trimetilpentilfosfina e 2-hidroxi-2-metil-1fenilpropano-1-ona (IRGACURE 1700, Ciba Specialty Chemicals), uma mistura 1:1, em peso, de óxido de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)fenilfosfina e 2-hidroxi-2-metil-1-fenilpropano-1ona (DAROCUR 4265, Ciba N.C. Specialty Chemicals), e 2,4,6-tnmetilbenzilfenilfosfinato de etila (LUCIRIN LR8893X, BASF Corp., Charlotte, N.C., EUA).

Os agentes redutores à base de amina terciária podem ser usados em combinação com um óxido de acilfosfina. As aminas terciárias ilustrativas incluem 4-(N,Ndimetilamino)benzoato de etila e metacrilato de Ν,Ν-dímetilaminoetila. Quando presente, o agente redutor à base de amina está presente na composição fotopolimerizável em uma quantidade de cerca de 0,1 por cento, a cerca de 5,0 por cento, em peso, com base no peso total da composição. Em algumas modalidades, a composição dental curável pode ser irradiada com raios ultravioleta (UV). Para esta modalidade, os fotoiniciadores adequados incluem aqueles disponíveis sob as designações comerciais IRGACURE e DAROCUR junto à Ciba Speciality Chemical Corp., Tarrytown, NY, EUA e incluem 1-hidroxi-ciclo-hexilfenilcetona (IRGACURE 184), 2,2-dimetoxi-1,2-difeniletan-1-ona (IRGACURE 651), óxido de bis(2,4,6trimetilbenzoil)fenilfosfina (IRGACURE 819), 1-[4-{2-hidroxietoxi)fenil]-2-hidroxi-2-metil-1propano-1-ona (IRGACURE 2959), 2-benzil-2-dimetilamino-1-(4-morfolinofenil)butanona (IRGACURE 369), 2-metil-1-[4-(metiltio)fenil]-2-morfolinopropan-1-ona (IRGACURE 907) e 2hídroxi-2-metil-1-fenilpropan-1-ona (DAROCUR 1173).

As composições fotopolimerizáveis são, tipicamente, preparadas pela misturação dos vários componentes das composições. Para modalidades em que as composições fotopolimerizáveis não são curadas na presença de ar, o fotoiniciador é combinado sob condições de “luz segura” (isto é, condições que não causam endurecimento prematuro da composição). Os solventes inertes adequados podem ser utilizados, se for desejado, quando se prepara a mistura. Exemplos de solventes adequados incluem acetona e diclorometano.

O endurecimento é afetado pela exposição da composição a uma fonte de radiação, de preferência, uma fonte de luz visível. É conveniente utilizar fontes de luz que emitem luz de radiação actínica entre 250 nm e 800 nm (particularmente luz azul com um comprimento de onda de 380 a 520 nm) como lâmpadas de halogênio de quartzo, lâmpadas de tungstênio-halogênio, arcos de mercúrio, arcos de carbono, lâmpadas de mercúrio de baixa, média e alta pressão, arcos de plasma, diodos emissores de luz e lasers. Em geral, as fontes de luz úteis têm intensidades na faixa de 0,200 a 1.000 W/cm². Uma variedade de luzes convencionais para endurecimento de tais composições pode ser usada.

A exposição pode ser realizada em várias formas. Por exemplo, a composição polimerizável pode ser exposta continuamente à radiação durante todo o processo de endurecimento (por exemplo cerca de 2 segundos a cerca de 60 segundos). Também é

29/54 possível expor a composição a uma dose única de radiação e, então, remover a fonte de radiação, permitindo com isso que a polimerização ocorra. Em alguns casos, os materiais podem ser submetidos a fontes de luz que mudam de baixa intensidade para aita intensidade. Onde exposições duplas são utilizadas, a intensidade de cada dosagem pode ser igual ou diferente. De modo similar, a energia total de cada exposição pode ser iguat ou diferente.

As composições dentais compreendendo os monômeros multifuncionais etilenicamente insaturados podem ser quimicamente endurecíveis, isto é, as composições contêm um iniciador químico (isto é, sistema iniciador) que pode polímerizar, curar, ou diferentemente endurecer a composição sem dependência da irradiação com radiação actínica. Esta composição quimicamente endurecível (por exemplo polimerizável ou curável) é, muitas vezes, chamada de composição de “autocura” e pode incluir sistemas de cura redox, sistemas de cura térmica e suas combinações. Adicionalmente, a composição polimerizável pode compreender uma combinação de iniciadores diferentes, pelo menos um dos quais é adequado para iniciar polimerização via radicais livres.

As composições quimicamente endurecíveis podem incluir sistemas de cura redox que incluem um componente polimerizável (por exemplo um componente polimerizável etilenicamente insaturado) e agentes redox que incluem um agente oxidante e um agente redutor.

Os agentes oxidantes e redutores reagem com ou, de outro modo, cooperam um com o outro para produzir radicais livres capazes de iniciar a polimerização do sistema de resina (por exemplo o componente etilenicamente insaturado). Este tipo de cura é uma reação no escuro, isto é, não dependente da presença de luz e pode ocorrer na ausência de luz. Os agentes oxidantes e redutores são, de preferência, suficientemente estáveis durante o armazenamento e livres de coiorização indesejável para permitir seu armazenamento e utilização sob condições típicas.

Agentes redutores úteis incluem ácido ascórbico, derivados de ácido ascórbico e compostos de ácido ascórbico complexados com metal conforme descritos na patente US n° 5.501.727 (Wang et al.); aminas, especialmente aminas terciárias, como 4-tercbutildimetilaniiina; sais aromáticos sulfínicos, como sais p-toluenossulfínicos e sais benzenossulfínicos; tioureias, como 1 -etil-2-tioureia, tetraetiltioureia, tetrametiltioureia, 1,1dibutiltioureia e 1,3-dibutiltioureia; e suas misturas. Outros agentes redutores secundários podem incluir cloreto de cobalto (II), cloreto ferroso, sulfato ferroso, hidrazina, hidroxilamina (dependendo da escolha do agente oxidante), sais de um ânion ditionito ou sulfito, e suas misturas. De preferência, o agente redutor é uma amina.

Os agentes oxidantes adequados serão também familiares para os versados na técnica, e inciuem mas não estão limitados a ácido persulfúrico e seus sais, como sais de sódio, potássio, amônio, césio, e alquilamônio. Agentes oxidantes adicionais incluem

30/54 peróxidos como peróxido de benzoíla, hidroperóxidos como hidroperóxido de cumila, hidroperóxido de t-butila, e hidroperóxido de amila, bem como sais de metais de transição como cloreto de cobalto (III) e cloreto férrico, sulfato de cério (IV), ácido perbórico e seus sais, ácido permangânico e seus sais, ácido perfosfórico e seus sais, e suas misturas.

Pode ser desejável utilizar mais de um agente oxidante ou mais de um agente redutor. Pequenas quantidades de compostos de metal de transição também podem ser adicionadas para acelerar a taxa de cura redox. Os agentes oxidantes ou redutores podem ser microencapsulados conforme descrito na patente US n° 5.154.762 (Mitra et al.). Isso, em geral, aumentará a estabilidade durante o armazenamento da composição polimerizável e, se necessário, permitirá a embalagem conjunta dos agentes redutores e oxidantes. Por exemplo, através da seleção adequada de um agente encapsulante, os agentes oxidantes e redutores podem ser combinados com um componente funcional ácido e carga opcional e mantidos em um estado estável para armazenamento.

As composições dentais curáveis também podem ser curadas termicamente ou por iniciador radicalar livre termicamente ativado. Os iniciadores térmicos típicos incluem peróxidos como peróxido de benzoíla e compostos azo como azobisisobutironitrila, e também peróxido de dicumila, que é preferido para blocos de material bruto para usinagem.

Em modalidades preferidas, como quando a composição dentai é utilizada como um restaurador dental (por exemplo coroa ou obturação dental) ou um cimento ortodôntico, a composição dental tipicamente compreende quantidade apreciáveis de carga (por exemplo nanopartícula). As composições deste tipo incluem, de preferência, pelo menos 40%, em peso, com mais preferência, pelo menos 45%, em peso, e, mais preferencialmente, pelo menos 50%, em peso, de material de carga, com base no peso total da composição. Em algumas modalidades, a quantidade total de material de carga é no máximo 90%, em peso, de preferência, no máximo 80%, em peso, e, com mais preferência, no máximo 75%, em peso, de material de carga.

Os materiais compósitos dentais (por exemplo carregados) tipicamente exibem uma resistência à tração diametral (DTS) de pelo menos cerca de 70, 75, ou 80 MPa e/ou uma dureza de Barcol de pelo menos cerca de 60, ou 65, ou 70, ou 75. A profundidade de cura varia de cerca de 4 a cerca de 5 e comparável com as composições dentais comercialmente disponíveis (por exemplo carregadas) adequadas para restaurações.

Em algumas modalidades, a resistência à compressão é pelo menos 300, 325, 350 ou 375 MPa.

Em algumas modalidades, como composições adicionalmente compreendendo pelo menos um monômero etilenicamente insaturado com funcionalidade ácida, a adesão no esmalte e/ou na dentina é pelo menos 5, 6, 7, 8, 9, ou 10 MPa.

As composições dentais adequadas para uso como adesivos dentais também podem

31/54 opcionalmente incluir carga em uma quantidade de pelo menos 1% em peso, 2% em peso, 3% em peso, 4% em peso, ou 5% em peso com base no total peso da composição. Para modalidades deste tipo, a concentração total de material de carga é de, no máximo, 40%, em peso, de preferência, no máximo, 20%, em peso, e, mais preferencialmente, no máximo, 15%, em peso, de material de carga, com base no peso total da composição.

Os materiais de carga podem ser selecionados de um ou mais dentre uma ampla variedade de materiais adequados para incorporação nas composições usadas para as aplicações dentárias, como materiais de carga correntemente usados em composições dentais restauradoras e similares.

A carga pode ser um material inorgânico. Pode também ser um material orgânico reticuiado que é insolúvel na resina polimerizável e é opcionalmente preenchido com material inorgânico de carga. O material de carga é, em geral, não tóxico e adequado para uso na boca. O material de carga pode ser radiopaco, radioluzente ou não radiopaco. Os materiais de carga, quando usados nas aplicações dentárias, têm tipicamente uma natureza cerâmica.

