CN112566585A - 包含包封于无机壳体中的碱性芯材料的可硬化牙科组合物及其分配装置 - Google Patents

包含包封于无机壳体中的碱性芯材料的可硬化牙科组合物及其分配装置 Download PDF

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Abstract

本发明描述了一种包含包封的材料的可硬化(例如牙科)组合物。包封的材料包含碱性芯材料和具有一定粘度标准的无机壳体材料。本发明还描述了分配装置和套件，其包含可硬化(例如牙科)组合物，该组合物包含液体材料和包封的材料，其中该包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物。分配装置和套件可有利于施加可硬化组合物的方法。可硬化或硬化(例如固化)组合物可提供各种技术效果，诸如碱性芯材料的延迟的释放、碱度的延迟的增加、促进牙齿或骨结构的再矿化、以及增加髓细胞的平均碱性磷酸酶(ALP)活性。在一些实施方案中，该组合物是用于施加到牙齿结构的牙科(例如密封剂)组合物。

Description

包含包封于无机壳体中的碱性芯材料的可硬化牙科组合物及 其分配装置
背景技术
已描述了适用于医疗和牙科的各种粘固剂。参见例如Mitra等人US 5,154,762；WO2016/005822；和US2008/0058442。
附图说明
图1是例示性注射器的透视图；
图2是例示性注射器的剖视图；
图3是例示性注射器的剖视图；
图4是例示性静态混合器的侧视图。
发明内容
在一些实施方案中，描述了包含包封的材料的可硬化(例如牙科)组合物。包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物。
在一些实施方案中，可硬化(例如牙科)组合物具有一定的粘度标准。
在一个实施方案中，描述了一种两部分可硬化组合物，其包含：第一部分，该第一部分包含含有液体材料和包封的材料的组合物，其中该包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物；和第二部分，该第二部分包含含有液体材料的组合物。第一部分的组合物具有第一粘度，第二部分的组合物具有第二粘度；并且第一粘度和第二粘度相同或具有不大于较高粘度部分的85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％或10％的差值。
在另一个实施方案中，描述了一种两部分可硬化组合物，该组合物包含：第一部分，该第一部分包含粘度不大于6500cps的组合物，该组合物包含液体材料和包封的材料，其中该包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物；和第二部分，该第二部分包含含有液体材料的粘度不大于6500cps的组合物。
在一个实施方案中，描述了一种可硬化组合物，其包含：单部分组合物，该单部分组合物包含液体材料和包封的材料，其中该包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物；其中用布氏粘度计和A型号T型锭子在23℃和100s-1的剪切速率下测定，单部分组合物具有小于25,000cps的粘度，或者单部分组合物具有大于40,000cps的粘度。
(例如，较低粘度)可硬化组合物的粘度可以用布氏粘度计和A型号T型锭子在23℃和100s-1的剪切速率下测定。在一些实施方案中，粘度标准适用于可硬化(例如牙科)组合物的最终用途和/或用于此类组合物的分配装置和/或施加此类组合物的方法。
在其它实施方案中，描述了包含氧化还原固化体系的两部分可硬化(例如牙科)组合物。
在一个实施方案中，描述了一种可硬化组合物，其包含：第一部分，该第一部分包含包封的材料，其中该包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物；非水性第二部分；以及
氧化还原固化体系。第二部分可包含(例如，液体)可聚合树脂。
在另一个实施方案中，描述了一种可硬化组合物，其包含：第一部分，该第一部分包含包封的材料以及还原剂，其中该包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物；以及
第二部分，所述第二部分包含氧化剂，所述氧化剂选自过氧化物化合物、过硫酸盐化合物、过硼酸盐化合物和高氯酸盐化合物。
在其它实施方案中，描述了分配装置和套件，其包含：可硬化(例如牙科)组合物，该组合物包含液体材料和包封的材料，其中该包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物；分配装置和套件可有利于施加可硬化组合物的方法。
在一些实施方案中，可硬化或硬化组合物在使用期间接触水、酸性组分或生物流体。
在典型的实施方案中，在组合第一部分和第二部分时，该组合物初始具有酸性或中性pH。壳体能够被第二部分的水组分或酸性组分降解。在壳体降解时，碱性芯材料释放-OH，从而增加pH。
在一些实施方案中，碱性芯材料是可硬化的，诸如在硅酸钙的情况下。在一些实施方案中，组合物还包含至少一种第二填料，诸如氟铝硅酸盐(FAS)玻璃和/或纳米级微粒填料。在一些实施方案中，第一部分和/或第二部分包含可聚合(例如液体)材料。
本发明还描述了各种使用方法，该各种使用方法包括提供如本文所述的可硬化或硬化(例如固化)组合物以及将该组合物施用到牙齿或骨结构。
在一些实施方案中，该组合物包含可聚合材料，并且该方法还包括通过将组合物暴露于辐射源和/或通过使用氧化还原固化系统来硬化。可硬化或硬化(例如固化)组合物可提供各种技术效果，诸如碱性芯材料的延迟的释放、碱度的延迟的增加、促进牙齿或骨结构的再矿化、以及增加髓细胞的平均碱性磷酸酶(ALP)活性。在一些实施方案中，该组合物是用于施加到牙齿结构的牙科(例如密封剂)组合物。在其它实施方案中，组合物为牙科修复剂。
具体实施方式
目前描述的是包封的材料。包封的材料适用于生物载体材料中，诸如可硬化牙科组合物。包封的材料包含化学碱性的芯材料和围绕芯的无机壳体材料。壳体材料和壳体的厚度可被选择为允许碱性芯材料的受控和/或延迟的释放或反应。在一些实施方案中，碱性芯材料的释放用于在延迟的时间段之后增加碱度。
包封填料包含碱性芯材料。碱性芯材料以及形成芯的材料(例如化合物)在25℃通常为固体。
碱性芯可为单个颗粒或多个较小的缔合颗粒。如本文所用，术语“缔合的”是指聚集和/或附聚的两个或更多个初级颗粒的集合。类似地，术语“非缔合的”是指没有聚集和/或附聚的两个或更多个初级颗粒的集合。
在一些实施方案中，碱性芯可包含多个聚集颗粒。术语“聚集”或“聚集的”是指初级颗粒之间的强缔合。例如，初级颗粒可彼此化学结合。聚集体分解成较小的颗粒(例如，初级颗粒)通常不在制造芯材料并将其包封期间实现，使得聚集的芯颗粒保持为聚集体。相似地，术语“非聚集的”是指不存在与其它初级颗粒的强缔合的初级颗粒。
在其它实施方案中，碱性芯可包含多个附聚颗粒。如本文所用，术语“附聚”或“附聚的”是指初级颗粒之间的弱缔合。例如，初级颗粒可通过电荷或极性保持在一起。附聚物分解成较小的颗粒(例如，初级颗粒)可在制造芯材料并将其包封期间发生。相似地，术语“非附聚的”是指不存在与其它初级颗粒的弱缔合的初级颗粒。
芯的平均(例如初级、缔合或附聚)粒度通常为至少0.2微米、0.5微米、1微米、2微米、3微米、4微米或5微米并且通常不大于1mm、750微米或500微米，如使用例如沉降分析仪所测量的。在一些实施方案中，诸如在可硬化牙科组合物的情况下，碱性芯材料通常具有不大于250微米、200微米、150微米、100微米或50微米的平均(例如初级、缔合或附聚)粒度。在一些实施方案中，碱性(例如芯)材料的平均(例如初级、缔合或附聚)粒度通常不大于45微米、40微米、35微米、30微米、25微米或20微米。由于壳体通常是薄的，因此包封的材料也可落入刚刚描述的平均粒度内。
芯材料是碱性的。化学碱性材料是送出电子、接受质子并且通常在水溶液中提供羟基离子的材料。
如果包封的材料的芯具有或表现出下面所述的一种或多种特性：包括包含足量的高pKa组分、在添加到去离子水中时提供碱性pH(根据实施例中进一步描述的测试方法)或当添加到酸性缓冲剂时提供碱性pH(根据实施例中进一步描述的测试方法)，则包封的材料的芯被视为碱性的。
碱性材料用于与酸和酸性缓冲溶液反应，从而增加pH。pH的变化以及pH变化的速率取决于芯材料内碱性组分的强度、其中碱性组分的化学和物理形式和碱性组分的量。
在一些实施方案中，包封的材料的芯是强碱性的。强碱性材料包括通常具有在约11-14范围内的pKa的足量强碱性材料(例如化合物)并且由其制备。强碱性化合物的示例包括碱金属和碱土金属的氧化物和氢氧化物，以及强碱性盐，诸如碱金属磷酸盐。强碱性芯化合物的具体示例包括Na、K、Ca、Sr和Ba的氧化物和氢氧化物；Na、K、Ca、Sr和Ba的硅酸盐；以及Na、K、Ca、Sr和Ba的铝酸盐。强碱性硅酸盐和玻璃通常包含基于阳离子摩尔计每摩尔二氧化硅至少1摩尔、2摩尔或3摩尔的强碱性芯化合物(例如CaO)。同样，强碱性铝酸盐通常包含基于阳离子摩尔计每摩尔铝酸盐至少1摩尔、2摩尔或3摩尔的强碱性芯化合物(例如CaO)。
在一些实施方案中，强碱性材料可为至少一种强碱性化合物与较不碱性或中性材料组合的异质物理混合物。例如，强碱性材料可为二氧化硅和氢氧化钠的物理混合物。氢氧化钠为具有13.8的pKa的强碱性材料。氢氧化钠的0.1N水溶液具有13的pH。按重量百分比计，一克96重量％二氧化硅和4重量％氢氧化钠在一升水中的混合物将提供0.1N氢氧化钠水溶液。在包封的材料为物理混合物时，大体上所有强碱性化合物在壳体降解时为可触及的。因此，在该实施方案中，碱性芯材料可包含少量(例如至少1重量％、2重量％或3重量％的强碱性材料，以便在去离子水中提供至少8.5或9的延迟pH(根据实施例中所述的测试方法)。然而，可需要更高浓度的化学碱性芯材料以在酸性缓冲溶液中提供至少8.5或9的延迟pH。例如，取决于强碱性材料的pKa，强碱性材料的量可为总包封的材料的5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％。
在其它实施方案中，包封的材料的芯为多组分结晶化合物，该多组分结晶化合物包含至少一种强碱性材料(例如化合物)和其它组分(诸如碱土金属硅酸盐)并由其制备。在其它实施方案中，包封的材料的芯可表征为由至少一种强碱性材料(例如化合物)制备的多组分无定形玻璃。强碱性材料(例如化合物)可均匀分布或不均匀地分布在玻璃结构中。当包封的材料的芯为熔融多组分材料诸如玻璃时，强碱性化合物的浓度(可通过X光荧光(XRF)或电感耦合等离子体(ICP)测定)基于总碱性芯材料通常至少为25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％或50重量％，最多75重量％的范围。
在一些有利的实施方案中，芯包含具有11.6的pKa的CaO并由其制备。CaO可用于提供pH的延迟的增加和提供钙离子源两者。CaO的量通常为至少5重量％、10重量％、15重量％、20重量％或25重量％，并且可在至多75重量％或更大的范围内Ca的量为此类值的约71％。
包含CaO的强碱性多组分芯材料的具体示例包括波特兰粘固剂(据报告包含60-70重量％CaO)；硅酸三钙(包含约75重量％CaO)；和生物活性玻璃，如可得自3M高级材料部(3MAdvanced Material Division)(包含约25重量％的CaO和约25重量％的Na2O)。
在其它实施方案中，包封的材料的芯为弱碱性的。弱碱性材料包含显著量具有在至少8、但小于11范围内的pKa的至少一种材料(例如化合物)。弱碱性芯的示例包括Cu、Zn和Fe的氧化物以及弱碱性盐，诸如NaF、乙酸钙和磷酸氢盐。
另选地，弱碱性芯材料可包含较少量的强碱性化合物或由较其制备。单靠弱碱性芯材料通常无法提供足够量的羟基离子以充分增加酸性溶液的pH。然而，单靠弱碱性芯材料可提供足量的羟基离子以充分增加水的pH。此外，包封的弱碱性芯材料可与包封的强碱性芯材料组合使用。
包封的碱性材料通常不是氧化还原固化体系的还原剂。在一些有利的可硬化(例如牙科或医学)材料中，有利的技术效果是控制pH，使得组合物最初为酸性持续足够的时间量以促进粘附，并且变化变成碱性以促进再矿化。pH的该变化被充分延迟，使得其在固化后发生。还原剂的包封将延迟氧化还原固化反应。此外，由于还原剂通常是以相对较小的浓度使用的弱碱，因此单独包封还原剂将不会提供期望的pH的增加。
在有利的实施方案中，芯材料还包含本文中被定义为具有至少6、6.5或7并且小于8的pKa的一种或多种中性化合物并由其制备。在一些实施方案中，此类中性化合物在去离子水、和/或弱酸溶液、和/或弱碱溶液中表现出低溶解度。弱酸溶液通常具有小于7、但大于4的pH。弱碱溶液通常具有大于7、但小于10的pH。所谓低溶解度是指小于100克/升(即10重量％)溶解。在一些实施方案中，每升小于50克、25克、5克或1克溶解。中性化合物包括例如二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、氧化铝、以及它们的组合物。虽然大于7的pKa略为碱性，但此类碱度小于弱碱性芯材料的碱度，并且显著小于如前文所述的强碱性芯材料的碱度。
当芯材料包含碱性材料(例如一种或多种化合物或碱性材料与中性材料的组合时，可基于组分的重量估计芯材料的碱度)。因此，芯材料包含如前所述的碱性材料(例如化合物)的量。
然而，当芯材料还包含酸性物质(例如化合物)时，可更难以估计碱度。尤其是对于其中难以基于其组成或组成分析来估计芯材料的碱度的实施方案而言，芯材料或包封的芯材料的碱度可通过去离子水中或酸性(例如缓冲溶液)溶液中指定量的材料的pH变化来限定。这些测试也可用于验证芯材料或包封的芯材料实际上是碱性的。
例如，氟铝硅酸盐(FAS)玻璃为由约19重量％的强碱性化合物(SrO)制备的均匀玻璃结构，其中其余由中性(SiO2)和其它化合物制备。参考表11，当在去离子水中测试时，根据实施例中所述的测试方法，FAS玻璃在6.5分钟内将pH降低至15，并且因此将被认为是弱酸性芯材料。
在一些实施方案中，芯材料或包封的芯材料的碱度可通过在25g的去离子水中指定量(0.25g)的材料的pH变化来确定。未包封的芯材料通常将去离子水的pH从中性改变至至少8.5或9的pH。这通常发生在1分钟、2分钟、3分钟、4分钟或5分钟内，但可需要长达一小时或24小时。例如，参照表10，未包封的(例如生物活性玻璃)芯材料可在20秒内在水中提供10的pH。相同的包封的芯材料需要更长的时间来提供此类pH时间，因为芯材料无法释放羟基离子，直到无机壳体材料已诸如通过溶解充分降解。然而，如果存在一小部分未包封或比大部分样品更少地包封的材料，则即使对于包封的材料，DI水也可发生快速但较小的pH变化。
在有利的实施方案中，芯材料或包封的材料的碱度可由具有4的pH的缓冲溶液(例如缓冲溶液BDH5018)中指定量(0.25g)的材料的pH变化来确定，该缓冲溶液为(用盐酸)调节到在25℃4.00的pH的15g的去离子水和10g的含水邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液的溶液。本文将该测试称为“缓冲测试”。当强碱性芯材料或包封的材料经受缓冲测试时，其也可达到至少8.5或9的pH。应当理解，与去离子水相比，需要更大量的羟基离子来将酸性溶液改变至碱性pH。因此，与去离子水中的相同材料相比，该pH变化可花费更长的时间。在一些实施方案中，此类pH变化在5，10或15分钟内发生，但可最多1小时或24小时。相同包封的芯材料花费更长的时间来提供此类pH变化，因为芯材料无法释放与酸反应的羟基离子，直到无机壳体材料已诸如通过溶解和/或分解充分降解。在一个实施方案中，参照表8，未包封(例如生物活性玻璃)芯材料根据缓冲测试在15分钟内达到8.5的pH，并且在40分钟内达到9的pH。相同的包封(例如生物活性玻璃)芯材料根据缓冲测试在35分钟内达到8.5的pH，并且在1小时后pH继续上升。
当根据缓冲测试进行测试时，弱碱性芯材料可提供较小的pH的增加。例如，pH可从4变化至5。然而，当根据缓冲测试进行测试时，弱碱性芯材料不提供足量的羟基离子以致使pH达到至少8.5或9的pH。
因此，当初始时(即，紧接在材料浸入在水或缓冲溶液中后)将包封的碱性芯材料添加到水或缓冲溶液中时，其不改变pH，但是随后根据壳体和碱性芯材料以不同的速率增加pH。
在一些实施方案中，当诸如在各种中性粘固剂和合成粘固剂的情况下与水混合时，碱性芯材料是可固化的或自凝的。常规的天然粘固剂(例如波特兰)和合成粘固剂通常包含单独或与一种或多种铝酸钙(例如3CaO-Al2O3、4CaO-Al2O3-Fe2O3)组合的大量硅酸钙(例如3CaO-SiO2、2CaO-SiO2)。当碱性芯材料是可固化的或自凝的时，此类碱性芯材料可为可硬化组合物的唯一可硬化材料。因此，组合物的第一部分可包含100％包封的碱性芯材料。
如Mitra等人的美国专利5,154,762中所述的水基医疗和牙科粘固剂通常不包含大量的硅酸钙。相反，此类组合物通常包含可被表征为酸反应性金属氧化物或酸反应性玻璃填料(例如，FAS玻璃)的微粒材料。当与水混合时，这些类型的填料不是自凝的。然而，此类酸反应性填料可与多官能酸性组分组合以提供可固化材料。
在一些实施方案中，包封的材料为包封(例如牙科)填料。
包封(例如牙科)填料可包含大量中性金属氧化物，该中性金属氧化物具有如先前所述的在水或具有3-4的pH的酸性溶液中的低溶解度。中性金属氧化物包括例如二氧化硅、氧化锆、二氧化钛和氧化铝。一种或多种金属氧化物的量可为碱性芯材料的总重量的10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％，最多50重量％、60重量％、70重量％、80重量％或90重量％的范围。包封的硅酸钙由于其二氧化硅含量也可表征为填料。
可硬化牙科组合物或其它合适的(例如生物)载体材料包含促进再矿化的材料，诸如释放钙离子、含磷离子(例如磷酸盐)、氟离子或它们的组合物的材料。这些材料可存在于包封的填料的芯中，可以作为第二填料诸如FAS玻璃而提供，或者可作为单独的组分提供在可硬化牙科组合物。
在一些实施方案中，包封(例如填料)材料的芯优选包含促进再矿化的材料，诸如释放钙离子、磷酸根离子、氟离子或它们的组合物的材料。CaO可用作高度碱性材料(例如化合物)和如前所述的钙离子的源二者。如果碱性芯材料包含不释放钙离子的(例如强)碱性材料，则该芯还可包含另一种钙材料，诸如钙盐(例如甘油磷酸钙)。钙盐的其它示例包括碳酸钙、氯化钙、酪酸钙、柠檬酸钙、格鲁葡钙、葡庚糖酸钙、葡萄糖酸钙、氢氧化钙、羟磷灰石钙、乳酸钙、草酸钙、氧化钙、泛酸钙、磷酸钙、多羧钙、丙酸钙、焦磷酸钙和硫酸钙。
在一些实施方案中，包封(例如牙科)填料的芯还包含通过氟离子的释放促进再矿化的材料并且由其制备。在其它实施方案中，(例如牙科)组合物还包含第二填料，该第二填料包含通过氟离子的释放促进再矿化的材料。芯或第二填料材料包含氟化物诸如AlF3、Na2AlF3以及它们的混合物并由其制备，氟化物的量在5重量％至40重量％的范围内。在一些实施方案中，AlF3的量在芯或第二填料材料的10重量％至30重量％的范围内。在一些实施方案中，Na2AlF3在芯或第二填料材料的2重量％至10重量％的范围内。
在一些实施方案中，包封(例如牙科)填料的芯还包含通过磷离子的释放促进再矿化的材料。在其它实施方案中，(例如牙科)组合物还包含第二填料，该第二填料包含通过氟离子的释放促进再矿化的材料。在一些实施方案中，芯或第二填料材料包含磷化物诸如P2O5、AlPO4以及它们的混合物，该磷化物的量在2重量％至25重量％的范围内。在一些实施方案中，P2O5的量在芯或第二填料材料的2重量％至15重量％的范围内。在一些实施方案中，AlPO4的量在芯或第二填料材料的2重量％至10重量％的范围内。
可用任何合适的方法，诸如气相沉积、原子层沉积(ALD)、溅射或蒸发(这些是本领域熟知的技术)，用包含金属氧化物的无机壳体包封碱性芯。
在一些实施方案中，制备包封的材料的方法包括提供如前所述的碱性芯材料，以及借助于气相沉积技术中的至少一种，用(例如，连续的、非微粒的)无机涂层包封碱性芯颗粒。气相沉积技术包括化学气相沉积(CVD)诸如大气压化学气相沉积(APCVD)、水解CVD和等离子CVD)。
用于提供涂层的气相沉积技术的优点包括涂层由分子尺寸物质组成，而无来自溶剂或液体介质的干扰。一些涂覆方法(例如，ALD和CVD)趋于提供在不规则材料(例如，粉末或多孔微粒)上的由共形层构成的涂层。
ALD和CVD为涉及化学反应的涂覆工艺，其中使用的化学反应物被称为化学前体。即，它们为待形成的(例如，金属氧化物涂层)涂覆材料的前体(即，涂层前体)。在一些实施方案中，使用单个涂层前体，而在其它实施方案中，使用至少两种涂层前体。至少一种涂层前体包含涂层(例如，金属氧化物涂层)所需的至少一种金属阳离子。
当前体的简单分解(例如，热分解或等离子体增强的分解)足以形成涂层时，可使用单个涂层前体。当至少一种涂层前体包含至少一种金属阳离子并且与至少一种另外的前体(即，共反应物)化学反应以形成涂层(例如，金属氧化物涂层)时，使用至少两种涂层前体(例如，金属氧化物前体)。另外的涂层前体为包含至少一种金属阳离子的涂层前体的共反应物。一种或多种共反应物与包含至少一种金属阳离子的涂层前体化学反应以形成涂层。
ALD涂层通常为经由化学前体(例如，包含至少一种金属阳离子的涂层前体)的交替脉冲、前体的单层的吸收、过量前体的除去和共反应物(例如，包含至少一种金属阳离子的涂层前体的共反应物)的脉冲发送而一次沉积的一个单层。这样，这些涂层趋于共形并且均匀。另选地，例如，ALD系统可另外沉积更厚的非自限制性涂层，其中在每个脉冲或循环期间显著地大于每种化学反应物单层地吸收到基底中，并且导致大得多的量的涂层的沉积。
CVD涂层可涉及类似的化学反应，但前体均通常同时并且连续地供应。均匀度可借助被涂覆的粉末的连续混合来增强。
用于制备本文所述的包封的材料的有效涂覆方法为大气压CVD(APCVD)。APCVD可在简单的设备，诸如玻璃器具中进行。在一些实施方案中，水解反应用于在室温(约22℃的范围内)至约180℃的温度下形成(例如连续的)金属氧化物涂层。
用于ALD和CVD工艺的示例性前体包括包含至少一种金属阳离子的涂层前体(例如，金属氧化物前体)，诸如烷基金属(例如三甲基铝或三乙基铝、二乙基锌)、挥发性金属氯化物(四氯化钛、四氯化硅、三氯化铝)、硅烷、金属醇盐(异丙醇钛、异丙醇铝、乙醇硅)，具有混合的烷基、卤化物、氢化物、烷氧基和其它基团的化合物，以及其它挥发性金属有机化合物。包含至少一种金属阳离子的涂层前体(例如，包含至少一种金属阳离子的金属氧化物前体)的示例性共反应物包括水、氧气、臭氧、氨和烷基胺。除金属氧化物之外，使用在涂层前体和涂层前体的共反应物之间的化学反应沉积其它无机非金属涂层材料(例如，使用包含至少一种金属阳离子的金属氮化物前体和金属氮化物前体的共反应物沉积的金属氮化物涂层)。
