DE102012003117A1

DE102012003117A1 - Antimikrobielle Füllmaterialmischung

Info

Publication number: DE102012003117A1
Application number: DE102012003117A
Authority: DE
Inventors: Helmut Ritter; Alexander Burkhart; Julian Fischer; Sabrina Gingter; Adam Mondrzyk
Original assignee: DUESSELDORF H HEINE, University of; Heinrich Heine Universitaet Duesseldof
Current assignee: DUESSELDORF H HEINE, University of; Heinrich Heine Universitaet Duesseldof
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-22
Also published as: WO2013120610A3; WO2013120610A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine härtbare Füllmaterialmischung, umfassend als Komponente (a) ein Epoxid, als Komponente (b) ein Amin und als Komponente (c) ein quartäres Ammoniumsalz. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Füllmaterials durch Vorsehen einer härtbaren Füllmaterialmischung und anschließendem Härten sowie das durch dieses Verfahren erhältliche gehärtete Füllmaterial. Des Weiteren umfasst die Erfindung einen Kit zur Bereitstellung einer härtbaren Füllmaterialmischung, wobei in dem Kit die Komponente (a) getrennt von der Komponente (b) vorliegt. Das durch Härten der härtbaren Füllmaterialmischung erhaltene Füllmaterial zeichnet sich insbesondere durch seine lang anhaftenden antimikrobiellen Eigenschaften aus. Die Füllmaterialmischung ist insbesondere zur Füllung und Versiegelung von Wurzelkanälen geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft eine härtbare Füllmaterialmischung, umfassend als Komponente (a) ein Epoxid, als Komponente (b) ein Amin und als Komponente (c) ein quartäres Ammoniumsalz. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Füllmaterials durch Vorsehen einer härtbaren Füllmaterialmischung und anschließendem Härten sowie das durch dieses Verfahren erhältliche gehärtete Füllmaterial. Des Weiteren umfasst die Erfindung einen Kit zur Bereitstellung einer härtbaren Füllmaterialmischung, wobei in dem Kit die Komponente (a) getrennt von der Komponente (b) vorliegt. Das durch Härten der härtbaren Füllmaterialmischung erhaltene Füllmaterial zeichnet sich insbesondere durch seine lang anhaltenden antimikrobiellen Eigenschaften aus. Die Füllmaterialmischung ist insbesondere zur Füllung und Versiegelung von Wurzelkanälen geeignet.
Hintergrund der Erfindung
Aufgrund des großen Interesses an restaurativen Zahnbehandlungen, welches auf dem Wunsch basiert, die natürlichen Zähne möglichst lange zu erhalten, gibt es einen verstärkten Bedarf nach verbesserten dentalen Materialmischungen zur Restauration und Erhalt von Zähnen. Insbesondere gibt es einen verstärkten Bedarf nach polymerisierbaren Zusammensetzungen, die zu ausgehärteten, gegebenenfalls leicht wieder entfernbaren Materialien führen und sich vor allem als Füllung und Versiegelung von Wurzelkanälen eignen.
Füllmaterialien
Auf dem Dentalmarkt ist eine breite Produktpalette an Füllmaterialien erhältlich, die sich durch Art und Anwendung der Therapie unterscheiden. Derartige Füllmaterialen bestehen im Wesentlichen aus Zinkoxid oder Calciumhydroxid zusammen mit einem organischen Salzbildner. Insbesondere Materialien auf Basis von Eugenol (ein Phenylpropanoid) und Calciumhydroxid erfüllen jedoch nicht die hohen Ansprüche moderner Materialien bezüglich Haftbarkeit und Verarbeitbarkeit. Insbesondere die Randdichtigkeit der Füllung zum Zahnrand ist einer der Hauptaspekte. Das verwendete Material muss den Kanal dicht verschließen, um das Eindringen infektiöser Keime zu verhindern, da sonst die Gefahr einer Infektion besteht. Voraussetzung für das Erhalten der Dichtigkeit ist eine sehr geringe Löslichkeit des Füllmaterials. Außerdem muss das Material gewebeverträglich sein, da es beim Einbringen in den Wurzelkanal auch zur Berührung mit lebendem Gewebe kommen kann.