Partículas inorgânicas de carga não reativas a ácido incluem quartzo (isto é, sílica), sílica submicrométrica, zircônia, zircônia submicrométrica e micropartículas não vítreas do tipo descrito na patente US n° 4.503.169 (Randklev).

A carga pode também ser uma carga reativa a ácido. Cargas reativas ácidas incluem óxidos metálicos, vidro, e sais metálicos. Os óxidos metálicos típicos incluem óxido de bário, óxido de cálcio, óxido de magnésio, e óxido de zinco. Vidros típicos incluem vidros de borato, vidros de fosfato e vidros de fluoroaluminossilicato (“FAS”). O vidro de FAS contém, tipicamente, cátions suficientemente eluíveis para que uma composição dental endurecida se forme quando o vidro é misturado com os componentes da composição endurecível. O vidro também contém, tipicamente, íons fluoretos suficientemente eiuíveis para que a composição endurecida tenha propriedades cariostáticas. O vidro pode ser produzido a partir de um material fundido contendo fluoreto, alumina, e outros ingredientes formadores de vidro usando técnicas familiares aos versados na técnica de produção de vidro de FAS. Os vidros de FAS tipicamente estão sob a forma de partículas que são suficientemente finamente divididas de modo que elas podem convenientemente ser misturadas com os outros componentes de cimento e irão funcionar bem quando a mistura resultante for usada na boca.

Em geral, o tamanho (tipicamente, diâmetro) médio de partícula do vidro de FAS não é superior a 12 micrômetros, tipicamente não superior a 10 micrômetros e, mais tipicamente, não superior a 5 micrômetros, conforme mensurado com o uso, por exemplo, de um analisador de tamanho de partícula por sedimentação. Os vidros de FAS adequados serão familiares aos versados na técnica, e estão disponíveis junto a uma ampla variedade de fontes comerciais, e muitos são encontrados em cimentos de ionômero de vidro atualmente disponíveis como aqueles comercialmente disponíveis sob as designações comerciais VITREMER, VITREBOND,

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RELY X LUTING CEMENT, RELY X LUTING PLUS CEMENT, PHOTAC-FIL GUICK, KETACMOLAR e KETAC-FIL PLUS (3M ESPE Dental Products, St. Paul, MN, EUA), FUJI II LC e FUJI IX (G-C Dental Industrial Corp., Tóquio, Japão) e CHEMFIL Superior (Dentspiy International, York, PA, EUA). Misturas de cargas podem ser usadas se for desejado.

Outras cargas adequadas são descritas nas patentes US n° 6.387.981 (Zhang et al.) e 6.572.693 (Wu et al.) e também nas publicações internacionais PCT n° WO 01/30305 (Zhang et al.), patente US n° 6.730.156 (Windisch et al.), WO 01/30307 (Zhang et al.), e WO 03/063804 (Wu et al.). Os componentes de carga descritos nestas referências incluem partículas de sílica de tamanho nanométrico, partículas de óxido metálico de tamanho nanométrico, e suas combinações. Nanocargas também são descritas nas patentes US n° 7.090.721 (Craig et al.), 7.090.722 (Budd et al.) e 7.156.911; e patente US n° 7.649.029 (Kolb et al.).

Exemplos de partículas orgânicas de carga adequadas incluem policarbonatos, poliepóxidos, poli(met)acrilatos pulverizados com ou sem material de carga, e similares. As partículas de carga dentais comumente utilizadas são quartzo, sílica submicrométrica e micropartículas não vítreas do tipo descrito na patente US n° 4.503.169 (Randklev).

Misturas destes materiais de carga também podem ser usadas, bem como combinações de carga produzidas a partir de materiais orgânicos e inorgânicos.

Os materiais de carga podem ser particulados ou fibrosos em natureza. Os materiais de carga particulados podem, em geral, ser definidos como aqueies que têm uma razão entre comprimento e largura (ou razão de aspecto) de 20:1 ou menos e, mais comumente, de 10:1 ou menos. Os materiais fibrosos podem ser definidos como aqueles que têm razões de aspecto superiores a 20:1 ou, mais comumente, superiores a 100:1. O formato das partículas pode variar de esférico a elipsoidal ou mais plano como flocos ou discos. As propriedades macroscópicas podem ser altamente dependentes do formato das partículas de carga, em particular da uniformidade do formato.

As partículas de tamanho micrométrico são muito eficazes para aperfeiçoar as propriedades de desgaste após a cura. Em contrapartida, materiais de carga nanoscópicos são comumente usados como modificadores de viscosidade e tixotropia. Devido a seu tamanho diminuto, à sua ampla área superficial e à sua ligação associada ao hidrogênio, sabe-se que esses materiais se reúnem em redes agregadas.

Em algumas modalidades, a composição dental compreende, de preferência, uma carga de particulado nanoscópico (isto é, uma carga compreendendo nanopartículas) que tem um tamanho médio de partícula primária inferior a cerca de 0,100 micrômetro (isto é, pm) e, mais preferencialmente, inferior a 0,075 pm. Para uso na presente invenção, o termo “tamanho de partícula primária” refere-se ao tamanho de uma partícula única não associada. O tamanho médio de partícula primária pode ser determinado pelo corte de uma amostra fina da composição dentai endurecida e pela mensuração do diâmetro de partícula de cerca de 5033/54

100 partículas com o uso de um micrógrafo eletrônico de transmissão em uma ampliação de 300.000 e pelo cálculo da média. A carga pode ter uma distribuição de tamanho de partícula unimodal ou polimodal (por exemplo bimodal). O material particulado nanoscópico tem, tipicamente, um tamanho médio de partícula primária de pelo menos cerca de 2 nanômetros (nm) e, de preferência, pelo menos cerca de 7 nm. De preferência, o material particulado nanoscópico tem um tamanho médio de partícula primária não superior a cerca de 50 nm e, mais preferencialmente, não superior a cerca de 20 nm em tamanho. A área superficial média de um material de carga deste tipo tem, de preferência, pelo menos cerca de 20 metros quadrados por grama (m²/g), mais preferencialmente, pelo menos cerca de 50 m²/g e, com a máxima preferência, pelo menos cerca de 100 m²/g.

Em algumas modalidades preferenciais, a composição dental compreende nanopartículas de sílica. Sílicas nanométricas adequadas são disponíveis comercialmente junto à Nalco Chemical Co. (Naperville, IL, EUA) sob a designação de produto NALCO COLLOIDAL SILICAS. Por exemplo, as partículas de sílica preferenciais podem ser obtidas a partir do uso de produtos NALCO 1040, 1042, 1050, 1060, 2327 e 2329.

As partículas de sílica são, de preferência, produzidas a partir de uma dispersão coloidal aquosa de sílica (isto é, um sol ou aquassol). A sílica coloidal encontra-se tipicamente na concentração de cerca de 1 a 50 por cento, em peso, do sol de sílica. Sóis de sílica coloidal que podem ser usados estão disponíveis comercialmente tendo tamanhos coloidais diferentes, consulte Surface & Colloid Science, Vol. 6, ed. Matijevic, E., Wiley Interscience, 1973. Sóis de sílica preferenciais para uso no preparo dos materiais de carga da invenção são aqueles distribuídos como uma dispersão de sílica amorfa em um meio aquoso (como as sílicas coloidais da Nalco distribuídas pela Nalco Chemical Company) e aqueles que têm baixa concentração de sódio e podem ser acidificados por sua admistura com um ácido adequado (por exemplo sílica coloidal Ludox, fabricada por E. I. Dupont de Nemours & Co. ou Nalco 2326, disponível junto à Nalco Chemical Co.).

De preferência, as partículas de sílica no sol têm um diâmetro médio de partícula de cerca de 5-100 nm; mais preferencialmente, 10-50 nm; e, de preferência máxima, 1240 nm, Um sol de sílica particularmente preferencial é o NALCO 1041.

Em algumas modalidades, a composição dental compreende nanopartículas de zircônia.

Nanopartículas de zircônia nanométricas adequadas podem ser preparadas com o uso de tecnologia hidrotérmica, conforme descrito na patente US n° 7.241.437 (Davidson et al.).

Em algumas modalidades, nanopartículas com índice de refração mais baixo (por exemplo sílica) são utilizadas em combinação com nanopartículas com índice de refração mais alto (por exemplo zircônia) para que o índice seja compatível (índice de refração dentro de 0,02) com o índice de refração da resina polimerizável.

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Em algumas modalidades, as nanopartículas estão na forma de nanoagrupamentos, isto é, um grupo de duas ou mais partículas associadas por forças intermoleculares relativamente fracas que fazem com que as partículas se agrupem umas nas outras, mesmo quando dispersadas em uma resina endurecível.

Nanoagrupamentos preferenciais podem compreender um agrupamento substancialmente amorfo de partículas não pesadas (por exemplo de sílica) e de partículas pesadas de óxido metálico amorfo (isto é, que têm um número atômico maior do que 28) como zircônia. As partículas do nanoagrupamento têm, de preferência, um diâmetro médio menor do que cerca de 100 nm. Cargas de nanoagrupamentos adequadas são descritas na patente US n° 6.730.156 (Windisch et al.); aqui incorporada, a título de referência.

Em algumas modalidades preferenciais, a composição dental compreende nanopartículas de sílica e/ou nanoagrupamentos submetidos a tratamento de superfície com um agente copulante organo-metálico para otimizar a ligação entre o material de carga e a resina. O agente copulante organo-metálico pode ser funcionalizado com grupos reativos de cura, como acrilatos, metacrilatos, grupos vinila e similares.

Os compostos organo-metálicos copolimerizáveis adequados podem ter as fórmulas gerais: CH₂=C(CH₃)_mSi(OR)_n ou CH₂=C(CH₃)mC=OOASi(OR)_n; em que m é 0 ou 1, R é um grupo alquila que tem 1 a 4 átomos de carbono, A é um grupo de ligação orgânico divalente, e n é de 1 a 3. Agentes copulantes preferenciais incluem gama-metacriloxipropiltrimetoxissilano, gama-mercaptopropiltrimetoxissilano, gama-aminopropiltrimetoxissilano e similares.

