CN102614088A - 含有氧化还原指示剂的牙科组合物及其使用方法 - Google Patents

含有氧化还原指示剂的牙科组合物及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种含有氧化还原指示剂的自固化或双固化的可聚合牙科组合物。所述组合物在混合两个部分时呈现出最初第一颜色，然后在通过氧化还原系统引发的组合物固化或聚合过程中变为与第一颜色显著不同的第二颜色。有利地，第一颜色与牙体结构可以区别开来，并且是容易注意到的。第二颜色可以是相对于牙体结构基本上无色、中性色或非视觉可见的颜色。

Description

含有氧化还原指示剂的牙科组合物及其使用方法
相关申请交叉参考
依照37C.F.R.§1.78(a)(4)，本申请要求2010年11月4日提交的之前共同未决的临时专利申请No.61/410,171以及2010年11月5日提交的之前共同未决的临时专利申请No.61/410,443和61/410,565的权益和优先权，特别地通过援引加入。
发明领域
本发明涉及牙科组合物，并且更特别地，涉及牙体修复组合物的视觉特征。
发明背景
目前，使用自固化或双固化的牙体修复材料作为树脂粘固粉、填充材料或桩核成型材料。牙科医生一般等到材料胶凝或凝固才去除多余的材料并精整(或抛光)修复物。然而，由于氧化还原引发剂的降解，那些材料胶凝和凝固的时间作为材龄(material ages)而变化，因此牙科医生不得不不断触摸材料以检查其是否已经胶凝或凝固。不仅这点不方便，而且在材料凝胶之前触摸材料还可能影响材料的凝固质量，并对材料的机械性能造成不利影响。而且，如果牙科医生在去除多余材料前等待的时间过长，将很难去除多余材料，因为其变得太硬而难以去除。目前，没有具有视觉特征的自固化或双固化修复材料，所述视觉特征能够告知牙科医生何时材料已经胶凝或凝固，这样牙科医生就可以开始去除多余的材料或抛光修复物。
一些牙科医生更愿意在放置或安放好修复物后立即(即，在胶凝之前)除去多余的材料。目前，自固化或双固化的牙科修复材料一般都是牙齿颜色或中性色的，这就使对比不足以容易地确认哪里有多余的材料，造成多余材料的去除困难。
因此，就需要有这样的牙科修复材料，其在胶凝之前具有视觉特征，如果牙科医生希望在多余材料胶凝之前立即将其去除，其能够被容易地辨认并去除。进一步需要一种牙科修复材料，其在凝胶化和硬化时具有视觉特征，能够使牙科医生不用不断检查材料是否已经事实上胶凝，就能准确知晓胶凝后何时去除多余材料。
发明概述
本发明涉及一种可聚合的牙科组合物，包括(a)一种或多种可聚合单体，每种都具有至少一个烯属不饱和基团，(b)一种或多种细分散的填料，具有小于50微米的平均粒径，(c)还原剂，(d)氧化剂，和(e)氧化还原指示剂。所述还原剂(c)和氧化剂(d)形成氧化还原引发剂体系，在均匀地混合(a)-(e)时，在混合的组合物被氧化还原引发剂体系引发固化期间，混合的组合物呈现出从最初的第一颜色变为第二颜色的可觉察的颜色变化。
发明详述
本发明涉及一种牙科修复材料，其具有最初的独特颜色，使其能容易地识别，并在牙科医生希望在胶凝之前立即将多余材料去除时容易去除。对于希望在材料达到其凝胶状态后去除多余材料的牙科医生，所述修复材料具有最初的独特颜色，然后在凝胶化或硬化中经历一个独特的颜色转变，变为一种不同的颜色或无色，这样牙科医生就可以准确知道何时去除多余材料而不需要检查材料是否已经胶凝。
为此目的，本发明公开了一种自固化或双固化的含有氧化还原指示剂的可聚合牙科组合物。所述组合物在混合两部分后呈现出最初的第一颜色，接着在通过氧化还原引发剂体系引发的组合物固化或聚合过程中，变为与第一颜色可觉察的不同的第二颜色。有利地，第一颜色与牙体结构可以区别开来，并且是容易注意到的。进一步有利地，第二颜色是基本上无色的、中性色的、或不容易注意的颜色，使得修复材料可以很好的与牙体结构混合，即相对于牙体结构是非视觉可见的颜色。
在一个优选实施方案中，一种自固化或双固化的可聚合牙科组合物，包含：
(a)一种或多种可聚合单体，每种都具有至少一个烯属不饱和基团，
(b)一种或多种细分散的填料，具有小于50微米的平均粒径，
(c)还原剂，
(d)氧化剂，和
(e)氧化还原指示剂。
其中所述还原剂(c)和氧化剂(d)形成氧化还原引发剂体系，当组合物的组分(a)-(e)被均匀地混合在一起时，可以引发可聚合单体(a)的聚合，并引起混合的组合物硬化。通过引发组合物的颜色变化，从最初非固化状态呈现的颜色转变成表示氧化还原反应完成、或氧化还原反应接近完成、或接近混合的组合物的胶凝点的最终颜色，所述氧化还原指示剂(e)记录了反应。从最初颜色到最终颜色之间的一次或几次色调变化可表示氧化还原反应的进行程度。
在此使用的“一个(种)”是指“一个或多个(一种或多种)”，使得，例如“一种可聚合单体”是指“一种或多种可聚合单体”。术语“一个(种)”和“一个或多个(一种或多种)”可以互换使用。
本公开还涉及使用本发明的牙科组合物确定多余的材料的位置和/或何时去除多余材料的方法。