Es wurden in der Vergangenheit bereits Versuche unternommen, mit anderen Füllmaterialien zu besseren Ergebnissen als mit Zinkoxid/Calciumhydroxid-Systemen zu gelangen. Das Füllmaterial der Glasionomerzemente (GIZ) ist bekannt für dichten Randverschluss, da es am Dentin chemisch-physikalische Haftung aufweist. Außerdem zeigt es eine sehr geringe Löslichkeit und wird zudem als gewebeverträglich eingestuft. Heute verfügbare Glasionomerzemente sind verhältnismäßig kostengünstig. Sie sind jedoch in ihrer Haltbarkeit und Druckfestigkeit stark beschränkt. Des Weiteren mangelt es ihnen an einer ausreichenden Verarbeitungszeit zum Einbringen in den Wurzelkanal. Für die Wurzelkanalfüllung einschließlich der Röntgenkontrolle benötigt der Zahnarzt in der Regel 1 Stunde, die GIZ härten jedoch deutlich schneller aus.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Füllstoffe auf Epoxidharzbasis bekannt. Häufig wird in diesen Epoxidharzen neben dem Epoxid als weiterer Bestandteil Urotropin verwendet. Insbesondere das Urotropin setzt während der Härtung der Füllung jedoch das giftige Formaldehyd frei, welches zu gesundheitlichen Schädigungen wie beispielsweise allergischen Reaktionen führen kann. 2004 stufte die Weltgesundheitsorganisation WHO die Substanz Formaldehyd als „krebserregend für den Menschen” (CMR-Gefahrstoff, d. h. karzinogener, mutagener und reproduktionstoxischer Stoff) ein. CMR-Gefahrstoffe zählen zu den besonders gefährlichen Stoffen und sollten durch weniger gefährliche Stoffe substituiert werden. Auf die Einstufung der WHO gründet sich die Einschätzung des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR), die Formaldehyd ebenfalls als „krebsauslösend für den Menschen” einstuft. Ungeachtet dessen setzen einige Hersteller dem Wurzelkanalfüllmaterial Urotropin oder Paraformaldehyd zu, um eine bakterizide Wirkung zu erzielen. Der positive Nebeneffekt der Formaldehydfreisetzung, welcher zur Desinfizierung des Wurzelkanals durch die bakterizide Wirkung des Formaldehyds beiträgt, wird jedoch nur temporär durch die Zersetzung des Urotropins oder Freisetzung von Formaldehyd aus Paraformaldehyd erzielt. Eine anhaltende, gleichbleibende antimikrobielle Wirkung wird jedoch nicht erzielt.
Wurzelkanalfüllungen
Wurzelkanalfüllmaterialien dienen dem Auffüllen eines aufbereiteten Wurzelkanals. Aufbereitungen für diese Füllungen erfolgen normalerweise „blind”. Dies bedeutet, dass das Ergebnis vorbereitender Maßnahmen sowie die Füllung selbst nicht direkt visuell beurteilbar sind. Ein Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Füllmaterialien ist, dass sie bei Aushärtung schrumpfen. Dies kann wiederum dazu führen, dass schrumpfungsbedingte Spalträume auftreten. Durch diese Spalträume kann beispielsweise Sekret durch die Wurzelspitze her in die Zahnhöhle eindringen, wodurch ein Nährboden für Bakterien geschaffen wird.
Bei einer Wurzelkanalbehandlung wird zunächst das Pulpagewebe entfernt. Anschließend wird das Wurzelkanallumen mit genormten Instrumenten aufbereitet, gespült und getrocknet. Oft wird der Wurzelkanal nicht sofort definitiv abgefüllt, sondern für einige Tage bis Wochen mit einer antimikrobiellen Calciumhydroxidpaste gefüllt. Zur definitiven Füllung der Wurzelkanäle eignen sich mehrere Methoden. Als Standardtechnik hat sich die laterale Kondensation bewährt, bei der mehrere Guttaperchastifte mit Wurzelkanalfüllmaterial beschichtet und in den Kanal eingebracht werden. Hierbei wird für gewöhnlich in den aufbereiteten Wurzelkanal ein genormter Guttaperchastift (formkongruent zur letzten Instrumentengröße der Aufbereitung) eingepasst. Der Sitz dieses Stiftes (Hauptstift/Masterpoint) wird oft mittels Röntgenaufnahmen kontrolliert. Anschließend werden der Stift und/oder die Kanalwand mit einem Wurzelkanalfüllmaterial beschichtet, und der Stift wird erneut in den Wurzelkanal eingebracht. Nach dem Einbringen eines ersten Stiftes können weitere Stifte nachgeschoben werden, um die oft noch unregelmäßige Kanalwand dicht zu füllen. Dieses Vorgehen ist jedoch sehr umständlich und führt häufig zu einer unbefriedigenden Abdichtung.
