CZ239598A3

CZ239598A3 - Bioaktivní skelná kompozice a způsob ošetření používající tuto kompozici

Info

Publication number: CZ239598A3
Application number: CZ982395A
Authority: CZ
Inventors: Leonard J. Litkowski; Gary D. Hack; David C. Greenspan
Original assignee: University Of Maryland, Baltimore; Usbiomaterials Corporation
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1999-01-13
Also published as: EP0877716A4; NZ331514A; TR199801523T2; EP0877716A1; EP0877716B1; CN1103750C; AU2117197A; KR100491275B1; AU723659B2; SI9720016A; NO983490L; NO983490D0; HK1019222A1; US6244871B1; KR19990082114A; PL328149A1; CA2244722A1; ES2230597T3; CA2244722C; SK102998A3

Description

Oblast techniky

Vynález se týká bioaktivní skelné kompozice. Vynález se zejména týká zlepšené bioaktivní skelné kompozice obsahující částice mající kombinace rozpětí velikostí podstatně nižší než předcházející kompozice. Vynález se rovněž týká různých způsobů ošetření pomocí této bioaktivní skelné kompozice.

Dosavadní stav techniky

U skloviny lidských zubů dochází přirozeným způsobem k její demineralizaci. Působením slin a jídla na sklovinu se ze zubů pomalu vyluhují minerály, což případně vede ke zvýšené náchylnosti k tvorbě zubního kazu. Tento proces demineralizace rezultuje v začínající zubní kazy, které typicky představují velmi male defekty v povrchu skloviny, které jsou obvykle do určité míry ponechány neošetřeny. U pacienta, který má obnažené oblasti způsobeno zubním kazem nalézajícím cement-sklovina, může dojít rovněž ke demineralizaci. Za účelem zpomalení uvedeného přirozeného procesu demineralizace byly vytvořeny různé způsoby spočívající v aplikaci fluoridu a dalších topických ošetřeních.

Tak např. patent US 5,427,768 popisuje roztoky fosforečnanu vápenatého, které jsou přesyceny pevným fosforečnanem vápenatým a oxid uhličitý. Z těchto roztoků dochází k depozitu fosforečnanovápenatých sloučenin s fluoridem nebo bez fluoridu na zeslabenou část zubu nebo do zeslabené části zubu, jakým je např. zubní kaz, obnažený zuboviny, coz je se pod spojením kariézní dentinové

kořen zubu nebo obnažená zubovina. Patent US 5,268,167 a 5,037,639 popisuje použití amorfních sloučenin vápníku, jakými jsou např. amorfní fosforečnan vápenatý, amorfní fosorečnan-fluorid vápenatý a amorfní uhličitan-fosforečnan vápenatý, v remineralizaci zubů. Tyto amorfní sloučení v případě, že jsou aplikovány na zubní tkáň, zabraňují zeslabování zubu a/nebo ošetřují zeslabenou část zubu.

Uvedené způsoby mají některé následující nevýhody 1) nízké pH nutné pro aplikaci, které může mít dráždivý účinek, 2) rychlá reakce, která způsobuje velmi krátkodobý účinek, 3) poněvadž tyto způsoby používají roztoky, skutečné reakce jsou obtížně regulovatelné od pacienta k pacientovi a 4) poněvadž reakce rychle probíhají a mají krátký průběh, procedura musí být opakována za účelem udržení žádoucího účinku. Rovněž, je při obou metodách nezbytné, aby alespoň v jednom roztoku byl před směsným dávkováním obsažen oxid uhličitý pod tlakem, což činí tuto metodu velmi obtížnou, pokud jde o přesné dávkování.

Demineralizace případně způsobuje tvorbu dutin v obalu skloviny, v důsledku čehož jsou obnaženy níže uložené části struktury zubu. Zub s tímto druhem zubního kazu se obvykle ošetřuje vyvrtáním oblasti napadené zubním kazem a vložením polotrvalého výplňového materiálu. Nicméně jsou hledány méně agresivní způsoby ošetření zubu poškozeného zubním kazem.

V prevenci proti tvorbě zubního kazu v místech zubu, které jsou zejména rizikové, pokud jde o tvoru zubního kazu, našly široké uplatnění profylaktické jamky a štěrbinové tmely. Tyto tmely obsahují polymery nebo jiné cementy, které vyžadují suchou aplikaci a použití fixačního činidla. Tyto tmely jsou prozatímní a neposkytují optimální utěsnění.

K ošetření čerstvě obnažených zubních povrchů, jakými jsou např. povrchy obnažené vrtáním zubu, jsou používány • 9 ·· · ·· · · · · · • 9 ···· 9 9 ·· • · · · 9 · ** 9999 9 • · »999 99· • 99 9·· 99 9 9 99 ·· vložky a podklady. Potom, co je dutina připravena, je obecnou praxí aplikovat vložku nebo podklad před vyplněním dutiny výplňovým materiálem. Vložka je tvořena tenkým povlakovým materiálem a podklad je tvořen tlustším potahem. Vložkové a podkladové materiály jsou provedeny tak, aby snížily propustnost zuboviny při styčné ploše zubního materiálu a chránily zub před mikro-průniky kolem výplňového materiálu a skrze tento materiál a utěsnily zubovinové kanálky. Dřívější vložky nebo dutinové laky obsahují materiály, jakými jsou např. organické pryskyřice rozpuštěné v organickém rozpouštědle. Po odpaření organického rozpouštědla je pryskyřice ponechána v dutině. Nevýhody spojené s těmito organickými pryskyřicemi jsou dostatečně zdokumentovány a spočívají v propustnosti spojení, nedostatečné přilnavosti, citlivosti ke kyselinám, apod..