当所述组合物被混合均匀后，氧化还原引发剂体系的还原剂(c)和氧化剂(d)相互接触，此时，它们将进行氧化还原反应，产生自由基，引发可聚合单体(a)的聚合，并导致组合物凝胶化和硬化(或固化)。混合后，组合物立即呈现出最初的第一颜色。在组合物聚合、凝胶化或硬化的过程中，氧化还原指示剂(e)发生独特的或可觉察的颜色变化，变为第二或最终颜色。在一个实施方案中，第一颜色明显不同于牙齿结构，并且可以容易地注意到。在一个实施方案中，第二或最终颜色为无色、中性色或其它不容易引起注意的颜色，以使牙科材料可以与牙体结构良好地掺合。
对于组分(a)，每种都具有至少一个烯属不饱和基团的一种或多种可聚合单体能够加入到组合物中。烯属不饱和基团的实例包括但不限于：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和乙烯基团。可聚合单体的实例包括但不限于以下：(甲基)丙烯酸羟乙酯{(甲基)丙烯酸酯＝丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯}、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、单(甲基)丙烯酸甘油酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸三癸酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸2’-乙氧基-2-乙氧基乙基酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二甘醇酯、二(甲基)丙烯酸三甘醇酯(TEGDMA)、二(甲基)丙烯酸四甘醇酯、单-(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、二-(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、单-(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、二-(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、单-(甲基)丙烯酸聚1，4-丁二醇酯、二-(甲基)丙烯酸聚1，4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、UDMA(甲基丙烯酸2-羟乙基酯与2，4，4-三甲基己烷二异氰酸酯的反应产物)、2，2-双[4-(2-羟基-3-甲基丙烯酰基丙氧基)苯基]-丙烷(Bis-GMA)、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯(“EBPADMA-n”，n＝分子中氧化乙烯的总摩尔数，优选2-20个单元)、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、N，N’-亚甲基二(丙烯酰胺)、N，N’-亚乙基二(丙烯酰胺)、N，N’-亚丁基二(丙烯酰胺)或它们的混合物。在一个实施方案中，组分(a)包含至少一种具有至少一个羟基的可聚合单体。含有羟基的可聚合单体的实例包括，但不限于(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、单(甲基)丙烯酸甘油酯和2，2-双[4-(2-羟基-3-甲基丙烯酰基丙氧基)苯基]-丙烷(Bis-GMA)。
在一个实施方案中，组分(a)包含一种或多种具有至少两个烯属不饱和基团的可聚合单体。
在一个实施方案中，组分(a)进一步包含一种或多种具有至少一个烯属不饱和基团以及至少一个酸性部分的酸性可聚合单体。所述酸性部分可以为任何酸性官能团。酸性部分的实例包括，但不限于磺酸、亚磺酸、羧酸、羧酸酐、膦酸或其衍生物、和磷酸或其衍生物，衍生物为相应酸的盐或酯。在一个实施方案中，酸性可聚合单体含有至少一个酸性部分，选自由膦酸或其衍生物和磷酸或其衍生物组成的组。实例包括但不限于，苯基甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯磷酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧基丁基磷酸酯、甲基丙烯酰氧基己基磷酸酯、甲基丙烯酰氧基癸基磷酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、和双(羟乙基甲基丙烯酸酯)磷酸酯、以及它们的任意组合。在另一个实施方案中，酸性单体含有至少一个酸性部分，选自由羧酸和羧酸酐组成的组。实例包括但不限于，马来酸、衣康酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、α，β-不饱和羧酸的可聚合均聚物或共聚物例如(甲基)丙烯酸酯改性的聚(丙烯酸)、(甲基)丙烯酸酯改性的聚(丙烯酸)共聚物例如(甲基)丙烯酸酯改性的聚(丙烯酸-马来酸)共聚物或(甲基)丙烯酸酯改性的聚(丙烯酸-马来酸-衣康酸)共聚物、马来酸酐、4-甲基丙烯酰氧基乙基偏苯三酸酐、4-甲基丙烯酰氧基乙基偏苯三酸、单-或二-酸酐化合物与羟烷基甲基丙烯酸酯化合物的任意加成产物例如均苯四酸酐和甲基丙烯酸2-羟乙酯的加成产物、均苯四酸酐和二甲基丙烯酸甘油酯的加成产物、3，3’，4，4’-二苯甲酮四羧酸二酐和甲基丙烯酸羟乙酯的加成产物、邻苯二甲酸酐和甲基丙烯酸羟乙酯的加成产物、马来酸酐和二甲基丙烯酸甘油酯的加成产物，以及它们的任意组合。