示例性的(例如，连续的)涂层包括例如非金属无机材料，诸如金属(例如，Al、Si、Ti、Zr、Mg和Zn)氧化物。在一些实施方案中，壳体材料包括至少50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或100重量％的单一金属氧化物或它们的组合物。示例性金属氧化物包括诸如氢氧化物和水合氧化物的形式，以及具有混合的阴离子(例如，氧化物加卤化物、羟基、少量烷基或羧酸根等)的形式。壳体材料主要为具有不大于20重量％、10重量％、5重量％或1重量％的碳含量的无机材料。此外，包封的碱性材料还可具有不大于20重量％、10重量％、5重量％或1重量％的碳含量。壳体材料还可包含金属氮化物、金属硫化物、金属氧硫化物和金属氧氮化物。涂层可为无定形的、结晶的或混合的、单相和多相的，并且可包含一种或多种阳离子和一种或多种阴离子。在一些实施方案中，涂覆为带有或不带有一些羟基或结合水的无定形氧化铝。
壳体材料可为弱碱性材料。然而，壳体材料的碱度不足以产生期望的pH变化，尤其是根据先前所述的缓冲测试或盘缓冲测试(如随后将描述的)。
在一些实施方案中，用连续涂层包封碱性颗粒经由APCVD涂覆工艺完成，其中氧化铝基涂层使用三甲基铝(TMA)和水提供。前体可通过使载气流经每个液体前体的鼓泡器引入反应室。一般来讲，如对于CVD工艺典型的，带有每种组分的载气被同时并连续递送到反应室中。可调节期望的流速和比率以产生期望的量和特性的涂层。在一些实施方案中，三甲基铝(TMA)流速和水流速独立地在至少50cm3/min或100cm3/min至1000cm3/min、1500cm3/min或2000cm3/min的范围内。水流速通常比TMA流速高2倍至10倍或更高的系数。在一些实施方案中，任一前体的流动可单独地开始或维持其中不存在其它前体的流动的时间段。在一些实施方案中，在整个工艺中前体的流动可改变或调节一次或多次。
在一些实施方案中，共反应物(例如，水)与包含至少一种金属阳离子的涂层前体(例如，TMA)的比率初始高于在工艺中后来的比率。在其它实施方案中，共反应物(例如，水)与包含至少一种金属阳离子的涂层前体的比率初始低于在工艺中后来的比率。在一些实施方案中，复合颗粒在暴露于包含至少一种金属阳离子的涂层前体之前仅暴露于共反应物(例如，水)一段初始时间段。在一些实施方案中，复合颗粒在暴露于第二反应物(例如，涂层前体的共反应物)之前仅暴露于包含至少一种金属阳离子的涂层前体。在一些实施方案中，不同流动条件维持至少5分钟(或在其它实施方案中，至少10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟或90分钟)，最多150分钟。
在一些实施方案中，沉积第一组合物的涂层，之后进行第二组合物的涂层的沉积。例如，氧化铝基涂层可由TMA和水沉积，之后进行由TiCl4和水沉积的二氧化钛基涂层。
在一些实施方案中，壳体或换句话讲密封剂具有至少5nm、10nm、15nm、20nm或25nm的平均厚度。壳体的厚度可在至多250nm、500nm、750nm或1000nm(1微米)的范围内。在一些实施方案中，诸如在包封的牙科填料的情况下，壳体的厚度范围通常最大至50nm、75nm、100nm、150nm或200nm。
基于重量％计，壳体材料通常为总包封的材料的至少0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％或0.5重量％。以重量％计壳体材料的量可在总包封的材料的至多15重量％或20重量％的范围内，但更典型地不大于10重量％、9重量％、8重量％、7重量％、6重量％或5重量％，
在优选的实施方案中，壳体材料和壳体的厚度被选择为允许碱性芯材料的受控和/或延迟释放或反应。在一些实施方案中，基于重量％计，壳体材料的量不大于4.5重量％、4重量％、3.5重量％、3重量％、2重量％或1重量％。
在优选的实施方案中，壳体最初是不可渗透的(即，来自组合物的材料和芯材料无法经由简单扩散穿过壳体而相互作用)。在经由与(例如，降解的、腐蚀的或溶解的)其它材料相互作用来改变壳体之后发生相互作用。可设计包含降解壳体的组分诸如水或酸的组合物(例如两部分组合物)。在其它实施方案中，由于在使用期间与水或酸性组分接触，所以可发生壳体降解。在该实施方案中，源或水或酸性组分可为生物流体(例如保留在围绕牙齿或骨的软组织中的唾液或水)。就牙科密封剂和修复剂而言，据推测，碱性组分可中和来源于与经固化的牙科密封剂接触的细菌或食物源的酸。
参照后述实施例的表4-7，在一个实施方案中，未包封的(例如波特兰粘固剂或硅酸三钙)碱性材料在经受前述缓冲测试时在1分钟内提供碱性pH(例如至少8.5、9、9.5、10或10.5)。然而，根据缓冲测试，包封(例如波特兰粘固剂或硅酸三钙)碱性材料不提供碱性pH(例如至少8.5、9、9.5、10或10.5)持续2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟或10分钟或更长。在一些实施方案中，包封的(例如波特兰粘固剂)碱性材料不提供碱性pH(例如至少8.5、9、9.5、10或10.5)持续15分钟、20分钟、25分钟、30分钟、35分钟、40分钟或45分钟。在一些实施方案中，包封的(例如波特兰粘固剂)碱性材料不提供碱性pH(例如至少8.5、9、9.5、10或10.5)持续100分钟、200分钟或300分钟。
参照后述实施例的表8，在另一个实施方案中，未包封的(例如生物活性玻璃)碱性材料在经受前述缓冲测试时在5分钟内提供碱性pH(例如至少8.5、9、9.5、10或10.5)。然而，根据缓冲测试，包封的(例如生物活性玻璃)碱性材料不提供碱性pH(例如至少8.5、9、9.5、10或10.5)持续30-40分钟。
参考后述实施例的表9，在另一个实施方案中，未包封的(例如波特兰粘固剂)碱性材料当去离子水中进行测试时在20秒内提供11.5的碱性pH。然而，包封的(例如波特兰粘固剂)碱性材料在去离子水中进行测试时在20秒内提供至少8.5的碱性pH。参照后述实施例的表10，在另一个实施方案中，未包封的(例如生物活性玻璃)碱性材料当在去离子水中进行测试时在20秒内提供10.5的碱性pH。然而，包封的(例如生物活性玻璃)碱性材料在20秒内提供至少9.8的pH。因此，酸性(例如缓冲溶液)溶液的pH变化可以比去离子水显著更慢的速率发生。
在优选的实施方案中，碱性芯材料的延迟释放或反应用于在较迟时刻诸如在施用到牙齿或骨结构之后并且通常在固化之后增加(例如生物)载体材料诸如可硬化牙科材料的碱度。未包封的碱性材料可产生期望地大的(但不期望地快速的)的pH的增加。相同的包封的碱性材料可产生期望的pH增大，但是在更长的持续时间之后，或者提供碱性材料(例如羟基离子)的缓慢、连续的释放。
(例如生物)载体材料诸如可硬化(例如牙科)组合物(包含包封的碱性材料)的碱度可通过测量浸没在容纳在2ml塑料离心管内的1.5ml 10mM Na2HPO4(通常称为PBS)缓冲溶液中的硬化(即固化)材料的盘(高度3.1mm乘3.1mm)的pH变化来评估。可以通过将8g NaCl、0.2g KCL、1.44g Na2HPO4和0.24g KH2PO4溶解在800ml蒸馏H2O中，用HCL将pH调节至7.4，用附加的蒸馏水定容至1L，并且通过高压灭菌消毒，来制备PBD缓冲溶液。该测试随后将被称为盘缓冲测试。
可用于评估包封的(例如牙科)碱性材料的目的的代表性的两部分可硬化(例如牙科)组合物包括如下所述的第一部分和包含包封的碱性材料的第二部分。将第一部分和第二部分组合(以1:1的重量比)，并且如实施例中进一步详细描述的那样辐射固化。在一个实施方案中，第二部分包含65重量％的如本文所述的包封的碱性材料、33.7份甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和1重量％的热解法二氧化硅。在另一个实施方案中，第二部分包含33.7份甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、16.25重量％至65重量％(例如32.5重量％)的如本文所述的包封的碱性材料、0重量％至32.5重量％的FAS玻璃和1重量％的热解法二氧化硅。
两部分可硬化组合物的第一部分.
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA) 12.07
丁基化羟基甲苯(BHT) 0.03
樟脑醌(CPQ) 0.33
去离子水 22.01
VBP 25.83
甘油磷酸钙 4.57
Zr/Si纳米团簇填料 30.14
氟化镱 5.02
在一些实施方案中，包封的碱性材料的浓度通常为在可硬化(例如牙科)组合物的第二部分的至少2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％或65重量％，最多100重量％。总可硬化(例如牙科组合物)包含一半此类浓度的包封的碱性材料。因此，包封的碱性材料的浓度通常为总可硬化(例如牙科)组合物的至少1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、5重量％、7.5重量％、10重量％、12.5重量％、15重量％、17.5重量％、20重量％、22.5重量％、25重量％、27.5重量％、30重量％或32.5重量％，最多50重量％。虽然在第二部分中具有16.25重量％生物活性玻璃的制剂(占总数的8重量％)表现出边际性能，但推测生物活性玻璃的高碱性材料(CaO、Na2O)的浓度可增加，使得较小的浓度可提供至少8.5或9的延迟的pH的增加。
参照后述实施例的表12-22，在一个实施方案中，对于包含大于16.25重量％的包封碱性材料的组合物而言，包封的碱性材料在46小时、72小时、100小时、147小时、260小时、360小时或500小时内提供碱性pH(例如至少8.5、9、9.5、10或10.5)。
由于包含一种或多种酸性组分持续足量时间以提供对骨或牙齿结构的良好粘附性，所以在固化之前可硬化(例如牙科)组合物通常为酸性的(1、2、3、4、5或6的pH)。该时间段可在一定程度上变化，但最初(紧接着在将可硬化或硬化的组合物浸入在水或缓冲溶液中之后)是酸性的，并且通常为酸性至少30秒、1分钟、2分钟、3分钟、4分钟或5分钟。在其它实施方案中，可硬化或硬化的(例如牙科)组合物最初是中性的(7-7.5的pH)，并且在1小时至1天范围内的不同时间段之后碱度增加(至少8、8.5、9、9.5、10、10.5或11的pH)，并且在一些实施方案中在最多2天、3天、4天、5天、6天或7天或更多天内碱度增加。然而，当释放的碱中和了口腔环境中存在的酸时，由于中和反应以等于碱性(例如芯)材料的释放速率进行，硬化的(例如牙科)组合物可保持中性(pH为7至7.5)。
在另一个实施方案中，代表性的非水性两部分可硬化组合物可用于盘缓冲测试，如以下实施例中进一步描述。
在一些实施方案中，包含包封的碱性材料的硬化的牙科组合物将缓冲溶液的pH在15小时或39小时内增大至少0.05、0.10、0.15、0.20、0.25或0.30。
在一些实施方案中，可硬化(例如牙科)组合物可表征为具有多种固化模式的粘固剂。在一些实施方案中，粘固剂经由酸与酸反应性填料(例如FAS玻璃)之间的离子反应而通过第一机制固化。包封的碱性(例如填料)材料的反应如前文所述被延迟，并且因此通常不会损害固化反应。粘固剂还通过经由烯键式不饱和组分的光引发自由基交联的第二机制固化。粘固剂可任选地通过经由氧化还原引发的烯键式不饱和组分的自由基交联的第三机制固化。
此类粘固剂通常被配制成两部分，第一部分通常为包含包封的碱性填料和用于固化的酸反应性(例如FAS玻璃)填料的粉末或液体部分。第二部分通常为包含酸性聚合物和水的含水液体部分。在一些情况下，包封填料可被设计成提供受控固化和随后的pH持续上升。
粘固剂可任选地在单独的部分中包含水溶性还原剂和水溶性氧化剂。如果还原剂存在于液体部分中，则氧化剂通常存在于粉末部分中，并且反之亦然。合适的还原剂包括抗坏血酸、亚磺酸、巴比妥酸及其衍生物、氯化钴(II)、氯化亚铁、硫酸亚铁、肼、羟胺(取决于氧化剂的选择)、草酸、硫脲，以及二亚硫酸根或亚硫酸盐阴离子的盐。
在其它实施方案中，可硬化(例如牙科)组合物可缺乏水，例如就牙科密封剂而言，还原剂和氧化剂无需为水溶性的。
合适的还原剂包括通常选自胺、硫醇或它们的混合物的官能团。如果存在多于一个官能团，则它们可作为相同化合物的一部分或由不同化合物来提供。
优选的还原剂为叔芳胺。可用的叔胺的示例为：
Figure BDA0002815606820000201
其中每个R基团可为H或不对牙科材料硬化的引发产生不良影响的有机基团。该有机基团通常不在空间上或电子上阻碍还原剂的功能。此类化合物的示例公开于1997年10月2日公布的WO 97/35916中。
优选地，R1为脂族基团，并且R2和R3独立地为(即，它们可为相同或不同的)H、芳族和/或脂族基团(优选地包括最多20个碳原子)。优选地，R2和R3中的仅一者为芳族基团。更优选地，R1为任选地被羟基基团取代的烷基基团(优选地包括最多10个碳原子)，并且R2和R3为H或任选地被羟基基团取代的烷基基团(优选地包括最多10个碳原子)。对于某些优选的实施方案，R1、R2和R3也可包括将与树脂的官能团反应的可聚合官能团。优选地，R1、R2和R3中的至少一者包含诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、乙烯基或存在于上述树脂中的其它官能团的官能团。
优选地，R4、R5、R6、R7和R8独立地为H或脂族基团(优选地包括最多20个碳原子)。更优选地，R4、R5、R6、R7和R8独立地为H或任选地被羟基基团取代的烷基基团(优选地包括最多10个碳原子)。对于某些优选的实施方案，R4、R5、R6、R7和R8也可包括将与树脂的官能团反应的可聚合官能团。优选地，R4、R5、R6、R7和R8中的至少一者包含诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、乙烯基或存在于上述树脂中的其它官能团的官能团。
特别优选的芳叔胺是N,N-双(2-羟乙基)-对甲苯胺(DHEPT)、2-(4-二甲基氨基苯基)乙醇(DMAPE)、4-叔丁基二甲基苯胺。其它合适的化合物包括衍生自下列项的化合物：具有二官能或多官能酸化合物的DMAPE，诸如己二酸、癸二酸、1,3,5-苯三羧酸、1,2,4,5-苯四羧酸等；或具有二官能或多官能异氰酸酯的DMAPE，诸如六亚甲基二异氰酸酯、异佛乐酮二异氰酸酯和“desmodur N-330”(三官能异氰酸酯)。
叔胺可为可聚合的。特别优选的可聚合芳叔胺包括但不限于：IEM(2-甲基丙烯酸异氰基乙酯)与N,N-双(2-羟乙基)-对甲苯胺的加合物(DHEPT-二-IEM或双-N,N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基氨基羰氧基)乙基]-对甲苯胺)、DMAPE与VDM(2-乙烯基-4,4-二甲基吖内酯)的加合物(DMAPE-VDM或4-[2(2-丙烯酰胺-2-甲基丙酰氧基)乙基)-N,N-二甲基苯胺)、甲基丙烯酸酯二酯与DHEPT的加合物(DHEPT-二酯或双-N,N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-对甲苯胺)、以及DHEPT与VDM的加合物(DHEPT-二-VDM或双-N,N-[2-(2-丙烯酰胺-2-甲基丙酰氧基)乙基]-对甲苯胺)。
另一种优选的还原剂为可包括芳族基团和/或脂族基团以及任选的可聚合基团的硫醇。优选的硫醇具有大于约200的分子量，因为这些硫醇的气味较小。特别优选的硫醇为巯基乙酸异辛酯(IOTG)和季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(PETMP)。
叔胺和硫醇可单独使用或彼此掺和使用。例如，第一引发剂体系可包含一种叔芳胺和一种硫醇、两种叔芳胺、两种硫醇、一种可聚合叔芳胺等。诸如亚磺酸、甲酸、抗坏血酸、肼以及它们的盐等的其它还原剂也可用于本文以引发自由基聚合反应。然而，优选地，第一引发剂体系包括叔胺、硫醇或它们的混合物。此类还原剂既可用作第一引发剂体系的组分，也可用作第二引发剂体系的组分。
当使用两种或更多种还原剂时，优选地对它们进行选择，使得至少一种还原剂具有比其它还原剂更快的活化速率。
包封的碱性芯材料通常与包含还原剂的牙科组合物的部分组合。
合适的氧化剂包括过氧化物化合物(即，过氧化合物)，包括过氧化氢以及无机和有机过氧化物化合物(例如具有过氧阴离子的“过氧”化合物或盐)。合适的氧化剂的示例包括但不限于：过氧化物，诸如过氧化苯甲酰、过氧化邻苯二甲酰、取代的过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化己酰、过氧化月桂酰、过氧化肉桂酰、过氧化乙酰苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化钠、过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化四氢化萘、过氧化脲和过氧化枯烯；氢过氧化物，诸如对甲烷氢过氧化物、二异丙基苯氢过氧化物、叔丁基氢过氧化物、甲基乙基酮氢过氧化物和1-羟基环己基氢过氧化物-1。
其它氧化化合物包括过硫酸盐化合物(例如过硫酸铵、过硫酸钾)、过硼酸盐化合物(例如过硼酸钠)、高氯酸盐化合物(例如高氯酸钠)、臭氧、臭氧化物等。这些氧化剂可单独使用或彼此混合使用。
还可以添加少量的过渡金属化合物以加快氧化还原固化的速率。在一些实施方案中，牙科密封剂优选包含次级离子盐以增强可聚合组合物的稳定性，如美国专利公开号2003/0195273(Mitra等人)中所述。
还原剂和氧化剂的量足以提供烯键式不饱和组分的期望的聚合度以及期望的固化率。在一些实施方案中，可硬化(例如牙科)组合物在5分钟、4分钟、3分钟、2分钟或1分钟内固化。
基于未凝粘固剂或其它可硬化(例如牙科)组合物的总重量(包括水)计，还原剂的量通常为至少0.01重量％、0.02重量％、0.03重量％、0.04重量％、0.05重量％、0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％或1重量％，范围最多至5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％、7重量％、7.5重量％、8重量％、8.5重量％、9重量％、9.5重量％或至10重量％。在一些实施方案中，可硬化(例如牙科)组合物包含至少1.5重量％、2.0重量％、2.5重量％、3.0重量％、3.5重量％、4.0重量％、4.5重量％或5重量％的还原固化剂。
基于未凝粘固剂或其它可硬化(例如牙科)组合物的总重量(包括水)计，氧化剂的量通常为至少0.01重量％、0.02重量％、0.03重量％、0.04重量％、0.05重量％、0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％或1重量％，范围最多至5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％、7重量％、7.5重量％、8重量％、8.5重量％、9重量％、9.5重量％或10重量％。
在一些实施方案中，可硬化(例如牙科)组合物包含至少1.5重量％、2.0重量％、2.5重量％、3.0重量％、3.5重量％、4.0重量％、4.5重量％或5重量％的氧化固化剂。还原剂或氧化剂可用聚合物包封，如Mitra等人的美国专利5,154,762中所述。当可硬化(例如牙科)组合物通过烯键式不饱和组分的氧化还原引发的自由基交联固化时，组合物包含足量的用于交联反应的氧化剂，该氧化剂未包封在包含金属氧化物的无机壳体内。可硬化(例如牙科)组合物还可包含出于在持续时间内增加pH的目的而包封在包含金属氧化物的无机壳体中的氧化剂。
粘固剂不限于两部分粉末液体组合物。例如，可制备单部分无水制剂。这些可以干燥形式出售并且通过添加水来准备使用。另外，可通过向包封的碱性和/或附加的酸反应性(例如FAS玻璃)填料添加不与该填料(例如甲基丙烯酸-2-羟乙酯或“HEMA”)反应的合适的可聚合液体来制备两部分糊剂糊剂制剂，得到第一糊剂。将上述酸性聚合物与不与酸性聚合物(例如，碎石英)反应的合适填料组合，得到第二糊剂。通过将它们搅拌在一起来准备使用两种糊剂。
粘固剂在使用时包含水。水可存在于所售组合物中，或在使用前添加。水可为蒸馏水、去离子水或简单的自来水。水的量通常足以提供适当的处理及混合特性，并允许离子在填料-酸反应中的传递)。水的量通常为粘固剂的总重量(即第一部分和第二部分和添加的任何水)的至少1％、2％、3％、4％或5％，并且通常不大于20％或25％。
粘固剂通常为可离子硬化的，即可通过离子反应而反应以产生硬化的团块。离子反应主要发生在聚合物上的酸性基团和酸反应性(例如FAS玻璃)填料之间。
在一些实施方案中，使用酸反应性(FAS)玻璃与包封的碱性(例如填料)材料组合。在一些实施方案中，FAS玻璃的量为两部分组合物的第一部分的至少5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％或40重量％，至多约50重量％、55重量％或60重量％。由于第一部分通常表示总可硬化(例如牙科)组合物的一半，因此酸反应性(FAS)玻璃的浓度总计为刚才所描述的浓度的一半。除了参与离子反应之外，FAS玻璃还释放了已知促进再矿化的磷离子和氟离子。
在一些实施方案中，酸反应性(FAS)玻璃的浓度大于包封的碱性(例如填料)材料的浓度。在其它实施方案中，包封的碱性(例如填料)材料的浓度大于酸反应性(FAS)玻璃的浓度。在一些实施方案中，在两部分组合物的第二部分中，包封的碱性填料与为包封的酸反应性(FAS)玻璃的重量比通常为至少1:1或大于1:1，诸如1.5:1、2:1、2.5:1、3:1，至多5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1。
粘固剂还可包含至少一种烯键式不饱和部分。烯键式不饱和部分可作为单独成分(例如，作为丙烯酸酯官能单体或甲基丙烯酸酯官能单体)而存在，或作为另一种成分诸如酸性聚合物上的组而存在。
烯键式不饱和基团通常为包含(甲基)丙烯基的(例如末端)可自由基聚合基团，诸如(甲基)丙烯酰胺基(H2C＝CHCON-和H2C＝CH(CH3)CON-)和(甲基)丙烯酸酯基(CH2CHCOO-和CH2C(CH3)COO-)。其它烯键式不饱和的可聚合基团包括乙烯基(H2C＝C-)，包括乙烯醚基(H2C＝CHO-)。一种或多种烯键式不饱和末端可聚合基团优选为(甲基)丙烯酸酯基团，尤其是对于通过暴露于光化学(例如，紫外线或蓝光)辐射来硬化的组合物。此外，在可固化牙科组合物中甲基丙烯酸酯官能团通常优于丙烯酸酯官能团。
在一些实施方案中，烯键式不饱和组分为水混溶性或水溶性(甲基)丙烯酸酯，诸如甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸羟甲基酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸甘油单酯或二酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(例如400和其它分子量)二甲基丙烯酸酯、氨基甲酸乙酯甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺或亚甲基甲基丙烯酸酯，以及二丙酮丙烯酰胺，并且甲基丙烯酰胺为优选的。如果需要，可使用烯键式不饱和部分。优选地，烯键式不饱和部分以基团存在于酸性聚合物中，如下文更详细地描述。