Další způsob vločkování zubní dutiny je popsán v patentu US 4,538,990, který spočívá v aplikaci 1 až 30% (hm./obj.) neutrálního roztoku oxalátové soli, jakou je např. oxelát dvojdraselný, na nátěrovou vrstvu a následné aplikaci 0,5 až 3% (hm./obj.) kyselého roztoku oxalátové soli, jakou je např. monohydrogenoxalát draselný, na tuto vrstvu. Průzkum ukázal, že tímto způsobem se dosáhne slabého utěsnění zubních kanálků.

Patent US 5,296,026 popisuje skelnou fosfátového cementu kompozici a způsob využití této kompozice jako chirurgického implantátového materiálu pro vyplnění dutin v kosti a kanálcích v zubu. Tato cementová kompozice obsahuje P₂O₅, CaO, SrO a Na₂0 ve spojení s vodnou kapalinou s léčebnými činidly nebo bez léčebných činidel. Smísení tohoto prášku a kapaliny vede k vytvrzovacím reakcím. V případě, že tento cement je implantován do tvrdé tkáně, potom slouží jako výplňový/transplantátový materiál a společně s uvolněním vyluhovatelných složek může podporovat léčení kosti a udržení zdravého stavu kosti.

I · · · ·· · · · • · · • · · ·

Kromě toho byla vyvinuta rozličná bioaktivní a biokompatibilní skla jako materiály nahrazující kostní tkáň. Studie ukázaly, že tyto skla způsobují osteogenezi nebo k ní napomáhají ve fyziologických systémech (Hench a kol., J.Biomed. Mater. Res. 5:117-141 (1971). Spojení vytvořené mezi kostí a sklem se ukázalo být nesmírně silné a stabilní (Piotrowski a kol., J. Biomed. Mater. Res. 9:47-61 (1975). Toxikologické zhodnocení těchto skel ukázolo jejich netoxické účinky v kostech nebo měkkých tkáních v modelech in vitro a in vivo Wilson a kol., J.Biomed. Mater. Res. 805-817 (1981). Bylo uvedeno, že sklo je baktericidní nebo bakteriostatické s největší pravděpodobností vzhledem ke změně pH vyvolanému ionty z povrchu skla a neexistencí bakteriální přilnavosti ke skelnému povrchu (Stoor a kol., Bioceramics Vol. 8 p. 253-258 Wilson a kol. (1995).

Spojení skla s kostí je zahájeno jejich ponořením do vodných roztoků. Ionty Na⁺ ve skle se vymění s ionty H⁺ z tělesných tekutin, což způsobí zvýšení pH. Molekuly vápníku a fosforu migrují, čímž vytvářejí povrchové vrstvy bohaté na vápník a fosfor. Pod touto vrstvou bohatou na vápník a fosfor se nachází vrstva, která se stává stoupající měrou bohatá na oxid křemičitý kvůli ztrátě iontů sodíku, vápníku a fosforu (patent US 4,851,046).

Chování bioaktivních skel jako pevných implantátů v dentálních aplikacích bylo popsáno v dokumentu Stanley a kol., Jornal of Prostetic Dentistry, Vol. 58, str. 607-613 (1987).) Byly vyrobeny a do zubních lůžek vytržených řezáků dospělého pacienta vloženy náhrady zubů. Po uskutečnění histologické zkoušky prováděné po dobu 6 měsíců bylo prokázáno úspěšné spojení implantátů s okolní kostí. V současné době je dostupná klinická aplikace těchto technik pro použití u lidí (Endosseous Ridge Maintenance Implant ERMI®). Bioaktivní sklo je zejména používáno pro periodontální nápravy kostních vad (patent US 4,851,046) používající rozsahu velikostí od 90 do 170 μπι a složení uvedené v následujícím sloupci.

Komponenta	Hmotnostní pr
SiO₂	40-55
CaO	10-30
Na₂0	10-35
P₂0_s	2-8
CaF₂	0-25
B₂0₃	0-10

Z výše uvedených údajů je zřejmé, že 6 0 % oxidu křemičitého je za hranicí bioaktivní taveniny odvozených skel (Okasuki a kol. Nippon Seramikbusu Kyokai Gakijutsu Konbuski, Vol. 99, str. 1-6 (1991).

Bylo stanoveno, že velikost 90-710 μπι je nejúčinnější pro periodontální aplikace v případě, že implantát je v přímém kontaktu s kostí. Avšak velikosti menší než 90 μπι jsou neúčinné kvůli jejich vysokému stupni reaktivity a rychlé resorpci v místě kosti. Kromě toho bylo určeno že velikosti menší než 90 μπι jsou rovněž neúčinné v měkké tkáni kvůli domněnce, že menší částice jsou vyjmuty makrofágy (viz. patent US 4,851,046) . Bylo zjištěno, že velikosti menši než 20 μπι jsou rovněž neefektivní v jistých kostních vadách (viz. patent US 5,204,106) kvůli vysokému stupni reaktivity.

V patentu US 4,239,113 je rovněž popsáno použití kostního cementu. Tento patent rovněž popisuje bioaktivní skelný keramický prášek, který má velikost částic od 10 až 200 μπι. Mimoto předmět uvedeného patentu vyžaduje použití kopolymerů methylmethakrylátu a skelných minerálních vláken.