Die bekannten Füllungswerkstoffe für Zähne bzw. Wurzelkanäle erfordern, wie oben beschrieben, recht aufwendige und umständliche Verarbeitungsmethoden, um die Gefahr der Bildung von schrumpfungsbedingten Spalträumen zwischen der Füllung und dem Zahn bzw. dem Wurzelkanal zu verhindern. Diese Vorgehensweise stellt eine erhebliche Belastung für den Patienten dar und verursacht durch die zeit- und arbeitsintensive Behandlungsmethodik erhebliche Kosten. Bei Auftreten bakterieller Infektionen aufgrund undichter Füllungen bzw. durch Bildung von Spalträumen werden häufig Nachbehandlungen erforderlich, welche für den Patienten mit erheblichen Belastungen verbunden sind.
Weitere, in herkömmlichen dentalen Füllmaterialien verwendete antimikrobielle Substanzen, wie beispielsweise Paraformaldehyd, Silber oder Cortison können toxische Eigenschaften aufweisen, zu allergischen Reaktionen führen und/oder sie verlieren ihre Wirkung rasch nach der Aushärtung, so dass keine lang anhaltende antimikrobielle Wirkung erhalten wird.
Es besteht somit ein erhöhter Bedarf an Füllmaterialmischungen wie Wurzelkanalfüllmaterialien, welche die zuvor aufgeführten Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Materialien nicht aufweisen und in denen auf die Verwendung des gesundheitsschädlichen Urotropins verzichtet werden kann. Es besteht insbesondere ein Bedarf an dentalen Füllmaterialmischungen, insbesondere Materialmischungen zur Füllung von Wurzelkanälen, welche ohne die Bildung von schrumpfungsbedingten Spalträumen aushärten und auch nach der Härtung eine lang anhaltende antimikrobielle Wirkung entfalten. Die antimikrobielle Wirkung soll hierbei frei von gesundheitsschädlichen Nebenwirkungen sein und die verwendeten Materialien eine gute Gewebeverträglichkeit aufweisen.
Yu-Hong Xiao et al., (2008), „Antibacterial effects of three experimental quaternary ammonium salt (QAS) monomers on bacteria associated with oral infections", Journal of Oral Science, beschreibt die Immobilisierung von antimikrobiell-wirkenden quartären Ammoniumsalzen in einer Polyacrylatmatrix. Die Verwendung von Polyacrylat als dentales Füllmaterial hat jedoch den entscheidenden Nachteil der Bildung von schrumpfungsbedingten Spalträumen bei der Härtung. In diese Spalträume können Bakterien eindringen und Infektionen verursachen.
Y. Weng et al., (2010), „A novel antibacterial dental glass-ionomer cement", European Journal of Oral Sciences, beschreibt die Synthese und antibakterielle Wirkung polyquartärer Ammoniumsalz-enthaltender Glassionomerzemente. Die hierbei verwendeten Glassionomerzemente beruhen auf einer Polyacrylsäure-Itaconsäurebasis. Diese können jedoch zu schrumpfungsbedingten Spalträumen bei der Härtung führen. In diese Spalträume können Bakterien eindringen und Infektionen verursachen.
Die antibakterielle Wirkung von quartären Ammoniumverbindungen ist ferner in der US 2010/0178427 A1 beschrieben. Ihre Verwendung in härtbaren Füllmaterialmischungen wie Wurzelkanalfüllmaterialien ist jedoch nicht beschrieben.