第二部分包含有机或无机酸组分。在一些实施方案中，酸性组分为多元羧酸，诸如聚(马来酸)或聚(衣康酸)。在其它实施方案中，酸性组分为聚丙烯酸或含磷酸。
在一些实施方案中，酸性组分为酸性聚合物。合适的酸性聚合物包括在美国专利4,209,434的2栏62行至3列6行中列出的那些。优选的酸性聚合物包括链烯酸诸如丙烯酸、衣康酸和马来酸的均聚物和共聚物。
在一些实施方案中，酸性聚合物可表征为可光致固化离聚物，即具有能够发生固定反应的侧接离子基团和侧接的可自由基聚合的基团的聚合物，该可自由基聚合的基团能够使所得混合物在暴露于辐射能后发生聚合，即固化。
如例如在美国专利5,130,347中所述，可光致固化离聚物具有以下通式：
B(X)m(Y)n
其中
B表示有机主链，
每一X独立地为离子基团，
每一Y独立地为可光致固化基团，
m为具有2或2以上的平均值的数字，并且
n为具有1或1以上的平均值的数字。
主链B优选为碳-碳键的低聚或聚合物主链，可任选地包含非干扰性取代基，诸如氧、氮或硫杂原子。本文所用的术语“非干扰性”是指不会不当地干扰可光致固化离聚物的光固化反应的取代基或连接基团。
优选的X基团为酸性基团，其中以羧基尤其优选。
合适的Y基团包括(但不限于)可聚合烯键式不饱和基团和可聚合环氧基团。烯键式不饱和基团是优选的，尤其是那些可借助于自由基机制而聚合的基团，它们的示例为取代的和未取代的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、烯烃和丙烯酰胺。
X和Y基团可直接或借助于任何非干扰性有机连接基团(诸如取代或未取代的烷基、烷氧基烷基、芳基、芳氧基烷基、烷氧基芳基、芳烷基或烷芳基)连接到主链B。
优选的可光致固化离聚物为那些离聚物：其中每一X为羧基且每一Y为烯键式不饱和基团，诸如(甲基)丙烯酸酯基团，该烯键式不饱和基团可利用自由基机制而聚合。此类离聚物常规地是通过使聚链烯酸(例如，式B(X)m+n的聚合物，其中每一X为羧基)与包含烯键式不饱和基团和能够与羧酸基团反应的基团诸如NCO基团二者的偶合化合物反应来制备。所得可光致固化的离聚物优选具有至少一个可自由基聚合的基团(例如(甲基)丙烯酸酯基团)，该可自由基聚合的基团借助于酰胺键连接到所述离聚物。所得的可光致固化离聚物的分子量通常在约1000g/mol与约100,000g/mol之间。
如使用凝胶渗透色谱法和聚苯乙烯标准物所测定，(例如，可光致固化的离聚物)酸性聚合物通常具有至少5000克/摩尔至多约100,000克/摩尔的重均)分子量。在一些实施方案中，(例如，可光致固化的离聚物)酸性聚合物具有小于50,000或25,000g/mol的分子量。
酸性组分(诸如可光致固化的离聚物)的浓度通常为两部分组合物的第一部分的至少5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％，并且通常不大于30重量％、25重量％、20重量％或15重量％。由于第一部分仅表示总可硬化(例如牙科)组合物的一半，因此酸性组分(诸如可光致固化的离聚物)的浓度总计为刚刚描述的浓度的约一半。
在一些实施方案中，酸性组分为以具有酸和/或酸前体官能团的烯键式不饱和化合物的形式的可硬化组分。酸前体官能团包括例如酸酐、酰基卤和焦磷酸盐。酸官能团可以包括磷酸官能团、膦酸官能团、磺酸官能团或它们的组合物。通常，当组合物包含含有碱性表面的不透射线填料时，诸如在氧化锆的情况下，本文所述的粘合剂组合物包含很少(例如小于10重量％、5重量％或1重量％)或不包含具有羧酸官能团的烯键式不饱和化合物。
具有酸性官能团的烯键式不饱和化合物包括例如α、β不饱和酸性化合物，诸如甘油磷酸单(甲基)丙烯酸酯、甘油磷酸二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯磷酸盐(例如，HEMA-P)、双((甲基)丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、((甲基)丙烯酰氧丙基)磷酸酯、双((甲基)丙烯酰氧基)丙基氧基磷酸酯、(甲基)丙烯酰氧己基磷酸酯、双((甲基)丙烯酰氧己基)磷酸酯(例如MHP)、(甲基)丙烯酰氧辛基磷酸酯、双((甲基)丙烯酰氧辛基)磷酸酯、(甲基)丙烯酰氧癸基磷酸酯、双((甲基)丙烯酰氧癸基)磷酸酯，以及己内酯甲基丙烯酸酯磷酸盐。
在一些实施方案中，除了本文所述的包封填料之外，(例如牙科)组合物还包含其它(即第二)填料。第二填料通常不包含如本文所述的(例如强)碱性芯材料。第二填料通常包含如前文所述的具有低溶解度的中性金属氧化物。第二填料也可为弱碱性的或弱酸性的。
在一些实施方案中，第二填料为酸反应性(FAS玻璃)填料，如前所述。
在一些实施方案中，另一种填料包含(例如无机金属氧化物)纳米颗粒。此类纳米颗粒或换句话讲“纳米级填料”可用作粘度和触变性改性剂。此类纳米颗粒还可部分地有助于可硬化牙科组合物的机械性能。由于其大小，此类纳米颗粒还有助于可聚合树脂的折射率。
在一些实施方案中，无机氧化物纳米颗粒具有不大于100nm的初级粒度。初级粒度通常是指离散的、非聚集颗粒的大小。在其它较不常见的实施方案中，纳米颗粒可为两种或更多种(例如熔合或共价)键合的颗粒的聚集体，其中聚集体具有不大于100nm的粒度。平均粒度可通过切取硬化的牙科组合物的薄样品，并且使用放大倍数300,000的透射电子显微照片测量约50-100个颗粒的粒径并计算平均值来测定。纳米颗粒可具有单峰或多峰(例如，双峰)的粒度分布。在一些实施方案中，纳米颗粒具有至少约2纳米(mm)、3纳米、4纳米或5纳米的平均粒度。在一些实施方案中，(例如氧化锆)纳米颗粒具有不大于约50纳米(nm)、40纳米、30纳米、25纳米、15纳米或10纳米的平均粒度。
牙科组合物还任选包含具有相对低折射率的(例如无机金属氧化物)纳米颗粒，诸如二氧化硅。包含低折射率纳米颗粒可降低可聚合树脂的折射率。合适的二氧化硅纳米颗粒可以商品名NALCO COLLOIDAL SILICAS从Ecolab公司(明尼苏达州圣保罗市(St.Paul,MN))商购获得。例如，优选的二氧化硅颗粒可由使用NALCO产品1034A、1040、1042、1050、1060、2327和2329获得。
二氧化硅颗粒优选由二氧化硅的水性胶态分散体(即溶胶或水溶胶)制成。胶态二氧化硅在二氧化硅溶胶中的浓度通常为约1重量％至50重量％。可使用的胶态二氧化硅溶胶为商购可得，其具有不同的胶体尺寸，参见Surface&Colloid Science,Vol.6,ed.Matijevic,E.,Wiley Interscience,1973(《表面与胶体科学》，第6卷，Matijevic,E.，威利国际科学，1973年)。用于制备填料的优选的二氧化硅溶胶作为无定形二氧化硅在水性介质中的分散体(诸如由Ecolab公司制造的Nalco胶态二氧化硅)和那些钠浓度较低并且可通过与合适的酸混合而酸化的溶胶(例如，由杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours&Co.)制造的Ludox胶态二氧化硅或来自Ecolab公司的Nalco 2326)来供应。
在一些实施方案中，牙科组合物包含至少0.5重量％、1重量％、1.5重量％或2重量％的低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒。低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒的量通常牙科组合物的不大于30重量％、25重量％、20重量、15重量或5重量％。在其它实施方案中，牙科组合物包含小于1重量％、0.5重量％、0.25重量％、0.1重量％或0.005重量％的低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒，或者基本上不含低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒。
当低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒包含在牙科组合物中时，低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒的浓度通常小于高折射率(例如氧化锆)纳米颗粒的浓度。因此，高折射率(例如氧化锆)纳米颗粒的重量或体积浓度通常大于低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒的重量或体积浓度。在一些实施方案中，高折射率(例如氧化锆)纳米颗粒与低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒的重量或体积比为至少1.1比1、1.2比1、1.3比1、1.4比1、1.5比1、1.6比1、1.7比1、1.8比1、1.9比1或2比1。在一些实施方案中，高折射率(例如氧化锆)纳米颗粒与低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒的重量或体积比为至少2.1比1、2.2比1、2.3比1或2.4比1。在一些实施方案中，高折射率(例如氧化锆)纳米颗粒与低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒的重量或体积比不大于100比1、75比1、50比1、25比1、10比1或5比1。
一些合适的低折射率(例如二氧化硅)纳米颗粒和高折射率(例如氧化锆)纳米颗粒公开于美国专利6,387,981(Zhang等人)和6,572,693(Wu等人)以及PCT国际公布WO 01/30304(Zhang等人)、WO 01/30305(Zhang等人)、WO 01/30307(Zhang等人)、WO 03/063804(Wu等人)、美国专利7,090,721(Craig等人)、7,090,722(Budd等人)、7,156,911(Kangas等人)、美国专利7,241,437(Davidson等人)和美国专利7,649,029(Kolb等人)中。
本文所述的牙科组合物优选包含可测量量的无机金属氧化物填料。牙科应用中所用的填料在本质上通常为陶瓷。
填料可选自很多种适于掺入在用于牙科应用的组合物中的材料中的一种或多种，诸如目前用于牙科复合材料和牙科(例如牙冠)制品中的填料等。填料通常为无毒的并且适合在口中使用。填料可以是射线不可透的、射线可透的或非射线不可透的。在一些实施方案中，填料通常具有至少1.500、1.510、1.520、1.530或1.540的折射率。
常见的是包含至多约5重量％的组分诸如YbF3以增加射线不透性。在一些实施方案中，固化的牙科组合物的射线不透性为3mm厚度的铝。
填料可以在本质上为微粒或纤维。微粒填料通常可被限定为具有20:1或更小、更常见为10:1或更小的长宽比或纵横比。纤维可被限定为具有大于20:1或更常见为大于100:1的纵横比。颗粒的形状可在球形至椭球形范围内变化，或者更平面，诸如薄片或盘。宏观特性可高度依赖于填料颗粒的形状，具体地形状的均匀度。
本文所述的牙科组合物包括无机金属氧化物填料材料，该无机金属氧化物填料材料在大小上比纳米颗粒大。如前所述，纳米颗粒通常为具有不大于100nm的粒度的离散的、未聚集的颗粒。相比之下，无机金属氧化物填料为具有大于100nm的至少一个尺寸诸如至少150nm或至少200nm的微粒或纤维材料。就微粒填料而言，离散未聚集颗粒或聚集颗粒的平均粒度为至少200nm。无机金属氧化物填料颗粒对于改善固化后的磨损性能是非常有效的。
在一些实施方案中，填料可包含不溶于可聚合树脂的交联的有机材料，并且可任选地填充有无机填料。合适的有机填料颗粒的示例包括填充或未填充的粉状聚碳酸酯、聚环氧化合物、聚(甲基)丙烯酸酯等。
在一些实施方案中，本文所述的牙科组合物包含非酸反应性填料，诸如石英、热解法二氧化硅，如美国专利4,503,169(Randklev)所述的类型的非玻化纳米颗粒，以及纳米团簇填料，诸如美国专利6,730,156(Windisch等人)、美国专利6,572,693(Wu等人)和美国专利8,722,759(Craig)中所述。
在典型的实施方案中，可使用悬浮剂，诸如热解法二氧化硅。热解法二氧化硅可以商品名“Cab-O-Sil”购自卡博特公司(Cabot Corporation)，以及以商品名“Aerosil”购自德固赛公司(Degussa，Inc)。悬浮剂可使组合物增稠，从而增大粘度。
悬浮剂的浓度通常为至少0.05重量％、0.10重量％、0.15重量％或0.2重量％，并且范围可最大至5重量％。在一些实施方案中，当采用较高浓度的包封的碱性材料时，悬浮剂的浓度可降低。
在一些实施方案中，填料包含以纳米团簇的形式的纳米颗粒，即两个或更多个通过相对较弱但足够的分子间力缔合所成的群集，该分子间力使颗粒堆积在一起，甚至在分散于可硬化树脂中时也是如此。优选的纳米团簇可包括非重金属氧化物(例如二氧化硅)颗粒和重金属氧化物(即具有大于28的原子数)诸如氧化锆的松散聚集的大体上无定形的团簇。氧化锆可为结晶的或无定形的。在一些实施方案中，氧化锆可作为颗粒存在。形成纳米团簇的颗粒优选具有小于约100nm的平均直径。然而，松散聚集的纳米团簇的平均粒度通常显著较大。
在一些实施方案中，(例如牙科)组合物还包含第二填料，该第二填料包含中性金属氧化物，诸如氧化锆/二氧化硅纳米团簇填料。就两部分牙科组合物而言，包含中性金属氧化物的填料在包含第一液体或第二液体的部分中以相当大的量存在。在一些实施方案中，中性或非反应性填料存在于酸性和非酸性部分中的任一者或两者中，而酸反应性填料(例如FAS玻璃)和/或包封的碱性芯存在于非酸性部分中，并且在混合后与酸性部分反应。
在一些实施方案中，可硬化(例如牙科)组合物的第一部分包含第二填料，该第二填料包含中性金属氧化物，此类氧化锆/二氧化硅纳米团簇填料的量为至少5重量％、10重量％、15重量％或20重量％，至多30重量％、35重量％或40重量％。总可硬化(例如牙科)组合物包含约包含中性金属氧化物的第二填料(诸如氧化锆/二氧化硅纳米团簇填料)的一半此类浓度。
在一些实施方案中，(例如，单部分)可硬化(例如，牙科修复)组合物包含第二填料，该第二填料包含中性金属氧化物，此类氧化锆/二氧化硅纳米团簇填料的量为总可硬化(例如，牙科修复)组合物的至少5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％或50重量％。第二填料的量通常不大于总可硬化(例如牙科修复)组合物的80重量％、75重量％、70重量％、65重量％或60重量％。
在一些实施方案中，第二填料也可用包含金属氧化物的壳体材料包封，如US 7,396,862中所述。
还可使用填料的混合物。
在典型的实施方案中，第二填料可包括表面处理以增强纳米颗粒和无机氧化物填料与树脂之间的粘结。本领域已描述了多种表面处理，包括例如有机金属偶联剂和羧酸，诸如美国专利8,647,510(Davidson等人)所述。包封的碱性材料还可任选地包含表面处理。
合适的可共聚有机金属化合物可具有通式：CH2＝C(CH3)mSi(OR)n或CH2＝C(CH3)mC＝OOASi(OR)n；其中m为0或1，R为具有1至4个碳原子的烷基，A为二价有机连接基团，并且n为1至3。有机金属化合物偶联剂可以用反应性固化基团诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基等进行官能化。优选的偶联剂包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷等。
在一些实施方案中，表面改性剂的组合物可为可用的，其中这些试剂中的至少一种具有可与可硬化树脂共聚的官能团。可包含通常不与可硬化树脂反应的其它表面改性剂以提高分散度或流变特性。该类型的硅烷的示例包括例如芳基聚醚、烷基、羟基烷基、羟基芳基或氨基烷基官能化硅烷。
表面改性可在与单体混合之后进行或在混合完成后进行。通常优选将有机硅烷表面处理化合物与纳米颗粒在掺入到树脂中之前进行组合。所需的表面改性剂的量取决于若干因素，诸如粒度、颗粒类型、改性剂的分子量及改性剂的类型。一般来讲，优选将约单层的改性剂附接到颗粒的表面。
各种烯键式不饱和单体可用于牙科组合物中。该牙科组合物的烯键式不饱和单体通常在约25℃为稳定的液体，这意味着当在室温(约25℃)储存至少30天、60天或90天的典型储存寿命时，该单体大体不聚合、结晶或固化。单体的粘度通常变化(例如，增加)不超过初始粘度的10％。
特别是对于牙科修复剂组合物，烯键式不饱和单体一般具有至少1.50的折射率。在一些实施方案中，折射率为至少1.51、1.52、1.53或更高。硫原子的加入和/或一种或多种芳族部分的存在可提高折射率(相对于缺少这类取代基的相同分子量单体)。
可固化(例如牙科)组合物可包括多种其它烯键式不饱和化合物(含或不含酸性官能团)、环氧官能(甲基)丙烯酸酯树脂、乙烯基醚等。
(例如可光聚合的)牙科组合物可包含可自由基聚合单体、低聚物和具有一个或多个烯键式不饱和基团的聚合物。合适的化合物包含至少一个烯键式不饱和键，并且能够经历加成聚合。可用的烯键式不饱和化合物的示例包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基官能化丙烯酸酯、羟基官能化甲基丙烯酸酯以及它们的组合物。
此类可自由基聚合的化合物包括单-、二-或聚(甲基)丙烯酸酯(即丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)，诸如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、乙烯乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙烯乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙烯乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,2,4-丁三醇三(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、山梨醇六(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、双[l-(2-丙烯酰氧基)]-对-乙氧基苯基二甲基甲烷、双[l-(3-丙烯酰氧基-2-羟基)]-对-丙氧基苯基二甲基甲烷、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯和三羟乙基-异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酰胺(即丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺)诸如(甲基)丙烯酰胺、亚甲基双(甲基)丙烯酰胺和乙酰丙酮(甲基)丙烯酰胺；脲烷(甲基)丙烯酸酯；聚乙二醇类的双(甲基)丙烯酸酯(优选分子量为200-500)；以及乙烯基化合物，诸如苯乙烯、邻苯二甲酸二烯丙基酯、琥珀酸二乙烯酯、己二酸二乙烯酯和邻苯二甲酸二乙烯酯。其它合适的可自由基聚合的化合物包括硅氧烷官能(甲基)丙烯酸酯。根据需要，可以使用两种或更多种可自由基聚合的化合物的混合物。
可固化的(例如牙科)组合物还可在单个分子中包含具有羟基和烯键式不饱和基团的单体。此类材料的示例包括(甲基)丙烯酸羟烷酯，诸如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯和(甲基)丙烯酸2-羟丙酯；单(甲基)丙烯酸甘油酯或二(甲基)丙烯酸甘油酯；三羟甲基丙烷单(甲基)丙烯酸酯或三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯；季戊四醇单(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯和季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯；山梨醇单(甲基)丙烯酸酯、山梨醇二(甲基)丙烯酸酯、山梨醇三(甲基)丙烯酸酯、山梨醇四(甲基)丙烯酸酯或山梨醇五(甲基)丙烯酸酯；和2,2-双[4-(2-羟基-3-乙基丙烯酰氧基丙氧基)苯基]丙烷(bisGMA)。合适的烯键式不饱和化合物可购自多种商业来源，诸如圣路易斯的西格玛-奥德里奇公司(Sigma-Aldrich,St.Louis)。
在一些实施方案中，两部分可硬化(例如牙科)组合物的第一部分包含在单个分子中具有羟基基团和烯键式不饱和基团的单体，诸如HEMA。在一些实施方案中，具有酸性官能团(例如HEMA)的烯键式不饱和化合物的量为至少两部分组合物的第一部分的5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％，至多约35重量％、40重量％、50重量％或45重量％。由于第一部分仅表示总可硬化(例如牙科)组合物的一半，因此具有酸性官能团(例如HEMA)的烯键式不饱和化合物的浓度总计为刚刚描述的浓度的约一半。
本文所述的(例如牙科)组合物可包含以具有酸性官能团的烯键式不饱和化合物的形式的一种或多种可固化组分。此类组分在单个分子中包含酸性基团和烯键式不饱和基团。当存在时，该可聚合组分任选地包含具有酸性官能团的烯键式不饱和化合物。优选地，该酸性官能团包括碳、硫、磷或硼的含氧酸(即，包含氧的酸)。然而，在一些实施方案中，牙科组合物大体上不含(小于1，0.5，0.25，0.1，或0.005％)具有酸性官能团的烯键式不饱和化合物。
如本文所用，“具有酸官能团”的烯键式不饱和化合物的意思包括具有烯键不饱和基团以及酸和/或酸前体官能团的单体、低聚物和聚合物。酸前体官能团包括例如酸酐、酰基卤和焦磷酸盐。酸性官能团可以包括羧酸官能团、磷酸官能团、膦酸官能团、磺酸官能团或它们的组合物。
具有酸性官能团的烯键式不饱和化合物包括例如α,β-不饱和酸性化合物，诸如甘油磷酸单(甲基)丙烯酸酯、甘油磷酸二(甲基)丙烯酸酯(GDMA-P)、(甲基)丙烯酸羟乙酯(例如HEMA)磷酸盐、双((甲基)丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、((甲基)丙烯酰氧基丙基)磷酸酯、双((甲基)丙烯酰氧基丙基)磷酸酯、双((甲基)丙烯酰氧基)丙氧基磷酸酯、(甲基)丙烯酰氧己基磷酸酯、双((甲基)丙烯酰氧基己基)磷酸酯、(甲基)丙烯酰氧基辛基磷酸酯、双((甲基)丙烯酰氧基辛基)磷酸酯、(甲基)丙烯酰氧基癸基磷酸酯、双((甲基)丙烯酰氧基癸基)磷酸酯、磷酸己内酯甲基丙烯酸酯、柠檬酸二-或三-甲基丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯化的低聚马来酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚马来酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚羧基-聚膦酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚氯磷酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚磺酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚硼酸等，可用作组分。也可使用不饱和碳酸诸如(甲基)丙烯酸、芳族(甲基)丙烯酸酯酸(例如，甲基丙烯酸化的偏苯三酸)以及它们的酸酐的单体、低聚物和聚合物。