Em algumas modalidades, uma combinação de agentes modificadores de superfície pode ser útil, sendo que pelo menos um dos agentes tem um grupo funcional copolimerizável com uma resina endurecível. Outros agentes modificadores de superfície que geralmente não reagem com resinas endurecíveis podem ser incluídos para melhorar as propriedades reológicas ou a dispersibilidade. Exemplos de silanos deste tipo incluem, por exemplo, arilpoliéteres, silanos funcionalizados com alquila, hidroxialquila, hidroxilarila ou aminoalquila.

A modificação de superfície pode ser feita quer subsequentemente à mistura com os monômeros quer após a mistura. É tipicamente preferível combinar os compostos de tratamento de superfície de organossilanos com as nanopartículas antes de sua incorporação à resina. A quantidade necessária de modificador de superfície depende de vários fatores como tamanho de partícula, tipo de partícula, peso molecular do modificador e tipo do modificador. Em geral, é preferível que aproximadamente uma camada única de modificador seja fixada à superfície da partícula.

As nanopartículas coloidais de superfície modificada podem ser substancial e totalmente condensadas. As nanopartículas completamente condensadas (com a exceção de sílica) tipicamente têm um grau de cristalinidade (medido como partículas de óxido metálico isoladas) maior que 55%, de preferência, maior que 60%, e, com mais preferência, maior que

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70%. Por exemplo, o grau de cristalínidade pode variar até cerca 86% ou mais. O grau de cristalinidade pode ser determinado por técnicas de difração de raios X. As nanopartículas condensadas cristalinas (por exemplo zircônia) têm um alto índice de refração, enquanto que nanopartículas amorfas tipicamente têm um índice de refração mais baixo.

Em algumas modalidades, as composições dentais podem ter uma cor inicial notavelmente diferente daquela das estruturas dentais curadas. Cor pode ser conferida à composição através do uso de um corante fotoclareável ou termocrômico. Para uso na presente invenção, “fotoclareável” refere-se à perda de cor sob exposição à radiação actínica. A composição pode incluir pelo menos 0,001%, em peso, de corante fotoclareável ou termocrômico e, tipicamente, pelo menos 0,002%, em peso, de corante fotoclareável ou termocrômico, com base no peso total da composição. A composição tipicamente inclui, no máximo, 1%, em peso, de corante fotoclareável ou termocrômico e, mais tipicamente, no máximo, 0,1%, em peso, de corante fotoclareável ou termocrômico, com base no peso total da composição, A quantidade de corante fotoclareável ou termocrômico pode variar dependendo de seu coeficiente de extinção, da habilidade do olho humano para discernir sua cor inicial, e das mudanças de cor desejadas. Os corantes termocrômicos adequados são apresentados, por exemplo, na patente US n° 6.670.436 (Burgath et al.).

Para modalidades incluindo um corante fotoclareável, a formação de cor e as características de alvejamento do corante fotoclareável variam dependendo de uma variedade de fatores incluindo, por exemplo, força do ácido, constante dielétrica, polaridade, quantidade de oxigênio, e teor de umidade na atmosfera. Entretanto, as propriedades de alvejamento do corante podem ser prontamente determinadas pela irradiação da composição e pela avaliação de sua mudança de cor. O corante fotoclareável é, em geral, pelo menos parcialmente solúvel em uma resina endurecível.

Corantes fotoclareáveis incluem, por exemplo, rosa de bengala, violeta de metileno, azul de metileno, fluoresceína, amarelo eosina, eosina Y, etileosina, eosina azulada, eosina B, eritrosina B, blenda de eritrosina amarelada, azul de toluídina, 4’,5’dibromofluoresceína, e suas combinações.

A mudança de cor pode ser iniciada pela radiação actínica como fornecida por uma lâmpada de cura dental que emite luz visível ou infravermelho (IV) próximo durante um período de tempo suficiente. O mecanismo que inicia a mudança de cor nas composições pode ser separado do, ou ocorrer simultaneamente com o, mecanismo de endurecimento que endurece a resina. Por exemplo, uma composição pode endurecer quando a polimerização é iniciada quimicamente (por exemplo iniciação redox) ou termicamente, e a mudança de cor de uma cor inicial até uma cor final pode ocorrer subsequente ao endurecimento sob exposição à radiação actínica.

Opcionalmente, as composições podem conter solventes (por exemplo propanol,

36/54 etanol), cetonas (por exemplo acetona, metiletilcetona), ésteres (por exemplo acetato de etila), outros solventes não aquosos (por exemplo dimetilformamida, dimetilacetamida, sulfóxido de dimetila, 1 -metil-2-pirrolidinona)), e água.

Se for desejado, as composições podem conter aditivos como indicadores, corantes, pigmentos, inibidores, aceleradores, modificadores de viscosidade, agentes umectantes, agentes tampão, estabilizantes de radical e catiônicos (por exemplo BHT,) e outros ingredientes similares que serão evidentes para os versados na técnica.

Adicionalmente, medicamentos ou outras substâncias terapêuticas podem ser opcionalmente adicionados na composições dentais. Exemplos incluem, mas não se limitam a, fontes de fluoreto, agentes branqueadores, agentes anticáries (por exemplo xilitol), fontes de cálcio, fontes de fósforo, agentes remineralizantes (por exemplo compostos de fosfato de cálcio), enzimas, refrescantes de hálito, anestésicos, agentes coagulantes, neutralizadores de ácido, agentes quimioterápicos, modificadores de resposta imunológica, tixotropos, polióis, agentes anti-inflamatórios, agentes microbicidas (em adição ao componente lipídico antimicrobiano), agentes fungicidas, agentes para tratamento de xerostomia, dessensibilizadores, e similares, do tipo frequentemente usado em composições dentais. Combinações de qualquer um dos aditivos mencionados anteriormente podem também ser utilizadas. A seleção e a quantidade de quaisquer um dos aditivos podem ser feitas pelo versado na técnica para obter os resultados desejados sem experimentação indevida.

A composição dental curável pode ser usada para tratar uma superfície bucal como dente, conforme é conhecido na técnica. Em algumas modalidades, as composições podem ser endurecidas pela cura após a aplicação da composição dental. Por exemplo, quando a composição dental curável é usada como restaurador, como numa restauração dental, o método, em geral, compreende a aplicação da composição curável em uma superfície bucal (por exemplo cavidade); e curar a composição. Em algumas modalidades, um adesivo dental pode ser aplicado antes da aplicação do material de restauração dental curável aqui descrito. Adesivos dentais também são tipicamente endurecidos pela cura concorrentemente com a cura da composição de restauração dental elevadamente carregada. O método para o tratamento de uma superfície bucal pode compreender o fornecimento de um artigo dental e a adesão do artigo dental a uma superfície bucal (por exemplo dente).

Em outras modalidades, as composições podem ser endurecidas (por exemplo polimerizadas) em artigos dentais antes da aplicação. Por exemplo, um artigo dental, como uma coroa, pode ser pré-formado a partir da composição dental endurecível aqui descrita. Artigos de compósito dental (por exemplo coroas) podem ser feitos a partir da composição curável aqui descrita por vazamento da composição curável em contato com um molde e pela cura da composição. Alternativamente, o artigo de compósito dental (por exemplo coroas) pode ser produzido inicialmente pela cura da composição, formando um

37/54 bloco bruto para usinagem de prótese (mill blank) e, então, por usinagem mecânica da composição para formar o artigo desejado.

Outro método de tratar uma superfície dental compreende fornecer uma composição dental como aqui descrita na qual a composição esta na forma de uma estrutura maleável, autossuportada, endurecível (parcialmente endurecida) tendo uma primeira forma semiacabada; posicionar a composição dental endurecível sobre uma superfície dental na boca de um sujeito; ajustar o formato da composição dental endurecível; e endurecer a composição dental endurecível. O ajuste pode ocorrer dentro da boca do paciente ou sobre um modelo fora da boca do paciente como descrito em US 7.674.850 (Karim et al.); aqui incorporada, a título de referência.

Objetivos e vantagens são adicionalmente ilustrados pelos exemplos a seguir, mas os materiais específicos e proporções dos mesmos referidos nesses exemplos, bem como outras condições e detalhes, não devem ser interpretados para limitar indevidamente esta invenção. Exceto onde indicado ao contrário, todas as partes e porcentagens são dadas com base no peso.

Síntese de Monômero de Adição-Fraqmentação (AFM, Addition-Fraqmentation

Monomer)

Procedimentos gerais. Todas as reações foram realizadas em frascos de fundo redondo ou recipientes ou vasos de vidro usando reagentes comerciais não purificados.

Materiais. Os reagentes comerciais foram usados como recebidos. Diclorometano, acetato de etila, e tolueno foram obtidos junto à EMD Chemicals Inc. (Gibbstown, NJ, EUA). Metacrilato de glicidila, 4-(dimetilamino)piridina, cloreto de metacriloíla, trifenilfosfina, 2,6-di-t-butil-4-metilfenol, e dilaurato de dibutilestanho foram obtidos junto à Alfa Aesar (Ward Hill, MA, EUA). Acrilato de 2-isocianatoetila, 1,2-epoxi-3-fenoxipropano, e 1,2-epoxidecano foram obtidos junto à TCI America (Portland, OR, EUA). Cloreto de acriloíla, trietilamina, e trifenilantimônio foram obtidos junto à Sigma Aldrich (St. Louis, MO, EUA). 4-Hidroxibutil-acrilato-glicidiléter foi obtido da Nippon Kasei Chemical (Tóquio, Japão). Acrilato de glicidila foi obtido da Polysciences Inc. (Warringotn, PA, EUA). Mistura de oligômero de metacrilato de metila foi obtida de acordo com o procedimento detalhado em exemplo 1 de patente US n° 4.547.323 (Carlson, G. M.).

Instrumentação. Espectros de ressonância magnética nuclear de próton (1H NMR) e espectros de ressonância magnética nuclear de carbono (13C NMR) foram registrados em um espectrômetro a 400 MHz.