·· ··

4 · ·: ·:

• Σ · · ·· ♦· ♦· · · · .· ·· ·· ··

Žádný z předcházejících způsobů nebo kompozic nemá kombinovanou výhodu jak snadné aplikace tak i žádoucí přilnavosti k zubní struktuře spočívající v průniku do velmi malých vad struktury zubu a možnosti nepřetržité chemické a fyzikální interakce se zubní strukturou po provedení aplikace.

Tudíž cílem vynálezu je poskytnout kompozici schopnou chemické a fyzikální interakce se zubní strukturou, které je jednoduše aplikovatelná a lehce přilnavá k zubní struktuře.

Dalším cílem vynálezu je poskytnout způsob použití této bioaktivní skelné kompozice k oštření různých dentálních a jiných vad.

Podstata vynálezu

Vynález se týká, např. bioaktivní skelné kompozice

zahrnující zejména	bioaktivní a biokompatibilní sklo
obsahující následující	komponenty, jejichž podíl je vyjádřen
v hmotnostních procentech:
SiO₂	40-60 %
CaO	10-30 %
Na₂O	10-35 %
P₂0_s	2-8 %
CaF₂	0-25 %
B₂0₃	0-10 %
K₂0	0-8 %
MgO	0-5 %,
přičemž částicové bioaktivní a biokompatibilní sklo obsahuje
částice menší než 90	μτα a účinné remineralizační množství

částic menší než ΙΟμπι. Vynález se rovněž týká různých způsobů dentálního ošetření zahrnujících remineralizaci, utěsnění trhlinek a/nebo jamek, vložkování zubní struktury, ošetření zubního kazu, překrytí dřeně, ošetření citlivé zubní • · • . .··· · · ·« • ·»····· · · • · · ··· · · · ··· · · · ·· · · · · · · struktury po chirurgickém zákroku, utěsnění zubovinových kanálků, a povrchu pro regeneraci dásně.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude více zřejmý z popisu následujících příkladů provedení vynálezu, ve kterém budou dělány odkazy na přiložené výkresy, na kterých obr. 1 zobrazuje zubovinový kontrolní povrch, který byl upravován 37% kyselinou orthofosforečnou po dobu 30 s za účelem vyjmutí libovolné rozetřené vrstvy po rozřezání a broušení pro napodobení klinické citlivosti, přičemž tento povrch nebyl upraven bioaktivním sklem podle vynálezu (2000 x zvětšeno), obr. 2 zobrazuje zubovinový kontrolní povrch, který byl upravován 37% kyselinou orthofosforečnou po dobu 30 s za účelem vyjmutí libovolné rozetřené vrstvy po rozřezání a broušení pro napodobení klinické citlivosti, přičemž tento povrch byl upraven bioaktivním sklem podle vynálezu (3000 x zvětšeno), obr. 3 zobrazuje zubovinový povrch, který byl upraven leptáním kyselinou a upravován bioaktivní skelnou kompozicí podle vynálezu ve vodě a glycerolu po dobu 2 minut (velikosti částic je nižší než 1 μτη až 90 μτη, 1000 X zvětšeno) , obr. 4 zobrazuje zubovinový povrch, který byl leptán kyselinou a následně upravován bioaktivní skelnou kompozicí podle vynálezu ve vodě a glycerolu po dobu 2 minut, přičemž povrch byl posléze protřepáván a oplachován vodou po dobu 2 minut (velikosti částic je nižší než 1 μτη až 20 μτη, 2000 X zvětšeno), obr. 5 zobrazuje zubovinový povrch, který byl leptán kyselinou a následně upravován bioaktivní skelnou kompozicí • * · · 99 · ·

podle vynálezu a ponořen do vody po dobu 3 dní, přičemž tento povrch nebyl posléze protřepáván, avšak byl oplachován po dobu 2 minut (velikosti částic je nižší než 1 μπι až 90 μπι, 2000 X zvětšeno), obr. 6 zobrazuje zubovinový povrch, který byl leptán kyselinou a následně upravován bioaktivní skelnou kompozicí podle vynálezu ve vodě a zubní pastě po dobu 2 minut, přičemž tento povrch byl posléze protřepáván a nato oplachován po dobu 2 minut (velikostí částic je nižší než 1 μπι až 3 μπι, 3000 X zvětšeno), obr. 7 zobrazuje zubovinový povrch, který byl’ vyleptán kyselinou a upravován bioaktivní skelnou kompozicí podle vynálezu ve vodě a zubní pastě po dobu 2 minut, přičemž tento povrch byl posléze protřepáván a nato oplachován vodou po dobu 2 minut (velikosti částic je nižší než 1 μπι až 3 μπι, 3500 X zvětšeno), obr. 8 a 9 zobrazují zubovinový povrch, který byl leptán kyselinou orthofosforečnou, upravován bioaktivní skelnou kompozicí podle vynálezu po dobu 2 minut a ponořen do fyziologického roztoku pufrovaného fosforečnanem po dobu 5 dní (velikosti částic je nižší než 1 μπι).

obr. 10 zobrazuje zubovinový povrch, který byl leptán kyselinou a následně upraven jedinou aplikací bioaktivní skelné kompozice podle vynálezu, obr. 11 zobrazuje zubovinový povrch, který byl leptán kyselinou a následně upraven třemi oddělenými aplikacemi bioaktivní skelné kompozice podle vynálezu a obr. 12 zobrazuje Fourierovu transformační spektroskopii provedenou na vzorcích upravených částicemi bioaktivního skla o optimální velikosti a tvaru.