牙科组合物可包含具有至少一个P-OH部分的酸性官能团的烯键式不饱和化合物。此类组合物为自粘合的并且为无水的。例如，此类组合物可包括：第一化合物，该第一化合物包含至少一个(甲基)丙烯酰氧基基团和至少一个-O-P(O)(OH)x基团，其中x＝1或2，并且其中至少一个-O-P(O)(OH)x基团和至少一个(甲基)丙烯酰氧基基团通过C1-C4烃基连接在一起；第二化合物，该第二化合物包含至少一个(甲基)丙烯酰氧基基团和至少一个-O-P(O)(OH)x基团，其中x＝1或2，并且其中至少一个-O-P(O)(OH)x基团和至少一个(甲基)丙烯酰氧基基团通过C5-C12烃基连接在一起；不含酸性官能团的烯键式不饱和化合物；引发剂体系；和填料。
通常向可聚合成分的混合物中添加引发剂。引发剂可与树脂体系充分地混溶，以允许它们易溶于可聚合组合物(并阻止与可聚合组合物分离)。通常，基于组合物的总重量计，引发剂以有效的量存在于组合物中，诸如约0.1重量％至约5.0重量％。
在一些实施方案中，单体的混合物是可光致聚合的并且该组合物包含用光化辐射照射时将引发组合物的聚合(或硬化)的光引发剂(即，光引发剂体系)。此类可光致聚合组合物可为可自由基聚合的。光引发剂通常具有约250nm至约800nm范围内的功能波长。用于使可自由基光致聚合组合物聚合的合适的光引发剂(即，包含一种或多种化合物的光引发剂体系)包括二元体系和三元体系。典型的三元光引发剂包含碘鎓盐、光敏剂和电子供体化合物，如美国专利5,545,676(Palazzotto等人)中所述。碘鎓盐包括二芳基碘鎓盐，例如，二苯基碘鎓氯化物、二苯基碘鎓六氟磷酸盐和二苯基碘鎓四氟硼酸盐。一些优选的光敏剂可包括吸收在约300nm至约800nm(优选约400nm至约500nm)范围内的一些光的单酮和二酮(例如α二酮)，诸如樟脑醌、联苯酰、联呋喃甲酰、3,3,6,6-四甲基环己二酮、菲醌和其它环状α二酮。其中，通常优选樟脑醌。优选的电子供体化合物包括取代胺，例如，4-(N,N-二甲基氨基)苯甲酸乙酯。
其它适于使可自由基式光致聚合的组合物发生聚合的光引发剂包括氧化膦类别，其通常具有在约380nm至约1200nm范围内的功能波长。优选的功能波长在约380nm至约450nm范围内的氧化膦自由基引发剂为酰基氧化膦和双酰基氧化膦。
当以大于约380nm至约450nm波长范围照射时能够进行自由基引发的可商购获得的氧化膦光引发剂包括双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(IRGACURE 819，纽约州塔里敦的汽巴特殊化学品公司(Ciba Specialty Chemicals,Tarrytown,N.Y.))、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-(2,4,4-三甲基戊基)氧化膦(CGI 403，汽巴特殊化学品公司)、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦与2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮的按重量计25:75混合物(IRGACURE 1700，汽巴特殊化学品公司)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦与2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的按重量计1:1混合物(DAROCUR 4265，汽巴特殊化学品公司)和2,4,6-三甲基苄基苯基次膦酸乙酯(LUCIRIN LR8893X，北卡罗来纳州夏洛特的巴斯夫公司(BASF Corp.,Charlotte,N.C.))。
叔胺可以与酰基氧化膦组合使用。例示性的叔胺包括4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯和N,N-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯。以组合物的总重量计，胺还原剂当存在时在可光致聚合组合物中以约0.1重量％至约5.0重量％的量存在。在一些实施方案中，可固化的牙科组合物可用紫外(UV)光线或蓝光照射。对于该实施方案，合适的光引发剂包括以商品名IRGACURE和DAROCUR购自纽约州塔里敦的汽巴特殊化学品公司(Ciba SpecialityChemical Corp.,Tarrytown,N.Y.)的那些，并且包括1-羟基环己基苯基酮(IRGACURE184)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙-1-酮(IRGACURE 651)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(IRGACURE819)、1-[4-(2-羟乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(IRGACURE2959)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁酮(IRGACURE 369)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮(IRGACURE 907)和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(DAROCUR 1173)。
可光致聚合组合物通常通过混合组合物的各种组分制备。对于其中可光致聚合组合物在不存在空气的情况下固化的实施方案，光引发剂在“安全光”条件(即不引起组合物的过早硬化的条件)下组合。如果需要，当制备混合物时，可采用合适的惰性溶剂。合适的溶剂的示例包括丙酮和二氯甲烷。
硬化通过使组合物暴露于辐射源、优选可见光源实现。可方便地采用发出250nm至800nm之间的光化辐射光(特别是波长为380-520nm的蓝光)的光源诸如石英卤素灯、钨-卤素灯、汞弧、碳弧、低-、中-和高-压汞灯、等离子弧、发光二极管和激光器。通常，可用光源具有在0.200-6000mW/cm2范围内的强度。1000mW/cm2的强度持续20秒通常可提供期望的固化。可使用多种常规的光来硬化此类组合物。
任选地，组合物可包含溶剂(例如，醇(例如，丙醇、乙醇)、酮(例如，丙酮、甲基乙基酮)、酯(例如，乙酸乙酯)、其它非水溶剂(例如，二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、1-甲基-2-吡咯烷酮))和水。在一些实施方案中，(例如单部分)牙科组合物包含水，其含量通常不大于总牙科组合物的5重量％。
如果需要，组合物可包含添加剂，诸如指示剂、染料(包括可光漂白的染料)、颜料、抑制剂、促进剂、粘度改性剂、润湿剂、缓冲剂、自由基和阳离子稳定剂(例如BHT)、以及对本领域技术人员而言显而易见的其它类似成分。
另外，还可任选地向牙科组合物中添加药剂或其它治疗性物质。示例包括但不限于，氟化物源、增白剂、防龋剂(例如，木糖醇)、钙源、磷源、再矿化剂(例如，磷酸钙化合物)、酶、口气清新剂、麻醉剂、凝血剂、酸中和剂、化学治疗剂、免疫响应改性剂、触变胶、多元醇、抗炎剂、抗微生物剂(除抗微生物类脂组分之外)、抗真菌剂、用于治疗口腔干燥的试剂、脱敏剂等通常用于牙科组合物中的类型。还可使用上述任何添加剂的组合物。任何一种此类添加剂的选取及用量都可以由本领域的技术人员加以选择，从而在不用进行过度实验的情况下获得期望的结果。
如本领域中已知，可固化牙科组合物可用于处理口腔表面，诸如牙齿。在一些实施方案中，该组合物可通过在施用牙科组合物之后固化来硬化。例如，当将可固化牙科组合物用作修复剂诸如牙齿填充物时，该方法通常包括将可固化组合物施加到口腔表面(例如，龋齿)；并且固化所述组合物。在一些实施方案中，可在施加本文所述的可固化牙科修复材料之前施用牙科粘合剂。牙科粘合剂通常也通过在固化高度填充的牙科修复组合物的同时进行固化来硬化。处理口腔表面的方法可包括提供牙科制品并将牙科制品粘附到口腔(例如牙齿)表面。
在一个实施方案中，固化的牙科组合物可用于盖髓术(pulp capping)。在该实施方案中，以实施例中进一步详细描述的方式评估与固化的牙科组合物(例如，用于缓冲盘测试的相同模制盘)接触的牙髓干细胞的细胞增殖。平均细胞增殖为对照物的至少75％(其中不存在固化的牙科组合物的盘)。在一些实施方案中，平均细胞增殖为对照物的至少80％、85％或90％。与对照物相比，平均碱性磷酸酶(ALP)活性也增加。在一些实施方案中，平均ALP活性为至少0.4mU/mL、0.5mU/mL、0.6mU/mL、0.7mU/mL、0.8mU/mL、0.9mU/mL、1.0mU/mL，至多1.1mU/mL或1.2mU/mL或更大。
在另一个实施方案中，固化的牙科组合物可用作粘合剂。经固化的牙科组合物可表现出如根据实施例中所述的测试方法测得至少1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、8MPa、9MPa或10MPa的粘附力。在一些实施方案中，粘合力可高达20MPa或更大。
如本文所用，“牙科组合物”是指包含能够粘附或粘结到口腔表面的填料的材料。可固化牙科组合物可用于将牙科制品粘结到牙齿结构、在牙齿表面上形成涂层(例如，密封剂或护漆)，用作直接置于口中并进行原位固化的修复剂，或者另选地用于在口外制造假体，该假体随后粘附在口内。
可固化牙科组合物包括例如粘合剂(例如，牙科和/或正畸粘合剂)、粘固剂(例如两部分粘固剂)、底涂剂(例如，正畸底涂剂)、衬料(施加于龋齿的基部以降低牙齿敏感性)、牙根修复和盖髓、涂料诸如密封剂(例如，窝沟)和护漆；以及树脂修复剂(亦称为直接复合材料)，诸如牙科填料、以及牙冠、牙桥和用于牙植入物的制品。高度填充的牙科组合物还用于研磨坯，可以从研磨坯研磨出牙冠。复合材料为高度填充的糊剂，该糊剂被设计成适用于填充牙齿结构中的大量缺损。牙科粘固剂与复合材料相比为在一定程度上填充较少并且粘性较小的材料，并且通常充当粘结剂用于额外材料，诸如镶嵌物、高嵌体等，或在施加到多层中并固化的情况下自身充当填充材料。牙科粘固剂还用于将牙科修复制品诸如牙冠、牙桥或正畸器具永久性地粘结到牙齿表面或植入物支座。
在一个实施方案中，描述了一种两部分(例如牙科密封剂)组合物，其中每个部分包含可聚合树脂。在一些实施方案中，两部分均不含水或酸性组分。可聚合树脂通常为丙烯酸单体的混合物。一种常见的丙烯酸单体描述于美国专利号3,066,112中。此类丙烯酸单体为双酚A或其它双酚与甲基丙烯酸缩水甘油酯的反应产物，该反应产物在本领域中通常称为Bis-GMA单体。通常，此单体与各种其它(例如较低分子量、较低粘度的)单体诸如二(甲基)丙烯酸酯单体(例如四乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯等)或其它(甲基)丙烯酸酯单体组合。
本文所述的两部分(例如牙科密封剂)组合物包含如先前所述的“氧化还原”固化体系；其任选地利用自由基聚合反应与第二引发剂体系组合。第二引发剂优选地为自由基光引发剂，其可在用光化辐射(使用常规牙科固化光)照射后活化以引发可自由基聚合反应的组合物的聚合反应(或硬化)。
在另一个实施方案中，描述了单部分(例如牙科修复)组合物。此类组合物还可包含可聚合树脂，该可聚合树脂包含(例如，15重量％至35重量％)双-GMA和各种其它(例如，较低分子量、较低粘度)单体，如先前所述。然而，单部分(例如牙科修复)组合物通常还包含可测量量的填料。填料包含本文所述的包封的碱性材料，其通常与如先前所述的第二填料组合。填料的总量通常为至少50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％或80重量％固体。
根据最终用途、分配装置和施加方法，可固化(例如牙科)组合物可具有各种粘度标准。总体而言，在23℃的粘度可在200cps至100,000cps或更大的范围内。
例如，当组合物为包含液体(例如，可聚合树脂)材料的两部分可硬化(例如，牙科)组合物时，第一部分和第二部分之间的差值粘度通常不大于较高粘度组合物/部分的90、85、80、75、70、65、60、55。在一些实施方案中，诸如当通过使用包含静态混合物的分配(例如，注射器)装置施加组合物时，第一部分和第二部分之间的差值粘度通常不大于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％或10％。
又如，其中组合物为包含旨在密封裂隙(例如牙齿表面的裂隙)的液体(例如可聚合树脂)材料的两部分可硬化(例如牙科)组合物，重要的是该组合物具有非常低的粘度。在一些实施方案中，每个部分在23℃的粘度不大于6500cps、6000cps、5500cps或5000cps。在一些实施方案中，组分中的每种组分的粘度在23℃不大于4500cps、4000cps、3,500cps、或3000cps。组分中的每种组分的粘度在23℃通常为至少200cps、300cps、400cps或500cps。
在另一个实施方案中，其中组合物为包含旨在用于牙科修复剂的液体(例如，可聚合树脂)材料的高度填充的可硬化(例如，牙科)组合物，粘度可为至少40,000cps、45,000cps或50,000cps。
当粘度小于约50,000cps时，粘度可通过布氏粘度计和A型号T型锭子在23℃和100s-1的剪切速率下测定。
包含旨在用于牙科修复剂的液体(例如，可聚合树脂)材料的高度填充的可硬化(例如，牙科)组合物可具有甚至更高的粘度。当可硬化(例如牙科)组合物具有太高而不能用布氏粘度计测量的粘度时，可使用其它方法来测定粘度。
粘度的流变学测量可在AR-G2流变仪(TA仪器公司(TA Instruments))上进行，温度控制在25℃，使用8mm直径的平板几何体。可将自粘合砂纸(9微米粒度)放置在几何体(8mm直径砂纸圆片)和台(15×15mm的大正方形砂纸片)上。可将可硬化(例如牙科)材料放置在台上，并且可将几何体推入材料中，直到其与台之间的间隙达到1,000微米。可通过使用剃刀刀片切掉多余的材料来移除多余的材料。以下工序可用于进行测量。可使材料在调理步骤中静置3分钟。接着，在流变仪以振荡模式操作的情况下，可采用频率扫描步骤来测量材料在不同剪切速率下的粘度。角频率可从0.1至10.0rad/s的值步进，在0.4％的应变下每十倍具有5个点。随后可允许材料平衡2分钟。最后，可通过另一次振荡测量来测定材料的屈服应力。在应力扫描测量中，振荡应力可从0.1Pa步进到10,000Pa，每十倍记录15个点。角频率可保持固定为10rad/s。可监测弹性模量(G')。屈服应力可被定义为穿过G'随应力而恒定的数据部分(低应力值)绘制的水平线与匹配G'随应力增加而快速减小的曲线部分的最大斜率的线的交点。屈服应力可测量需要施加到材料以使其移动(或屈服)的最小量的力。可使用随仪器一起提供的“Rheology Advantage Data Analysis”软件来分析所收集的数据。
在一些实施方案中，高度填充的可硬化(例如牙科)组合物在0.1rad/s的剪切速率下可具有范围最多至1、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5×106(Pa·s)的粘度。在一些实施方案中，高度填充的可硬化(例如牙科)组合物在1rad/s的剪切速率下可具有范围最多至2、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5×105(Pa·s)的粘度。在一些实施方案中，高度填充的可硬化(例如牙科)组合物在10rad/s的剪切速率下可具有范围最多至20,000、30,000、40,000或50,000(Pa·s)的粘度。
在一些实施方案中，本文所述的可固化牙科组合物在(例如，预填充)分配装置中提供。适于储存和施用可硬化(例如牙科)组合物的各种分配装置是已知的，例如US 4,632,672；US 5,100,320；和US5,848,894中所述的那些，该专利以引用方式并入本文。这种装置通常包括药筒或注射器、分配喷嘴以及柱塞，该分配喷嘴包括位于药筒的一个端部处的出口，该柱塞位于药筒的相对端部处；
在一些实施方案中，药筒具有用于容纳两部分组合物的单独部分的两个室。
图1示出了适于分配两部分(例如牙科密封剂)材料的例示性注射器装置1。该注射器装置包括(例如圆柱形)药筒10、柱塞20和分配喷嘴17。
药筒10通常具有圆柱形外部形状。在典型的实施方案中，药筒还包括指板113。指板113的形状包括平坦部或支撑点，支撑点防止药筒10在放置于平坦表面上时发生翻转。因此，当注射器1放置在平坦表面诸如台面上时，药筒10的指板113的平坦部可防止注射器从台面滚下。
注射器1的药筒10预填充有双组分组合物。两部分组合物的单部分容纳在第一室111内，并且两部分组合物的第二部分容纳在第二室112内。
如图2的剖视图中最佳地示出，注射器1具有包括第一柱塞杆121和第二柱塞杆122的柱塞20。每个杆121、122的一个端部被构造成将组合物的第一部分和第二部分密封在室111和112内。柱塞杆的相对端部在注射器20的后端16处连接。
药筒容纳用于密封一颗或多颗牙齿的足量的双组分组合物。通常，双组分组合物的量足以密封单个患者的所有牙齿。在一些实施方案中，双组分组合物的量足以密封多于一名患者的所有牙齿，并且在患者之间更换可拆卸喷嘴。在典型的实施方案中，制造商将注射器预填充了两部分组合物。在一些实施方案中，(例如预填充的)注射器、两部分组合物和一个或多个可拆卸分配喷嘴被包装成用于储存并施用组合物的套件。套件通常还包括针对利用套件并将可拆卸喷嘴附接到注射器上的说明。
为了便于在口腔中使用并且最小化组合物的浪费，在一些实施方案中注射器装置相对较小。在一些实施方案中，如图1和图2所示，已填充的注射器(没有喷嘴)在接合柱塞之前的总长度不大于200mm、190mm、180mm、170mm、160mm、150mm或140mm。已填充的注射器(没有喷嘴)的总长度通常为至少100mm、110mm、120mm或130mm。在一些实施方案中，药筒的总长度通常不大于100mm、95mm、90mm、85mm、80mm或75mm。药筒的总长度通常为至少50mm、55mm、60mm或65mm。内室的长度小于药筒的总长度。在一些实施方案中，内室的总长度不大于70mm或65mm。药筒的外径通常不大于15mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、或8mm。外径通常为至少5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm或7.5mm。药筒的总内部体积通常不大于5cc、4.5cc、4cc、3.5cc、3cc或2.5cc。
在典型的实施方案中，第一室和第二室具有约1:1的体积比。可采用其它体积比。例如，室的体积比可在1:1至约2:1或3:1的范围内。
当第一部分和第二部分旨在以1:1的体积比混合时，第一室和第二室包含药筒总体积的约一半。因此，对于上述小注射器装置而言，每个室的总内部体积通常不大于2.5cc、2cc、1.75cc、1.5cc或1.25cc。
图3示出了注射器1穿过药筒10的剖视图。药筒10具有延伸穿过药筒10的两个室111、112。在一些实施方案中，这些室具有基本上D形横截面，诸如美国专利公布号2016/0270879中所述的D形横截面；该专利以引用方式并入本文。
具体地讲，D形周边仅由多个圆形节段19a、19b、19c和19d来限定。(圆形节段19a、19b、19c和19d分别对应于第一圆形节段、第三圆形节段、第二圆形节段和第四圆形节段。)与分隔壁相邻的圆形节段19a基于不同于与外壁17相邻的相对圆形节段19c的半径。具体地讲，圆形节段19a基于比圆形节段19c更大的半径。因此，在一方面，实现了基本上D形，但与具有一个或多个直线结构的横截面相比，具有仅基于圆形结构的横截面实现了更可靠的密封。此外，圆形节段19a、19b、19c和19d以一定方式接合，使得在两个圆形节段的接头处，穿过每个圆形节段上的该接头的相应切线重合。或者换句话讲，圆形节段19a、19b、19c和19d平滑地彼此合并，并且一起形成限定横截面周边的闭合线。
在优选的实施方案中，第一圆形节段的半径可在10mm至20mm、10mm至30mm、10mm至40mm或10mm至50mm的范围内；第二圆形节段的半径可在2mm至5mm、2mm至10mm、2mm至15mm或2mm至20mm的范围内；并且第三圆形节段和第四圆形节段的半径可在0.3mm至1mm、0.3mm至2mm或0.3mm至3mm的范围内。在一个实施方案中，半径19a为约14mm，半径19b为约1mm，并且半径19c为约4mm。
如图所示，两个基本上D形相对于彼此以镜像方式布置，使得药筒10在一个端部上具有大致圆柱形外部形状，并且在另一个端部上形成具有分隔壁118的外壁117，该分隔壁具有基本上均匀的壁厚。基本上均匀的壁厚有利于例如通过注塑(例如聚丙烯)来制造药筒。
在一些实施方案中，柱塞杆121和122中的每一者被构造用于压配到药筒的相应室中。柱塞杆可包括比药筒更刚性的材料。在一些实施方案中，柱塞杆由含50％玻璃纤维的聚丙烯注塑而成。每个柱塞杆的横截面形状通常对应于相应室的横截面形状。因此，当室具有基本上D形横截面时，柱塞杆也具有基本上D形横截面。
在一些实施方案中，将两部分组合物密封在室内的柱塞杆121和122的端部部分优选地相对于相应室的横截面形状过大，具体地讲是通过偏移在两个维度上扩大。在一个实施方案中，每个柱塞杆121和122具有裙边型唇缘密封件，如在先前引用的美国专利公布号US2016/0270879中更详细地描述。
室和柱塞杆可具有各种其它设计和横截面形状，使得双组分组合物在使用之前密封在相应室内。
分配喷嘴17可拆卸地附接到药筒10的前端15。在一些实施方案中，喷嘴可旋转地附接到药筒10的前端。药筒、喷嘴或它们的组合物包括阀，该阀可提供或阻止药筒10的两部分组合物与分配喷嘴17之间的流体连通。在一些实施方案中，药筒10和喷嘴17组合形成旋转滑阀。关于阀的进一步细节在WO2018/057503和U.S.9,427,290中有所描述；该专利以引用方式并入本文。
分配喷嘴17还包括插管172，该插管包括静态混合器40(图1中未示出，但在图2和图4中绘出)。
体积和设计可经选择，以最大化混合度并减少浪费。在一些实施方案中，在没有静态混合器的情况下，分配喷嘴的总体积通常不大于0.25cc、0.20cc、0.15cc或0.10cc。在一些实施方案中，分配喷嘴的总体积不大于0.09cc、0.08cc、0.07cc、0.06cc、0.05cc、0.04cc或0.03cc。插管具有2mm、2.5mm或3mm的外部宽度和约75mm至150mm的长度。