Destilação de mistura de oligômero de metacrilato de metila destilação oligômero de meiacriíato de metila

Destilação foi realizada como descrito em Moad, C. L.; Moad, G.; Rizzardo, E.; e

38/54

Thang, S. H. Macromolecules, 1996, 29, 7717-7726, com detalhes da seguinte forma:

Um frasco de fundo redondo de 1 L equipado com uma barra de agitação magnética foi carregado com 500 g de mistura de oligômero de metacrilato de metila. O frasco foi acoplado em uma coluna de Vigreux, um condensador, um adaptador de distribuição, e quatro frascos coletores. Com agitação, o aparelho de destilação foi posto sob pressão reduzida (33,3 Pa (0,25 mm Hg)). A mistura de oligômero foi agitada sob pressão reduzida na temperatura ambiente até que a liberação de gás (remoção de monômero metacrilato de metila) tivesse sido predominantemente diminuída. O frasco de destilação foi então aquecido para refluxar em um banho de óleo para destilar a mistura de oligômero. As frações isoladas por este procedimento são listadas em tabela 1

Tabela 1. Frações da Destilação da Mistura de Oligômero de Metacrilato de Metila

Pressão (Pa Ponto de ebulição Massa

Fração (mm Hg)) (°C) (g) Composição aproximada

A	33,3 (0,25)	59	63,27	Dímero
B	12,0(0,09)	47	115,97	Dímero
C	13,3(0,10)	60-87	25,40	dímero (-50-75%), oligômeros (principalmente trímero)
D	13,3(0,10)	87	15,20	dímero (-5%), oligômeros (principalmente trímero)
E	17,3(0,13)	105	156,66	oligômeros (trímero e superior)
H	idrólise de Dímero de Metacrilato de Metila

O O oo

U _ Jl KOH7H₂Q jl _ Jl *° Alí™'-- ' AT~·' diácido

Hidrólise do dímero para diácido 1 foi realizada como descrito em Hutson, L.; Krstina, J.; Moad, G.; Morrow, G. R.; Postma, A.; Rizzardo, E.; e Thang, S. H. Macromolecules, 2004, 37, 4441-4452, com detalhes da seguinte forma:

Um frasco de fundo redondo de 1 L, equipado com uma barra de agitação magnética foi carregado com água desionizada (240 mL) e hidróxido de potássio (60,0 g, 1.007 mmol). a mistura foi agitada até homogênea. Dímero de metacrilato de metila (75,0 g, 374,6 mmol) foi adicionado. O frasco de reação foi equipado com um condensador de refluxo e foi aquecido para 90°C em um banho de óleo. Após 17 horas, o frasco de reação foi removido do banho de óleo e foi permitido esfriar para a temperatura ambiente. A solução de reação foi acidificada para pH de aproximadamente 1 usando HCI concentrado. Um precipitado branco formou sob acidificação. A mistura heterogênea foi filtrada a vácuo e rapidamente lavada duas vezes com 50-100 mL de água desionizada. O sólido branco foi seco por passagem de ar através do sólido durante aproximadamente 4 horas. O sólido branco foi então dissolvido em

39/54 aproximadamente 1.750 mL de diclorometano. Apenas uma quantidade muito pequena (menor do que um grama) de sólido permaneceu insolúvel. A solução foi permitida repousar durante 24 horas. A solução de diclorometano foi então filtrada a vácuo para remover o sólido branco não dissolvido. A solução de diclorometano filtrada foi concentrada a vácuo para obter um sólido branco. O sólido brando foi depois seco sob vácuo alto para dar o diácido 1 (55,95 g, 325,0 mmol, 87%) como um pó branco.

Preparação de AFM-1

AFM-1

Um frasco âmbar de aproximadamente 250 ml_ equipado com uma barra de agitação magnética foi carregado com metacrilato de glicidila (23,0 mL, 24,8 g, 174 mmol) e trifenilantimônio (0,369 g, 1,04 mmol). O frasco de reação foi coberto com uma tampa de plástico com duas agulhas de calibre 16 perfurando através da tampa para permitir entrada de ar no frasco de reação. Com agitação, a mistura foi aquecida para 100°C em um banho de óleo. O diácido 1 (15,0 g, 87,1 mmol) foi adicionado no frasco de reação em porções pequenas durante um período de 1,5 horas. Após 21 horas, trifenilfosfina (0,091 g, 0,35 mmol) foi adicionada. A reação foi mantida sob agitação a 100°C. Após 6,5 horas adicionais a reação foi amostrada, e a análise por 1H NMR foi consistente com o produto desejado como uma mistura de isômeros e indicou o consumo de metacrilato de glicidila. A reação foi esfriada até a temperatura ambiente para obter AFM-1 como um material transparente, viscoso amarelo muito claro.

Preparação de AFM-2 via Diol 2

1. PhjSb

2. Ph₃P

Preparação de Diol 2

Um frasco de vidro de aproximadamente 30 mL equipado com uma barra de agitação magnética foi carregado com 1,2-epoxi-3-fenoxipropano (3,93 mL, 4,36 g, 29,0 mmol) e trifenilantimônio (0,0593 g, 0,168 mmol). O frasco de reação foi fechado com uma tampa de plástico. Com agitação, a mistura foi aquecida para 100°C em um banho de óleo. O diácidol (2,50 g, 14,5 mmol) foi adicionado na reação em porções pequenas durante um período de 35 minutos. Após 18 horas, trifenilfosfina (0,0162 g, 0,0618 mmol) foi adicionada. A reação foi mantida sob agitação a 1Q0°C. Após 24 horas adicionais, a reação foi amostrada e a análise por 1H NMR foi consistente com o produto desejado como uma mistura de isômeros. A reação foi esfriada para a temperatura ambiente para obter o diol 2 como um material transparente, vítreo incolor.

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Preparação de AFM-2

Um frasco de fundo redondo de 100 ml_ equipado com uma barra de agitação magnética foi carregado com diol 2 (4,956 g, 10,49 mmol) e diclorometano (20 mL). Com agitação, metacrilato de 2-isocianatoetila (2,20 mL, 2,416 g, 20,98 mmol) foi adicionado. Dilaurato de dibutilestanho (3 gotas de uma pipeta de vidro) foi adicionado na solução transparente e homogênea. O frasco de reação foi fechado com uma tampa de plástico com uma agulha de calibre 16 adicionada para dar passagem ao ar. Após 72 horas, a mistura de reação foi concentrada a vácuo para um líquido viscoso transparente. O líquido foi transferido para um frasco âmbar de 25 mL usando uma quantidade pequena de diclorometano. Ar foi borbulhado através do material viscoso para remover o solvente. A análise por 1H NMR foi consistente com o produto desejado como uma mistura de isômeros. AFM-2 (7,522 g, 9,63 mmol, 92%) foi obtido como um óleo transparente, muito viscoso.

Preparação de AFM-3

O

Um frasco de fundo redondo de duas bocas, de 500 mL, equipado com uma barra de agitação magnética foi carregado com AFM-1 (20,00 g, 43,81 mmol) e diclorometano (160 mL). As bocas no frasco de reação foram fechadas com tampas de plástico e uma agulha de calibre 16 foi adicionada em cada tampa para dar abertura da reação ao ar. A reação foi esfriada para 0°C com agitação. Trietilamina (30,5 mL, 22,1 g, 219 mmol) e 4(dimetílamino)pÍrtdina (1,609 g, 13,17 mmol) foram adicionadas. Cloreto de metacriloíla (17,0 mL, 18,4 g, 176 mmol) foi adicionado em gotas na mistura de reação durante um período de 40 minutos. A reação homogênea, amarela clara foi permitida lentamente aquecer até a temperatura ambiente. Após 24 horas, a solução de reação amarela clara foi concentrada a vácuo. Acetato de etila (400 mL) foi adicionado no resíduo e a mistura foi transferida para um funil de separação de 1 LI. O frasco de reação foi lavado com ácido clorídrico aquoso (1N, 200 mL) e a solução aquosa de ácido clorídrico foi adicionada no

41/54 funil de separação. As soluções foram bem misturadas e a camada aquosa foi removida. A solução orgânica foi depois lavada duas vezes com 200 ml_ de ácido clorídrico aquoso(1N), uma vez com 200 mL de água desionizada, três vezes com 200 mL de hidróxido de sódio aquoso (1N), e uma vez com 200 mL de uma solução aquosa saturada de cloreto de sódio. A solução orgânica foi seca com sulfato de sódio durante 30 minutos e então filtrada. 2_J6-Di-t-butil-4-metilfenol (0,011 g) foi adicionado, e a solução foi concentrada a vácuo (temperatura do banho abaixo de 20°C) para uma solução viscosa. A solução concentrada foi transferida para um frasco âmbar usando-se uma quantidade pequena de diclorometano para garantir transferência quantitativa. Ar foi borbulhado através do material viscoso para remover o solvente. A análise por 1H NMR foi consistente com o produto desejado como uma mistura de isômeros. AFM-3 (23,44 g, 39,55 mmol, 90%) foi obtido como um óleo muito viscoso, amarelo muito claro.

Preparação de AFM-4

Um frasco de fundo redondo de 3 bocas, de 250 mL, foi equipado com uma barra de agitação magnética. Diol 2 (6,86 g, 14,52 mmol) foi dissolvido em diclorometano (25 mL) e adicionado no frasco de reação. Cinco porções adicionais de 5 mL de diclorometano foram usadas para garantir a transferência quantitativa de diol 2 e estas lavagens foram adicionadas no frasco de reação. O frasco de reação foi equipado com um funil de adição com equalizador de pressão tampado com uma tampa de plástico. As duas outras bocas do frasco de reação também foram tampadas com tampas de plástico, e uma agulha de calibre 16 foi adicionada em cada uma para dar passagem da reação ao ar. A reação foi esfriada para 0°C com agitação. Trietilamina (10,0 mL, 7,26 g, 71,8 mmol) e 4(dimetilamino)piridina (0,532 g, 4,36 mmol) foram adicionadas. Uma solução 37,3% em peso de cloreto de metacriloíla em tolueno (16,28 g de solução, 6,07 g de cloreto de metacriloila, 58,1 mmol) foi adicionada no funil de adição. A solução de tolueno de cloreto de metacriloíla foi adicionada em gotas na mistura de reação durante um período de 30 minutos. A reação tornou-se amarela clara Após 18 horas, a solução de reação amarela clara foi transferida para um funil de separação de 500 mL usando-se diclorometano (200 mL). A solução orgânica foi lavada duas vezes com 150 mL de ácido clorídrico aquoso (1N), uma vez com 150 mL de água desionizada, duas vezes com 150 mL de hidróxido de sódio aquoso (1N), e uma vez com 200 mL de uma solução aquosa saturada de cloreto de sódio. A solução orgânica foi seca com sulfato de sódio durante 30 minutos, e foi então filtrada e concentrada a vácuo (temperatura do banho

42/54 abaixo de 20°C) para uma solução viscosa. A solução concentrada foi transferida para um frasco âmbar usando-se uma quantidade pequena de diclorometano para garantir transferência quantitativa. Ar foi borbuihado através do material viscoso para remover o solvente. A análise por 1H NMR foi consistente com o produto desejado como uma mistura de isômeros. AFM-4 (8,463 g, 13,9 mmol, 96%) foi obtido como um óleo amarelo claro, muito viscoso.