·· ·· » · · 4 » · ·· ·· · · 4

Příklady provedení vynálezu

Předmětem vynálezu je bioaktivní skelná kompozice, při remineralizaci skloviny, zubního kazu, remineralizace před zubním kazem, zastavení protikazových těsnících která je použitelná, např. remineralizace začínajícího nakažené zuboviny, prevenci tvorby zubního kazu, rovněž i v prostředcích pro jamky a rozštěpy, profylaktických pastách, fluoridových ošetřujících prostředcích, zubovinových tmelech, apod.. Může být rovněž obsažen v zubních pastách, vložkách, podkladech, gelech a posilujících materiálech, jakým je např. obalové činidlo pro nepřímé překrytí dřeně, apod.. Kompozice podle vynálezu je také použitelná při ošetření povrchů po periodontálním chirurgickém zákroku za účelem snížení citlivosti zuboviny a zlepšení spojení s tkání. Tato kompozice je rovněž účinná v ošetření různých vad spojených s různými dentálními a jinými podmínkami a ve skutečném chemickém a fyzikálním spojení se zubem, čímž napomáhá remineralizaci zubní struktury.

Jak to bylo výše uvedeno, remineralizace představuje tvorbu hydroxyapatitu. Tato tvorba hydroxyapatitu začíná vystavením bioaktivní skelné kompozice vlivu vodných roztoků. Existuje domněnka, že ionty sodíku (Na⁺) v bioaktivním skle se vyměňují s ionty vodíku (H⁺) v tělesných tekutinách, což způsobuje zvýšení pH. Vápník a fosfor potom migrují z bioaktivního skla, čímž vytvářejí povrchovou vrstvu bohatou na vápník a fosfor. Níže uspořádaná vrstva bohatá na oxid křemičitý se pomalu zvětšuje, poněvadž ionty v sodíku v bioaktivním skle pokračují ve výměně s ionty vodíku roztoku. Po určité době vrstva bohatá na vápník a fosfor krystalizuje do hydroxyapatického materiálu. Kolagen může být strukturálně integrován s apatitovými aglomeráty. Jak to bude níže uvedeno, účinným remineralizačním množstvím je libovolné množství, které je schopné tvořit hydroxyapatit.

Pokud jde o termín zubní struktura, je tím myšlena

9

··· 9 ·

9 · zubu, zahrnující např. zubu cement. dřeňová libovolná část nebo libovolné části sklovinu, zubovinu, dřeň, kořen zubovina, koronální zubovina, libovolné dentální produkty, apod.

Bioaktivní sklo podle vynálezu je skelnou kompozicí, která tvoří vrstvu hydroxykarbonátoapatitu in vitro v případě, že je vložena do simulované tělní tekutiny. Bioaktivní sklo je např. tvořeno následující kompozicí (podíl jednotlivých komponent je uveden v hmotnostních procentech):

s iO₂	40-60
CaO	10-30
n₂o	10-35
p₂o_s	2-8
CaF₂	0-25
B₂O₃	0-10
K₂o	0-8
MgO	0-5

Bioaktivní skla o výše uvedeném složení představují účinnější materiál pro interakci se zubní strukturou. Biokompatibilní sklo podle vynálezu je tvořeno sklem, které nevyvolává velmi nepříznivou imunitní odezvu.

V souladu s vynálezem bylo zjištěno, že bioaktivní skla se specifickými rozměry částic jsou zejména použitelné pro úpravu výše uvedených podmínek. Zvláště překvapivé výsledky jsou dosaženy vynálezem v případě, že malé částice jsou kombinované s velmi malými částicemi. To je např. v případě, že kompozice obsahují malé částice, které jsou φ · • · • ΦΦ φφφ schopny spojení se zubní strukturou (např. částice o velikosti menší než přibližně 90 μτη) rovněž i menší částice (např. částice o velikosti menší než přibližně 10 μία) jsou použity v kombinaci, přičemž větší z těchto částic přilnou k zubní struktuře a působí jako iontové rezervoáry, zatímco menší z těchto částic vstupují dovnitř rozličných povrchových nepravidelností zubní struktury a ukládají se v těchto nepravidelnostech. Větší z uvedených částic poskytují rezervoár pro dodatečný vápník a fosfor tak, že mineralizace nebo ukládání vrstvy fosforečnanu vápenatého započaté malými částicemi může pokračovat. Dodatečný vápník a fosfor mohou být vyluhovány na celé zubní struktuře rovněž i na částicích, které se přichytili k vnitřním částem zubní struktury nebo k částem zubní struktury při otvorech povrchových nepravidelností zubní struktury, jakými jsou např. zubovinové kanálky. To zase vyvolává pokračování úplných reakcí a nepřetržitého růstu menších z uvedených částic, které byly uloženy dovnitř otvorů uvedených povrchových nepravidelností nebo u těchto otvorů, což může vést k účinnému pokrytí povrchových nepravidelností nebo vyplnění těchto nepravidelností. Tento nadbytek koncentrace iontů vápníku a fosforu je nutný pro uskutečnění nepřetržitých reakcí menších z uvedených částic, poněvadž tyto menší částice rychle vyčerpávají své ionty v důsledku jejich relativně vysoké plochy povrchu. Větší z uvedených částic reagují a uvolňují své ionty dlouhodobě pomaleji. Kromě toho větší z uvedených částic budou mechanicky obrušovat otvory různých povrchových nepravidelností zubní struktury, čímž dovolují malým částicím vstupovat do těchto povrchových nepravidelností a reagovat s těmito nepravidelnostmi.