可利用各种静态混合器。图4示出了可布置在图1和图2例示的分配喷嘴内的优选静态混合器40。此类静态混合器描述于WO2015/205181中；该专利以引用方式并入本文。静态混合器40具有级联的混合元件41a/41b。每个混合元件41a/41b基于螺旋形或螺旋状。此类螺旋形混合元件的结构可基本上设想为固定在相对两端处的材料的平面片材扭转或卷绕180度，尽管通常使用其它方法(例如注塑)来制造此类结构。此类混合元件41a/41b的总体外部形状基于圆柱形螺旋。因此，每个混合元件具有外径D。每个混合元件具有针对材料的入口边缘42a/42b以及出口边缘43a/43b。关于通过混合单元的牙科材料的流F，材料在入口边缘42a/42b处进入每个混合元件41a/41b并且在出口边缘43a/43b处离开每个混合元件41a/41b。静态混合器40具有按顺序布置的多个混合元件41a/41b。两个相邻混合元件41a/41b的入口边缘42a/42b和出口边缘43a/43b相对于彼此成角度地偏移。因此，随着牙科材料流经混合单元40，牙科材料的两种组分的流被分开并且它的部分分流多次合并。因此，牙科材料(例如其两部分)混合。入口边缘42a/42b与出口边缘43a/43b之间的偏移角度在垂直于混合单元的纵向轴线A的平面中并且处于该纵向轴线上的某点上进行测量。在该示例中，入口边缘42a/42b与出口边缘43a/43b之间的偏移角度为90度。换句话讲，相邻混合元件41a/41b的入口边缘42a/42b和出口边缘43a/43b相对于彼此交叉布置。
如图所示，混合单元40具有沿纵向轴线A以交替顺序连续布置的右旋混合元件41a和左旋混合元件41b。右旋混合元件41和左旋混合元件41b在混合元件41a/41b所基于的螺旋的卷绕方向方面存在不同。
在一些实施方案中，小注射器装置的混合元件41a/41b具有介于1.5mm和1.6mm之间的外径D。另外，每个混合元件具有介于0.6mm和1.2mm之间、优选0.78mm的长度L。直径D以及长度L对于混合单元40的所有混合元件41a/41b而言优选地为相同的。混合元件41a/41b的直径D的特定范围可提供改善的混合。
分配喷嘴的分配喷嘴头173可为刚性的或柔性的。其可由热塑性材料形成或可为金属中空针。在一些实施方案中，分配喷嘴的喷嘴头是成角度的，以90°至180°范围内的内部夹角从插管开始延伸。在一些实施方案中，内部夹角为至少95°、100°、105°或110°。在一些实施方案中，内部夹角不大于170°、160°、150°、140°或130°。在一些实施方案中，小注射器装置的喷嘴头的长度可在约5mm至15mm或5mm至20mm的范围内。在一些实施方案中，喷嘴头的长度不大于14mm、13mm、12mm、11mm或10mm。出口通常是圆形的，具有比插管更窄的直径。在一些实施方案中，出口的直径为至少0.5mm、0.6mm、0.7mm或0.8mm，范围最大至1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm。
注射器1可任选地包括用于朝向注射器的前端逐步接合柱塞的致动器。包括致动器对于分配预定量(例如单剂量)的组合物材料是有用的。此特征可用于精确地施用正确的量，即足以填充凹坑和裂隙的量；而非使得患者在咀嚼期间可发觉固化密封剂的存在的过度的量。具有致动器的注射器的一个示例在WO2017/180545中有进一步描述；该专利以引用方式并入本文。
在注射器装置的使用期间，转动喷嘴，使得滑阀打开，并且容纳在室内的流体可通过喷嘴进行输送。手指(例如食指和中指)接触指板113，并且拇指通常按压柱塞的后端16，从而致使第一柱塞杆121和第二柱塞杆122朝向注射器装置的前端15移动。此类移动导致第一部分和第二部分通过静态混合器和出口输送到牙齿表面的釉质上。
在一些实施方案中，两种组分通过在静态混合器中合并而彼此结合。就前述小注射器装置而言，当根据实施例中所述的测试方法测量时，组分中的每种组分的粘度在23℃优选地具有不大于6,500、6,000g/mol、5,500g/mol或5,000cps。在一些实施方案中，组分中的每种组分的粘度在23℃不大于4,500cps、4,000cps、3,500cps、或3,000cps。组分中的每种组分的粘度在23℃通常为至少200cps、300cps、400cps或500cps。
另外，两种组分的粘度通常是相似的，例如相差不超过较高粘度材料的85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％或10％。当待混合的每种组分的粘度和粘度差在合适的范围内时，可通过出口来分配出足够均匀的混合物。此外，组分可以相对低的挤出力通过静态混合器进行输送。此类低挤出力可通常由手动操作系统产生。
本文所用的“牙科制品”是指可粘附(例如，粘结)到牙结构或牙植入物上的制品。牙科制品包括例如牙冠、牙桥、饰面、镶嵌物、高嵌体、填充物、正畸器具和装置。
“正畸器具”是指任何旨在粘结到牙齿结构的任何装置，包括但不限于正畸托槽、颊面管、舌面保持器、正畸牙带、咬合打开器、牙扣和牙楔。该器具具有用于接纳粘合剂的基部，并且它可以为由金属、塑料、陶瓷或它们的组合物制成的凸缘。或者，该基部可为由(一个或多个)固化的粘结剂层(即单层或多层粘结剂)形成的定制基部。
“口腔表面”是指口腔环境中的柔软或硬质表面。硬质表面通常包括牙齿结构，该牙齿结构包括例如天然和人造牙表面、骨骼等等。
“可硬化的”和“可固化的”描述的是可通过加热引发聚合和/或交联；用光化照射引发聚合和/或交联；和/或通过混合一种或多种组分引发聚合和/或交联的方式被固化(例如，聚合或交联)的材料或组合物。“混合”可例如通过组合两个或更多个部分并混合形成均匀的组合物来实现。或者，两个或更多个部分可以作为单独层来提供，该单独层在界面处相互混合(例如，自发地或在施加剪切应力时)以引发聚合。
“硬化的”指已被固化(例如，聚合或交联)的材料或组合物。
“硬化剂”是指引发树脂硬化的物质。硬化剂可包括例如聚合引发剂系统、光引发剂体系、热引发剂和/或氧化还原引发剂体系。
“(甲基)丙烯酸酯”是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或它们的组合物的缩略表示；“(甲基)丙烯酸”是丙烯酸、甲基丙烯酸或它们的组合物的缩略表示；并且“(甲基)丙烯酰基”是丙烯酰基、甲基丙烯酰基或它们的组合物的缩略表示。
如本文所用，“一个”、“一种”、“该/所述”、“至少一种”和“一种或多种”可互换使用。
另外，在本文中，通过端点表述的数值范围包含该范围内所含的所有数值(例如，1至5包含1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
示例性实施方案：
1.一种两部分可硬化牙科组合物，所述两部分可硬化牙科组合物包含：
第一部分，所述第一部分包含含有液体材料和包封的材料的组合物，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；以及
第二部分，所述第二部分包含含有液体材料的组合物；
其中所述第一部分的所述组合物具有第一粘度，所述第二部分的所述组合物具有第二粘度；并且用布氏粘度计和A型号T型锭子在23℃和100s-1的剪切速率下测定，所述第一粘度和所述第二粘度的差值不大于较高粘度组合物的85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％或10％。
2.一种两部分可硬化牙科组合物，所述组合物包含：
第一部分，所述第一部分包含含有液体材料和包封的材料的组合物，所述组合物具有用布氏粘度计和A型号T型锭子在23℃和100s-1的剪切速率下测定的不大于6500cps的粘度，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；以及
第二部分，所述第二部分包含含有液体材料的粘度不大于6500cps的组合物。
3.一种可硬化牙科组合物，所述可硬化牙科组合物包含：
单部分组合物，所述单部分组合物包含液体材料和包封的材料，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；其中所述单部分组合物具有用布氏粘度计和A型号T型锭子在23℃和100s-1的剪切速率下测定的小于25,000cps的粘度；
或具有大于40,000cps的粘度。
4.一种两部分可硬化牙科组合物，所述两部分可硬化牙科组合物包含：
第一部分，所述第一部分包含包封的材料，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；
非水性第二部分；以及
氧化还原固化体系。
5.根据实施方案4所述的两部分可硬化牙科组合物，其中所述第二部分包含可聚合树脂。
6.一种两部分可硬化牙科组合物，所述两部分可硬化牙科组合物包含：
第一部分，所述第一部分包含包封的材料以及还原剂，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；
第二部分，所述第二部分包含氧化剂，所述氧化剂选自过氧化物化合物、过硫酸盐化合物、过硼酸盐化合物和高氯酸盐化合物。
7.根据实施方案1、2、4或6所述的牙科组合物，其中在组合所述第一部分和所述第二部分时，所述组合物初始具有酸性或中性pH。
8.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中所述壳体能够被所述第二部分降解。
9.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中在所述壳体降解时，所述碱性芯材料释放-OH。
10.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含pKa在8-14范围内的组分。
11.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含pKa在11-14范围内的组分。
12.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含释放钙离子的材料。
13.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含至少25重量％、30重量％、35重量％、40重量％或45重量％的组分，所述组分的pKa在11-14的范围内。
14.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中所述壳体为厚度小于500nm的连续膜。
15.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中所述无机壳体材料的碱性低于所述碱性芯材料。
16.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述无机壳体材料包含具有6-8的pKa的金属氧化物。
17.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中当将0.25克的所述包封的材料与25g的去离子水组合时，在24小时内获得至少8.5或9的pH。
18.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中当将0.25克的所述包封的材料与15g的去离子水和10g的含水邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液在25℃用盐酸调节至4.00的pH时，在24小时内获得至少8.5或9的pH。
19.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料是可硬化的。
20.根据实施方案19所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含硅酸钙。
21.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料为包含中性金属氧化物的牙科填料，所述中性金属氧化物在所述第二部分中具有低溶解度。
22.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中所述可硬化牙科组合物包含通过钙离子、磷离子、氟离子或它们的组合物的释放促进再矿化的材料。
23.根据实施方案1至21所述的牙科组合物，其中所述组合物还包含至少一种第二填料。
24.根据实施方案23所述的牙科组合物，其中所述第二填料包含纳米级微粒填料。
25.根据实施方案24所述的牙科组合物，其中所述第二填料包含氧化锆、二氧化硅或它们的混合物。
26.根据权利要求24至25所述的牙科组合物，其中所述第二填料包含纳米团簇填料。
27.根据实施方案1至26所述的牙科组合物，其中所述第一部分和/或所述第二部分的所述液体材料包含水、酸、可聚合材料或它们的组合物。
28.根据实施方案27所述的牙科组合物，其中所述可聚合材料包含羟基官能(甲基)丙烯酸酯单体、酸性聚合物或它们的组合物。
29.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中根据盘缓冲测试，经固化的牙科组合物在500小时内提供至少8.5或9的pH。
30.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中当与经固化的牙科组合物接触时，髓细胞的平均细胞增殖为对照样品的至少75％。
31.根据前述实施方案所述的牙科组合物，其中当与经固化的牙科组合物接触时，髓细胞的平均碱性磷酸酶(ALP)活性增加。
32.一种适用于生物载体材料中的包封的材料，所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物。
33.根据实施方案32所述的包封的材料，其中所述包封的材料的特征还在于权利要求9至21中的任一项或组合。
34.根据实施方案32至33所述的包封的芯材料，其中当与水混合时，所述组合物是可固化的或自凝的。
35.一种适用于生物载体材料中的可硬化组合物，所述可硬化组合物包含包封的材料，所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物。其中所述可硬化组合物根据权利要求1至6来表征。
36.根据实施方案35所述的可硬化牙科组合物，其中所述组合物为牙科组合物或医疗组合物。
37.根据实施方案32至36所述的可硬化组合物，其中所述可硬化组合物还包含根据权利要求23至28中的任一项或组合所述的第二填料和/或可聚合材料。
38.根据实施方案34至37所述的可硬化组合物，其中所述可硬化组合物在使用期间接触水或酸性组分。
39.根据实施方案38所述的可硬化组合物，其中所述水或酸性组分为生物流体。
40.一种延迟碱性芯材料的释放的方法，所述方法包括：
提供根据实施方案1至39所述的组合物；以及
将所述组合物施用到牙齿或骨结构。
41.一种提供碱度的延迟的增加的方法，所述方法包括：
提供根据实施方案1至39所述的组合物；以及
将所述组合物施用到牙齿或骨结构。
42.一种促进再矿化的方法，所述方法包括：
提供根据实施方案1至39所述的组合物，其中所述碱性芯还包含通过钙离子、含磷离子、氟离子或它们的组合物的释放促进再矿化的材料；以及
将所述组合物施用到牙齿或骨结构。
43.根据实施方案40所述的方法，其中促进再矿化的所述材料释放钙离子、含磷离子、氟离子或它们的组合物。
44.一种增加髓细胞的平均碱性磷酸酶(ALP)活性的方法，所述方法包括：
提供根据实施方案1至37所述的组合物，其中所述碱性芯还包含促进再矿化的材料；以及
将所述组合物施用到牙齿或骨结构。
45.一种根据实施方案1至39所述的组合物，所述组合物用于施用到牙齿或骨结构，其中所述组合物
提供碱性芯材料的延迟的释放；
提供碱度的延迟的增加；
促进再矿化；
增加髓细胞的平均碱性磷酸酶(ALP)活性；
或它们的组合物。
46.一种使用组合物的方法，所述方法包括：
提供根据实施方案1至39所述的组合物；
将所述组合物施用到牙齿或骨结构。
47.根据实施方案46所述的方法，其中所述组合物包含可聚合材料，并且所述方法还包括通过将所述组合物暴露于辐射源来硬化。
48.根据实施方案46至47所述的方法，其中所述组合物提供碱性芯材料的延迟的释放。
49.根据实施方案46至48所述的方法，其中所述组合物提供碱度的延迟的增加。
50.根据实施方案46至49所述的方法，其中所述组合物促进牙齿或骨结构的再矿化。
51.根据实施方案46至50所述的方法，其中所述组合物增加髓细胞的平均碱性磷酸酶(ALP)活性。
52.根据实施方案46至51所述的方法，其中所述组合物为用于将牙科制品粘结到牙齿结构的牙科粘合剂或粘固剂。
53.根据实施方案46至51所述的方法，其中所述组合物为牙科修复剂。
54.一种分配装置，所述分配装置包含可硬化组合物，所述可硬化组合物包含：
液体材料和包封的材料，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物。
55.根据实施方案54所述的分配装置，其中所述液体材料包含可聚合树脂。
56.根据实施方案54至55所述的分配装置，其中所述组合物在23℃具有在200cps至100,000cps范围内的粘度。
57.根据实施方案54至56所述的分配装置，其中所述装置包括：
药筒，
喷嘴，所述喷嘴包括位于所述药筒的一个端部处的出口；以及
柱塞，所述柱塞位于所述药筒的相对端部处以用于从所述药筒分配所述可硬化组合物。
58.根据实施方案57所述的分配装置，其中所述可硬化组合物是两部分组合物并且所述药筒具有两个室。
59.根据实施方案54至58所述的分配装置，其中所述分配装置为注射器装置。
60.根据实施方案54至59所述的分配装置，其中所述药筒包括第一室和第二室，
分配喷嘴，所述分配喷嘴包括静态混合器以及位于所述药筒的一个端部处的出口；以及
柱塞，所述柱塞位于所述药筒的相对端部处，其中所述柱塞包括两个杆，其中所述杆的一个端部将所述组合物的所述第一部分和所述第二部分密封在所述室内，并且所述柱塞杆的所述相对端部是连接的。
61.根据实施方案57至60所述的分配装置，其中所述药筒具有不大于5cc、4.5cc、4cc、3.5cc、3cc或2.5cc的体积。
62.根据实施方案58至61所述的分配装置，其中所述第一室和所述第二室具有约1:1的体积比。
63.根据实施方案57至62所述的分配装置，其中所述分配喷嘴具有不大于0.25cc、0.20cc、0.15cc、0.10cc或0.05cc的体积。
64.根据实施方案57至62所述的分配装置，其中所述出口具有不大于1.5mm或1mm的直径。
65.根据实施方案57至64所述的分配装置，其中所述组合物在25℃的粘度不大于5,000cP。
66.一种套件，所述套件包括：
可硬化组合物，所述可硬化组合物包含液体材料和包封的材料，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；以及
分配装置。
67.根据实施方案66所述的套件，其中所述分配装置预填充有所述可硬化组合物。
68.根据权利要求66至67所述的套件，其中所述套件还包括说明书。
69.根据实施方案66至68所述的套件，其中所述分配装置根据权利要求54至65所述。
70.根据实施方案46至53所述的方法，其中根据权利要求54至65所述的分配装置和/或根据权利要求66至69所述的套件用于提供根据权利要求7至39所述的组合物。
实施例：
材料
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)得自佛罗里达州萨拉索的赢创工业公司(EvonikIndustries,Sarasota,FL)。
乙基-4-二甲基氨基苯甲酸乙酯(EDMAB)得自密苏里州圣路易斯西格玛-奥尔德里奇公司(Sigma Aldrich Corporation,Louis,MO)。
樟脑醌(CPQ)、过氧化苯甲酰-LUPEROXA75(BPO)、2-(4-二甲基氨基)苯基)乙醇(DMAPE)、二甲基丙烯酸三甘醇酯(TEGDMA)和二甲基丙烯酸双酚A甘油酯(BisGMA)均得自西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)。
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)得自俄亥俄州辛辛那提的PMC专业公司(PMCSpecialties Incorporated,Cincinnati,OH)。
热解法二氧化硅(AEROSIL R972)得自新泽西州皮斯卡塔韦的赢创公司(EvonikCorporation,Piscataway,NJ)。
热解法二氧化硅R812S得自新泽西州帕西潘尼市德固赛-休斯公司(Degussa-HulsCorporation,Parsippany,NJ)。
甘油磷酸钙得自加利福尼亚州嘉丁拿光谱实验室产物公司(SpectrumLaboratory Products,Gardena,CA)。
氟化钇(YbF3)得自加拿大多伦多的Treibacher工业化公司(TreibacherIndustrie Incorporated,Toronto,Canada)。
缓冲溶液BDH5018(在25℃用盐酸调节至pH为4.00的含水邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液)，得自宾夕法尼亚州拉德诺的VWR国际公司(VWR International,Radnor,PA)。
VBP聚合物通过根据美国专利5,130,347(Mitra)的实施例11的干燥聚合物制备使PAA:ITA共聚物与足量IEM(2-甲基丙烯酸异氰根合乙酯)反应以将16摩尔％的共聚物的酸根转化成侧链甲基丙烯酸酯基团。
PAA:ITA共聚物由根据美国专利5,130,347的实施例3制备的4:1摩尔比的丙烯酸:衣康酸制成。
Zr/Si纳米团簇填料基本上是如美国专利6,730,156[制备实施例A(第51-64行)和实施例B(第25列第65行至第26列第40行]中所述来制备。
波特兰粘固剂：白色波特兰粘固剂(联邦白色1型，ASTM命名C150)购自加拿大安大略省Woodstock公司(Federal White Cement,Woodstock,Ontario,Canada)。组合物的主要组分如制造商所报告的为硅酸三钙(3CaO-SiO2)、硅酸二钙(2CaO-SiO2)、铝酸三钙(3CaO-Al2O3)、铝铁酸四钙(4CaO-Al2O3-Fe2O3)、氧化镁、氧化钙、硫酸钾和硫酸钠。波特兰粘固剂是一种包含多种组分的强碱性材料。每种主要组分(不包括氧化镁、硫酸钾和硫酸钠的微量组分)包含大量的强碱(CaO)。波特兰粘固剂通常包含约61％-69％CaO、约18％-24％SiO2、约2％-6％Al2O3、约1％-6％Fe2O3、约0.5％-5％MgO。
生物活性玻璃[45S5]用以下组合物制备：SiO2(45重量％)、Na2O(24.5重量％)、CaO(24.5重量％)、P2O5(6重量％)]。生物活性玻璃是强碱性材料。它是均质的，具有总共组合物的49重量％的两种强碱组分(Na2O和CaO)。