BisGMA (2,2-bis[4-{2-hidroxi-3-metacriloiloxi-propoxi)feniljpropano (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, EUA)

TEGDMA (dimetacrilato de trietilenoglicol, Sartomer Co., Inc., Exton, PA, EUA)

UDMA (dimetacrilato de diuretano, CAS n° 41137-60-4, comercialmente disponível como Rohamere 6661-0, Rohm Tech, Inc., Malden, MA, EUA)

BisEMA6 (metacrilato de bisfenol A etoxilado como detalhadamente descrito na patente US n° 6.030.606, disponível junto à Sartomer como“CD541)

Procrilat (dimetacrilato de 2,2-bis-4-(3-hÍdroxipropoxifenil)propano, CAS 27689-29, preparado como descrito em WO 2006/020760)

CAPA2125 IEM (refere-se ao produto de reação de CAPA2125 (um policaprolactonapoliol disponível junto à Solvay Chemical Company, Warrington, RU) e dois equivalentes de metacrilato de 2-isocianatoetila, preparado essencialmente como descrito na patente US n° 6.506.816)

GDMA-P (glicerol-dimetacrilato-fosfato 75% em peso) preparado como descrito em J. Dent. Res., 35, 8466 (1956), também pode ser preparado como descrito no exemplo 2 da patente US n° 6.187.838) misturado com 25% em peso de TEGDMA)

CPQ (canforoquinona, Sigma Aldrich, St. Louis, MO, EUA)

EDMAB (4-{N,N-dimetilamino)benzoato de etila, Sigma Aldrich)

DPIHFP (hexafluorofosfato de difeniliodônio, Alpha Aesar, Ward Hill, MA, EUA)

BHT (hidroxitolueno butilado, Sigma Aldrich)

BZT (refere-se a 2-(2-hidroxi-5-metacriloxietilfenil)-2/-/-benzotriazol, Ciba, Inc., Tarrytown, NY, EUA)

HEMA (metacrilato de 2-hidroxietila, Sigma-Aldrich)

Tris-(2-hidroxietil)isocianurato (TCI America, Portland, OR, EUA)

DCC (diciclo-hexil-carbodi-imida, TCI)

YbF₃ (fluoreto de itérbio, Treibacher, Alemanha)

MEHQ (hidroquinona-monometil-éter, Sigma-Aldrich) “Irgacure 819” (fotoiniciador óxido de fosfina, disponível junto à Ciba Specialty Chemicals Corp., Tarrytown, NY, EUA)

Carga de Zr/Si (com superfície tratada, cem partes de carga de zircônia-sílica de tamanho médio de partícula de 0,6-0,9 micrômetro foram misturadas com água

43/54 desionizada em uma temperatura de solução de entre 20 e 30°C, e o pH é ajustado para 3-3,3 com ácido trifluoroacético (0,278 parte). Silano A-174 (SILQUEST A-174, gamametacriloxipropiltrimetoxissilano, Crompton Corporation, Naugatuck, CT, EUA) foi adicionado na pasta fluida em uma quantidade de 7 partes e a blenda é misturada durante 2 horas. No final das 2 horas, o pH é neutralizado com hidróxido de cálcio. A carga é seca, triturada e peneirada através de uma peneira de 74 ou 100 micrômetros.)

Carga de nanoagrupamento de Zr/Si (carga de nanoagrupamento de zircônia-sílica tratada com silano preparada essencialmente como descrito na patente US n° 6.730.156 (exempío de preparação A (linha 51-64) e exemplo B (coluna 25 linha 65 até coluna 26 linha 40))

Carga de sílica de 75 nm (preparada como descrito para a carga A em coluna 22 de patente US n° 7.393.882)

Carga de sílica de 20 nm (sílica de tamanho nanométrico tratada com silano tendo um tamanho nominal de partícula de aproximadamente 20 nanômetros, preparada essencialmente como descrito na patente US n° 6.572.693 B1 (coluna 21, linhas 63-67 para carga de partícula de tamanho nanométrico, Tipo #2))

Aerosil R812S (sílica vaporizada, Degussa, Alemanha)

Trimero de isocianurato - Síntese de ftalato de tri-hidroxietil-isocianurato Tris HEMA

Anidrido ftálico (57,0 g, 0,385 mol, CAS # 85-33-9, Alfa Aesar, lote G30T004), 4(dimetilamino)piridina (DMAP, 4,9 g, 0,04 mol, CAS # 1122-58-3, Alfa Aesar, lote L125009), metacrilato de 2-hidroxietila (HEMA, 50,9 g, 0,391 mol, e hidroxitolueno butilado (BHT, 0,140 g) foram carregados em um frasco de reação de 3 bocas de 2 litros equipado com um agitador mecânico, um termopar conectado a um controlador de temperatura, uma corrente de ar seco passando através de uma conexão em T para dentro do reator então para um borbulhador de óleo, e uma manta de aquecimento. Com agitação contínua, o conteúdo do frasco foi aquecido para 95°C, próxima da qual todos os componentes se dissolveram e foi obtido um líquido transparente. Aquecimento a 95°C e agitação foram continuados durante 5 horas. O aquecimento foi desligado e o conteúdo do frasco foi deixado esfriar até a temperatura ambiente enquanto ainda era agitado sob ar seco. Acetona (250 mL) foi adicionada seguida de tris-(2-hidroxietil)isocianurato (33,58 g, 0,158 mol, da TCI). A manta de aquecimento foi substituída por um banho de gelo, onde a mistura foi esfriada para 0-5°C. Uma solução preparada de diciclo-hexilcarbodi-imida (DCC, 81 g, 0,393 mol) em 120 mL de acetona foi adicionada em um funil de adição de 500 mL que foi posicionado entre o frasco de reação e a entrada de ar seco. A solução de DCC foi adicionada lentamente na mistura de reação continuamente agitada em uma velocidade na qual a temperatura da mistura de reação temperatura não ultrapassaria 10°C. Após a adição completa da solução de DCC, a reação foi agitada no banho de gelo durante 2 horas na temperatura ambiente durante a noite. No dia 2, o sólido formado foi

44/54 removido por filtração a vácuo e o resíduo foi concentrado em um evaporador rotativo em banho a 40-45°C. O resíduo foi dissolvido em 300 mL de solução de acetato de etila: hexanos, 2:1 em volume. A solução obtida foi extraída com 200 mL de HCI 1,0 N, 200 mL de solução aquosa 10%, 200 mL de H₂O, e 200 mL de salmoura. A camada orgânica foi concentrada em um evaporador rotativo com banho a 40°C. Secagem adicional foi realizada sob uma bomba de vácuo a 50°C durante 3 horas com escoamento de ar para dentro do produto durante todo o tempo para dar um líquido turvo viscoso quase incolor.

O índice de refração foi medido cujo valor foi de 1,5386. Pelo uso de NMR foi determinado que o líquido foi o produto mostrado no seguinte esquema de reação. O peso molecular calculado do produto final retratado determinado foi de 1.041 g/mol.

O peso molecular calculado do grupo de ligação determinado foi de 220 g/mol.

DMAP

95°C, 5 h no^-

DCC

Aeetona

Recuperação ο ο γγ 2 o

Síntese de TGP-IEM

Procedimento Geral T. Reação de um Precursor de Diolcom Componentes

Epoxídicos Usando TEAA como Catalisador

Por exemplo, álcool TCD e GMA, como o(s) reagente(s) funcional(ais) de componente(s) epoxídico(s), são misturados com agitação com por exemplo ciclo-hexano. 1,5% em peso de TEA e 1,5% em peso de GAA (que dizem respeito à massa da soma de todos os reagentes, para formar TEAA localmente), 1.000 ppm de HQ, 200 ppm de BHT, e 200 ppm de HQME são adicionados com agitação. Então a mistura é aquecida enquanto agitada na temperatura de cerca de 70°C até a completitude da reação de adição (medida via 1H-NMR: nenhum sinal de grupos epoxila residual foi detectado). Opcionalmente, 3 a 5% em peso de MSA são lentamente adicionados enquanto se agita e a adição é continuada durante cerca de 60 min acerca de 70°C. A seguir, a mistura é deixada resfriar até a temperatura ambiente com agitação. A fase superior de ciclo-hexano é separada da fase inferior viscosa oleosa, se existir. A fase de ciclo-hexano separada é lavadCa uma vez com água, então

45/54 extraída duas vezes com solução de NaOH 2N, então uma vez lavada com água, então seca com Na₂SO₄ anidro. Após a filtração, o filtrado é novamente filtrado através de alumina básica. 100 ppm de BHT e 100 ppm de HOME são adicionados ao filtrado. Então, o solvente é removido à vácuo enquanto ar é borbulhado através da amostra bruta.

De acordo com o procedimento geral 1, 100 g de álcool TCD, 155 g de GP e 3,00 g de MSA foram reagidos. 253 g de TGP (509 mmol, 99%) foram isolados como óleo amarelo. De acordo com o procedimento geral 4, 100 g de TGP e 59,4 g de IEM foram reagidos. 158 g de TGP-IEM (196 mmol, 99%) foram isolados como óleo amarelo: η = 1400 Pa.s, n_D ²⁰ = 1,531.