组分(a)的浓度范围为组合物的1％(w/w)至99％(w/w)。在一个实施方案中，组分(a)的浓度范围为组合物的10％(w/w)至80％(w/w)。在一个实施方案中，组分(a)的浓度范围为组合物的约20％(w/w)至70％(w/w)。
对于组分(b)，一种或多种填料可加入到组合物中。填料的实例包括但不限于无机金属、盐、氧化物、氟化物、氮化物、硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、氟铝硅酸盐玻璃、石英、胶体二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化锆-二氧化硅、混熔在一起的氧化物、高分子填料、和/或含有无机颗粒的聚合复合填料。在一个实施方案中，用于增强X-衍射对比能力的无机填料包括金属、盐、氧化物、氟化物、硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、和氟铝硅酸盐玻璃，其含有高原子数的元素，例如Sr、Y、Zr、Ba、La、Hf、Zn、Bi、W、稀土金属、以及这些的组合。实例包括硫酸钡、银、氟化锶、氟化钡、氟化镱、氟化钇、钨酸钡、氧化锌、氧化铋(III)、钡铝硅酸盐、钡铝硼硅酸盐、锶铝硅酸盐、钡氟铝硅酸盐、锶氟铝硅酸盐、锶锌氟铝硅酸盐、锌铝硅酸盐等。气相二氧化硅、胶体二氧化硅、或沉淀二氧化硅也可以加入其中以改善填料的分散性，以及组合物的流变性能和处理性能。胶体二氧化硅的实例为Aerosil系列，例如Degussa(Ridgefield Park，NJ)销售的OX-50、OX-130或OX-200二氧化硅，以及CabotCorp(Tuscola，IL)销售的Cab-O-Sil M5和Cab-O-Sil TS-530二氧化硅。所述填料还可以包括纳米颗粒，例如那些通过溶胶-凝胶法获得的。实例包括但不限于在美国专利号4,567,030和5,609,675中公开的那些，每篇的公开内容特别地整体援引加入本文。可以使用不同填料的混合物。对于无机填料，填料的表面可以用偶联剂处理或涂覆，所述偶联剂例如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)，其增强了填料和树脂基体之间的界面结合并改善了机械性能。在一个实施方案中，填料的平均粒径小于50微米。在另一个实施方案中，填料的平均粒径小于10微米。在另一个实施方案中，填料的平均粒径小于5微米。在另一个实施方案中，填料的平均粒径小于2微米。组分(b)的浓度范围为组合物的0.5％(w/w)至90％(w/w)。在一个实施方案中，组分(b)的浓度大于组合物的10％(w/w)，例如大于30％(w/w)或大于40％(w/w)。在一个实施方案中，组分(b)的浓度小于组合物的90％(w/w)，例如小于80％(w/w)或小于70％(w/w)。
对于组分(c)，可以使用一种或多种还原剂，只要其可以与组分(d)形成能够引发组分(a)的聚合和硬化的氧化还原引发剂体系。还原剂的实例包括但不限于，叔胺、芳香族亚磺酸盐、脂肪族亚磺酸盐、硫脲、取代硫脲、Fe(II)盐、Cu(I)盐、Co(II)盐、抗坏血酸、抗坏血酸衍生物和盐、巴比妥酸、巴比妥酸衍生物和盐，包括硫代巴比妥酸以及其衍生物和盐。在一个实施方案中，还原剂是芳香族叔胺。芳香族叔胺的实例包括但不限于N，N-二羟乙基-对甲苯胺、N，N-二甲基-对甲苯胺、N，N-二甲氨基苯乙醇和N，N-二甲氨基苯乙酸。在一个实施方案中，还原剂是芳香族亚磺酸盐。芳香族亚磺酸盐的实例包括但不限于苯亚磺酸钠、苯亚磺酸钾、甲苯亚磺酸钠、和甲苯亚磺酸钾。在一个实施方案中，还原剂是取代硫脲。取代硫脲包括但不限于1-(2-吡啶基)-2-硫脲、1-苯甲酰基-3-(2-吡啶基)-2-硫脲、1-乙酰基-3-(2-吡啶基)-2-硫脲、1-苯基-3-(2-吡啶基)-2-硫脲、1-(2-吡啶基)-2-硫脲、1，3-二-(2-吡啶基)-2-硫脲、1，1-二甲基-3-(2-吡啶基)-2-硫脲、1，1，3-三甲基-3-(2-吡啶基)-2-硫脲、和1-(2-四氢糠醇基)-3-(2-吡啶基)-2-硫脲、1-乙酰基-2-硫脲、1-(2-四氢糠醇基)-2-硫脲、1，1，3，3-四甲基-2-硫脲、1，1，3-三甲基-2-硫脲、1，1，3，3-四丙基-2-硫脲、1-苯甲酰基-2-硫脲、和1-苯甲酰基-3-甲基-2-硫脲。组分(c)的浓度范围为组合物的0.01％(w/w)至10.0％(w/w)。在一个实施方案中，组分(c)的浓度范围为组合物的0.1％(w/w)至约5.0％(w/w)。
对于组分(d)，可以使用一种或多种氧化剂，只要其可以与组分(c)形成能够引发组分(a)的聚合和硬化的氧化还原引发剂体系。氧化剂的实例包括但不限于过氧化物，氢过氧化物，过硫酸盐，高锰酸盐，Cu(II)盐例如乙酰丙酮酸Cu(II)、苯甲酰丙酮酸Cu(II)、和环己基丁酸Cu(II)，Fe(III)盐例如FeCl3、苯甲酰丙酮酸Fe(III)、和环己基丁酸Fe(III)，和Co(III)盐。过氧化物和氢过氧化物的实例包括但不限于过氧化二叔丁基、过氧化二苯甲酰、过氧化氢、氢过氧化叔丁基、氢过氧化叔戊基、氢过氧化对-二异丙苯、氢过氧化异丙苯、氢过氧化蒎烷、氢过氧化对-甲烷、和氢过氧化1，1，3，3-四甲基丁基。组分(d)的浓度范围为组合物的0.01％(w/w)至10.0％(w/w)。在一个实施方案中，组分(d)的浓度范围为组合物的0.1％(w/w)至约5.0％(w/w)。