Aufhabe der vorliegenden Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, verbesserte Füllmaterialmischungen bereitzustellen, welche die genannten Nachteile der im Stand der Technik verwendeten Materialien nicht aufweisen beziehungsweise vermeiden. Es bestand insbesondere die Aufgabe, verbesserte Füllmaterialmischungen bereitzustellen, welche ohne die Bildung von schrumpfungsbedingten Spalträumen aushärten und auch nach der Härtung eine lang anhaltende antimikrobielle Wirkung entfalten. Die Füllmaterialien sollen bevorzugt ferner eine hohe Gewebeverträglichkeit aufweisen, insbesondere sollen sie keine allergischen Reaktionen auslösen, und sich leicht verarbeiten lassen.
Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung
Es wurde nun überraschend gefunden, dass die Nachteile der im Stand der Technik bekannten Füllmaterialien durch Einpolymerisieren einer antimikrobiellen Substanz in Form von quartären Ammoniumsalzen in ein Epoxid-Amin-Polymersystem überwunden werden können.
Die Aufgabe wird in der vorliegenden Erfindung überraschend gelöst durch die Bereitstellung einer härtbaren Füllmaterialmischung, umfassend als Komponente (a) ein Epoxid, als Komponente (b) ein Amin und als Komponente (c) ein quartäres Ammoniumsalz. Die Füllmaterialmischung eignet sich insbesondere zur Füllung oder Versiegelung von Wurzelkanälen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Füllmaterials, umfassend die Schritte (a) Bereitstellung einer härtbaren Füllmaterialmischung und (b) Härten der Mischung, wobei die Härtung bevorzugt bei Körpertemperatur erfolgt, sowie das hierdurch erhältliche gehärtete Füllmaterial.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Kit zur Bereitstellung einer härtbaren Füllmaterialmischung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine härtbare Füllmaterialmischung, umfassend als Komponente (a) ein Epoxid, als Komponente (b) ein Amin und als Komponente (c) ein quartäres Ammoniumsalz. Typischerweise wird bei der Aushärtung das quartäre Ammoniumsalz in das im Folgenden beschriebene Amin-Epoxidsystem einpolymerisiert.
Während der Aushärtung im menschlichen Körper, beispielsweise im menschlichen Zahn, d. h. bei ca. 37°C Körpertemperatur, entsteht aus einem primären oder einem sekundären Amin und einem Epoxid, insbesondere einem Di-, Tri- oder Oligoepoxid, ein Polyaminoalkohol (PAA), wie in folgendem Reaktionsschema dargestellt.
wobei R' und R'' unabhängig voneinander ein beliebiger organischer Rest wie Alkyl, Aryl oder Cycloalkyl sind, gegebenenfalls substituiert, und welche auch Heteroatome enthalten können, und n eine positive ganze Zahl ist.
Epoxid
Die erfinderische härtbare Füllmaterialmischung umfasst als erste Komponente (Komponente (a)) ein Epoxid. Die erfindungsgemäßen Epoxide eignen sich insbesondere zur Herstellung von medizinischen Füllstoffen wie beispielsweise Wurzelkanalfüllmaterialien in Form von hochmolekularen, thermoplastischen Polymeren durch Polyadditionsreaktionen mit einer Aminkomponente wie zuvor beschrieben. Die erfindungsgemäß eingesetzten Epoxide umfassen monomere, Di-, Tri- und oligomere Epoxide, polymere Epoxide sowie Kombinationen hiervon. Die vorzugsweise eingesetzten Epoxide können aliphatisch, zyklisch, aromatisch oder heterozyklisch sein, gegebenenfalls substituiert und können auch Heteroatome enthalten.