Síntese de TTEQ-IEM

Procedimento Geral 2: Reação de um Precursor de Diol como com Misturas Contendo

Componentes Epoxídicos (por exemplo EO em THF) com o Uso de BF/THF como Catalisador

Por exemplo, álcool TCD é diluído em THF anidro, então BF₃*THF é adicionado com agitação. EO gasoso é adicionado enquanto se agita de modo que a temperatura da mistura de reação não ultrapasse cerca de 30-40°C. Após a completitude da adição de EO, a agitação é continuada à temperatura ambiente durante cerca de 30 min. 13% em peso de água (que dizem respeito à soma das proporções dos eductos reativos) são adicionados, após cerca de 30 min enquanto que, com agitação, 13% em peso de alumina básica também são adicionados. Após cerca de 60 min de agitação adicional, 13% em peso de uma solução de metanolato de sódio em metanol (30% em metanol) são adicionados. A suspensão é a seguir agitada à temperatura ambiente durante cerca de 12 h. Após a filtração, o solvente é removido a vácuo.

De acordo com o procedimento geral 2, 300 g de álcool TCD, 64,6 g de EO, 600 g de THF e 37,9 g de BF₃*THF foram reagidos. 429 g de TTEO foram isolados como óleo incolor. De acordo com o procedimento geral 4, 55,3 g de TTEO e 54,7 g de IEM foram reagidos. 100 g de TTEO-IEM (95%) foram isolados como óleo incolor: η = 45 Pa.s, n_D ²⁰ = 1,503.

Síntese de TTEO-MA:

Procedimento Geral 3: Reação de Precursor de Diol como por exemplo álcool

TÇD com Misturas Contendo Epóxido (por exemplo EO em THF) com o Uso de BF₃*THF como Catalisador

Por exemplo, álcool TCD é diluído em THF anidro, então BF₃*THF é adicionado com agitação. EO gasoso é adicionado sob agitação de modo que a temperatura da mistura de reação não ultrapasse cerca de 30-40°C. Após a completitude da adição de EO, a agitação é continuada na temperatura ambiente durante cerca de 30 min. 13% em peso de água (que dizem respeito à soma das proporções dos eductos reativos) são adicionados, após cerca de 30 min com agitação 13% em peso de alumina básica são também adicionados. Após cerca de 60 min de agitação adicional, 13% em peso de uma solução de metanolato de sódio em metanol (30% em metanol) são adicionados. A suspensão é a seguir agitada na temperatura ambiente durante cerca de 12 h. Após a filtração, o solvente é removido a vácuo.

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De acordo com o procedimento geral 3 300 g de álcool TCD, 64,6 g de EO, 600 g de THF, e 37,9 g de BF₃*THF foram reagidos. 429 g de TTEO foram isolados como óleo incolor. De acordo com o procedimento geral 4 213 g de TTEO, 161 g de MA, 44,8 mg de BHT, 121 mg de HOME, 89,6 mg de azul de metileno, e 12,8 g de MSA foram reagidos usando hexano como solvente. 237 g de TTEO-MA (67%) foram isolados como líquido incolor: η = 0,1 Pa.s, n_D ²⁰ = 1,499.

Métodos de Teste

Método de Teste de Tensão

Para medir o desenvolvimento de tensão durante o processo de cura, um entalhe foi usinado em um bloco de alumínio retangular de 15 mm x 8 mm x 8 mm, conforme mostrado na figura 1. O entalhe foi de 8 mm de comprimento, 2,5 mm de profundidade, e 2 mm de lado a lado, e estava localizado a 2 mm a partir de uma borda, formando assim uma cúspide de alumínio de 2 mm de largura adjacente a uma cavidade de 2 mm de largura contendo composições dentais sendo testadas. Um transdutor diferencial de variação linear (Modelo GT 1000, usado com um amplificador analógico E309, ambos da RDP Electronics, Reino Unido) foi posicionado como mostrado para medir o deslocamento da ponta da cúspide à medida que a composição dental fotocurava na temperatura ambiente. Antes do teste, o entalhe no bloco de alumínio foi jateado com areia usando “Rocatec Plus Special Surface Coating Blasting Material” (3M ESPE), tratado com “RelyX Ceramic Primer” (3M ESPE), e finalmente tratado com um adesivo dental, “Adper Easy Bond” (3M ESPE).

O entalhe foi totalmente preenchido com as misturas mostradas nas tabelas, que igualaram aproximadamente 100 mg de material. O material foi irradiado durante 1 minuto com uma lâmpada de cura dental (Elipar S-10, 3M ESPE) posicionada quase em contato (<1 mm) com o material dentro do entalhe, então o deslocamento da cúspide em mícrons foi registrado 9 minutos após o desligamento da lâmpada.

Método de Teste da Contração de Watts

O método de teste da contração de Watts (Watts) mede a contração de uma amostra de teste em termos de mudança volumétrica após a cura. A preparação da amostra (90 mg de amostra de teste compósita não curada) e o procedimento de teste foram realizados como descrito na seguinte referência: Determination of Polymerization Shrinkage Kinetics in VisibleLight-Cured Materiais: Methods Development, Dental Materials”, October 1991, páginas 281286. Os resultados são relatados como contração % negativa.

Método de Teste de Resistência à Tração Diametral (DTS)

A resistência à tração diametral de uma amostra de teste foi medida de acordo com o seguinte procedimento. Uma amostra compósita não curada foi injetada em um tubo de vidro de 4 mm (diâmetro interno); o tubo foi tampado com tampões de borracha de silicone. O tubo foi comprimido axialmente a aproximadamente 2,88 kg/cm² de pressão

47/54 durante 5 minutos. A amostra foi então curada por luz durante 80 segundos por exposição à luz de cura dental XL 1500 (3M Company, St. Paul, MN, EUA), seguido de irradiação durante 90 segundos em uma caixa de cura Kulzer UniXS (Heraeus Kulzer GmbH, Alemanha). As amostras curadas foram permitidas repousarem durante 1 hora a cerca de 37°C / umidade relativa de acima de 90%. A amostra foi cortada com uma serra de diamante para formar discos de cerca 2,2 mm de espessura, que foram armazenados em água destilada a 37°C durante cerca de 24 horas antes do teste. As medições foram realizadas em um testador Instron (Instron 4505, Instron Corp., Canton, MA, EUA) com uma célula de carga de 10 quilonewtons (kN) em uma velocidade de tração de mm/minuto de acordo com ISO Specification 7489 (ou American Dental Association (ADA) Specification n° 27). Seis discos de amostras curadas foram preparados e medidos com os resultados relatados em MPa como a média das seis medições.

Método de Teste da Dureza de Barcol

A dureza de Barcol de uma amostra de teste foi determinada de acordo com o procedimento a seguir. Uma amostra compósita não curada foi curada em um molde de TEFLON de espessura de 2,5-mm ou 4-mm interposto entre uma folha de filme de poliéster (PET) e uma lâmina de vidro durante 20 segundos e curada com uma luz de cura dental ELI PAR Freelight 2 (3M Company). Após a irradiação, o filme de PET foi removido e a dureza da amostra tanto no topo quanto no fundo do molde foi medida usando um Barber-Coleman Impressor (um testador de dureza portátil de mão); Modelo GYZJ 934-1; Barber-Coleman Company, Industrial Instruments Division, Lovas Park, Ind.) equipado com um indentador. Os valores de dureza de Barcol do topo e do fundo foram medidos a 5 minutos após a exposição à luz.

Método de Teste da Profundidade de Cura

A profundidade de cura foi medida pelo enchimento de uma cavidade de molde de aço inoxidável de 10 milímetros com o compósito, cobrindo o topo e o fundo do molde com folhas de filme de poliéster, prensando as folhas para obter uma superfície de composição nivelada, posicionando o molde cheio sobre uma superfície de fundo branco, irradiando a composição dental durante 20 segundos usando uma luz de cura dental (3M Dental Products Curing Light 2500 ou 3M ESPE Elipar FreeLight2, 3M ESPE Dental Products), separando os filmes de poliéster de cada lado do molde, cuidadosamente removendo (por raspagem) os materiais do fundo da amostra (isto é, o lado que não foi irradiado com a luz de cura dental), e medindo a espessura do material restante dentro do molde. As profundidades relatadas são a espessura curada real em milímetros dividida por 2.

Método de Teste de Resistência Flexural e de Módulo Flexural

Uma amostra de pasta foi extrusada em um molde de vidro de quartzo de 2 mm X mm X 25 mm formando uma barra de teste. O material foi então curado através do

48/54 molde usando 2 luzes de cura dental padrão (3M ESPE XL2500 ou 3M ESPE XL3000). As amostras foram curadas pelo posicionamento de uma luz no centro da barra de amostra, curando durante 20 s, então simultaneamente curando as extremidades da barra durante 20 s, invertendo e repetindo.

As amostras foram armazenadas submersas em água destilada 37°C antes do teste (16 a 24 h). A resistência flexural e o módulo flexural das barras foram medidos em um testador Instron (Instron 4505 ou Instron 1123, Instron Corp., Canton, Mass., EUA) de acordo com ANSI/ADA (American National Standard/American Dental Association) Specification n° 27 (1993) em uma velocidade de tração de 0,75 mm/minuto. Os resultados foram relatados em megapascals (MPa).

Método do Teste e Resistência à Compressão

A resistência à compressão de uma amostra de teste foi medida de acordo com o procedimento a seguir. Uma amostra compósita não curada foi injetada em um tubo de vidro de 4 mm (diâmetro interno); O tubo foi então tampado com tampões de borracha de silicone; e, então, o tubo foi compactado axialmente a uma pressão de aproximadamente 2,88 kg/cm² durante 5 minutos. A amostra foi então curada por luz durante 80 segundos por exposição à luz de cura dental XL 1500 (3M Company, St. Paul, MN, EUA), seguida por irradiação durante 90 segundos em uma caixa de cura Kulzer UniXS (Heraeus Kulzer GmbH, Alemanha). As amostras curadas foram permitidas repousar durante 1 hora a cerca de 37°C/ umidade relativa acima de 90% e então foram cortadas com uma serra de diamante para formar tampões cilíndricos de 8 mm de comprimento para medir a resistência à compressão. Os tampões foram armazenados em água destilada a 37°C durante cerca de 24 horas antes do teste. As medições foram realizadas em um testador Instron (Instron 4505, Instron Corp., Canton, MA, EUA) com uma célula de carga de 10 quilonewtons (kN) em uma velocidade de tração de 1 mm/minuto de acordo com ISO Specification 7489 (ou American Dental Association (ADA) Specification n° 27). Cinco cilindros de amostras curadas foram preparados e medidos com os resultados relatados em MPa como a média das cinco medições.