对于组分(e)，可以使用一种或多种氧化还原指示剂，只要该氧化还原指示剂在包含组分(c)和组分(d)的氧化还原引发剂体系引发的混合的组合物固化的过程中表现出明确的(优选明显的)颜色变化。所述氧化还原指示剂在氧化还原引发剂体系的两部分混合时呈现出最初的第一颜色，然后在通过氧化还原引发剂体系引发的组合物固化或聚合过程中变为与第一颜色明显不同的第二或最终颜色。在一个实施方案中，混合的组合物固化过程中的颜色变化(ΔE)为至少5。在一个实施方案中，混合的组合物固化过程中的颜色变化(ΔE)为至少20。在一个实施方案中，混合的组合物固化过程中的颜色变化(ΔE)为至少25。在一个实施方案中，混合的组合物固化过程中的颜色变化(ΔE)为至少30。作为举例，颜色变化的度量可以使用便携式分光光度计(Model SP60，X-Rite Inc.)以对着不透明板白色背景(Form 2A，Leneta Co.)的反射模式(inflectance mode)实施。颜色使用CIELAB量表表示为L*a*b，其中L*定义亮度，a*表示红/绿值，b*表示黄/蓝值。对于颜色的测量，可以使用1mm厚度的样品。总的颜色变化即可以用下式计算：
ΔE＝{(L* 1-L* 0)2+(a* 1-a* 0)2+(b* 1-b* 0)2}1/2
其中L* 0、a* 0和b* 0为颜色变化前的初始颜色的初始颜色坐标，而L* 1、a* 1和b* 1为颜色变化后颜色坐标。
在一个示例性实施方案中，第一颜色是非常明显的颜色，能够被轻易认识到，因此如果牙科医生决定立即清除多余材料时(即，在胶凝前)，牙科医生能够容易地鉴别多余材料的位置。在另一个示例性实施方案中，所述氧化还原指示剂在接近混合的组合物的凝胶点时呈现出颜色变化，以便如果牙科医生决定清洁凝胶状态的多余材料，多余材料可以以相对大片或一整片被容易地并干净地除去。在一个实施方案中，所述氧化还原指示剂在混合的组合物凝胶点的90秒内表现出其颜色变化。在另一个实施方案中，所述氧化还原指示剂在混合的组合物凝胶点的60秒内表现出其颜色变化。在仍然另一个实施方案中，所述氧化还原指示剂在混合的组合物凝胶点的30秒内表现出其颜色变化。在仍然另一个实施方案中，所述氧化还原指示剂在混合的组合物凝胶点的15秒内表现出其颜色变化。在仍然另一个实施方案中，所述氧化还原指示剂在混合的组合物凝胶点的5秒内表现出其颜色变化。所述凝胶点为首次出现无限聚合物网络的点。在一个示例性实施方案中，第二颜色为无色、中性色或不容易注意到的颜色，以使牙科材料在完全凝固后，该牙科材料不留下不期望的颜色，从而改善了修复物或其它牙体结构的美学。
氧化还原指示剂的实例包括但不限于，2，2’-联吡啶(Ru络合物)、硝基菲咯啉(Fe络合物)、1，10-菲咯啉(Fe络合物)、N-苯基邻氨基苯甲酸、N-乙氧基柯衣定、2，2’-联吡啶(Fe络合物)、5，6-二甲基菲咯啉(Fe络合物)、邻-联茴香胺、二苯胺磺酸钠、二苯基联苯胺、二苯胺、紫精、2，6-二溴苯酚-靛酚钠、2，6-二氯苯酚-靛酚钠、邻甲酚靛酚钠、醋酸硫堇、3，7-二(二甲氨基)-吩噻嗪-5-鎓氯、靛蓝四磺酸、靛蓝三磺酸、5，5’-靛蓝二磺酸钠盐、靛蓝单磺酸、酚藏花红、藏花红T和中性红。在一个实施方案中，所述氧化还原指示剂选自以下组中：N-苯基邻氨基苯甲酸、邻-联茴香胺、二苯胺磺酸钠、二苯基联苯胺、二苯胺、2，6-二溴苯酚-靛酚钠、2，6-二氯苯酚-靛酚钠、邻甲酚靛酚钠、醋酸硫堇、3，7-二(二甲氨基)-吩噻嗪-5-鎓氯、靛蓝四磺酸、靛蓝三磺酸、5，5’-靛蓝二磺酸钠盐、靛蓝单磺酸、酚藏花红、藏花红T和中性红。在另一个实施方案中，所述氧化还原指示剂选自以下组中：2，6-二溴苯酚-靛酚钠、2，6-二氯苯酚-靛酚钠、邻甲酚靛酚钠、醋酸硫堇、3，7-二(二甲氨基)-吩噻嗪-5-鎓氯、靛蓝四磺酸、靛蓝三磺酸、5，5’-靛蓝二磺酸钠盐、靛蓝单磺酸、酚藏花红、藏花红T和中性红。在仍然另一个实施方案中，所述氧化还原指示剂选自以下组中：2，6-二溴苯酚-靛酚钠、2，6-二氯苯酚-靛酚钠和邻甲酚靛酚钠。
在一个实施方案中，所述还原剂(c)、氧化剂(d)、和氧化还原指示剂(e)中至少一种是微囊包封。微囊可以通过本领域技术人员已知的方法获得，例如采用水溶性或水不溶性囊材。
组合物可以进一步包含一种或多种组分，选自由光引发剂体系、酸性聚合物、溶剂、着色剂、稳定剂、紫外线稳定剂、氟化物、以及抗微生物剂组成的组。
在一个实施方案中，组合物进一步包含光引发剂。所述光引发剂可以为暴露在光源下时能够产生自由基并引起组合物的聚合或硬化的任意化合物。光源可以为发出可见或紫外波长范围的光的任何牙科固化光。光引发剂的实例包括但不限于安息香、安息香醚和酯、2，2-二乙氧基苯乙酮、二酮化合物例如樟脑醌和1-苯基-1，2-丙二酮、单酰基氧化膦、在美国专利No.4,792,632(将其全部内容特别援引加入本文)中公开的二酰基氧化膦，二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐以及光引发剂的混合物。