Geeignete Epoxide sind typischerweise lineare Moleküle mit terminalen Epoxidgruppen wie zum Beispiel Diglycidylether von Polyoxyalkylenglykol, Epoxide mit intrinsischen Epoxidgruppen des Moleküls, wie z. B. 2,7-Dioxabicyclo[4.1.0]heptan-3-ylmethyl-2,7-dioxabicyclo[4.1.0]heptan-3-carboxylat, Polymere mit Oxiran-Einheiten wie zum Beispiel Polybutadienpolyepoxid sowie Polymere mit anhängigen Epoxidgruppen wie beispielsweise Glycidylmethacrylat-Polymere oder Copolymere. Die erfindungsgemäßen Epoxide können als Reinstoff sowie als Mischungen von zwei oder mehreren Epoxiden vorliegen. Die Epoxideinheiten enthalten vorzugsweise 1, 2, 3 oder mehr Epoxidgruppen pro Molekül, besonders bevorzugt 2 oder 3 Epoxidgruppen pro Molekül (Di- und Triepoxide). Im Sinne der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugte Epoxide sind Di- und Triglycidylether, in welchen die Epoxidgruppen über einen aliphatischen, zyklischen, aromatischen und/oder verzweigten Rest R verbunden sind, welcher auch Heteroatome enthalten kann.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Epoxide sind die in Tabelle 1 aufgelisteten Verbindungen. Tabelle I
Weitere bevorzugte Epoxide sind ausgewählt aus Δ³-Tetrahydrophthalsäurediglycidylether, und Polyethylenglycoldiglycidylether. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist Eisphenol-A-diglycidylether (BADGE).
Amin
Die erfindungsgemäße härtbare Füllmaterialmischung umfasst als zweite Komponente (Komponente (b)) ein Amin. Erfindungsgemäß geeignet sind alle Amine, welche Polyadditionsreaktionen mit den zuvor beschriebenen Epoxiden eingehen können.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Amine umfassen monomere, Di- und Triamine, oligomere sowie polymere Amine sowie Kombinationen hiervon. Die vorzugsweise eingesetzten Amine können aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch sein, gegebenenfalls substituiert, und können auch Heteroatome enthalten. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Alkylamine. Weitere bevorzugte Amine sind ausgewählt aus α-Aminocaprolactam, L-Lysin-tert.-butylester, L-Lysinmethylester, L-Lysin, L-Arginin, L-Histidin, L-Tryptophan, lineare gesättigte und ungesättigte Amine, bevorzugt Octylamin, Amine vom Polyetheramintyp, verzweigte Amine, bevorzugt Adamantanamin und Amine mit aromatischen Funktionalitäten, bevorzugt Benzylamin, α-Phenylethylamin, N,N-Dibenzylethylendiamin, N,N'-Dibenzyl-3,6-dioxanonandiamin-1,8, N,N'-Dibenzyl-5-oxanonandiamin-1,9, N,N'-Dibenzyl-(2,2,4)-trimethylhexamethylendiamin und/oder N,N'-Dibenzyl-(2,2,4)-trimethylhexamethylendiamin. Es können auch Mischungen aus zwei oder mehreren Aminen verwendet werden.
In einer Ausführungsform umfasst die Aminkomponente (b) eine Aminosäure und/oder ein Aminosäurederivat, wobei die Aminkomponente auch als Mischung von Aminosäuren und/oder Aminosäurederivaten vorliegen kann. Bevorzugt sind proteinogene Aminosäuren, bevorzugt Lysin, Histidin, Tryptophan, Arginin oder Mischungen davon, besonders bevorzugt ist Lysin, insbesondere L-Lysin.
Die Verwendung von Aminosäurederivaten ist insbesondere bei Verwendung der erfindungsgemäßen Füllmaterialien als dentales Wurzelkanalfüllmaterial vorteilhaft, da bei Verwendung von Aminen wie ummodifizierten Aminosäuren in einigen der erfinderischen Füllmaterialmischungen zur Aushärtung höhere Temperaturen benötigt werden als bei entsprechenden Aminosäurederivaten. Es wird hierbei vermutet, dass die Säurefunktion die Aushärtung beeinträchtigt. Durch Derivatisierung wie Amidierung und/oder Veresterung der Aminosäure(n) wird die Säurefunktion ausgeschaltet, was zu einer Härtung auch bei niedrigen Temperaturen wie bei Körpertemperatur (ca. 37°C) führt.
In einer Ausführungsform ist das Amin der Komponente (b) daher ein Aminosäurederivat, welche gegebenenfalls auch als Mischung mit anderen Aminen und/oder nicht-derivatisierten Aminosäuren vorliegen kann. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Ester und/oder Amide der oben genannten Aminosäuren. Bevorzugte Beispiele sind L-Lysin-tert.-Butylester und L-Lysinmethylester.