Método de Teste de Resistência Adesiva ao Cisalhamento para Esmalte ou Dentina

Preparação de dentes: Dentes incisivos bovinos, livres de tecido molde, foram embebidos em discos acrílicos circulares. Os dentes embebidos foram armazenados em água em um refrigerador antes do uso. Na preparação para o teste de adesivo, os dentes embebidos foram lixados para expor uma superfície de dentina ou de esmalte plana usando um papel de lixa de granulação 120 montado sobre uma roda de lapidação. Lixação e polimento adicionais da superfície dental foram feitos com o uso de papel de lixa de granulação 320 em uma roda de lapidação. Os dentes foram continuamente enxaguados com água durante o processo de lixação. Os dentes polidos foram armazenados em água desionizada e usados para o teste dentro de 2 horas após o polimento. Os dentes foram permitidos aquecer em um fomo a 36°C

49/54 para entre a temperatura ambiente (23°C) e 36°C antes do uso.

Tratamento dos dentes: Um selo adesivo de reforço (tendo uma abertura de

150 micrômetros de espessura e 5 mm de diâmetro) foi aplicado nas superfícies dentais preparadas e uma camada fina do compósito foi aplicada com uma escova aplicadora dentro da abertura do selo adesivo de reforço, escovando durante 20 s. A camada de compósito foi curada durante 20 s usando uma luz de cura Elipar S10 (3M ESPE). A seguir, um molde de teflon tendo uma abertura (de 2 mm de espessura por 5 mm de diâmetro) foi posicionado sobre a camada curada de compósito, cheio com mais do mesmo compósito, e o compósito foi curado durante 20 s usando a luz de cura S10. Isto formou um botão de compósito curado aderido na superfície dental preparada.

Teste de resistência de ligação adesiva: A resistência adesiva de um exemplo de teste curado foi avaliada pela montagem (descrita acima) em um suporte fixado nas garras de uma máquina de teste INSTRON (Instron 4505, Instron Corp. Canton, Mass., EUA) com a superfície dental polida orientada em paralelo à direção de puxar. Uma alça de fio ortodôntico (0,44 mm de diâmetro) foi posicionada ao redor do botão de compósito adjacente à superfície dental polida. As extremidades do fio ortodôntico foram fixadas na garra de puxar do aparelho INSTRON e puxadas em uma velocidade de tração de 2 mm/min, submetendo deste modo a ligação adesiva à tensão de cisalhamento. A força em quilogramas (kg) na qual a ligação rompeu foi anotada, e esse número foi convertido em uma força por unidade de área (unidades de kg/cm² ou MPa) com o uso da área superficial conhecida do botão. Cada valor relatado de adesão no esmalte ou de adesão na dentina representa a média de 4 a 5 repetições.

Composições de Pasta

Os componentes mostrados nas tabelas foram medidos e misturados juntos até obter mistura uniforme.

	TTEO- IEM	Trímero de isocianurato	πΕΟ- MA	CPQ	EDMAB	DPIHFP	Carga de Zr/Si	AFM- 1	AFM- 2	% em peso de AFM de resina apenas
CE1	9,599	9,655	1,951	0,037	0,209	0,108	78,44
1	9,547	9,54	1,915	0,035	0,211	0,106	78,43	0,21		0,99
2	9,422	9,383	1,89	0,039	0,207	0,104	78,42	0,54		2,48
3	9,161	9,204	1,817	0,032	0,203	0,101	78,42	1,06		4,91
4	8,947	8,921	1,789	0,032	0,196	0,101	78,42	1,59		7,371
CE2	9,995	10,162	1,055	0,032	0,216	0,11	78,43
5	9,922	10,052	1,034	0,037	0,214	0,106	78,42		0,21	0,99
6	9,777	9,9	1,003	0,037	0,207	0,106	78,44		0,53	2,46
7	9,517	9,622	1,022	0,032	0,203	0,101	78,43		1,07	4,97

50/54

8	9,269	9,383	0,989	0,037	0,198	0,099	78,43		1,6	7,409
	TTEO- IEM	Trímero de isocianurato	TTEO- MA	CPQ	EDMAB	DPIHFP	Carga de Zr/Si	AFM- 3	AFM- 4	% em peso de AFM de resina apenas
CE3	9,925	10,063	1,039	0,032	0,181	0,092	78,67
9	9,822	9,959	1,028	0,032	0,179	0,09	78,68	0,21		0,98
10	9,659	9,796	1,011	0,03	0,177	0,087	78,71	0,53		2,48
11	9,425	9,558	0,987	0,03	0,173	0,085	78,69	1,05		4,93
12	9,195	9,323	0,962	0,03	0,169	0,083	78,66	1,58		7,39
CE4	9,907	10,043	1,055	0,036	0,209	0,109	78,64
13	9,806	9,943	1,045	0,038	0,211	0,105	78,64		0,21	0,98
14	9,661	9,794	1,027	0,038	0,205	0,109	78,64		0,52	2,45
15	9,409	9,539	1,002	0,038	0,216	0,105	78,64		1,05	4,92
16	9,166	9,292	0,976	0,034	0,209	0,107	78,64		1,58	7,38

	TGP- IEM	Trímero de isocianurato	TTEO- MA	CPQ	EDMAB	DPIHFP	Carga de Zr/Si	AFM- 1	% em peso de AFM de resina apenas
CE5	9,6	9,655	1,951	0,037	0,209	0,108	78,44
17	9,55	9,54	1,915	0,035	0,211	0,106	78,43	0,21	0,99
18	9,42	9,383	1,89	0,039	0,207	0,104	78,42	0,54	2,48
19	9,16	9,204	1,817	0,032	0,203	0,101	78,42	1,06	4,91
20	8,95	8,921	1,789	0,032	0,196	0,101	78,42	1,59	7,371

Os resultados de teste são relatados na forma a seguir. Para cada teste a média é relatada seguida pelo desvio padrão entre parênteses. O número de amostras utilizadas 5 para cada teste é relatado na primeira linha como “n”. Assim, n = 3 significa que três amostras foram testadas.

	Tensão, deflexão um (n=3)	Contração de Watts, negativa % (n=5)	Resistência [Dureza de à tração Barcol,	Dureza de Barcol, 2,5 mm, fundo (n=6)	Dureza de Barcol, 4,0 mm, topo (n=6)	Dureza de Barcol, 4,0 mm, fundo (n=6)	Profundidade de cura, mm (n=3)
diametral, Mpa (n=6)	2,5 mm, topo (n=6)
CE1	2,01 (0,11)	1,51 (0,04)	87,8 (5,2)	67,5 (2,5)	65,7 (2,1)	67,7 (2,6)	72,8(1,6)	5,04 (0,11)
1	1,57 (0,14)	1,50 (0,05)	81,6 (3,9)	66,3(1,4)	66,5 (2,6)	66,8(1,3)	69,3(1,2)	4,84 (0,22)
2	0,96	1,19(0,06)	84,0 (7,8)	40,5 (3,0)	49,7 (5,0)	50,7(1,2)	53,5 (3,0)	4,43 (0,04)

51/54

	(0,04)
3	0,96 (0,02)	1,15(0,01)	84,3 (3,0)	41,5(3,3)	47,2 (3,0)	50,7(1,4)	49,7 (0,8)	4,29 (0,08)
4	0,77 (0,05)	1,15(0,05)	85,4 (7,7)	43,5 (5,8)	39,0 (5,9)	46,8(1,5)	50,3 (3,4)	4,21 (0,07)
CE2	2,02 (0,13)	1,42(0,04)	88,3(2,1)	71,8(0,8)	66,5(1,8)	71,0(1,1)	68,5 (0,8)	5,08 (0,03)
5	1,76 (0,08)	1,31 (0,02)	89,2 (5,4)	66,2 (0,8)	67,3 (2,1)	69,3 (0,8)	68,5 (2,4)	4,74 (0,09)
6	1,50 (0,11)	1,24 (0,05)	86,2 (3,2)	58,8(1,7)	64,0(1,6)	64,5(1,1)	65,3 (0,8)	4,58 (0,05)
7	0,86 (0,03)	1,08 (0,04)	81,7(5,3)	50,8(1,5)	53,5 (2,1)	54,2(1,8)	56,2 (2,3)	4,39 (0,05)
8	0,54 (0,06)	0,98 (0,04)	79,2 (3,6)	29,0 (7,1)	36,3 (2,8)	41,2(1,5)	44,3 (2,4)	3,98 (0,11)
CE3	1,78 (0,16)	1,39 (0,03)	87,9(12,7)	66,7(1,8)	71,0(1,6)	69,5(1,9)	70,7(1,2)	4,55 (0,14)
9	1,82 (0,12)	1,35 (0,02)	85,9 (8,3)	64,7(1,2)	66,2(1,9)	66,0(1,3)	69,5(1,1)	4,50 (0,06)
10	1,42 (0,17)	1,31 (0,04)	89,7 (6,7)	61,0 (2,1)	65,0 (0,9) ...	66,5(1,6)	68,3 (1,4)	4,35 (0,04)
11	1,16 (0,06)	1,21 (0,03)	87,6 (9,3)	54,5(2,4)	55,5(1,9)	59,0 (2,6)	65,2(1,5)	3,96 (0,10)
12	0,95 (0,04)	1,14(0,01)	85,2(16,9)	49,0(1,8)	54,8 (0,8)	54,3(1,4)	55,2 (2,3)	3,80 (0,10)
CE4	1,71 (0,06)	1,36 (0,02)	76,9 (3,8)	64,2 (0,8)	69,7 (2,4)	65,3(1,2)	70,0(1,3)	4,38 (0,06)
13	1,68 (0,01)	1,40 (0,07)	82,7 (6,5)	66,0(1,4)	69,3 (0,8)	65,5(1,1)	68,7(1,9)	4,37 (0,12)
14	1,44 (0,02)	1,35 (0,01)	84,3 (3,8)	60,3(1,5)	67,8(1,0)	64,3 (1,0)	65,7(1,2)	4,24 (0,15)
15	0,98 (0,08)	1,24 (0,04)	84,1 (8,5)	54,8 (2,5)	58,5 (1,1)	56,3 (2,7)	59,8(1,2)	3,85 (0,00)
16	0,88 (0,03)	1,17(0,02)	78,2 (6,0)	51,7(0,8)	54,3 (1,6)	49,7 (1,8)	55,3(1,0)	3,66 (0,04)
CE5	1,35 (0,17)	1,28 (0,05)	78,5 (3,2)	65,3 (0,8)	69,5 (2,3)	66,5 (3,4)	61,3(3,7)	4,70 (0,05)
17	1,25 (0,15)	1,24 (0,06)	73,8 (6,5)	64,7(1,6)	62,7 (2,0)	59,2 (1,3)	62,7(1,6)	4,62 (0,14)
18	1,10	1,17(0,03)	74,0 (6,6)	57,7(1,6)	61,3(1,2)	57,3 (2,2)	57,7 (2,0)	4,35 (0,07)