另外，共引发剂可以与与光引发剂一起使用，以增强固化效果。共引发剂包括叔胺和亚磺酸盐化合物。共引发剂的实例包括但不限于，4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸乙酯、4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸、4-(N，N-二甲基氨基)苄腈、4-(N，N-二甲基氨基)苯甲醛、2-(乙基己基)-4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸酯、N，N-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯、N，N-二甲基氨基苯乙醇、苯亚磺酸钠和甲苯亚磺酸钠。
在一个实施方案中，光引发剂体系包括樟脑醌和叔胺的组合。叔胺的实例包括但不限于4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸乙酯、4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸、4-(N，N-二甲基氨基)苄腈、4-(N，N-二甲基氨基)苯甲醛、2-(乙基己基)-4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸酯、N，N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯、N，N-二甲基氨基苯乙醇。在另一个实施方案中，光引发剂体系包括二酰基氧化膦或单酰基氧化膦或樟脑醌和二酰基氧化膦或单酰基氧化膦的组合。在一个实施方案中，光引发剂可以以组合物的0.01％(w/w)至约10％(w/w)的浓度存在。在另一个实施方案中，光引发剂可以以组合物的0.05％(w/w)至约5％(w/w)的浓度存在。
在一个实施方案中，所述组合物进一步包含酸性聚合物。酸性聚合物的实例包括但不限于，α，β-不饱和羧酸的均聚物或共聚物。α，β-不饱和羧酸的均聚物或共聚物的实例包括但不限于，聚(丙烯酸)、聚(丙烯酸-马来酸)共聚物和聚(丙烯酸-马来酸-衣康酸)共聚物。
在一个实施方案中，所述组合物进一步包含溶剂。有用的溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、甲乙酮、乙二醇和甘油。在一个实施方案中，溶剂为水。
其它成分也可以加入到本发明的组合物中，例如着色剂、稳定剂、紫外线稳定剂、氟化物、和/或抗微生物剂。所述着色剂用于获得匹配牙齿颜色的色调，其可以为无机颜料或有机染料。所述稳定剂为改善修复材料的贮存稳定性的聚合抑制剂或阻滞剂。最常用的稳定剂包括最常用的稳定剂包括2，6-二-(叔丁基)-4-甲基苯酚(“BHT”)和4-甲氧基苯酚(“MEHQ”)。UV吸收剂用于当牙科材料暴露于UV光时改善其色泽稳定性。UV吸收剂的实例为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(“UV-9”)。氟化物化合物是可以将氟化物释放到唾液或水中的任意含氟化物物质。氟化物化合物的实例包括，但不限于氟化钠、氟化锶、六氟硅酸钠、六氟硅酸锌、氟化镱、胺和HF形成的盐、胺和BF3形成的复合物、及其任意组合。抗微生物添加剂包括但不限于苯扎氯铵、碘仿、丁香酚、氧化锌、三氯生、4-羟基苯甲酸烷基酯、含银和/或锌的硅酸盐玻璃粉末、及含银和/或锌离子的沸石粉末。有用的抗微生物沸石及其制备方法公开在美国专利No.4,911,899和4,775,585中，将每篇的全部内容都特别地援引加入本文。
在一个实施方案中，所述组合物为两部分组合物。两部分组合物的任一部分可以为选自由粉末、液体和糊剂组成的组的任意形式。在一个实施方案中，两部分组合物为液体/粉末组合物(即，一部分为液体形式而另一部分为粉末形式)。在一个实施方案中，两部分组合物为糊剂/糊剂组合物(即，一部分为糊剂形式而另一部分也为糊剂形式)。在一个实施方案中，两部分组合物为液体/糊剂组合物(即，一部分为液体形式而另一部分为糊剂形式)。可以使用任意混合比例的两部分。在一个实施方案中，两部分的混合比例为0.02∶1至50∶1之间(重量比例)。在另一个实施方案中，两部分的混合比例为0.05∶1至20∶1之间(重量比例)。在另一个实施方案中，两部分的混合比例为0.1∶1至10∶1之间(重量比例)。在另一个实施方案中，两部分的混合比例为0.2∶1至5∶1之间(重量比例)。
在多个实施方案中，所述还原剂(c)和氧化剂(d)结合到不同的部分中，或它们其一或两者被微囊包封，并且它们同时存在于同一部分或不同部分。
在一个实施方案中，牙科组合物是自固化牙科组合物(即，不需要光活化的固化)。在另一个实施方案中，当还包括光引发剂时，牙科组合物是双固化牙科组合物(同时自固化和光固化)。当组合物被均匀混合并自固化(没有光固化)时，混合的组合物将在约20分钟内凝固(或硬化)。在实施方案中，凝固发生在从混合开始起约10分钟内，或从混合开始起约5分钟内。
两部分的混合可以通过任意混合方法获得。例如，所述部分可以使用刮刀或搅拌棒等人工混合。它们也可以使用自动搅拌器，例如混合机或RotomixTM(3MESPE，St.Paul，MN)混合。自动搅拌器或静态混合器可以为牙科从业者节省大量时间。当使用自动搅拌器或静态混合器时，混合的组合物的机械性能得到提高，这是由于与手动混合相比气泡的被最少化。