Tento účinek je velmi užitečný v různých aplikacích. Tak např. v prevenci proti zubnímu kazu je kompozice podle vynálezu schopna proniknout do hloubky nejmenších povrchových nepravidelností a přijmout nepřetržitou zásobu iontů od větších sousedních částic, v důsledku čehož je schopna růstu • · ··· · po vyčerpání její uložené iontové zásoby. To je rovněž velmi užitečné pro utěsnění jamek a štěrbin, přičemž je dosaženo mnohem více účinného a dlouhotrvajícího těsnění.

V některých provedeních vynálezu jsou použity neobyčejně malé částice. Např., částice, jejichž velikost je menší než 1 μη až 2 g.m se ukládají do zubovinových kanálků, jejichž průměr je přibližně 1 až 2 μιη. Okluze těchto kanálků vede ke značnému omezení citlivosti zubu, např. po periodontálním chirurgickém zákroku. Výhodně je používána směs částic s průměry menší než 2 μιη a částic s průměry většími než 45 μπι. Bylo zjištěno, že tato kombinace poskytuje zejména účinnou kompozici.

Kompozice podle vynálezu obvykle nevyžaduji časově nastavení. Předešlé kompozice byly jednoduchým způsobem vyjmuty ze zubů broušením způsobeným čistěním zubů kartáčkem, působením mírných kyselin v jídle, proudem slin nebo jiných tekutin.. Avšak některé kompozice podle vynálezu jsou schopny odolat značnému míchání, oplachování vodou a dlouhotrvajícímu ponoření v simulovaných slinách po dobu pěti dnů. Mimoto mnohé z malých částic kompozice podle vynálezu nevyžadují časové nastavení, poněvadž začnou chemicky reagovat a lnout k zubní struktuře, jakmile přicházejí do styku s povrchy této struktury a tekutinami přirozeně přítomnými v ústech. Přestože kompozice podle vynálezu jsou účinná při jediné aplikaci, je pravděpodobné, že více četné aplikace budou účinnější.

Bioaktivní částicové sklo s relativně malými částicemi překvapivě nezpůsobuje významnou imunitní odezvu. Kromě toho není obvykle pohlcena makrofágy a je učiněna neaktivní v této aplikaci.

Kompozice podle vynálezu je schopna poskytnout bioaktivní vrstvu, která vytváří novou strukturální vrstvu, která představuje trvalou remineralizaci zubní struktury. To ·· bylo ověřeno přetvořením vrstvy hydroxykarbonátoapatitu na zubovinových povrchách po úpravě kompozicí podle vynálezu pomocí Fourierovi transformační infračervené spektroskopie.

V jednom provedení vynálezu částice mají velikost přibližně 20 μιη, přičemž přibližně 30 % částic má velikost menší než 10 /um. V dalším provedeni vynálezu částice mají průměrnou velikost 10 μτη, přičemž alespoň 25 % má velikost menší než 2 gm.

Kompozice podle vynálezu může být obsažena v zubních pastách. Ve skutečnosti částice uvedených kompozic mohou nahradit oxid křemičitý používaný v současné době v zubních pastách. Kromě toho fluorid obsažený ve skelně kompozici posiluje a zpevňuje zubní strukturu. Mimo přímou aplikaci bioaktivního skla na zuby bioaktivní skelná kompozice vynálezu může být rovněž aplikována v médiu na bázi solné nebo destilované vody.

Kompozice podle vynálezu může být rovněž obsažena v ústních vodách, gelech nebo může být předepsána dentistou jako pasta.

Příklady

Následující příklady nikterak neomezují rozsah vynálezu.

Experiment in vitro byl proveden použitím standardizované destičky zubovány z lidského vytrženého zubu. Tyto kotoučky byly odříznuty z vytrženého zubu použitím diamantové pily typu Isomet (Buchler Ltd) . Uvedené kotoučky měly tlouštíku 1 mmm a velikost zubu. Okluzní povrchy byly položeny na řadu karborundových papírů se zrnitostí od 320 až 600. Dále byl učiněn standardizovaný test povrchů. Povrchy φ» ·* • · • ··

byly upravovány 37% kyselinou orthofosforečnou po dobu 60 s za účelem vyjmuti rozetřených vrstev vytvořených během broušení a otevření a zvětšení všech zubovinových kanálků (viz. obr. 1 a 2) . Povrch byl oplachován destilovanou vodou po dobu 20 s a vysušen proudem vzduchu prostého oleje. Každá destička byla rozštípnuta v polovině a experimentální materiál umístěn na jednu polovinu vzorku, jak je to popsáno v příkladech. Neupravená destička s otevřenými a zvětšenými kanálky je znázorněna na obr. 1 a 2.

Povrch destičky v každé skupině byl snímán elektronovým mikroskopem. Destičky byly připevněny k příslušné části elektronového mikroskopu pomocí štěpinové pasty. Všechny vzorky byly vysušeny ve vakuu, pokryty rozprašováním a zkoumány ve snímacím elektronovém mikroskopu typu JEOL-T200.

