CZ13487U1 - Nízkoviskozitní kompozit zejména pro stomatologické použití - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předložené technické řešení se týká kompozitního materiálu pro použití ve stomatologii jako výplňový a podložkový materiál.

Dosavadní stav techniky

K náhradě zubních tkání ztracených kariezními procesy, úrazem nebo z estetických důvodů se v zubním lékařství používají v podstatě čtyři typy výplňových materiálů. Mezi nejčastěji používané patří zejména stříbrný amalgám, kompozity, kompomery a skloionomemí cementy. Ačkoliv amalgámy vynikají celou řadou velmi příznivých vlastností jako snadnou zpracovatelností, vysokou odolností a trvanlivostí, obsah rtuti a dalších kovů v nich však vyvolává četné spoiy o jejich použití. Kromě toho nesplňují současné estetické nároky na materiály v barvě zubních tkání. Z tohoto důvodu je patrný rychlý nástup zejména kompozitních materiálů, a to i pro velmi namáhané výplně v distálních zubech (2. třída dle Blacka).

Kompozitní materiály jsou heterogenní materiály tvořené plnivem a matricí, jež chrání částice plniva před působením vnějšího prostředí, fixuje jejich polohu a zprostředkovává přenos mechanických sil na ně. Kompozitní materiály pro použití ve stomatologii obsahují jako plnivo nejčastěji barnaté sklo a směs dimetakrylátových monomerů. Součástí těchto systémů je přídavek velmi malých částic pyrogenního oxidu křemičitého k nastavení optimálních tokových vlastností a konsistence těchto materiálů. Dále obsahují složky iniciačního systému a to především směsi kafrchinonu, fenylpropandionu a aminu (dimetylamino-etylmetakrylát, dimetylaminoetyl-benzoát) pro typy tvrditelné světlem. Pro typy chemicky tuhnoucí je v základní pastě peroxidový iniciátor a aminová složka redukčního systému je v base pastě. K zajištění dlouhodobé stability obsahují tyto materiály většinou fenolický, aminový a nebo fosfinový inhibitor samovolné polymerace.

Od uvedení kompozitních materiálů na trh počátkem 70. let je velká část vývoje těchto materiálů věnována plnivu a optimalizaci jeho obsahu. První kompozitní materiály obsahovaly velké částice křemene, povrch výplní byl drsný a obtížně leštitelný, takže nesplňoval estetické požadavky. Proto byla snaha o modifikaci plniv směrem k menším částicím. Výborně leštitelné mikrofilm kompozity obsahují částice menší než vlnová délka světla, ale díky menšímu naplnění mají horší mechanické vlastnosti, jsou tedy vhodné pro frontální zuby. Kompromisem mezi požadavkem na estetické vlastnosti a pevnosti jsou hybridní resp. mikrohybridní kompozity se submikronovými částicemi, nazývané též univerzální pro jejich všestranné použití. Snaha nalézt plnohodnotnou alternativu amalgámu vedla k vývoji vysoce kondenzovatelných materiálů s vysokým obsahem plniv.

Nyní, díky lepší diagnostice zubního kazu a zdravotnímu uvědomění populace, se stále častěji setkáváme s kavitami menšího rozsahu. Pro jejich výplně byly vyvinuty nízkoviskozní, tzv. flow kompozity, které obsahují méně plniv ve srovnání s klasickými výplňovými typy. Jejich výhodou je menší modul pružnosti, který z nich činí materiál s dobrými biomechanickými vlastnostmi blízkými dentinu, což je výhodné zejména pro výplně 3. a 5. třídy dle Blacka. Jejich další aplikací je i tzv. technika CBF (Composite Bonded to Flowable) vyvinutá zejména pro kompenzaci silných kontrakčních pnutí při vytvrzování standardních kompozitů. Tyto materiály se aplikují v tenké vrstvě obvykle do 0,5 mm, na kterou se po vytvrzení aplikuje výplňový kompozit. Díky snížené viskozitě je lze aplikovat např. tenkou kanylkou přímo do kavity, anebo roztírat pomocí štětečku. Předpokládá se, že výhodou této aplikace lineru je i dokonalé pokrytí stěn kavity, což zlepšuje klinickou předpověď výplně.

Tyto nízkoviskozní flow materiály spolu s postupem jejich aplikace jsou popsány v US patentových spisech US 5 547 379, US 5 944 527, US 6 315 567, US 0 115 042, US 5 865 623 a rovněž v dokumentu DE 19 638 637.

-1 CZ 13487 Ul

Nevýhodou všech těchto nízkoviskozních flow kompozitů jsou estetické vlastnosti, neboť tyto materiály postrádají fluorescenci přirozených zubů. To se projevuje při umělém osvětlení, slunečním světlu nebo při osvětlení s větším podílem krátkovlnného světla. Za těchto podmínek mohou výplně bez fluorescence působit nepřirozeným tmavým dojmem, což je vnímáno jako chybějící část zubu, a tedy velmi negativně. Tuto nevýhodu odstraňuje nízkoviskozní kompozit podle předloženého technického řešení.

Podstata technického řešení

Kompozitní materiál pro stomatologické použití obsahuje monomer nebo směs monomerů, plnivo, iniciátor světelné polymerace, redukční činidlo, stabilizátor a fluorescent. Kompozit popřípadě dále obsahuje pigment. Kompozitní materiál obsahuje 20 až 80 % hmotn. monomeru, 20 až 80 % hmotn. plniva, 0,01 až 0,2 % hmotn. iniciátoru světelné polymerace, 0,1 až 5 % hmotn. redukčního činidla a přídavek fluorescentu, stabilizátoru a popřípadě pigmentu. Podstata technického řešení spočívá v přídavku fluorescenční látky. Tento nízkoviskozní kompozitní materiál lze ve stomatologii použít jako výplňový materiál k náhradě části zubů a jako podložkový materiál.