硅酸三钙(3CaO-SiO2)粉末通过溶胶凝胶方法制备。在连续搅拌下组合0.5摩尔Si(OC2H5)4(原硅酸四甲酯，TEOS)、200ml水和硝酸作为催化剂的溶液。然后将1.5摩尔的Ca(NO3)2-4H2O添加到溶液中。将溶液加热至60℃并保持直至发生胶凝。然后使固体在200℃干燥并在1500℃煅烧持续6小时。硅酸三钙是具有约74重量％的强碱组分(CaO)的强碱性均匀化合物。
氟铝硅酸盐(FAS)玻璃基本上如美国专利5154762的实施例1中所述来制备。混合SiO2(34.6重量％)、AlF3(21.5重量％)、SrO(18.7重量％)、Al2O3(9.4重量％)、AlPO4(6.5重量％)、Na2AlF6(5.6重量％)、P2O5(3.7重量％)的粉末成分；在电弧炉中在1350-1450℃熔化；并且轧辊淬火成无定形单相FAS玻璃。随后将玻璃球磨以提供具有2.6m2/g表面积的粉碎产物(根据Brunauer、Emmet和Teller(BET)方法测量)。
BisEMA-6是指乙氧基化(6摩尔环氧乙烷)双酚A二甲基丙烯酸酯，如美国专利6,030,606中进一步描述的，可购自宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司(Sartomer Co.,Inc.(Exton,PA))。
BZT是指2-(2'-羟基-5'-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑，CAS登记号：96478-09-0，可以“TINUVIN R 796”购自纽约州塔里敦的汽巴公司(Ciba,Inc.(Tarrytown,NY))，也可购自密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corp.(St.Louis,MO))。
DPIHFP或DPIPF6是指二苯基碘鎓六氟磷酸盐，CAS登记号：58109-40-3，可购自马萨诸塞州沃德希尔的庄信万丰集团阿法埃莎分部(Johnson Matthey,Alfa AesarDivision(Ward Hill,MA))。
ENMAP是指N-甲基-N-苯基-3-氨基丙酸乙酯(还被称为N-甲基-N-苯基-β-丙氨酸乙酯)，CAS登记号：2003-76-1，其可由已知的方法制得，如Adamson等人的JCSOA9，《化学与工程数据杂志》，1949年，spl.144-152中所述的那些；也可购自马萨诸塞州沃德希尔的庄信万丰旗下的阿法埃莎公司(Johnson Matthey,Alfa Aesar Division(Ward Hill,MA))。
IRGACURE 819是指双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦光引发剂。
CAS登记号：162881-26-7，可购自纽约州塔里敦的汽巴特种化学品公司(CibaSpecialty Chemicals Corp.(Tarrytown,NY))，也可购自密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corp.(St.Louis,MO))。
PEG600 DM是指聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯，平均分子量为约600，可购自自宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司；
UDMA是指二甲基丙烯酸二氨基甲酸酯，CAS登记号：72869-86-4，可以商品名“ROHAMERE 6661-0”购自新泽西州皮斯卡塔韦的美国罗门哈斯公司(Rohm America LLC(Piscataway,NJ))；也可购自从宾夕法尼亚州特雷沃斯的达加科实验室(DajacLaboratories(Trevose,PA))。
S/T二氧化硅/氧化锆纳米团簇是指经硅烷处理的二氧化硅-氧化锆纳米团簇填料，基本上如美国专利6,730,156第25栏第50行至第63行(制备例A)和第25栏第64行至第26栏第40行(制备例B)中所述并加以少许修改制备，包括在用NH4OH调节到pH为约8.8(而非用三氟乙酸调节到pH为3-3.3)的1-甲氧基-2-丙醇(而非水)中执行硅烷化，并且通过间隙干燥(而非喷雾干燥)获得S/T二氧化硅/氧化锆纳米团簇。
S/T 20nm二氧化硅纳米颗粒是指具有约20纳米标称粒度的经硅烷处理的二氧化硅纳米颗粒填料，其基本上如美国专利6,572,693第21栏第63-67行所述制备(纳米级颗粒填料，#2型)。
S/T纳米氧化锆纳米颗粒是指经硅烷处理的氧化锆纳米颗粒填料，其可基本上如美国专利8,647,510在第36栏第61行至第37栏第16行(实施例11A-IER)中所述的那样由氧化锆溶胶制备。将氧化锆溶胶添加至一定当量的含3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的1-甲氧基-2-丙醇中(每克待表面处理的纳米氧化锆有1.1mmol的3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)。在搅拌下将混合物加热至约85℃达3小时。将混合物冷却至35℃，用NH4OH将pH调节至约9.5，并在搅拌下将混合物再加热至约85℃达4小时。所得的S/T纳米氧化锆通过经由间隙干燥除去溶剂而分离。S/T纳米氧化锆还可如美国专利7,649,029第19栏第39行至第20栏第41行(填料I)中所述制得，不同的是用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷替代Silquest A-174和A-1230的共混物，并经由间隙干燥进一步除去溶剂。
计算
使用以下公式1-6来计算通过实施例1-5、26和28-29中所述的方法制备的包封的材料的壳体厚度、芯材料的重量％和壳体材料的重量％。在计算中，通过将芯材料粉末的颗粒表示为球体来测定芯材料的总表面积(表面积＝4π(d/2)2，体积＝(4/3)(π)(d/2)3)。
公式1：
STem＝Vmo
SAc
STem(cm)＝包封的材料的壳体厚度。
Vmo(cm3)＝通过APCVD方法制备的金属氧化物的体积。
SAc(cm2)＝芯材料粉末的总表面积。
公式2：
Figure BDA0002815606820000671
FRcg(cm3/min)＝载气的流速(对于Al2Me6、TiCl4、SiCl4)。
CT(min)＝涂覆时间。
CA＝每摩尔前体材料的阳离子。
MWmo(g/mol)＝每摩尔阳离子金属氧化物的分子量(对于Al2O3MWmo＝51g/mol，对于TiO2 MWmo＝80g/mol，对于SiO2 MWmo＝60g/mol)。
Dmo(g/cm3)＝金属氧化物的密度(对于Al2O3 Dmo＝3.0，对于TiO2Dmo＝3.0，对于SiO2Dmo＝2.2)。
％P＝载气中包含的金属氧化物前体的摩尔百分比(Al2Me6的％P＝1.33％，TiCl4的％P＝1.33％，SiCl4的％P＝35.7％)。
EDE＝实施例中所使用的APCVD的估计的沉积效率(Al2O3的EDE＝0.5，TiO2的EDE＝0.6，SiO2的EDE＝0.4)。
公式3：
Figure BDA0002815606820000681
Ncp＝芯材料粉末颗粒的数目。
公式4：
Figure BDA0002815606820000682
Mcp(g)＝APCVD方法中所使用的芯粉末材料(生物活性玻璃、波特兰粘固剂、硅酸三钙)的量。
Msm(g)＝通过APCVD方法沉积的金属氧化物的量(Al2O3、TiO2、SiO2)。
Msm(g)＝Vmo*Dmo
Dcp(g/cm3)＝芯粉末材料的密度(对于生物活性玻璃Dcp＝2.65，对于波特兰粘固剂Dcp＝3.11)。
d(cm)＝芯颗粒的直径。
公式5和公式6-包封的材料的重量百分比(重量％)：
Figure BDA0002815606820000691
芯重量百分比＝(100—壳体重量百分比)。
对于具有硅酸三钙芯的包封的材料，芯颗粒具有影响表观表面积测定的附加孔隙率。对于硅酸三钙包封的材料，使用间接方法来估计芯的有效表面积和壳体涂层的厚度。据估计，将缓冲溶液的pH从4改变至9(根据实施例6-9的工序)所需的时间大致相同的硅酸三钙包封的材料和波特兰粘固剂包封的材料(具有相同的壳体材料)具有相同的壳体厚度。因此，硅酸三钙包封的材料的壳体厚度基于对应的波特兰粘固剂包封的材料计算的值。
测量
除非另有说明，否则使用具有HELIPATH支架和A型号T型锭子的布氏DV-I+粘度计(马萨诸塞州米德尔伯勒的AMETEK布氏公司(AMETEK Brookfield,Middleboro,MA))来测定粘度测量值。测量在23℃和100s-1的剪切速率下进行。当粘度测量值稳定时(通常在0.5分钟至2分钟内)获得测试结果。粘度以厘泊(cP)为单位报告。
实施例1.具有生物活性玻璃芯的包封的材料
使用大气压化学气相沉积(APCVD)用氧化铝(AO)基材料包封生物活性玻璃(BG)粉末。通过在流化床反应器中使三甲基铝(得自马萨诸塞州纽堡施特的Strem化学公司(StremChemicals,Newburyport,MA)并且由不锈钢鼓泡器分配)与水蒸气反应来涂覆生物活性玻璃。反应器为玻璃料漏斗管(2cm直径，18cm高)。反应器具有从平行于反应器主体的玻璃料途径下方延伸的入口管和在玻璃料上方的延伸的顶部区域，以允许期望的反应器高度和用于前体注入器管和排气口的配件。使用油浴将温度控制在180℃。使用带有用于液体前体的标准鼓泡器构造的氮载气。使鼓泡器保持在约22℃的环境温度下。通过三甲基铝(TMA)鼓泡器的流速在100-330cm3/分钟的范围内。通过水鼓泡器的流速在(250-1250cm3/分钟)的范围内。总涂覆时间在20-100分钟的范围内。包封的材料A-J通过改变以下参数来制备：添加的生物活性玻璃的量、生物活性玻璃粉末的粒度、TMA流速、水流速和涂覆时间。在表1中，列出了包封的材料A-J的包封参数。对于包封的材料G-J，使用较大的反应器(4cm直径，30cm高度)。对于包封的材料A-C和G-J，在添加到反应器之前，通过使粉末通过45微米的筛网并在38微米的筛网上收集来选择生物活性玻璃粉末的粒度。对于包封的材料D-F，在添加到反应器之前，使用具有5mm介质的球磨机研磨生物活性玻璃粉，以获得10微米粒度。使用LA950型激光粒度分析仪(新泽西州爱迪生的堀场科学公司(Horiba Scientific,Edison,NJ))用水测定研磨后每种粉末的平均粒度。
在表1a中，报告了每种包封的材料A-J的壳体厚度(纳米)、芯的重量％和壳体的重量％的计算值。
表1：使用APCVD方法包封的生物活性玻璃
Figure BDA0002815606820000711
表1a：包封的生物活性玻璃材料
包封的材料 壳体厚度(nm) 芯的重量％ 壳体的重量％
A 37 99.5 0.5
B 94 98.5 1.5
C 187 97 3
D 33 98 2
E 104 94 6
F 149 91 9
G 124 98 2
H 93 98.5 1.5
I 62 99 1
J 124 98 2
实施例2.具有硅酸三钙的包封的材料
使用大气压化学气相沉积(APCVD)用基于氧化铝的材料包封硅酸三钙(TCS)。通过在流化床反应器中使三甲基铝(得自Strem化学公司，并由不锈钢鼓泡器分配)与水蒸气反应来涂覆硅酸三钙粉末(30g)。反应器为玻璃料漏斗管(4cm直径，30cm高)。反应器具有从平行于反应器主体的玻璃料途径下方延伸的入口管和在玻璃料上方的延伸的顶部区域，以允许期望的反应器高度和用于前体注入器管和排气口的配件。使用油浴将温度控制在180℃。使用带有用于液体前体的标准鼓泡器构造的氮载气。使鼓泡器保持在约22℃的环境温度下。通过三甲基铝(TMA)鼓泡器的流速为500cm3/分钟。通过水鼓泡器的流速为1750cm3/分钟。总涂覆时间为40分钟。在表2中，列出了添加到反应器中的硅酸三钙粉末的平均粒度和其它包封参数。在涂覆工序之后，将所得包封的材料单独筛分以收集具有小于38微米的粒度的包封的材料。这些筛分的包封的材料被指定为包封的材料K和L。
在表2a中，报告了每种包封的材料K-L的壳体厚度(纳米)、芯的重量％和壳体重量％的计算值。
表2：使用APCVD方法包封的硅酸三钙
Figure BDA0002815606820000721
表2a：包封的硅酸三钙材料
包封的材料 壳体厚度(nm) 芯的重量％ 壳体的重量％
K 35 99 1
L 32 99 1
实施例3.具有波特兰粘固剂芯的包封的材料
使用大气压化学气相沉积(APCVD)用基于氧化铝的材料包封波特兰粘固剂(PC)。通过在流化床反应器中使三甲基铝(得自Strem化学公司，并且由不锈钢鼓泡器分配)与水蒸气反应来涂覆波特兰粘固剂粉末。反应器为玻璃料漏斗管(4cm直径，30cm高)。反应器具有从平行于反应器主体的玻璃料途径下方延伸的入口管和在玻璃料上方的延伸的顶部区域，以允许期望的反应器高度和用于前体注入器管和排气口的配件。使用油浴将温度控制在180℃。使用带有用于液体前体的标准鼓泡器构造的氮载气。使鼓泡器保持在约22℃的环境温度下。通过三甲基铝(TMA)鼓泡器的流速在240-1000cm3/分钟的范围内。通过水鼓泡器的流速在(610-2500cm3/分钟)的范围内。总涂覆时间在10-105分钟的范围内。包封的材料M-U通过改变以下参数来制备：添加的波特兰粘固剂的量、波特兰粘固剂粉末的粒度、TMA流速、水流速和涂覆时间。在表3中，列出了包封的材料M-U的包封参数。
对于包封的材料M，添加到反应器中的波特兰粘固剂粉末以收到的状态直接使用，并且具有如使用库尔特计数器Multisizer 3(加利福尼亚州贝克曼库尔特公司(BeckmanCoulter Company,CA))所测定的17.1微米(6.0-33.5的D10-D90范围)。
对于包封的材料N-S，在添加到反应器之前，使用AVEKA CCE离心空气分级器100型(明尼苏达州科塔格罗夫的AVEKA CCE有限责任公司(AVEKA CCE LLC,Cottage Grove,MN))通过空气分类从波特兰粘固剂样品中除去细小颗粒。选择参数，得到56％的粗材料收率，以提供具有如使用库尔特计数器Multisizer 3(贝克曼库尔特公司(Beckman CoulterCompany))所测定的24.4微米(13.8-38.4微米的D10-D90范围)的平均粒度的样品。
对于包封的材料T-U，在添加到反应器之前，使用AVEKA CCE离心空气分级器100型从波特兰粘固剂样品中除去细小颗粒和粗颗粒。在第一步骤中，除去初始样品的总共约24％的粗尾料，并且然后在第二步骤中，从剩余样品中除去约25％的细尾料。所得的波特兰粘固剂粉末具有如使用库尔特计数器Multisizer 3(贝克曼库尔特公司(Beckman CoulterCompany))所测定的19.6微米(9.4-31.5微米的D10-D90范围)的平均粒度的样品。
在表3a中，报告了每种包封的材料M-U的壳体厚度(纳米)、芯的重量％和壳体的重量％的计算值。
表3：使用APCVD方法包封的波特兰粘固剂
Figure BDA0002815606820000741
表3a：包封的波特兰粘固剂材料
包封的材料 壳体厚度(nm) 芯的重量％ 壳体的重量％
M 161 95 5
N 204 95.5 4.5
O 109 97.5 2.5
P 57 98.5 1.5
Q 26 99.5 0.5
R 13 99.7 0.3
S 51 99 1
T 51 98.5 1.5
U 69 98 2
实施例4.具有波特兰粘固剂芯和二氧化钛壳体的包封的材料
使用大气压化学气相沉积(APCVD)将波特兰粘固剂用二氧化钛基材料包封。通过在流化床反应器中使四氯化钛(得自Strem化学公司并且由不锈钢鼓泡器分配)与水蒸气反应来涂覆波特兰粘固剂粉末(50g)。在对反应器进行加料之前，使用针对实施例3的包封的材料N-S所述的空气分类工序从波特兰粘固剂样品中除去细小颗粒。所得的粉末的平均粒度为如使用库尔特计数器Multisizer 3(贝克曼库尔特公司(Beckman Coulter Company))所测定的24.4微米(13.8-38.4微米的D10-D90范围)。反应器为玻璃料漏斗管(4cm直径，30cm高)。反应器具有从平行于反应器主体的玻璃料途径下方延伸的入口管和在玻璃料上方的延伸的顶部区域，以允许期望的反应器高度和用于前体注入器管和排气口的配件。使用油浴将温度控制在180℃。使用带有用于液体前体的标准鼓泡器构造的氮载气。使鼓泡器保持在约22℃的环境温度下。通过四氯化钛鼓泡器的流速为1000cm3/分钟。通过水鼓泡器的流速为1000cm3/分钟。总涂覆时间为57分钟。
实施例5.具有波特兰粘固剂芯和二氧化硅壳体的包封的材料
使用大气压化学气相沉积(APCVD)将波特兰粘固剂用二氧化硅基材料包封。通过在流化床反应器中使四氯化硅(得自Strem化学公司并且由不锈钢鼓泡器分配)与水蒸气反应来涂覆波特兰粘固剂粉末(50g)。在对反应器进行加料之前，使用针对实施例3的包封的材料N-S所述的空气分类工序从波特兰粘固剂样品中除去细小颗粒。所得的粉末的平均粒度为如使用库尔特计数器Multisizer 3(贝克曼库尔特公司(Beckman Coulter Company))所测定的24.4微米(13.8-38.4微米的D10-D90范围)。反应器为玻璃料漏斗管(4cm直径，30cm高)。反应器具有从平行于反应器主体的玻璃料途径下方延伸的入口管和在玻璃料上方的延伸的顶部区域，以允许期望的反应器高度和用于前体注入器管和排气口的配件。使用油浴将温度控制在180℃。使用带有用于液体前体的标准鼓泡器构造的氮载气。使鼓泡器保持在约22℃的环境温度下。通过四氯化硅鼓泡器的流速为60cm3/分钟。通过水鼓泡器的流速为1300cm3/分钟。总涂覆时间为58分钟。
在表3b中，报告了实施例4和实施例5的包封的材料的壳体厚度(纳米)、芯的重量％和壳体的重量％的计算值。
表3b：包封的波特兰粘固剂材料
包封的材料 壳体厚度(nm) 芯的重量％ 壳体的重量％
实施例4 137 97.0 3.0
实施例5 154 97.5 2.5
实施例6.
将四个玻璃小瓶各自装入15g的去离子水和10g的pH 4缓冲溶液(缓冲溶液BDH5018，VWR国际公司)并搅拌小瓶中的溶液。将未包封的波特兰粘固剂(0.25g，24.4微米粒度)添加到第一小瓶中。将未包封的FAS玻璃(0.25g)添加到小瓶中。将包封的材料O(0.25g)添加到小瓶中。将包封的材料Q(0.25g)添加到小瓶中。在小瓶中继续搅拌，并且使用Mettler Toledo M300 pH计(俄亥俄州哥伦布市的梅特勒-托利多公司(Mettler ToledoCorporation,OH))在8至10分钟的时间内测量每种溶液的pH。通过用更长的涂覆时间改变该涂覆时间来修改包封的材料的壳体的厚度，从而产生较厚的壳体。包封的材料O的壳体比包封的材料Q的壳体厚约4.25倍。结果呈现于表4中并且结果显示，包封的材料提供延迟的与碱性芯材料的反应或碱性芯材料的延迟的释放。
表4：具有不同壳体厚度的包封的波特兰粘固剂的pH测量
Figure BDA0002815606820000761
实施例7.
将两个玻璃小瓶各自装入15g的去离子水和10g的pH4缓冲溶液(缓冲溶液BDH5018，VWR国际公司)并搅拌小瓶中的溶液。将实施例4的二氧化钛包封的材料(0.25g)添加到小瓶中。将实施例5的二氧化硅包封的材料(0.25g)添加到小瓶中。在小瓶中继续搅拌，并且使用Mettler Toledo M300 pH计(梅特勒-托利多公司(Mettler ToledoCorporation))在45分钟的时间内测量每种溶液的pH。结果呈现于表5中，并且结果显示，包封的材料提供与碱性芯材料的延迟的反应或碱性芯材料的延迟的释放。
表5：用二氧化钛和二氧化硅壳体包封的波特兰粘固剂的pH测量
Figure BDA0002815606820000771
实施例8.
将三个玻璃小瓶各自装入15g的去离子水和10g的pH 4缓冲溶液(缓冲溶液BDH5018，VWR国际公司)并搅拌小瓶中的溶液。将未包封的硅酸三钙(0.25g)添加到第一小瓶中。将包封的材料K(0.25g)添加到第二小瓶中。将包封的材料L(0.25g)添加到第三小瓶中。在小瓶中继续搅拌，并且使用Mettler Toledo M300pH计(梅特勒-托利多公司(MettlerToledo Corporation))在12分钟的时间内测量每种溶液的pH。结果呈现于表6中，并且结果显示，包封的材料提供与碱性芯材料的延迟的反应或碱性芯材料的延迟的释放。
表6：用氧化铝壳体包封的硅酸三钙的pH测量
Figure BDA0002815606820000772
实施例9.
将四个玻璃小瓶各自装入15g的去离子水和10g的pH 4缓冲溶液(缓冲溶液BDH5018，VWR国际公司)并搅拌小瓶中的溶液。将包封的材料O(0.25g)添加到第一小瓶中。将包封的材料P(0.25g)添加到第二小瓶中。将包封的材料Q(0.25g)添加到第三小瓶中。将包封的材料R(0.25g)添加到第四小瓶中。在小瓶中继续搅拌，并且使用Mettler ToledoM300 pH计(梅特勒-托利多公司(Mettler Toledo Corporation))测量每种溶液的pH。记录每种溶液达到9的pH的时间。结果呈现于表7中，并且结果显示，碱性芯材料的延迟的释放取决于壳体的厚度。通过用更长的涂覆时间改变该涂覆时间来修改包封的材料的壳体的厚度，从而产生较厚的壳体。包封的材料O-R的氧化铝壳体的厚度逐渐减小如下：壳体厚度：包封的材料O>包封的材料P>包封的材料Q>包封的材料O>包封的材料R。包封的材料O-R的相对壳体厚度为约8.5:4.5:2:1(表7)。
表7：用氧化铝壳体包封的波特兰粘固剂的pH测量
材料 缓冲溶液达到pH 9的时间(分钟) 相对壳体厚度
包封的材料O 350 8.5
包封的材料P 37 4.5
包封的材料Q 2.5 2
包封的材料R 1.0 1
实施例10.
将两个玻璃小瓶各自装入15g的去离子水和10g的pH4缓冲溶液(缓冲溶液BDH5018，VWR国际公司)并搅拌小瓶中的溶液。将未包封的生物活性玻璃(0.25g 38-45微米粒度)添加到第一小瓶中。将包封的材料J(0.25g)添加到第二小瓶中。在小瓶中继续搅拌，并且使用Mettler Toledo M300pH计(梅特勒-托利多公司(Mettler ToledoCorporation))在60分钟的时间内测量每种溶液的pH。结果呈现于表8中，并且结果显示，包封的材料提供与碱性芯材料的延迟的反应或碱性芯材料的延迟的释放。
表8：用氧化铝壳体包封的生物活性玻璃的pH测量
Figure BDA0002815606820000781
实施例11.
将两个玻璃小瓶各自装入25g的去离子水。将未包封的波特兰粘固剂(0.25g，24.4微米粒度)添加到第一小瓶中。将包封的材料P(0.25g)添加到第二小瓶中。搅拌内容物，并且使用Mettler Toledo M300 pH计(梅特勒-托利多公司(Mettler Toledo Corporation))在5分钟的时间内测量每种溶液的pH。结果呈现于表9中，并且结果显示，包封的材料提供碱性芯材料的延迟的反应或释放。
表9：用氧化铝壳体包封的波特兰粘固剂的pH测量
Figure BDA0002815606820000791
实施例12.