Příklad 1

Startovacím produktem byla směs obsahující (podíly jednotlivých komponent uvedeny ve hmotnostních procentech)

S i0₂	45 %
CaO	24,5
Na₂0	24,5
p₂o₅	6 %

Za účelem dosažení homogenizace této směsi byla tato směs tavena v kelímku pokrytém platinou při teplotě 1350° C po dobu 2 hodin. Směs byla později ochlazena v deionizované vodě při teplotě 0° C. Frita byla vložena do vhodného mlecího zařízení, jakým je např. kulový mlýn nebo nárazový mlýn. Sklo je nato mleto po dobu 2 hodin a její rozemleté části jsou rozděleny podle velikosti do skupin.

• · · · · · · » · · · ·»» ' «

9 9 9 999 • 99 99 99 ·9

Použitím této techniky byly dosaženy částice o velikosti menší než 90 μπι a potvrzeny snímacím elektronovým mikroskopem a technikou rozptýlení laserového světla (Coulter LS 100). Tyto směsi byly umístěny na dříve popsané zubovinové destičky.

Doba působení těchto směsí na zubovinu se pohybuje mezi dvěma minutami v případě kartáčování vzorku a třemi dny v případě žádného protřepávání vzorku. Okluze kanálků je znázorněna na obr. 3 až 7. Z těchto obrázků je zřejmá úplná nebo částečná okluze zubovinových kanálků za přítomnosti malých částic o různých velikostech (1 až 5 μπι) . Krom toho. jsou očividné větší částice, které působí jako rezervoáry pro chemickou kompozici. Počátek časné tvorba krystalů hydroxyapatitu je potvrzen pomocí Fourierovy transformační infračervené spektroskopie.

Příklad 2

Obr. 8a 9 indikují výsledky dosažené použitím částic o velikosti menší než 1 μηπ, přičemž tyto částice byly vytvořeny podle příkladu 1. Vzorky z obr. 8 a 9 jsou tvořeny zubovinovými povrchy, které byly vyleptány kyselinou orthofosforečnou, upravovány pomocí bioaktivního skla po dobu 2 minut a ponořeny do fyziologického roztoku pufrovaného fosforečnanem po dobu 5 dní. Jak bylo potvrzeno Fourierovou transformační infračervenou spektroskopií, došlo k méně úplné regeneraci s nedostatkem velkých částic pro rezervoárový účinek.

Příklad 3

Příklad 3 slouží pro demonstrování přínosů souvisejících s více četnou aplikací kompozice podle vynálezu. Nejprve byl zubovinový povrch vyleptaný kyselinou ·· ·· • · · · • · ·· • · · · · • · · · ·» ·· ·· ·· . · · · · • · ·· • ··· · · • · · ·· ·· upravován jediným bioaktivním částicovým sklem po dobu dvou minut, přičemž tento povrch je znázorněn na obr. 10. Zubovinový povrch, který byl vyleptán kyselinou a třikrát upravován uvedeným sklem po dobu dvou minut je zobrazen na obr. 11.

Obr. 10 znázorňuje významnou penetraci částic kompozice do kanálků a okluzi těchto kanálků společně se spojením těchto částic s povrchem zuboviny. Obr. 11 zobrazuje ještě větší penetraci částic do zubovinových kanálků a okluzi těchto kanálků rovněž i přítomnost většího počtu částic. To demonstruje výhody spojené s více četnou aplikací kompozice podle vynálezu spočívající ve zvýšené okluzi zubovinových kanálků rovněž i zvýšeného počtu přítomných rezervoárů iontů vápníku a fosforu. To rovněž ilustruje mezičásticové spojení větších částic s menšími částicemi již spojenými s povrchem zuboviny.

Příklad 4

Příklad 4 dále ilustruje výhody spojené s použitím částic menších než 2 μπι v kombinaci s částicemi většími než 45 μπι. Za účelem demonstrování remineralizace je na obr. 12 znázorněna spektra získané Fourierovou transformační infračervenou spektroskopií následujících vzorků:

vzorek č. 1 vzorek č. 2 vzorek č. 3 srovnávací (neupravený zubovinový povrch) zubovinový povrch vyleptaný kyselinou zubovinový povrch upravovaný částicemi bioaktivního skla o velikosti menší než 2 μπι po dobu dvou minut ··· · ··· ··· • · · · • · · · • · · · • · · · · · vzorek č.4 zubovinový povrch upravený částicemi bioaktivniho skla, z nichž 40 % má velikost menší než 2 gm, 15 % má velikost v rozmezí od 2 do 8 gm, % má velikost v rozmezí od 8 do 20 gm, 15 % má velikost v rozmezí od 20 do 38 gm a 15 % má velikost v rozmezí od 38 gm do 90 gm.

Jak je to znázorněno na obr. 12, srovnávací vzorek poskytuje reprezentativní pohled na spektrum hydroxykarbonátoapatitu . Tvary vrcholů mezi vlnovými čísly 500 až 1150 jsou velmi charakteristické pro hydroxykarbonátoapatit . průběhu u vzorku č. 2 vlnových čísel od 900 vzorku leptáním kyselinou.

Jak je to zřejmé z obr. 12, vrcholy jsou přerušeny, zejména v rozmezí až 1150, v důsledku úpravy tohoto To ukazuje ztrátu minerálních komponent zubní struktury, vápníku a fosforu. Vzorek č. 3 demonstruje částečnou remineralizaci vápníku a fosforu na zubní struktuře. Vzorek č. 4 byl upravován směsí bioaktivniho skla s částicemi o optimální velikosti a optimálním tvaru, přičemž tento vzorek představuje téměř kompletní remineralizaci. Na obr. 11 je znázorněn fotomikrograf tohoto vzorku.