所述两个部分可以以单剂量的形式预包装。在这种形式中，两部分被分别包装，使用时，混合内容物。例如，两部分被包装在彼此不接触的单个胶囊。随后将胶囊放置在混合机或RotomixTM上，组合物被自动混合。在每次使用后，将包装材料与任何剩余的组合物一起丢弃。这样的单独使用包装装置消除了牙科从业者对交叉污染的顾虑，并增加了清点存货、储藏等的方便性。
在一个实施方案中，所述组合物为两部分糊剂/糊剂组合物，所述两部分包装在两个单独的注射器中。在另一个实施方案中，所述组合物为两部分糊剂/糊剂组合物，两个糊剂包装在一个双筒组合组件(dual-barrel cartridge assembly)中。组合组件的每个筒中含有一个出口。通过在每个筒的活塞上应用压力将所述糊剂分配。静态混合器可以连接到两个筒的两个出口，两种糊剂在静态混合器中混合以获得基本上均匀的组合物，所述混合的组合物从出口流出。
在一个实施方案中，含有氧化还原指示剂的两部分糊剂/糊剂自固化或双固化组合物由包含可聚合单体、还原剂、一种或多种细分散填料、以及氧化还原指示剂的第一糊剂；和包含可聚合单体、氧化剂、一种或多种细分散填料的第二糊剂组成。在一个实施方案中，上述糊剂/糊剂组合物可以进一步包含光引发剂，其可以被混合入两个部分或其中之一中。在一个示例性的实施方案中，光引发剂被混合入含有还原剂的第一糊剂中。在另一个实施方案中，上述糊剂/糊剂组合物可以进一步含一种具有至少一个烯属不饱和基团和至少一个酸性部分的酸性可聚合单体，如上针对组分(a)所述的。
对于多余材料的位置和/或材料何时胶凝或凝固以便可以被去除多余材料或可以抛光修复物，本发明的组合物向牙科医生提供了一种视觉(颜色)指示剂。当使用这种独特的牙科材料时，其将向牙科医生提供提供巨大的方便和内心的平静。这不需要不断检查此材料是否胶凝或凝固。如果牙科医生希望在其达到凝胶状态前去除多余材料，牙科医生能够很容易确定多余的材料的位置。
本发明还包括使用上述包含氧化还原指示剂的自固化或双固化的牙科组合物的方法。在一个实施方案中，所述方法包括步骤：1)就在使用之前，均匀地混合所述牙科组合物的组分；2)将混合的组合物应用于牙体结构和/或假体装置上，混合的组合物呈现出明显区别于牙体结构和假体装置的第一颜色；3)由于牙科组合物能够容易地与牙体结构和人工器官区别开，在其颜色变化之前，从牙体结构和/或人工器官上去除任何多余牙科组合物；和4)在所述牙科组合物变为与第一颜色明显不同的第二颜色后(即在所述组合物胶凝和/或硬化后)精整/抛光修复体或其它牙体结构。所述方法还包括在步骤3)后用阻氧层覆盖牙科组合物的步骤，以在表面没有抑氧层时为牙科组合物提供更彻底的固化，所述阻氧层可以为一种在牙科组合物固化后能够很容易地去除的试用凝胶(try-in gel)或甘油凝胶。当光引发剂加入到所述牙科组合物中时，所述方法另外包括在步骤4)前光固化所述牙科组合物的步骤。所述假体装置包括嵌体、高嵌体、牙冠、冠桥和牙钉柱(post)。
在另一个实施方案中，所述方法包括步骤：1)就在使用之前，均匀地混合所述牙科组合物的组分；2)将混合的组合物应用于牙体结构和/或假体装置上，混合的组合物呈现出第一颜色；3)当所述牙科组合物变为与第一颜色明显不同的第二颜色(指示所述组合物的凝胶化和/或硬化)时，从牙体结构和/或假体装置上去除任何多余牙科组合物；4)精整/抛光修复体或其它牙体结构。当光引发剂加入到所述牙科组合物中时，所述方法另外包括在步骤4)前光固化所述修复组合物的步骤。
包含氧化还原指示剂的自固化或双固化的牙科组合物可以用作牙科修复组合物、根管组合物、以及正畸组合物。包含氧化还原指示剂的自固化或双固化的牙科组合物可以用作将假体装置粘附到牙体结构上的粘固剂、填充材料、桩核成型材料、洞衬剂/基托、窝/沟封闭剂、根管封闭剂和/或用于封闭和/或填充根冠的填充材料、或用于将正畸矫正器粘接到牙齿表面的正畸粘合剂/或粘固剂材料。所述假体装置包括嵌体、高嵌体、牙冠、冠桥和牙钉柱。在一个实施方案中，包含氧化还原指示剂的自固化或双固化的牙科组合物用作粘固剂或桩核成型材料。
实施例
在所有实施例中使用的材料的缩写：
BHT：2，6-二-(叔丁基)-4-甲基苯酚
Bis-GMA：2，2-二[4-(2-羟基-3-甲基丙烯酰基丙氧基)-苯基]-丙烷
CHPO：氢过氧化异丙苯
CQ：樟脑醌
EBPADMA：具有3-4摩尔氧化乙烯的乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯
EDMAB：4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸乙酯
GDM-P：甘油二甲基丙烯酸酯磷酸酯或甘油二甲基丙烯酸酯二氢磷酸酯
NaDCPIP：2，6-二氯苯酚-靛酚钠
ODMAB：4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸2-乙基己酯
PTU：1-(2-吡啶基)-2-硫脲
ST-BAS：钡铝硼硅酸盐填料，平均粒径1.6μm，并且经γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷表面处理
TEGDMA：二甲基丙烯酸三甘醇酯
TS-530：表面处理的气相二氧化硅或胶体二氧化硅(来自Cabot Corp.)