Jako monomer lze použít etylenicky nenasycené monomery nebo jejich směs. Používají se například estery kyseliny akrylové nebo metakrylové, jako například etylenglykoldimetakrylát, etylenglykolakrylát, trietylenglykoldimetakrylát, bisfenol A diglycidyleterdimetakrylát (BISGMA), nebo jejich směsi.

Jako plnivo se mohou použít jemné částice křemene, skla a oxidu křemičitého nebo jejich směsi. Výhodně se používá amorfní oxid křemičitý s velikostí částic < 1 pm. Jako skelné plnivo se může použít borosilikátové sklo, bamaté sklo, strontnaté sklo, zirkoničité sklo apod. o velikosti částic <50 pm, výhodně v rozmezí 0,5 až 10 pm.

Iniciační systém se skládá z fotoiniciátoru, jako například α-diketonu (kafrchinon, biacetyl) a redukčního činidla, obvykle terciálního aminu (např. dihydroxyetyl-p-toluidin, dimetyl-ptoluidin, dimetylaminoetylmetakrylát, dimetylaminobenzoát).

Jako stabilizátor, který zabraňuje samovolné polymeraci monomerů, se používá například hydrochinon, hydrochinon monometyleter, butylovaný hydroxytoluen atd.

Pro vybarvení materiálu na zubové odstíny se může použít malé množství pigmentu, jako jsou například práškové organické polymery nebo oxidy železa.

Pro zlepšení estetických vlastností se přidává fluorescent, který po osvícení krátkovlnným světlem emituje světlo ve viditelné oblasti okolo 500 nm. Jako fluorescenty se mohou použít například ZnS, (Zn,Cd)S, estery organických kyselin, například kyseliny tereftalové, kyseliny isoftalové, sloučeniny ze třídy thiofenyldiylbenzoxazolů, bifenylů apod. Množství fluorescentu závisí na barvě zubů, na použitém výplňovém materiálu a liší se tedy v jednotlivých konkrétních případech.

Příklady provedení

Nízkoviskozní kompozitní materiál podle předloženého technického řešení obsahuje etylenicky nenasycené monomery v množství 20 až 80 % hmotn., plnivo v množství 20 až 80 % hmotn., výhodně 40 až 70 % hmotn. Plnivo je přítomno jako směs plniv, která se skládá z 1 až 10 % hmotn. amorfního SiO₂ a z 1 až 80 % hmotn. skelného plniva. Kompozit dále obsahuje iniciátor světelné polymerace v množství 0,01 až 0,2 % hmotn., redukční činidlo v množství 0,1 až 5 % hmotn., stabilizátor v množství 0,001 až 0,1 % hmotn., malé množství pigmentu a malé množství fluorescentu. Fluorescent lze použít od stopového množství do 0,1 % hmotn.

Následující dva příklady pouze ilustrují složení nízkoviskozního kompozitu podle předloženého technického řešení. Rozsah řešení však není omezen jen na složení, která jsou v těchto dvou

-2CZ 13487 Ul příkladech uvedena. Je samozřejmě možné vytvořit celou řadu kompozitních materiálů se shora uvedeným variabilním složením. Toto složení se může měnit co do kvality i co do kvantity jednotlivých složek v odpovídajícím shora uvedeném hmotnostním rozsahu.

Příklad 1

Složka	% hmotn.
Ba sklo	52,500
Amorfní oxid křemičitý	3,000
BIS-GMA	14,800
UDMA	11,000
Hexandioldimetakrylát	9,000
Dodekandioldimetakrylát	9,000
Kafrchinon	0,100
Dimetylaminoetylmetakrylát	0,500
Etylester kyseliny tereflalové	0,010
Pigmenty, stabilizátory	0,090

Příklad 2

Složka	% hmotn.
Ba sklo	55,000
Amorfní oxid křemičitý	4,000
BIS-GMA	24,000
Trietylenglykoldimetakrylát	16,300
Kafrchinon	0,100
Dimetylaminoetylmetakrylát	0,500
2,5-Di(5terc-butylbenzoxazol-2-yl)thiofen	0,005
Pigmenty, stabilizátory	0,095

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (4)

1. Kompozitní materiál pro stomatologické použití, vyznačující se tím, že obsahuje monomer nebo směs monomerů, plnivo, iniciátor polymerace, redukční činidlo, stabilizátor a fluorescent.

ío

2. Kompozitní materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje směs etylenicky nenasycených monomerů a jako plnivo obsahuje amorfní oxid křemičitý o velikosti částic menší než 1 μιη a skelné plnivo o velikosti částic 0,5 až 10 μιη.

3. Kompozitní materiál podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je fluorescent vybrán ze skupiny zahrnující ZnS, (Zn,Cd)S, estery fialové a isoftalové kyseliny, thiofenyl15 diylbenzoxazoly a bifenyly.

4. Kompozitní materiál podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že obsahuje 20 až 80 % hmotn. monomerů, 20 až 80 % hmotn. plniva, 0,01 až 0,2 % hmotn. iniciátoru světelné polymerace, 0,1 až 5 % hmotn. redukčního činidla, přídavek fluorescentu a stabilizátoru.

20 5. Kompozitní materiál podle jednoho z nároků laž4, vyznačující se tím, že dále obsahuje pigment.