52/54

	(0,16)
19	0,62 (0,08)	1,05 (0,01)	78,0 (3,1)	51,8(1,6)	51,2 (4,6)	53,7(1,4)	49,0(4,1}	4,19(0,03)
20	0,55 (0,09)	1,03 (0,02)	72,6 (6,8)	53,2(2,1)	51,2(1,7)	44,3 (3,4)	39,2 (5,4)	4,10 (0,05)

Os resultados de teste mostram as propriedades aperfeiçoadas de exemplos 1-20, compreendendo materiais de adíção-fragmentação, em comparação com CE1-CE5 que não possuem a inclusão de um material de adição-fragmentação. Em particular, à medida que a concentração de materiais de adição-fragmentação aumenta, as composições exibem tensão reduzida e contração de Watts reduzida enquanto que mantêm suficientes resistência à tração diametral, dureza de Barcol e profundidade de cura.

Também foram preparadas composições dentais nas quais foi adicionado um monômero de adição-fragmentação em uma composição dental convencional. As composições CE6 e 21 também continham 0,108 de DFIHFP e 0,03 de BHT.

	BisGMA	TEGDMA	UDMA	BisEMAÔ	CPQ	EDMAB	BZT	AFM-1	Carga de nanp agrupamento de Zr/Si	% em peso de AFM de resina apenas
CE6	5,161	1,175	7,226	7,226	0,04	0,215	0,32		78,5
21	4,774	1,089	6,684	6,684	0,04	0,215	0,32	1,61	78,5	7,73

Os resultados de teste são relatados na forma a seguir. Para cada teste a média é relatada seguida pelo desvio padrão entre parênteses. O número de amostras utilizadas para cada teste é relatado na primeira linha como “n”.

	Tensão, deflexão um (n=2)	Contração de Watts, negativa % (n=5)	resistência à tração diametral, Mpa (n=4-6)	Dureza de Barcol, 2,5 mm, topo (n=6)	Dureza de Barcol, 2,5 mm, fundo (n=6)	Profundidade de cura, mm (n=3)
CE6	4,08 (0,18)	1,87 (0,04)	75,9 (3,0)	76,3(1,4)	78,8 (1,5)	4,68 (0,10)
21	2,91 (0,28)	1,77 (0,04)	71,2(9,4)	76,0 (2,6)	73,7(1,7)	4,24 (0,05)

Composições CE7-26, da forma a seguir, também continham 0,06 de CPQ, 0,108 de DFIHFP, 0,216 de EDMAB, 0,03 de BHT, 0,22 de BZT, e 3,0 de YbF3.

	BisGMA	TEGDMA	Procrilat	CAPA 2125 IEM	AFM-1	Carga de Zr/Si	Carga de nano agrupamento de Zr/Si	Carga de sílica de 75 nm	Carga de sílica de 20 nm	% em peso de AFM de resina apenas
CE7	9,17	5,51	19,63	1,06			54,22	4,52	2,26
22	8,71	5,23	18,65	1,01	1,77		54,22	4,52	2,26	5
23	8,44	5,07	18,06	0,98	2,83		54,22	4,52	2,26	8
24	8,25	4,96	17,66	0,96	3,54		54,22	4,52	2,26	10,01
25	7,79	4,68	16,68	0,9	5,3		54,22	4,52	2,26	14,98
CE8	9,17	5,5	19,63	1,06		54,22		4,52	2,26
26	8,71	5,23	18,65	1,01	1,77	54,22		4,52	2,26	5

Os resultados de teste são relatados na forma a seguir. Para cada teste a média é relatada seguida pelo desvio padrão entre parênteses. O número de amostras utilizadas

53/54 para cada teste é relatado na primeira linha como “n”.

	Tensão, deflexão um (n=2)	Resistência à tração diametral MPa (n=4-6)	Resistência flexural, MPa (n=6)	Flexural Módulo flexural, MPa (n=6)	Resistência à compressão, MPa (n=5)
CE7	4,14 (0,49)	63,3(6,7)	127 (8,7)	7309(146)	342 (25,5)
22	2,39 (0,05)	55,9 (8,6)	120	6157	339 (9,4)
23	1,63 (0,10)	53,3(7,6)	103(6,0)	5539 (77)	325(10,8)
24	1,55 (0,03)	62,8 (4,2)	101 (6,6)	5187 (200)	338 (4,5)
25	0,8 (0,03)	59,7 (8,4)	86(14,5)	3894 (198)	323 (3,2)
CE8	4,19 (0,19)	Não testados
26	2,72 (0,04)	Não testados

Em algumas modalidades, as composições dentais compreendendo monômeros dentais convencionais e materiais de adição-fragmentação exibiram resultados de deflexão de tensão mais altos (por exemplo > 2,0) do que os dos exemplos 1-20, compreendendo materiais de adição-fragmentação e monômero de contração baixa. Entretanto, a inclusão de um material de adição-fragmentação ainda substancialmente reduziu deflexão de tensão em comparação com substancialmente a mesma composição sem tal material de adição-fragmentação.

Componente	Exemplo comparativo	Exemplo 27	Exemplo 28	Exemplo 29
AFM-1	0,00	2,00	3,00	4,00
UDMA	7,60	7,45	7,37	7,30
HEMA	11,50	11,27	11,16	11,04
BisGMA	3,80	3,72	3,69	3,65
BisEMA6	3,80	3,72	3,69	3,65
GDMA-P	11,60	11,37	11,25	11,14
MEHQ	0,023	0,023	0,022	0,022
CPQ	0,115	0,113	0,112	0,110
EDMAB	0,92	0,90	0,89	0,88
Irgacure 819	0,38	0,37	0,37	0,36
Carga de Zr/Si	59,40	58,21	57,62	57,02
Aerosil R812S	0,99	0,97	0,96	0,95

Resultados

	Adesão em esmalte, MPa (desvio padrão)	Adesão em dentina, MPa (desvio padrão)	Resistência à compressão, MPa (desvio padrão)	Resistência à tração diametral, MPa (desvio padrão)
Exemplo comparativo	9,4 (5,0)	11,9(3,8)	345 (31)	80(10)
Exemplo 27	11,3(1,2)	9,9 (2,6)	337 (20)	83(4)
Exemplo 28	Não testado	Não testado	352 (32)	81 (10)
Exemplo 29	8,5(1,7)	6,5(3,0)	369 (20)	22(8)

	Dureza de Barcol, 2,0 mm, topo (desvio padrão)	Dureza de Barcol, 2,0 mm, fundo (desvio padrão)	Tensão, deflexão um (desvio padrão)
Exemplo comparativo	78 (0)	78 (0)	7,16(0,11)

54/54

Exemplo 27	78 (0)	78 (0)	5,46
Exemplo 28	78 (0)	78 (0)	4,39 (0,20)
Exemplo 29	75(1)	75(1)	2,92 (0,15)

*Luz de cura ELIPAR XL 3000 foi usada no lugar da ELIPAR Freelight 2

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Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES:

   1. Composição dental CARACTERIZADA por compreender: um agente de adição-fragmentação de fórmula:

   em que:

   R¹, R² e R³ são, cada um independentemente, Zm-Q-, um grupo (hetero)alquila ou um grupo (hetero)arila com a condição de que pelo menos um de R¹, R² e R³ seja Zm-Q-;

   Q é um grupo de ligação que tem uma valência de m +1;

   Z é um grupo polimerizável etilenicamente insaturado; m é 1 a 6;

   cada X¹ é independentemente -O- ou -NR⁴-, onde R⁴ é H ou C_VC₄ alquila; e n é 0 ou 1;

   pelo menos um monômero compreendendo pelo menos dois grupos etilenicamente insaturados; e carga de óxido inorgânico.
2. 2. Composição dental, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o agente de adição-fragmentação compreende pelo menos dois grupos terminais etilenicamente insaturados.
3. 3. Composição dental, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que Z compreende grupos funcionais vinila, viniloxi, (met)acríloxi, (met)acrilamido, estirênico e acetilênico.
4. 4. Composição dental, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo
5. 5. Composição dental, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que Q é um alquileno ou um alquileno hidroxil-substituído ou um alquileno ariloxisubstituído ou um alquileno alcoxi-substituído.

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6. 6. Composição dental, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que os grupos etilenicamente insaturados do monômero são grupos (met)acrilato.
7. 7. Composição dental, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, 5 CARACTERIZADA pelo fato de que o monômero é um monômero aromático tendo um índice de refração de pelo menos 1,50.
8. 8. Composição dental, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que o monômero é um monômero de baixa contração de volume.
9. 10 9. Composição dental, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8,

   CARACTERIZADA pelo fato de que a composição dental compreende pelo menos um monômero de (met)acrilato selecionado de dimetacrilato de bisfenol A etoxilado (BisEMA6), metacrilato de 2-hidroxietila (HEMA), dimetacrilato de bisfenol-A-diglicidila (bisGMA), dimetacrilato de uretano (UDMA), dimetacrilato de trietilenoglicol (TEGDMA),
10. 15 dimetacrilato de glicerol (GDMA), dimetacrilato de etilenogilcol, dimetacrilato de neopentilglicol (NPGDMA), dimetacrilato de polietilenoglicol (PEGDMMA), e suas misturas.

    10. Composição dental, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a carga de óxido inorgânico compreende nanopartículas.

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