Příklad 5

Srovnávací příklad 5 znázorňuje výhody spojeně s použitím částic menších než 10 gm v kombinaci s částicemi většími než 45 gm proti použití částic menších než 2 gm nebo 53 až 90 gm. Jak to bude uvedeno v následující tabulce, kromě upravených povrchů byl použit i kontrolní vzorek neupraveného zubovinového povrchu.

Počet aplikací	Vzorek kompozice	Hodnocení	Pozorování
	53-90 μm	2	kanálky okludované přibližně z 50 % a přítomnost velkých částic
jedna
	kontrolní	0	žádná přítomnost částic
j edna	< 2μιη kontrolní	2	kanálky okludované přibližně z 50 % a nejsou pozorovány žádné velké částice otevřené kanálky
jedna	50% 53-90μσι 50% < 2 μπι	+3	kanálky okludované ze 75 %
	kontrolní	0	otevřené kanálky
	53-90 μπι	2	částečné uzavření kanálků a
více než	•		přítomnost velkých částic
j edna
	kontrolní	0	pozorována minimální okluze
více než jedna	<2 μm	2	částečné uzavření kanálků a přítomnost malých částic
	kontrolní	· 0	pozorována minimální okluze
	50% 53-90μιη	+3	nej lepší výsledky pokud jde o
více než j edna	5 0% < 2μπι		uzavření kanálků, obtížné najít otevřené kanálky
	kontrolní	0	pozorována minimální okluze

Všechny vzorky ve výše uvedené tabulce byly umístěny do vlhkého prostředí po dobu 24 hodin a potom vysoušeny po dobu 48 hodin.

Jak je to zřejmé z této tabulky, kombinace částic menší než 2 μπι a částic o velikosti v rozmezí 53 až 90 μπι poskytuje nej lepší výsledky. Existuje domněnka, že přítomnost částic s oběma velikostmi umožňuje menším částicím, které jsou uloženy v kanálcích, pokračovat v růstu potom, co jsou jejich vlastní ionty vápníku a fosforu vyčerpány a využít uvedené ionty z ostatních sousedních větších částic, které působí jako rezervoáry iontů vápníku a fosforu.

Ostatní příklady

Kompozice startovacího produktu pro následující příklady byla stejná jako v příkladu 1 s výjimkou podílu SiO₂, který v následujících případech byl 45 %, 55 % a 50 L

Rovněž způsob přípravy byl odlišný. Směs byla tavena v kelímku pokrytém platinou při teplotě 1350° C po dobu 2 hodin za účelem dosažení její homogenizace. Nato byla směs odlita do formy destičky, ponechána ochladit se na pokojovou teplotu . a rozdrcena kladivem. Rozdrcené skelné úlomky byly potom roztříděny prosíváním skrze standardní síto. Tyto úlomky byly nato separovány a zachyceny.

Použitím této techniky byly dosaženy částice o velikosti menší než 90 /zrn, přičemž přítomnost těchto částic byla potvrzena snímacím elektronovým mikroskopem a technikou na bázi rozptýlení laserového světla (Coulter LS 100). Uvedené směsi byly umístěny na dříve popsané zubovinové destičky.

V preparátech byly použity vzorky obsahující 45 %, 55 % a 60 % SiO₂, přičemž byly dosaženy stejné výsledky jako byly zjištěny v příkladě 1. Klíčem k těmto údajům byla opět rozmezí velikosti částic. V těchto případech je přítomen 60 % podíl oxidu křemičitého s částicemi o velikosti menší než 1 μπι až 90 μτη, přičemž tyto příklady demonstrují podobné reakce na zubovinových povrchách jako v příkladu 1.

Ačkoliv vynález byl popsán jedním provedením a více provedeními, tyto provedení nikterak neomezují rozsah vynálezu vymezeného následujícími patentovými nároky.

• ·

.. W~?<f • · · • · · ·· · · · • · ·

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Bioaktivní skelná kompozice obsahující částicové bioaktivní a biokompatibilní sklo mající následující hmotnostní procentní složení:

SiO₂ 40 - 60 0, o CaO 10 - 30 o, 'o Na₂0 10 - 35 o, o P₂0_s 2 - 8 % CaF₂ 0 - 25 Q, 0 B₂O₃ 0 - 10 % K₂O 0 - 8 o. MgO 0 - 5 %,

přičemž částicové bioaktivní a biokompatibilní sklo obsahuje částice menší než 90 gm a účinné remineralizační množství částic menších než přibližně 10 gm.

2. Způsob předcházení zubnímu kazu, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 1.

3. Způsob ošetření zubní struktury se zubním kazem, v yznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 1.

Způsob předcházení začínajícímu zubnímu kazu, v y • · značený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 1.

5. Způsob remineralizace skloviny, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zúbní struktury do styku s kompozicí podle nároku 1.

6. Způsob remineralizace začínajícího zubního kazu, v yznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 1.

7. Způsob utěsnění štěrbin v zubní struktuře, vyznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 1.

8. Způsob utěsnění jamek v zubní struktuře, vyzná č e n ý t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 1.

9. Způsob vložkování zubní struktury, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 1.

10. Způsob pokrytí dřeně, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 1.

11. Způsob léčení zubní přecitlivělosti, vyznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s • · • 9 9 · · · • ·· · · ·· · · · · · · • · · * *

... ··· ·· ·· ·· kompozicí podle nároku 1.