将两个玻璃小瓶各自装入25g的去离子水。将未包封的生物活性玻璃(0.25g的38.45微米粒度)添加到第一小瓶中。将包封的材料J(0.25g)添加到第二小瓶中。搅拌内容物，并且使用MettlerToledoM300pH计(梅特勒-托利多公司(Mettler ToledoCorporation))在3分钟的时间内测量每种溶液的pH。结果呈现于表10中，并且结果显示，包封的材料提供与碱性芯材料的延迟的反应或碱性芯材料的延迟的释放。
表10：用氧化铝壳体包封的生物活性玻璃的pH测量
Figure BDA0002815606820000792
实施例13(对比)：
向玻璃小瓶装入25g的去离子水，并且将0.25g未包封的FAS玻璃(0.25g)添加到小瓶中。搅拌内容物，并且使用Mettler Toledo M300pH计(梅特勒-托利多公司(MettlerToledo Corporation))在3分钟的时间内测量溶液的pH。结果呈现于表11中。
表11：未包封的FAS玻璃的pH测量
Figure BDA0002815606820000801
实施例14.具有生物活性玻璃包封的材料的牙科组合物
牙科组合物1-6(DC-1至DC-6)使用选自糊剂B1-B6的糊剂作为组合物的第一部分并且使用糊剂A作为组合物的第二部分来制备。
糊剂A的组成报告于表12中(每种组分以重量％报告)。糊剂A成批制备。将BHT和CPQ添加至包含HEMA的混合杯中。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER(南卡罗来纳州蓝德鲁姆的FlackTek公司(FlackTek Incorporated,Landrum,SC))中，并且将内容物以2500rpm混合，直至获得均匀的混合物为止。然后将VBP在水中的混合物添加到杯中，并且继续混合。将CGP、Zr/Si纳米团簇填料和氟化钇组分组合以形成均匀混合物，并且然后将该混合物添加到杯中。继续混合，直至混合均匀为止。在不用时将所得糊剂在4℃储存。
糊剂B1-B4和糊剂BA的组成报告于表13中(每种组分以重量％报告)。通过将EDMAB添加到包含HEMA的烧瓶中并混合来制备糊剂B1-B4和糊剂BA。在单独的烧杯中，将FAS玻璃、包封的材料H(来自表1)和热解法二氧化硅混合以形成均匀混合物。然后将EDMAB\HEMA混合物添加到烧杯中的混合物中，并且搅拌内容物直至均匀为止。覆盖烧杯，并且在制备的24小时内使用糊剂。
糊剂B5和糊剂B6的组合物报告于表14中，并且糊剂根据上文针对糊剂B1-B4所述的一般方法制备。
对于牙科组合物1，糊剂B1为组合物的第一部分。将DC-1的糊剂A和糊剂1(重量比为1:1)在混合垫上组合，并且刮抹直至均匀为止(混合约10-30秒)。使用ORION PERPHECTROSS pH微电极(目录号8220BNWP，宾夕法尼亚州沃尔瑟姆的赛默飞科技公司(ThermoFisher Scientific Company,Waltham,PA))立即测量所得糊剂的pH。记录在将探针插入到糊剂中之后30秒的pH读数。记录的pH为4.3。立即用糊剂填充Teflon盘模具(3.1mm直径和1.3mm高度)，并且然后使用ELIPAR S10固化光(明尼苏达州梅普尔伍德的3M口腔护理公司(3M Oral Care,Maplewood,MN))在模具的每一侧上固化20秒。将所得的模制盘立即从模具中取出并放置于包含1.5mL GIBCO磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液(1X，pH 7.4)(赛默飞科技公司(Thermo Fisher Scientific))的2mL塑料离心管中。将盘完全浸没在PBS溶液中。盖上管并于室温下储存。
对于牙科组合物2(DC-2)，糊剂B2代替糊剂B1作为组合物的第一部分。根据针对DC-1所述的工序用DC-2制备模制盘。在填充模具之前立即测量的糊剂的pH为3.8。
对于牙科组合物3(DC-3)，糊剂B3代替糊剂B1作为组合物的第一部分。根据牙科组合物1所述的工序用DC-3制备模制盘。在填充模具之前立即测量的糊剂的pH为3.7。
对于牙科组合物4(DC-4)，糊剂B4代替糊剂B1作为组合物的第一部分。根据针对DC-1所述的工序用DC-4制备模制盘。在填充模具之前立即测量的糊剂的pH为3.6。
对于牙科组合物5(DC-5)，糊剂B5代替糊剂B1作为组合物的第一部分。根据针对DC-1所述的工序用DC-5制备模制盘。在填充模具之前立即测量的糊剂的pH为4.9。
对于牙科组合物6(DC-6)，糊剂B6代替糊剂B1作为组合物的第一部分。根据针对DC-1所述的工序用DC-6制备模制盘。在填充模具之前立即测量的糊剂的pH为3.8。
对于对比牙科组合物A(对比DC-A)，糊剂BA代替糊剂B1作为组合物的第一部分。糊剂BA不包含包封的材料。根据针对DC-1所述的工序，用对比DC-A制备模制盘。在填充模具之前立即测量的糊剂的pH为3.6。
对于每个浸没的盘，使用ORION PERPHECT ROSS pH微电极(目录号8220BNWP，赛默飞科技公司(Thermo Fisher Scientific Company))在364小时的时间内定期测量PBS溶液的pH。在每次测量之前轻轻摇动样品。PBS溶液的pH谱报告于表15和表16中。在将盘浸没在PBS溶液中之后立即进行记录在“0小时”处的pH测量。
在表15中，掺入牙科组合物中的包封的材料H的浓度(重量％)从DC-1降低至DC-4，其中对比DC-A不包含包封的材料H。(即掺入的包封的材料的浓度DC-1>DC-2>DC-3>DC-4>对比DC-A。在表16中，牙科组合物DC-1、DC-5和DC-6中包封的材料的壳体的厚度是不同的，其中DC-6包含具有最厚壳体的包封的材料，并且DC-5包含具有最薄壳体的包封的材料。
表12：糊剂A的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA) 12.07
丁基化羟基甲苯(BHT) 0.03
樟脑醌(CPQ) 0.33
去离子水 22.01
VBP 25.83
甘油磷酸钙 4.57
Zr/Si纳米团簇填料 30.14
氟化镱 5.02
表13：糊剂B1-B4(包含不同量的包封的材料H的糊剂)和糊剂BA的组成
Figure BDA0002815606820000831
表14：糊剂B1、B5和B6(使用具有生物活性玻璃芯和不同厚度的氧化铝壳体的包封 的材料制备的糊剂)的组成
Figure BDA0002815606820000832
表15：与由DC-1至DC-4(具有不同浓度(重量％)的包封的材料H的牙科组合物)制 备的模制盘接触的PBS溶液的pH测量
Figure BDA0002815606820000833
表16：与由DC-1、DC-5和DC-6(包含不同壳体厚度的包封的材料的牙科组合物)制 备的模制盘接触的PBS溶液的pH测量
Figure BDA0002815606820000841
NT＝未测试
实施例15.具有波特兰粘固剂包封的材料的牙科组合物
使用选自糊剂B7-B11的糊剂作为组合物的第一部分并且使用糊剂A作为组合物的第二部分来制备牙科组合物(DC-7至DC-11)。
如实施例14所报告的那样制备糊剂A。
糊剂B7-B9的组成报告于表17中(每种组分以重量％报告)。通过将EDMAB添加到包含HEMA的烧瓶中并混合来制备糊剂B7-B9。在单独的烧杯中，将FAS玻璃、包封的材料P(来自表3)和热解法二氧化硅混合以形成均匀混合物。然后将EDMAB\HEMA混合物添加到烧杯中的混合物中，并且搅拌内容物直至均匀为止。覆盖烧杯，并且在制备的24小时内使用糊剂。
糊剂B10的组成报告于表18中。根据上文针对糊剂B7-B9所述的一般方法制备糊剂B10，不同的是将包封的材料P替换为实施例4的包封的材料(二氧化钛包封的波特兰粘固剂)。
糊剂B11的组成报告于表19中。根据上面针对糊剂B7-B9所述的一般方法制备糊剂B11，不同的是将包封的材料P替换为实施例5的包封的材料(二氧化硅包封的波特兰粘固剂)。
对于牙科组合物7(DC-7)，糊剂B7为组合物的第一部分。将DC-7的糊剂A和糊剂B7(重量比为1:1)在混合垫上组合，并且刮抹直至均匀为止(混合约10-30秒)。使用ORIONPERPHECT ROSS pH微电极(目录号8220BNWP，赛默飞科技公司(Thermo Fisher ScientificCompany))立即测量所得糊剂的pH。记录在将探针插入到糊剂中之后30秒的pH读数。记录的pH为3.5。立即用糊剂填充Teflon盘模具(3.1mm直径和1.3mm高度)，并且然后使用ELIPARS10固化光(明尼苏达州梅普尔伍德的3M口腔护理公司(3M Oral Care,Maplewood,MN))在模具的每一侧上固化20秒。将所得的模制盘立即从模具中取出并放置于包含1.5mL GIBCO磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液(1X，pH7.4)(赛默飞科技公司(Thermo Fisher Scientific))的2mL塑料离心管中。将盘完全浸没在PBS溶液中。盖上管并于室温下储存。
对于牙科组合物8(DC-8)，糊剂B8代替糊剂B7作为组合物的第一部分。根据针对DC-7所述的工序用DC-8制备模制盘。在填充模具之前立即测量的糊剂的pH为3.5。
对于牙科组合物9(DC-9)，糊剂B9代替糊剂B7作为组合物的第一部分。根据针对DC-7所述的工序用DC-9制备模制盘。在填充模具之前立即测量的糊剂的pH为3.6。
对于牙科组合物10(DC-10)，糊剂B10代替糊剂B7作为组合物的第一部分。根据针对DC-7所述的工序用DC-10制备模制盘。在填充模具之前立即测量的糊剂的pH为3.3。
对于牙科组合物11(DC-11)，糊剂B11代替糊剂B7作为组合物的第一部分。根据针对DC-7所述的工序用DC-11制备模制盘。在填充模具之前立即测量的糊剂的pH为3.3。
对于每个浸没的盘，使用ORION PERPHECT ROSS pH微电极(目录号8220BNWP，赛默飞科技公司(Thermo Fisher Scientific Company))在333小时或646小时的时间内定期测量PBS溶液的pH。在每次测量之前轻轻摇动样品。PBS溶液的pH谱报告于表20和表21中。在将盘浸没在PBS溶液中之后立即进行记录在“0小时”处的pH测量。
在表20中，评估具有不同浓度的掺入的包封的材料P的牙科组合物。DC-7包含约两倍于DC-9的包封的材料P(基于重量％)。对比DC-A不包含包封的材料P。
表17：糊剂B7-B9(包含不同量的包封的材料P的糊剂)的组成
Figure BDA0002815606820000861
表18：糊剂B10(包含实施例4的包封的材料)的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA) 33.7
乙基-4-二甲基氨基苯甲酸乙酯(EDMAB) 0.3
FAS玻璃 16.25
实施例4的包封的材料(芯：PC，壳体：TiO<sub>2</sub>) 48.75
热解法二氧化硅(R812S) 1.0
表19：糊剂B11(包含实施例5的包封的材料)的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA) 33.7
乙基-4-二甲基氨基苯甲酸乙酯(EDMAB) 0.3
FAS玻璃 16.25
实施例5的包封的材料(芯：PC，壳体：SiO<sub>2</sub>) 48.75
热解法二氧化硅(R812S) 1.0
表20：与由DC-7和DC-9(具有不同浓度(重量％)的包封的材料P的牙科组合物)制 备的模制盘接触的PBS溶液的pH测量
Figure BDA0002815606820000871
表21：与由DC-8、DC-10和DC-11(包含具有不同壳体材料的包封的材料的牙科组合 物)制备的模制盘接触的PBS溶液的pH测量
Figure BDA0002815606820000872
实施例16.具有硅酸三钙包封的材料的牙科组合物
根据实施例14中报告的工序，用牙科组合物DC-12制备模制盘。使用糊剂B12(表22中的组合物)作为组合物的第一部分，并且使用糊剂A作为组合物的第二部分来制备DC-12。在填充模具之前立即测量的刮抹的糊剂的pH为3.7。根据实施例14中所述的工序和表23中报告的结果，将围绕盘的PBS溶液的pH周期性地测量790小时。在将盘浸没在PBS溶液中之后立即进行记录在“0小时”处的pH测量。
表22：糊剂B12(包含包封的材料K)的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA) 33.7
乙基-4-二甲基氨基苯甲酸乙酯(EDMAB) 0.3
FAS玻璃 16.25
包封的材料K(来自表2，芯：TCS，壳体：AO) 48.75
热解法二氧化硅(R812S) 1.0
表23：与由DC-12[包含包封的材料K(硅酸三钙芯和氧化铝壳体)的牙科组合物]制 备的模制盘接触的PBS溶液的pH测量
Figure BDA0002815606820000881
实施例17.与包含包封的生物活性玻璃的牙科组合物接触的牙髓干细胞的细胞增 殖
使用用于制备实施例14中所述的模制盘的一般混合和固化工序来制备牙科组合物1-4和对比牙科组合物A的模制盘(直径3.1mm和1.3mm高度)。还由可商购获得的牙科基料/衬料产品(比较例X)和可商购获得的牙髓帽/衬料产品(比较例Y)制备单独的盘。通过将盘顺序地放置于70％乙醇浴中20分钟，用PBS冲洗(3次)，并且然后在牙髓干细胞(DPSC)基础培养基(瑞士巴塞尔的龙沙集团股份有限公司(Lonza Group LTD.,Basel,Switzerland))中温育过夜(37℃、5％CO2、98％相对湿度)来单独对盘消毒。在包含DPSC基础培养基的COSTAR 48孔细胞培养板(纽约州康宁市的康宁公司(Corning Incorporated,Corning,NY))中以20,000细胞/mL/孔接种人牙髓干细胞(DPSC，龙沙集团股份有限公司(Lonza Group LTD.))。用盘装载每个孔，并将细胞培养七天(37℃、5％CO2、98％相对湿度)。作为对照例，用人牙髓干细胞接种另外的孔，但不将模制盘添加到这些孔中的任何一个中。
在第七天，使用MTT比色测定试剂盒((Invitrogen Corporation,Carlsbad,CA))评估DPSC样品的细胞增殖，使用微板读出器(瑞士曼内多夫的泰康集团有限公司(TecanGroup LTD.,Mannedorf,Switzerland))在540nm处进行吸光度测量。在表24中，记录与牙科组合物1-4(包含不同浓度的包封生物活性玻璃材料)、对比牙科组合物A(不包含包封的材料)、比较例X和比较例Y以及对照例接触的DPSC样品的平均OD540(n＝6)。
表24：牙髓干细胞的细胞增殖
Figure BDA0002815606820000891
实施例18.与包含包封的波特兰粘固剂或包封的硅酸三钙的牙科组合物接触的牙 髓干细胞的细胞增殖
制备牙科组合物8、牙科组合物10、牙科组合物11、牙科组合物12、对比牙科组合物A、比较例X和比较例Y的模制盘(3.1mm直径和1.3mm高度)，并且根据实施例17中所述的工序测试细胞增殖。还如实施例17中所述制备对照例(用DPSC接种孔但未添加模制盘)。在表25中，记录与牙科组合物8、牙科组合物10、牙科组合物11、牙科组合物12(包含具有具有不同壳体涂层的波特兰粘固剂或硅酸三钙芯的包封的材料)、对比牙科组合物A(不包含包封的材料)、比较例X和比较例Y以及对照例接触的DPSC样品的平均OD540(n＝4)。
表25：牙髓干细胞的细胞增殖
Figure BDA0002815606820000892
实施例19.与牙科组合物接触的牙髓干细胞的ALP活性
使用用于制备实施例14中所述的模制盘的一般混合和固化工序来制备牙科组合物1-4和对比牙科组合物A的模制盘(3.1mm直径和1.3mm高度)。通过将盘顺序地放置于70％乙醇浴中20分钟，用PBS冲洗(3次)，并且然后在牙髓干细胞(DPSC)基础培养基(龙沙集团股份有限公司(Lonza Group LTD.))中温育过夜(37℃、5％CO2、98％相对湿度)来单独对盘消毒。在包含DPSC基础培养基的COSTAR 48孔细胞培养板(纽约州康宁市的康宁公司(CorningIncorporated,Corning,NY))中以20,000细胞/mL/孔接种人牙髓细胞(DPSC，龙沙集团股份有限公司(Lonza Group LTD.))。用盘装载每个孔，并将细胞培养七天(37℃、5％CO2、98％相对湿度)。作为对照例，用人牙髓干细胞接种另外的孔，但不向这些孔中的任何一个添加模制盘。
在第七天，收集DPSC细胞，并根据制造商的说明书，使用人ALP ELISA试剂盒(加利福尼亚州旧金山生物视觉公司(BioVision Incorporated,San Francisco,CA))分析每种样品的细胞溶解产物的碱性磷酸酶(ALP)活性。在表26中，记录与牙科组合物1-4(包含不同浓度的包封的生物活性玻璃材料)、对比牙科组合物A(不包含包封的材料)、比较X和比较例Y以及对照例接触的DPSC样品的平均ALP浓度(n＝2)，单位为mU/mL。
表26：碱性磷酸酶(ALP)活性
Figure BDA0002815606820000901
实施例20.与牙科组合物接触的牙髓干细胞的ALP活性
制备牙科组合物8、牙科组合物10、牙科组合物11、牙科组合物12、对比牙科组合物A、比较例X和比较例Y的模制盘(3.1mm直径和1.3mm高度)，并且根据实施例19中所述的工序测试ALP活性。还如实施例19中所述制备对照例(用DPSC接种孔但未添加模制盘)。在表27中，记录与牙科组合物8、牙科组合物10、牙科组合物11、牙科组合物12(包含具有具有不同壳体涂层的波特兰粘固剂或硅酸三钙芯的包封的材料)、对比牙科组合物A(不包含包封的材料)、比较例X和比较例Y以及对照例接触的DPSC样品的平均ALP浓度(n＝1-3)，单位为mU/mL。
表27：碱性磷酸酶(ALP)活性
Figure BDA0002815606820000911
实施例21.具有氢氧化钙芯或混合相硅酸钙芯的包封的材料
氢氧化钙(CH)粉末得自Jost化学公司(密苏里州圣路易斯，产品号：2242)(JostChemical(St.Louis,MO,product number:2242))。将材料通过25微米筛网筛分。
混合相硅酸钙(MPCS)通过混合14.1重量％SiO2、50.3重量％CaCO3、34.7重量％H2O和0.8重量％BYK-W9012来制备。BYK-W9012润湿和分散添加剂得自德国维塞尔的BYK化学有限公司(BYK-Chemie GmbH,Wesel,Germany)。混合后，将所得浆液在100℃干燥12小时，然后在1500℃烧结两小时。使用研钵和研杵研磨所得颗粒，以通过激光衍射提供具有11.35微米的测量平均粒度的粉末。
使用实施例2中所述的APCVD方法和设备，用氧化铝各个地包封氢氧化钙(CH)和混合相硅酸钙(MPCS)，不同的是使用加热带加热反应器，并且粉末量和流速如表28中所报告。
表28：使用APCVD方法包封的CH和MPCS
Figure BDA0002815606820000921
实施例22：包封的材料的pH缓冲测试
对从表28中所述的批次取样的未包封CH和MPCS与包封的CH和MPCS二者进行如实施例6所述的测试。刚好在添加粉末之前对于四个样品缓冲溶液的pH为4.1。结果呈现于表29中，并且结果显示，包封的材料提供与碱性芯材料的延迟的反应或碱性芯材料的延迟的释放。
表29：实施例28的CH和MPSC样品的pH测量
Figure BDA0002815606820000922
实施例23.使用原子层沉积(ALD)包封的波特兰粘固剂芯
使用原子层沉积(ALD)方法对波特兰粘固剂粉末(5)进行微包封。使用包含连续的4步方法(前体A、吹扫、前体B、吹扫)的流过原子层沉积(FTALD)反应器，通过对定向的颗粒材料进行自限制性表面反应来沉积氧化铝涂层。
连续的4步方法由以下顺序构成：(1)前体A(即，三甲基铝(TMA))脉冲、(2)N2吹扫、(3)前体B(即，臭氧@20％脉冲)和(4)N2吹扫。TMA前体脉冲的时间和压力被设定为1.125秒、在反应器内侧1托至3托的压力。臭氧前体脉冲的时间和压力被设定为1.000秒、在反应器内侧1托至4托的压力。吹扫时间在每半循环100秒至120秒的范围内。4步顺序在本文被称为1个ALD循环。在150℃的加工温度下，使用总共200个ALD循环处理波特兰粘固剂的5g样品。
内部样品室由34mm烧结管组成，其中一端封闭，另一开口端配有配件(VCR8配件)。然后将配件附接到前体递送系统，该前体递送系统允许添加各种气体以流入烧结管的内部并通过烧结管的壁排出。
前体递送系统被设计成具有旋转接头，使得允许烧结管(样品室)独立于反应器系统的其余部分旋转。然后将附接到前体递送体系的烧结管放置在温度控制套管或管的内部，用于在沉积过程期间控制颗粒和前体的温度。
在沉积过程期间，旋转包含颗粒的管，这导致颗粒沿着管的壁被提升并且自由落回到管的底部。在自由落下期间，当气体流入烧结管的开口端并通过壁排出时，颗粒依次暴露于各种前体和吹扫步骤。还将振动马达附接到反应器组件，从而提供额外的搅拌，以保持颗粒在沉积过程期间自由流动。将所有气体加热到80℃以确保气流不冷却样品。
用残余气体分析仪(以商品名“SRS RESIDUAL GAS分析仪”得自加利福尼亚州森尼维尔的斯坦福研究系统公司(Stanford Research Systems,Inc.,Sunnyvale,CA)监测前体加料，以确保将足量的前体递送到反应器。
使用实施例6中所述的工序测量所得包封粉末的pH变化。结果报告于表30中。
表30：使用ALD包封的波特兰粘固剂的pH测量
Figure BDA0002815606820000941
实施例24.施用到牙质表面的牙科组合物8(DC-8)和对比牙科组合物A(DC-A)的粘附性测量。
将牛门齿(10)分别嵌入25mm直径乘10-20mm高的树脂圆盘中(每磅一个牙齿)。用120砂纸磨碎每个所得的圆盘以暴露牙齿的牙质层，并且用320砂纸抛光。所有实验均在恒定温度为75℃、湿度为50％的室中进行，并且在450nm下过滤光。对每个牙齿表面吸干以除去多余的水，并且使用3M 201+遮蔽带(明尼苏达州梅普尔伍德的3M公司(3M Company,Maplewood,MN))作为掩模以框出暴露的牙质的5mm直径圆。施用DC-8(如实施例15中所述制备)以覆盖暴露的牙质的部位，使用刮刀抹平掩模，并且然后使用ELIPAR S10 LED固化灯(3M公司(3M Company))固化20秒。然后使用一次性施用装置将SCOTCHBOND通用粘合剂(3M公司(3M Company))施加到固化表面20秒。将该位点用温和气流干燥5秒，并且然后用ELIPAR S10 LED固化光光固化10秒。将特氟隆掩模(2-5mm深，具有用白明胶标出的5mm直径孔)与带掩模对齐，并用金属夹固定。然后用FILTEK Z250牙科复合树脂(3M公司(3MCompany))填充该孔，并且用ELIPAR S10LED固化灯光固化20秒以形成桩。然后将牙齿样品放置于室中(37℃和95％湿度)0.5小时。将金属夹从牙齿样品取出，并且将每种样品在37℃浸泡在去离子水中24小时。24小时后，白明胶溶解并且移除特氟隆掩模。将树脂圆盘固定在Instron 5944((Instron Corporation,Norwood,MA))的上臂上的圆形夹持夹具中。下夹具具有大约90mm长的线环。线环绕在FILTEK Z250桩上，并与牙齿/树脂表面平齐地固定在一起。施加张力直至失效(即组件从牙齿的表面破裂或牙齿破裂)为止，以便确定固化的牙科组合物DC-8对牙齿的粘附性。
使用对比牙科组合物A(如实施例14中制备的DC-A)代替DC-8重复该工序。为牙科组合物DC-A和牙科组合物DC-8测定平均(n＝10)粘附性值(MPa)并报告于表31中。
表31：牙科组合物DC-8和牙科组合物DC-A对牙质的粘附性测量。
牙科组合物 平均粘附性(MPa)(n＝10) 标准偏差(MPa)
DC-8 10.09 2.74
DC-A 8.11 2.10
实施例25.牙科组合物(DC-13)
通过将120mg IRGACURE 819(得自密歇根州怀恩多特的巴斯夫公司(BASFCorporation,Wyandotte,MI)的光引发剂)添加到40g SR 603(得自宾夕法尼亚州艾克斯顿的沙多玛美国公司(Sartomer Americas,Exton,PA)的聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯)来制备牙科组合物B(DC-B)。将混合物在FlackTek DAC 150FVZ速度混合器中以3000rpm混合1分钟总共3次。立即用DC-B填充特氟隆盘模具(3.1mm直径和1.3mm高度)，并且然后使用EliparTMDeepCure-SLED固化灯(3M口腔护理公司(3M公司))在模具的每侧上固化20秒。将所得的模制盘立即从模具中取出并放置于包含1.5mL GIBCO磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液(1X，pH 7.4)(赛默飞科技公司(Thermo Fisher Scientific))的2mL塑料离心管中。将盘完全浸没在PBS溶液中。盖上管并于室温下储存。来自牙科组合物B的盘用作对照物(不包含包封的材料)。
牙科组合物13(DC-13)通过将3g包封的材料P与1g DC-B组合来制备。将混合物以3000rpm混合1分钟三次。DC-13的粘度为31066cP(在23℃，100s-1的剪切速率，并且使用F型号T型锭子)。
根据针对DC-B所述的工序用DC-13制备模制盘。
牙科组合物C(DC-C)通过将3g未包封的波特兰粘固剂与1g的DC-B组合来制备。将混合物以3000rpm混合1分钟三次。根据针对DC-B所述的工序用DC-C制备模制盘。来自牙科组合物C的盘用作对照物(包括未包封的波特兰粘固剂)。