UDMA：甲基丙烯酸2-羟乙酯与2，4，4-三甲基己烷二异氰酸酯的反应产物
YbF3：氟化镱(聚集的40nm氟化镱，聚集颗粒的平均粒径为0.7μm)
所有的两部分的自固化或双固化(即，自固化和光固化)组合物是这样配制的：首先将所有单体和任何可溶性成分一起混合在树脂混合物中，制得均匀的液体混合物，然后将填料掺合到该液体混合物中，制得糊剂。
比较例1
制备不含有任何氧化还原指示剂的基础糊剂组合物和催化剂糊剂组合物。基础糊剂是通过将下述成分混合成均匀组合物制得：3.45％w/w Bis-GMA；8.31％w/w TEGDMA；11.46％w/w EBPADMA；10.87％w/w UDMA；0.41％w/wPTU；3.00％w/w TS-530；47.50％w/w ST-BAS；和15.00％w/w YbF3。催化剂糊剂是通过将下述成分混合成均匀组合物制得：3.45％w/w Bis-GMA；8.21％w/wTEGDMA；10.97％w/w EBPADMA；10.65％w/w UDMA；0.05％w/w BHT；1.17％w/w CHPO；3.00％w/w TS-530；47.50％w/w ST-BAS；和15.00％w/w YbF3。当将基础糊剂和催化剂糊剂按1∶1体积比混合时，混合材料在4分15秒之后胶凝，并且在5分15秒之后硬化(或凝固)。从混合物2分钟至混合后6分钟的总颜色变化(ΔE)为4.9。胶凝之前和之后的颜色变化很小，不容易引人注意。胶凝之前和之后的颜色都几乎无色。
实施例1
通过将0.01％w/w NaDCPIP(氧化还原指示剂)引入到比较例1的基础糊剂中制得基础糊剂组合物，然后将该基础糊剂与比较例1中的催化剂糊剂按1∶1体积比混合。混合的材料在5分钟之后胶凝，在5分45秒之后硬化(或凝固)。从混合之后2分钟至混合之后6分钟的总颜色变化(ΔE)为41.3。在胶凝之前和之后的颜色变化相当显著，容易觉察。材料的颜色从胶凝之前的暗紫色变成胶凝之后的无色。
实施例2
通过将0.01％w/w NaDCPIP(氧化还原指示剂)引入到比较例1的催化剂糊剂中制得催化剂糊剂组合物，然后将该催化剂糊剂与比较例1中的基础糊剂按1∶1体积比混合。混合的材料在5分钟之后胶凝，在6分钟之后硬化(或凝固)。从混合之后2分钟至混合之后6分钟的总颜色变化(ΔE)为25.2。材料的颜色从胶凝之前的浅紫色变成胶凝之后的无色。在混合物胶凝之前和之后的颜色变化与如实施例1当将氧化还原指示剂引入基础糊剂时观察到的相比没有那么明显。最初的紫色没有实施例1中的强，这可能是由于当氧化还原指示剂被引入催化剂糊剂时可能存在稳定性问题。
比较例2
制备不含有任何氧化还原指示剂的基础糊剂组合物和催化剂糊剂组合物。将酸性单体GDM-P引入到催化剂糊剂中。基础糊剂是通过将下述成分混合成均匀组合物制得：3.45％w/w Bis-GMA；8.63％w/w TEGDMA；11.39％w/wEBPADMA；10.51％w/wUDMA；0.53％w/w PTU；3.00％w/wTS-530；47.50％w/wST-BAS；和15.00％w/w YbF3。催化剂糊剂是通过将下述成分混合成均匀组合物制得：3.45％w/w Bis-GMA；7.58％w/w TEGDMA；10.34％w/w EBPADMA；9.65％w/w UDMA；1.72％w/w GDM-P；0.05％w/w BHT；1.72％w/w CHPO；3.00％w/wTS-530；47.50％w/w ST-BAS；和15.00％w/w YbF3。当基础糊剂和催化剂糊剂按1∶1体积比混合时，混合的材料在2分钟之后胶凝，并且在3分钟之后硬化(或凝固)。从混合之后1分钟至混合之后4分钟的总颜色变化(ΔE)为5.0。胶凝之前和之后的颜色变化很小，不容易引人注意。胶凝之前和之后的颜色都几乎无色。
实施例3
通过将0.01％w/w NaDCPIP(氧化还原指示剂)引入到比较例2的基础糊剂中制得基础糊剂组合物，然后将该基础糊剂与比较例2中的催化剂糊剂按1∶1体积比混合。混合的材料在2分30秒之后胶凝，在3分30秒之后硬化(或凝固)。从混合之后1分钟至混合之后4分钟的总颜色变化(ΔE)为44.6。在胶凝之前和之后的颜色变化相当显著，容易引人注意。材料的颜色从胶凝之前的暗紫色变成胶凝之后的无色。
实施例4
通过将0.01％w/w NaDCPIP(氧化还原指示剂)引入到比较例2的催化剂糊剂中制得催化剂糊剂组合物，然后将该催化剂糊剂与比较例2中的基础糊剂按1∶1体积比混合。混合的材料在2分45秒之后胶凝，在3分45秒之后硬化(或凝固)。从混合之后1分钟至混合之后6分钟的总颜色变化(ΔE)为38.6。在胶凝之前和之后的颜色变化相当显著，容易引人注意。材料的颜色从胶凝之前的紫色变成胶凝之后的无色。与实施例2相比，催化剂糊剂中酸性单体的存在改善了氧化还原指示剂引起的颜色变化。
比较例3