Des Weiteren können die oben genannten Amine, wie beispielsweise die genannten Aminosäuren, in enantiomerenreiner Form, d. h. in der D- oder L-Form, beliebigen Mischungen der Enantiomere, oder als Racemat eingesetzt werden. Vorzugsweise wird das L-Enantiomer der oben genannten Amine, wie beispielsweise der genannten Aminosäuren, eingesetzt.
In der erfindungsgemäßen härtbaren Füllmaterialmischung liegt die Epoxidkomponente (a) und die Aminkomponente (b) in einem molaren Verhältnis von 10:1 bis 1:10 mol/mol, bevorzugt in einem molaren Verhältnis von 2:1 bis 1:2, besonders bevorzugt in einem molaren Verhältnis von etwa 1:1 vor.
Eine besonders bevorzugte Kombination von Epoxid- sowie Aminkomponente bildet die Verwendung einer Mischung von Bisphenol-A-diglycidylether (BADGE) mit α-Aminocaprolactam, wobei das optimale molare Mischungsverhältnis des Amins mit BADGE bei 1:1 mol/mol liegt, jedoch auch ein Mischungsverhältnis bis zu 1:2 mol/mol noch zu einem Produkt mit guten Eigenschaften bezüglich Aushärtung, Haltbarkeit und Verarbeitungseigenschaften führt.
Die bei der Härtung dieser Kombination erfolgende Polyadditionsreaktion kann durch folgendes Reaktionsschema dargestellt werden, wobei n eine positive ganze Zahl ist.
Antimikrobielle Substanz
Die erfinderische härtbare Füllmaterialmischung umfasst als dritte Komponente (Komponente (c)) eine antimikrobielle Substanz in Form eines quartären Ammoniumsalzes. Als quartäres Ammoniumsalz (sogenanntes „Quat”) wird ein positiv geladenes, quartäres Amin verstanden. Die Verwendung von quartären Ammoniumsalzen hat den überraschenden Vorteil, dass diese sich bei Aushärtung der dentalen Füllmaterialmischung in das erhaltene dentale Füllmaterial einpolymerisieren lassen, wodurch eine langfristige antimikrobielle Wirkung, insbesondere eine langfristige antibakterielle Wirkung, erhalten wird. Im Gegensatz hierzu nimmt die antimikrobielle Wirkung der im Stand der Technik konventionell verwendeten Stoffe nach der Aushärtung schnell ab, zum Beispiel durch Auswaschen der antimikrobiellen Stoffe aus der Polymermatrix (sogenanntes „Leaching”).
Das polyquartäre Ammoniumsalz wirkt insbesondere dann antimikrobiell, wenn es zumindest eine lineare, verzweigte oder zyklische C_1-20-Alkyl- und/oder C_6-20-Arylkette, bevorzugt mindestens eine C_7-14-Alkyl- und/oder C_8-14-Arylkette, enthält, welche substituiert sein und/oder Heteroatome enthalten kann, bevorzugt eine lineare C_7-14-Alkylkette enthält.
Die Verwendung eines Ammoniumsalzes in der härtbaren Füllmaterialmischung führt dazu, dass das erhaltene polymere Füllmaterial positiv geladene Ammoniumgruppen aufweist, so dass das Polymer an die negativ geladene Zellwand der Bakterien andocken kann. Aufgrund der bevorzugten Anwesenheit mindestens einer hydrophoben Alkyl- und/oder Arylkette wie oben beschrieben, vermag der Polymerrest in den hydrophoben Zwischenraum der Zellwand einzudringen und diese zu destabilisieren. Dies führt zum Platzen der Zellwand und somit zur antimikrobiellen Wirkung. Für die optimale Funktionsweise des erfindungsgemäßen Amin-Epoxid-Systems sind somit die Epoxidgruppe und die vorzugsweise primäre Amingruppe, welche die Aushärtung in einem Amin-Epoxidsystem vorzugsweise bei Körpertemperatur ermöglichen, der Spacer, d. h. der Raum der Polymerkette zwischen der Aminfunktion und der positiven Ladung des quartären Ammoniumsalzes, die quartäre Ammoniumfunktion und der Alkyl- und/oder Arylrest, welcher in der im Folgenden dargestellten Formel (I) durch die Länge m und den Rest R³ definiert wird, von großer Bedeutung.