12. Způsob ošetření zubní struktury po periodontálním chirurgickém zákroku, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 1.

13. Kompozice pro ošetření zubů obsahující kompozici podle nároku 1 a zubní pastu, vložku, podklad, gel, výživný materiál, glycerinový gel, ústní vodu, profylaktickou pastu nebo činidlo pro nepřímé pokrytí dřeně, nebo jejich směsi.

14. Bioaktivní skelná kompozice bioaktivní a biokompatibilní sklo hmotnostní procentní složení: obsahující částicové mající následující SiO₂ 40 - 60 % CaO 10 - 30 % Na₂O 10 - 35 % P₂0_s 2-8 % CaF₂ 0 - 25 % B₂O₃ 0 - 10 % K₂o 0-8 % MgO 0-5 %, přičemž částicové bioaktivní a biokompatibilní sklo obsahující částice o velikosti v rozmezí mezi 45 /zrn a 90 μπι a účinné remineralizační množství částic menších než přibližně

μιη.

15. Způsob předcházení zubnímu kazu, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

16. Způsob ošetření zubní struktury se zubním kazem, v yznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

17. Způsob předcházení začínajícímu zubnímu kazu, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

18. Způsob remineralizace skloviny, vyznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

19. Způsob remineralizace začínajícího zubního kazu, v yznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

20. Způsob utěsnění štěrbin v zubní struktuře, vyznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

21. Způsob utěsnění jamek v zubní struktuře, vyznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

22. Způsob vločkování zubní struktury, vyznačený • · ·· ·· φφ ·· • · φ φ φ · · · φ φφφ · ΦΦΦ • Φ ΦΦ ΦΦ ΦΦ·· · ΦΦΦΦ ΦΦΦ • φφφ ΦΦ ·· tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

23. Způsob pokrytí dřeně, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

24. Způsob léčení zubní přecitlivělosti, vyznačen ý t i m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

. Způsob ošetření zubní struktury po periodontálním chirurgickém zákroku, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 14.

26. Kompozice pro ošetření zubů obsahující kompozici podle nároku 14 a zubní pastu, vložku, podklad, gel, výživný materiál, glycerinový gel, ústní vodu, profylaktickou pastu nebo činidlo pro nepřímé pokrytí dřeně, nebo jejich směsi.

27. Bioaktivní skelná kompozice obsahující částicové bioaktivní a biokompatibilní sklo obsahující částice menší než 90 μτη a účinné remineralizační množství částic menších než přibližně 10 μτη.

28. Bioaktivní skelná kompozice obsahující částicové bioaktivní a biokompatibilní sklo obsahující částice menší než 90 μm a účinné remineralizační množství částic menších než přibližně 5 μτη.

*· ·· • · « » · ·· ► · · « » · · « ·· ·· ·· ·· • · · · • · ·· ··· · *

29. Bioaktivní skelná kompozice obsahující částicové bioaktivní a biokompatibilní sklo obsahující částice menší než 90 μχα a účinné remineralizační množství částic menších než přibližně 2 μία.

30. Způsob předcházení zubnímu kazu, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 27.

31. Způsob ošetření zubní struktury se zubním kazem, v y- značený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 27.

32. Způsob předcházení začínajícímu zubnímu kazu, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 27.

33. Způsob remineralizace skloviny, vyznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 27.

34. Způsob remineralizace začínajícího zubního kazu, v yznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 27.

35. Způsob utěsnění štěrbin v zubní struktuře, vyznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 27.

36. Způsob utěsnění jamek v zubní struktuře, vyznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 27.

37. Způsob vložkování zubní struktury, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 27.

38. Způsob pokrytí dřeně, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle* nároku 27.

39. Způsob léčení zubní přecitlivělosti, vyznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 27.

40. Způsob ošetření zubní struktury po periodontálním chirurgickém zákroku, vyznačený tím, že spočívá v uvedení zubní struktury do styku s kompozicí podle nároku 27.

41. Kompozice pro ošetření zubů obsahující kompozici podle nároku 27 a zubní pastu, vložku, podklad, gel, výživný materiál, glycerinový gel, ústní vodu, profylaktickou pastu nebo činidlo pro nepřímé pokrytí dřeně, nebo jejich směsi.

42. Bioaktivní skelná kompozice obsahující částicové bioaktivní a biokompatibilní sklo obsahující částice menší než 90 μιη a částice menší než přibližně 2 μτη.

. Způsob remineralizace zubní struktury, vyznačený t í m, že spočívá v uvedení zubní struktury, která potřebuje remineralizovat, s bioaktivní skelnou kompozicí obsahující účinné remineralizační množství částic menších než 90 μτα.

44. Bioaktivní skelná kompozice obsahující částicové bioaktivní a biokompatibilní sklo mající následující hmotnostní procentní složení:

S iO₂ 40 - 60 o o CaO 10 - 30 a, o Na₂0 10 - 35 o, o P₂O_S 2 - 8 % CaF₂ 0 - 25 % B₂O₃ 0 - 10 o, o K₂O 0 - 8 % MgO 0 - 5 o, O z

přičemž částicové bioaktivní a biokompatibilní sklo obsahuje částice o velikosti mezi 50 μτα a 90 μτα a účinné remineralizační množství částic menších než přibližně 2 μτα.

Zastupuj e:

1/12 a .· »» ·· ·· ** • a a · · » · ♦ a · ·· · A · · a · · · * *·· A A • A A · * · A ♦ * A · ·· A · • A