制备不含有任何氧化还原指示剂的基础糊剂组合物和催化剂糊剂组合物。将由CQ和EDMAB组成的光引发剂体系引入到基础糊剂中。基础糊剂是通过将下述成分混合成均匀组合物制得：3.45％w/w Bis-GMA；8.28％w/w TEGDMA；11.38％w/wEBPADMA；10.69％w/wUDMA；0.41％w/wPTU；0.07％w/wCQ；0.22％w/w EDMAB；3.00％w/w TS-530；47.50％w/w ST-BAS；和15.00％w/w YbF3。催化剂糊剂是通过将下述成分混合成均匀组合物制得：3.45％w/w Bis-GMA；8.21％w/w TEGDMA；10.97％w/w EBPADMA；10.65％w/w UDMA；0.05％w/w BHT；1.17％w/w CHPO；3.00％w/wTS-530；47.50％w/w ST-BAS；和15.00％w/wYbF3。当基础糊剂和催化剂糊剂按1∶1体积比混合时，混合的材料在3分45秒之后胶凝，并且在4分45秒之后硬化(或凝固)。从混合之后1分钟至混合之后5分钟的总颜色变化(ΔE)为6.4。胶凝之前和之后的颜色变化很小，不容易引人注意。胶凝之前和之后的颜色都几乎无色。
实施例5
通过将0.01％w/w NaDCPIP(氧化还原指示剂)引入到比较例3的基础糊剂中制得基础糊剂组合物，然后将该基础糊剂与比较例3中的催化剂糊剂按1∶1体积比混合。混合的材料在4分45秒之后胶凝，在5分45秒之后硬化(或凝固)。从混合之后1分钟至混合之后5分钟的总颜色变化(ΔE)为46.4。在胶凝之前和之后的颜色变化相当显著，容易引人注意。材料的颜色从胶凝之前的暗紫色变成胶凝之后的几乎无色。
虽然本发明已经通过此处的一个或多个实施方案进行了阐述，并且虽然对实施方案已经进行非常详细地描述，但是并没有意味着将附加权利要求限定或以任何方式限制为这样的详细内容。对本领域技术人员而言，其它优点和改进将是显而易见的。因此，本发明以其较宽的方面并不限于显示和描述的特定的详述、代表性装置和方法及说明性的实例。因此，在不背离总发明构思的范围内，可以脱离这样的详细描述。

Claims (15)

1.一种可聚合的牙科组合物，其包含：
(a)一种或多种可聚合单体，每种都具有至少一个烯属不饱和基团，
(b)一种或多种细分散的填料，其具有小于50微米的平均粒径，
(c)还原剂，
(d)氧化剂，和
(e)氧化还原指示剂，
其中所述还原剂(c)和氧化剂(d)形成氧化还原引发剂体系，当均匀地混合(a)-(e)时，在被氧化还原引发剂体系引发的混合的组合物固化期间，混合的组合物呈现出从最初的第一颜色到第二颜色的可觉察的颜色变化。
2.权利要求1的组合物，其进一步包含光引发剂体系。
3.权利要求1或2的组合物，其进一步包含一种或多种具有至少一个烯属不饱和基团和至少一个酸性部分的酸性可聚合单体，其中酸性部分选自磺酸、亚磺酸、羧酸、羧酸酐、膦酸或其衍生物、磷酸或其衍生物、以及它们的任意组合。
4.前述任一项权利要求的组合物，其中所述一种或多种细分散填料的浓度范围为组合物的0.5％(重量)至90％(重量)。
5.前述任一项权利要求的组合物，其中所述还原剂选自叔胺、芳香族亚磺酸盐、脂肪族亚磺酸盐、硫脲、取代硫脲、Fe(II)盐、Cu(I)盐、Co(II)盐、抗坏血酸、抗坏血酸衍生物和盐、巴比妥酸、巴比妥酸衍生物和盐、以及它们的组合。
6.前述任一项权利要求的组合物，其中所述氧化剂选自过氧化二叔丁基、过氧化二苯甲酰、过氧化氢、氢过氧化叔丁基、氢过氧化叔戊基、氢过氧化对-二异丙苯、氢过氧化异丙苯、氢过氧化蒎烷、氢过氧化对-甲烷、氢过氧化1，1，3，3-四甲基丁基、以及它们的组合。
7.前述任一项权利要求的组合物，其中混合的组合物固化过程中的颜色变化(ΔE)为至少20。
8.前述任一项权利要求的组合物，其中第二颜色为无色或接近混合的组合物所施用的牙体结构的颜色。
9.前述任一项权利要求的组合物，其中所述氧化还原指示剂选自2，2’-联吡啶(Ru络合物)、硝基菲咯啉(Fe络合物)、1，10-菲咯啉(Fe络合物)、N-苯基邻氨基苯甲酸、N-乙氧基柯衣定、2，2’-联吡啶(Fe络合物)、5，6-二甲基菲咯啉(Fe络合物)、邻-联茴香胺、二苯胺磺酸钠、二苯基联苯胺、二苯胺、紫精、2，6-二溴苯酚-靛酚钠、2，6-二氯苯酚-靛酚钠、邻甲酚靛酚钠、硫堇醋酸、3，7-二(二甲氨基)-吩噻嗪-5-鎓氯、靛蓝四磺酸、靛蓝三磺酸、5，5’-靛蓝二磺酸钠盐、靛蓝单磺酸、酚藏花红、藏花红T、中性红、以及它们的组合。
10.前述任一项权利要求的组合物，其中所述还原剂、氧化剂和氧化还原指示剂的至少一种被微囊包封。
11.前述任一项权利要求的组合物，其进一步包含酸性聚合物和水。
12.前述任一项权利要求的组合物，其具有混合前分开的第一和第二部分，其中还原剂在第一部分中，而氧化剂在第二部分中。
13.权利要求12的组合物，其中第一和第二部分每部分被包装在单独的注射器中或每部分被包装在双注射器组件的注射器中，其中双注射器组件的每个注射器具有开口，静态混合器连接该开口，并且在当从混合器出口开口分配混合的组合物时提供均匀的混合物。
14.权利要求12或13的组合物，其中第一部分包含至少一种所述一种或多种可聚合单体(a)、所述还原剂(c)、至少一种所述至少一种或多种细分散的填料(b)；和，第二部分包含至少一种所述一种或多种可聚合单体(a)、所述氧化剂(d)和至少一种所述一种或多种细分散的填料(b)，所述氧化还原指示剂(e)加入到第一部分或第二部分中。
15.权利要求14的组合物，其中所述氧化还原指示剂加入到第一部分中。
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