Die antibakterielle Wirkung der quartären Ammoniumsalze sowie bevorzugte quartäre Ammoniumsalze sind in Weng, Y. et al., „A novel antibacterial dental glass-ionomer cement", European Journal of Oral Sciences, 2010, Seiten 531 bis 534 beschrieben.
Es ist in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Aminfunktion der Komponente (b) und die quartäre Ammoniumfunktion der Komponente (c) in einem Molekül vorkommen. In dieser Ausführungsform liegen somit die Komponenten (b) und (c) in einem Molekül vor, welches dann zur Härtung mit einem getrennt hiervon vorliegenden Epoxid (Komponente (a)) reagiert. Das quartäre Ammoniumsalz ist hierbei vorzugsweise ein lineares Diamin, in welchem die bevorzugt primäre Aminfunktion von der positiv geladenen quartären Ammoniumfunktion (quartäre Amingruppe) durch den oben beschriebenen Spacer voneinander getrennt ist.
In einer alternativen Ausführungsform kann auch das oben beschriebene Epoxid die quartäre Ammoniumfunktion enthalten, so dass die Komponenten (a) und (c) in einem Molekül vorkommen, welches dann zur Härtung der Füllmaterialmischung mit einem getrennt hiervon vorliegenden Amin (Komponente (b)) reagiert.
Das bevorzugte Diamin kann durch die allgemeine Formel (I) dargestellt werden:
wobei n 1–20, bevorzugt 2–7 und besonders bevorzugt 3–5 ist,
m 1–25, bevorzugt 6–18 und besonders bevorzugt 8–14 ist,
X^– ein Halogenidanion ist, bevorzugt ausgewählt aus Br^– oder Cl^–, besonders bevorzugt Br^–,
R¹ und R² voneinander unabhängig Wasserstoff, C_1-20-Alkyl und/oder C_6-20-Aryl sind, welche substituiert sein und/oder Heteroatome enthalten können, vorzugsweise R¹ und/oder R² Methyl sind, und
R³ Wasserstoff, C_1-20-Alkyl oder C_6-20-Aryl ist, welche substituiert sein und/oder Heteroatome enthalten können, bevorzugt Wasserstoff, ist.
Im Fall, dass R¹, R² und/oder R³ ein Alkylrest ist, kann dieser linear, verzweigt oder zyklisch sein, bevorzugt ein linearer Alkylrest.
Bevorzugte quartäre Ammoniumsalze sind beispielsweise 4-Aminobutyl-diethylmethylazanium, 3-Aminopropyl-decyldimethylazaniumbromid, 3-Aminopropyl-dodecyldimethylazaniumbromid und/oder 3-Aminopropyl-octyldimethylazaniumbromid.
Ferner kann neben dem Diamin in Form eines aminhaltigen quartären Ammoniumsalzes eine weitere Aminkomponente in der härtbaren Füllmaterialmischung enthalten sein.
Eine besonders bevorzugte Kombination einer härtbaren Füllmaterialmischung, insbesondere zur Füllung von Wurzelkanälen, umfasst eine Mischung aus Bisphenol-A-Diglycidylether, α-Aminocaprolactam mit einem quartären Ammoniumsalz.
Die Reaktion dieser drei Komponenten kann durch folgendes beispielhafte Reaktionsschema verdeutlicht werden:
wobei n, m, R¹, R² und R³ wie in der Formel (I) definiert sind und x und y positive ganz Zahlen sind. Bevorzugt ist der Rest R³ des polyquartären Ammoniumsalzes ausgewählt aus Wasserstoff, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, ein aromatischer Rest wie beispielsweise Benzyl oder ein zyklischer Kohlenwasserstoff wie beispielsweise Cyclohexyl.
Weitere erfindungsgemäß geeignete quartäre Ammoniumverbindungen, welche ethylenisch ungesättigte Gruppen enthalten, sind in der US 2010/0178427 A1 beschrieben, auf welche hiermit Bezug genommen wird.
In einer weiteren Ausführungsform kann das quartäre Ammoniumsalz zwei oder mehre Ammoniumfunktionen pro Molekül aufweisen und/oder als polymeres Ammoniumsalz vorliegen (sogenanntes „Polyquat”).