对于每个浸没的盘，使用ORION PERPHECT ROSS pH微电极(目录号8220BNWP，赛默飞科技公司(Thermo Fisher))在90.4小时的时间内定期测量PBS溶液的pH。在每次测量之前轻轻摇动每个样品。PBS溶液的pH谱报告于表32。在将盘浸没在PBS溶液中之后立即进行记录在“0小时”处的pH测量。
表32：与由DC-13、DC-B和DC-C制备的模制盘接触的PBS溶液的pH测量。
Figure BDA0002815606820000961
实施例26.包封的材料V(PC芯和AO壳体)
通过大气压化学气相沉积(APCVD)法，用基于氧化铝(AO)的材料来包封波特兰粘固剂(PC)。通过在流化床反应器中使三甲基铝(得自Strem化学公司，并且由不锈钢鼓泡器分配)与水蒸气反应来涂覆波特兰粘固剂粉末。反应器为玻璃料漏斗管(12cm直径，30cm高)。反应器具有从平行于反应器主体的玻璃料途径下方延伸的入口管和在玻璃料上方的延伸的顶部区域，以允许期望的反应器高度和用于前体注入器管和排气口的配件。使用油浴将温度控制在180℃。使用带有用于液体前体的标准鼓泡器构造的氮载气。使鼓泡器保持在约2℃的环境温度。通过三甲基铝(TMA)鼓泡器的流速为1000cm3/分钟。通过水鼓泡器的流速为2500cm3/分钟。总涂覆时间为214分钟。添加到反应器中的波特兰粘固剂的量为370g，并且波特兰粘固剂粉末的粒度为20微米。
包封的材料V经计算具有50nm的壳体厚度。计算出的重量百分比(重量％)是98.7重量％的芯材料和1.3重量％的壳体材料。
实施例27.牙科组合物(DC-14)
糊剂A1的组成报告于表33中(每种组分以重量％报告)。糊剂A1成批制备。将BHT、CPQ和LUPEROX A75过氧化苯甲酰(西格玛奥德里奇公司)加入到包含HEMA的混合杯中。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以2500rpm混合，直到获得均匀混合物。然后将VBP在水中的混合物添加到杯中，并且继续混合。将CGP、Zr/Si纳米团簇填料和氟化钇组分组合以形成均匀混合物，并且然后将该混合物添加到杯中。继续混合，直至混合均匀为止。在不用时将所得糊剂在4℃储存。
糊剂B13的组成报告于表34中(每种组分以重量％报告)。通过将EDMAB和2-(4-二甲基氨基)苯基)乙醇(DMAPE)加入包含HEMA的烧瓶中并混合来制备糊剂B13。在单独的烧杯中，将FAS玻璃、包封的材料V和热解法二氧化硅混合以形成均匀混合物。然后将EDMAB\DMAPE|\HEMA混合物添加到烧杯中的混合物中，并且搅拌内容物直至均匀。覆盖烧杯，并且在制备的24小时内使用糊剂。
将糊剂A1(0.25g)和糊剂B13(0.25g)在混合垫上组合并刮涂直至均匀(混合20秒)。将混合物刮到直径约1.5cm、最高点3mm的小丘中。在混合开始后30秒的时间点，将组合物置于加温烘箱(37℃)中并通过每20-30秒用刮刀的尖端探查硬化。在烘箱中75秒后，组合物已硬化。
表33：糊剂A1的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA) 11.89
丁基化羟基甲苯(BHT) 0.03
樟脑醌(CPQ) 0.33
过氧化苯甲酰(BPO) 1.48
去离子水 21.68
VBP 25.45
甘油磷酸钙 4.50
Zr/Si纳米团簇填料 29.69
氟化镱 4.95
表34：糊剂B13的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA) 33.7
乙基-4-二甲基氨基苯甲酸乙酯(EDMAB) 0.30
2-(4-二甲基氨基)苯基)乙醇(DMAPE) 0.99
FAS玻璃 16.09
包封的材料V 48.27
热解法二氧化硅(R812S) 0.99
实施例28.包封的材料1(PC芯和AO壳体)
通过大气压化学气相沉积(APCVD)法，用基于氧化铝(AO)的材料来包封波特兰粘固剂(PC)。通过在流化床反应器中使三甲基铝(得自Strem化学公司(Strem Chemicals)，并且由不锈钢鼓泡器分配)与水蒸气反应来涂覆波特兰粘固剂粉末。反应器为玻璃料漏斗管(12cm直径，30cm高)。反应器具有从平行于反应器主体的玻璃料途径下方延伸的入口管和在玻璃料上方的延伸的顶部区域，以允许期望的反应器高度和用于前体注入器管和排气口的配件。使用油浴将温度控制在180℃。使用带有用于液体前体的标准鼓泡器构造的氮载气。使鼓泡器保持在约22℃的环境温度下。通过三甲基铝(TMA)鼓泡器的流速为1773cm3/分钟。通过水鼓泡器的流速为5307cm3/分钟。总涂覆时间为120分钟。添加到反应器中的波特兰粘固剂的量为800g，并且波特兰粘固剂粉末的粒度为20微米。
在添加到反应器之前，使用AVEKA CCE离心空气分级器100型从波特兰粘固剂样品中除去细小颗粒和粗颗粒。在第一步骤中，除去初始样品的总共约24％的粗尾料，并且然后在第二步骤中，从剩余样品中除去约25％的细尾料。所得的波特兰粘固剂粉末具有如使用库尔特计数器Multisizer 3(贝克曼库尔特公司)所测定的20微米的平均粒度。
包封的材料1经计算具有46nm的壳体厚度。计算出的重量百分比(重量％)是98.8重量％的芯材料和1.2重量％的壳体材料。
实施例29.包封的材料2(PC芯和AO壳体)
通过大气压化学气相沉积(APCVD)法，用基于氧化铝(AO)的材料来包封波特兰粘固剂(PC)。通过在流化床反应器中使三甲基铝(得自Strem化学公司，并且由不锈钢鼓泡器分配)与水蒸气反应来涂覆波特兰粘固剂粉末。反应器为玻璃料漏斗管(12cm直径，30cm高)。反应器具有从平行于反应器主体的玻璃料途径下方延伸的入口管和在玻璃料上方的延伸的顶部区域，以允许期望的反应器高度和用于前体注入器管和排气口的配件。使用油浴将温度控制在180℃。使用带有用于液体前体的标准鼓泡器构造的氮载气。使鼓泡器保持在约22℃的环境温度下。通过三甲基铝(TMA)鼓泡器的流速为2670cm3/分钟。通过水鼓泡器的流速为8032cm3/分钟。总涂覆时间为190分钟。添加到反应器中的波特兰粘固剂的量为1500g，并且波特兰粘固剂粉末的粒度为20微米。
在添加到反应器之前，使用AVEKA CCE离心空气分级器100型从波特兰粘固剂样品中除去细小颗粒和粗颗粒。在第一步骤中，除去初始样品的总共约24％的粗尾料，并且然后在第二步骤中，从剩余样品中除去约25％的细尾料。所得的波特兰粘固剂粉末具有如使用库尔特计数器Multisizer 3(贝克曼库尔特公司)所测定的20微米的平均粒度。
包封的材料2经计算具有58nm的壳体厚度。计算出的重量百分比(重量％)是98.5重量％的芯材料和1.5重量％的壳体材料。
实施例30.
糊剂AA-1的组成报告于表35中(每种组分以重量％报告)。糊剂AA-1成批制备。将BisGMA和TEGDMA组合(按重量计1:1)并搅拌，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与BPO和CPQ组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER(南卡罗来纳州蓝德鲁姆的FlackTek公司(FlackTek Incorporated,Landrum,SC))中，并且将内容物以2400rpm混合，直至获得均匀的混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得糊剂AA-1的均匀混合物。糊剂AA-1的粘度为1130±9cP(在23℃和100s-1的剪切速率下)。
糊剂BB-1的组成报告于表36中(每种组分以重量％报告)。将BisGMA和TEGDMA组合(按重量计1:1)并搅拌，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与DMAPE和BHT组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeKSPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将包封的材料1添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得糊剂BB-1的均匀混合物。糊剂BB-1的粘度为1450±12cP(在23℃和100s-1的剪切速率下)。
表35：糊剂AA-1的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
BisGMA/TEGDMA(按重量计1:1) 93.97
BPO 0.94
CPQ 0.09
热解法二氧化硅(AEROSIL R972) 5.0
表36：糊剂BB-1的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
BisGMA/TEGDMA(按重量计1:1) 83.66
DMAPE 1.25
BHT 0.09
热解法二氧化硅(AEROSIL R972) 5.0
包封的材料1 10.0
实施例31.
糊剂BB-2的组成报告于表37中(每种组分以重量％报告)。将BisGMA和TEGDMA组合(按重量计1:1)并搅拌，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与DMAPE和BHT组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeKSPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将包封的材料2添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得糊剂BB-1的均匀混合物。
使糊剂AA-1和BB-2于37℃下在室中保持平衡，然后在混合垫上以约1:1的体积比组合。所得的(例如密封剂)组合物在两分钟后硬化。
当在不使用固化灯(暗固化)的情况下，将糊剂AA-1和BB-2在室温条件(约23℃)下在混合垫上以1:1的体积比组合时，样品在两分钟后未硬化。
另选地，将糊剂AA-1和BB-2在室温条件(约23℃)下在混合垫上以1:1的体积比组合，并立即使用EliparTMDeepCure-S LED固化灯(明尼苏达州梅普尔伍德的3M口腔护理公司(3M Oral Care,Maplewood,MN))进行固化。所得的(例如密封剂)组合物在暴露于光10秒后硬化。
表37：糊剂BB-2的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
BisGMA/TEGDMA(按重量计1:1) 83.66
DMAPE 1.25
BHT 0.09
热解法二氧化硅(AEROSIL R972) 5.0
包封的材料2 10.0
实施例32.
糊剂AA-2的组成报告于表38中(每种组分以重量％报告)。糊剂AA-2成批制备。将BisGMA和TEGDMA组合(按重量计1:1)并搅拌，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与BPO和CPQ组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得糊剂AA-2的均匀混合物。
糊剂BB-3的组成报告于表39中(每种组分以重量％报告)。将BisGMA和TEGDMA组合(按重量计1:1)并搅拌，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与DMAPE和BHT组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeKSPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将包封的材料2添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以2400rpm混合，直到获得糊剂BB-2的均匀混合物。
在不使用固化灯(暗固化)的情况下，将糊剂AA-2和BB-3在室温条件(约23℃)下在混合垫上以1:1的体积比组合。所得的密封剂组合物在1分钟内硬化。
另选地，将糊剂AA-2和BB-3在室温条件(约23℃)下在混合垫上以1:1的体积比组合，并立即使用EliparTMDeepCure-SLED固化灯(3M口腔护理公司)进行固化。所得的密封剂组合物在暴露于光10秒后硬化。
表38：糊剂AA-2的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
BisGMA/TEGDMA(按重量计1:1) 89.92
BPO 2.81
CPQ 0.09
热解法二氧化硅(AEROSIL R972) 7.18
表39：糊剂BB-3的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
BisGMA/TEGDMA(按重量计1:1) 81.22
DMAPE 4.13
BHT 0.09
热解法二氧化硅(AEROSIL R972) 4.85
包封的材料2 9.71
实施例33.
使用如图1至图4所述的具有分配喷嘴和静态混合器的双室注射器装置。该注射器装置的尺寸如下：药筒长度＝73.8mm，药筒外径＝8.4mm，每个室的体积＝1mL，分配喷嘴的总体积＝0.03mL，分配喷嘴出口孔口的直径＝0.85mm，喷嘴头长度＝9mm，喷嘴头的内部夹角＝120°。将如图4所述的静态混合器插入分配喷嘴的插管部分中。系列混合桨叶的总长度为15mm。两个室各自具有基本上D形横截面，并且D形相对于彼此以镜像方式取向。
注射器的一个室部分地填充有糊剂AA-2(2/3体积)。第二室部分地填充有糊剂BB-3(2/3体积)。在压下柱塞之后，已填充的注射器将1:1体积比的糊剂AA-2和糊剂BB-3计量到分配喷嘴中。使用人口中的上牙弓的正畸模型，其中每个牙齿具有深裂隙。使用注射器装置将密封剂组合物的薄涂层施用到模型中10颗牙齿的表面上。据观察，在施用之后，密封剂组合物渗透到裂隙中。将密封剂组合物施用到十颗牙齿的总时间为约45秒。密封剂组合物在施用到牙齿后约45秒硬化。
实施例34.
使用如实施例6中所述的双室注射器装置。注射器的一个室部分地填充有糊剂AA-1(2/3体积)。第二室部分地填充有糊剂BB-1(2/3体积)。在压下柱塞之后，已填充的注射器将1:1体积比的糊剂AA-1和糊剂BB-1计量到分配喷嘴中。使用注射器装置，用糊剂来填充特氟隆盘模具(3.1mm直径和1.3mm高)。然后使用“ELIPAR S10”固化灯(3M口腔护理公司)，在模具的每一侧上固化该糊剂20秒。将所得的模制盘立即从模具中取出，并且放置于包含0.5mL缓冲溶液的2mL塑料离心管中，混合15g的去离子水和10g的pH4缓冲溶液(缓冲溶液BDH5018，VWR国际公司(VWR International))。将盘完全浸没在缓冲溶液中。盖上管并于室温下储存。
使用ORION PERPHECT ROSS pH微电极(目录号8220BNWP，宾夕法尼亚州沃尔瑟姆的赛默飞科技公司(Thermo Fisher Scientific Company,Waltham,PA))测量缓冲溶液的pH。在每次测量之前轻轻摇动样品。在将盘浸没在缓冲溶液中之后立即(表中的“0小时”)以及浸没之后15小时和39小时进行pH测量。
根据所述工序来制备并测试比较例的模制盘，唯一的改变是糊剂BB-1被替换为不含任何包封的材料1的糊剂BB-C1(表40)。pH谱报告于表41中。
表40：糊剂BB-C1的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
BisGMA/TEGDMA(按重量计1:1) 92.52
DMAPE 1.39
BHT 0.09
热解法二氧化硅(AEROSIL R972) 6.0
包封的材料1 0.0
实施例35(对比).
遵循与实施例6中所述相同的工序和测试方法，不同的是糊剂BB-1中的包封的材料1被替换为等量的未包封的波特兰粘固剂(重量％＝10％)，对于所述工序，唯一的改变是糊剂BB-1不含任何包封的材料2。pH谱报告于表6中。
表41：与由实施例34和35制备的模制盘接触的PBS溶液的pH测量
Figure BDA0002815606820001051
实施例36.
糊剂BB-4的组成报告于表42中(每种组分以重量％报告)。BisGMA和TEGDMA可在搅拌的同时组合(按重量计1:1)，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与DMAPE和BHT组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将包封的材料1添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得糊剂BB-4的均匀混合物。
将糊剂AA-1和BB-4以约1:1的体积比在混合垫上组合，以提供所得的密封剂组合物。
实施例37.
糊剂BB-5的组成报告于表42中(每种组分以重量％报告)。BisGMA和TEGDMA可在搅拌的同时组合(按重量计1:1)，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与DMAPE和BHT组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将包封的材料1添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得糊剂BB-5的均匀混合物。
将糊剂AA-1和BB-5以约1:1的体积比在混合垫上组合，以提供所得的密封剂组合物。
实施例38.
糊剂BB-6的组成报告于表42中(每种组分以重量％报告)。BisGMA和TEGDMA可在搅拌的同时组合(按重量计1:1)，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与DMAPE和BHT组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将包封的材料1添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得糊剂BB-6的均匀混合物。
将糊剂AA-1和BB-6以约1:1的体积比在混合垫上组合，以提供所得的密封剂组合物。
实施例39.
糊剂BB-7的组成报告于表42中(每种组分以重量％报告)。BisGMA和TEGDMA可在搅拌的同时组合(按重量计1:1)，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与DMAPE和BHT组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将包封的材料1添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得糊剂BB-7的均匀混合物。
将糊剂AA-1和BB-7以约1:1的体积比在混合垫上组合，以提供所得的密封剂组合物。
实施例40.
糊剂BB-8的组成报告于表42中(每种组分以重量％报告)。BisGMA和TEGDMA可在搅拌的同时组合(按重量计1:1)，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与DMAPE和BHT组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将包封的材料1添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得糊剂BB-8的均匀混合物。
将糊剂AA-1和BB-8以约1:1的体积比在混合垫上组合，以提供所得的密封剂组合物。
实施例41.
糊剂BB-9的组成报告于表42中(每种组分以重量％报告)。BisGMA和TEGDMA可在搅拌的同时组合(按重量计1:1)，直至均匀。在混合杯中，将BisGMA/TEGDMA混合物与DMAPE和BHT组合。将已填充的杯放置于FlackTek SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将热解法二氧化硅(AEROSIL R972)添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得均匀混合物。将包封的材料1添加到杯中。将杯放置于FlackTeK SPEEDMIXER中，并且将内容物以约2400rpm混合，直到获得糊剂BB-9的均匀混合物。
将糊剂AA-1和BB-9以约1:1的体积比在混合垫上组合，以提供所得的密封剂组合物。
表42：糊剂BB-4、BB-5、BB-6、BB-7、BB-8和BB-9的组成
Figure BDA0002815606820001081
实施例42.
树脂A可通过在45℃混合表43中的组分直至所有组分均匀混合来制备。以表44中所示的量(重量％)将树脂A与S\T纳米氧化锆纳米颗粒、S/T 20nm二氧化硅纳米颗粒、ST二氧化硅/氧化锆纳米团簇和包封的材料1混合，以形成具有不同量的包封的材料1(16.8重量％-67.2重量％)的均匀牙科组合物。牙科组合物在表44中标识为实施例42-1、实施例42-2、实施例42-3和实施例42-4。
表43：树脂A的组成
组分 组合物中的重量百分比(重量％)
BisGMA 24.575
TEGDMA 1.182
UDMA 34.401
BisEMA-6 34.401
PEG600DM 3.736
CPQ 0.220
DPIHFP 0.350
IRGACURE 819 0.050
ENMAP 0.810
BHT 0.150
BZT 0.125
表44：具有不同量的包封的材料1的牙科组合物
Figure BDA0002815606820001091

Claims (20)

1.一种两部分可硬化牙科组合物，所述两部分可硬化牙科组合物包含：
第一部分，所述第一部分包含含有液体材料和包封的材料的组合物，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；以及
第二部分，所述第二部分包含含有液体材料的组合物；
其中所述第一部分的所述组合物具有第一粘度，所述第二部分的所述组合物具有第二粘度；并且用布氏粘度计和A型号T型锭子在23℃和100s-1的剪切速率下测定，所述第一粘度和所述第二粘度的差值不大于较高粘度组合物的85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％或10％；
其中所述第一部分或所述第二部分或它们的组合物是可硬化的。
2.一种可硬化牙科组合物，所述可硬化牙科组合物包含：
单部分组合物，所述单部分组合物包含液体材料和包封的材料，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；其中所述单部分组合物具有用布氏粘度计和A型号T型锭子在23℃和100s-1的剪切速率下测定的小于25,000cps的粘度；
或具有大于40,000cps的粘度。
3.根据权利要求1所述的两部分可硬化牙科组合物，所述两部分可硬化牙科组合物包含：
第一部分，所述第一部分包含包封的材料，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；
非水性第二部分；以及
氧化还原固化体系。
4.根据权利要求1所述的两部分可硬化牙科组合物，所述两部分可硬化牙科组合物包含：
第一部分，所述第一部分包含包封的材料以及还原剂，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；
第二部分，所述第二部分包含氧化剂，所述氧化剂选自过氧化物化合物、过硫酸盐化合物、过硼酸盐化合物和高氯酸盐化合物。
5.根据权利要求1所述的牙科组合物，其中所述壳体能够被所述第二部分降解。
6.根据权利要求1所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含pKa在8-14范围内的组分。
7.根据权利要求1所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含释放钙离子的材料。
8.根据权利要求1所述的牙科组合物，其中所述壳体为平均厚度小于500nm的连续膜。
9.根据权利要求1所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含牙科填料，所述牙科填料包含中性金属氧化物。
10.根据权利要求9所述的牙科组合物，所述牙科组合物包含纳米级填料材料的第二填料，其中第二填料材料包含氧化锆、二氧化硅或它们的混合物。
11.根据权利要求1所述的牙科组合物，其中所述第一部分或所述第二部分的所述液体材料包含水、酸性可聚合材料或它们的组合物，并且所述第二部分包含第一填料。
12.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物
提供碱性芯材料的延迟的释放；
提供碱度的延迟的增加；
或它们的组合。
13.一种分配装置，所述分配装置包含根据权利要求1所述的两部分可硬化牙科组合物。
14.根据权利要求13所述的分配装置，其中所述液体材料包含可聚合树脂。
15.根据权利要求13所述的分配装置，其中所述装置包括：
药筒，
喷嘴，所述喷嘴包括位于所述药筒的一个端部处的出口；以及
柱塞，所述柱塞位于所述药筒的相对端部处以用于从所述药筒分配所述可硬化组合物。
16.根据权利要求15所述的分配装置，其中所述药筒具有两个室。
17.根据权利要求13所述的分配装置，其中所述分配装置为注射器装置。
18.根据权利要求15所述的分配装置，其中所述药筒包括第一室和第二室，
分配喷嘴，所述分配喷嘴包括静态混合器以及位于所述药筒的一个端部处的出口；以及
柱塞，所述柱塞位于所述药筒的相对端部处，其中所述柱塞包括两个杆，其中所述杆的一个端部将所述组合物的所述第一部分和所述第二部分密封在所述第一室和所述第二室内，并且所述柱塞杆的所述相对端部是连接的。
19.根据权利要求18所述的分配装置，其中所述出口具有不大于1.5mm或1mm的直径。
20.一种分配装置，所述分配装置包含根据权利要求2所述的单部分可硬化牙科组合物。
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