In einer Ausführungsform, in der das quartäre Ammoniumsalz frei von endständigen primären Amingruppen ist, wird es nicht in die Polymerkette des Amin-Epoxid-Systems während der Härtung eingebaut, so dass es als eigenständiges Molekül in dem gehärteten Füllmaterial vorliegt. Derartige ungebundene quartäre Ammoniumsalze können in dem gehärteten Füllmaterial auch zusätzlich zu polymergebundenen quartären Ammoniumsalzen vorliegen. Beispiele für derartige erfindungsgemäße quartäre Ammoniumsalze sind Bis(3-decoxy-2-hydroxypropyl)-dimethylazanium und Tris(2,3-dihydroxypropyl)azanium.
Die Herstellung der quartären Ammoniumsalze erfolgt typischerweise durch eines der im Folgenden beschriebenen Verfahren A), B) oder C). Die Verfahren A) und B) beschreiben hierbei die Herstellung von erfindungsgemäß bevorzugten aminhaltigen quartären Ammoniumsalzen (Komponenten (b) und (c) in einem Molekül), während das Verfahren C) die Herstellung eines Epoxids mit quartärer Ammoniumgruppe beschreibt (Komponenten (a) und (c) in einem Molekül).

A) Zunächst wird die primäre Aminfunktion eines aus einem primären Amin und einem tertiären Amin bestehenden Diamin durch eine Schutzgruppe geschützt. Beispielsweise kann die primäre Aminfunktion von N,N-Dimethyl-l,3-diaminopropan mit Hilfe von Di-tert.-butyldicarbonat geschützt werden. Anschließend wird die tertiäre Aminfunktion mit einem Alkylhalogenid wie beispielsweise Decylbromid zum quartären Ammoniumsalz alkyliert. Daraufhin wird die verwendete Schutzgruppe durch Einwirkung einer Säure wie beispielsweise Salzsäure wieder abgespalten und so das quartäre Ammoniumsalz mit primärer Aminfunktion erhalten. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens ist durch das folgende Reaktionsschema veranschaulicht.
B) Zur Synthese von geeigneten erfindungsgemäßen quartären Ammoniumsalzen ohne die Verwendung von Schutzgruppen kann ein organisches Amin mit Nitrilfunktion als Ausgangsmaterial eingesetzt werden. In einem Beispiel wird gemäß des folgenden Reaktionsschemas zunächst das N,N-Dimethyl-1-amino-2-cyanoethan mit Decylbromid alkyliert. Anschließend wird die Nitrilfunktion zum Amin hydriert.
C) Eine weitere Möglichkeit zur Synthese des erfindungsgemäßen quartären Ammoniumsalzes besteht durch Bildung eines Epoxid-Oligomers mit anschließender Quartärnisierung. Das antibakterielle Oligomer wird beispielsweise aus einem 1,4-Butandioldiglycidylether oder vergleichbarem Diglycidylether und einem primären Amin hergestellt, wie in dem unten gezeigten Reaktionsschema dargestellt. Der organische Rest R ist hierbei definiert wie die Reste R¹ und R² der Formel (I). Im Falle eines Alkylrests kann dieser linear, verzweigt oder zyklisch sein. Anschließend wird das nun tertiäre Oligoamin mit einem Alkylhalogenid wie Bromalkan quartärnisiert. Mindestens eine Alkyl- und/oder Arylkette am gebildeten quartären Ammoniumsalz sollte vorzugsweise eine Kettenlänge von C_7-20 aufweisen.

Der Gewichtsanteil der Komponente (c) in der erfindungsgemäßen härtbaren Füllmaterialmischung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 1,0 bis 5,0 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich um 2 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Komponenten (a), (b) und (c).
Füll- und Hilfsstoffe
Die erfindungsgemäße härtbare Füllmaterialmischung kann ferner einen oder mehrere Füll- und/oder Hilfsstoffe enthalten (Komponente (d)), welche organisch oder anorganisch sein können. In den erfindungsgemäßen Materialmischungen eingesetzte Füll- und Hilfsstoffe sind insbesondere die in EP 0 673 637 B1 beschriebenen.
Ferner kann die härtbare Füllmaterialmischung einen anorganischen Füllstoff enthalten. Bevorzugt ist der anorganische Hilfsstoff ein röntgenopaker Hilfsstoff. Damit beispielsweise im Fall eines Wurzelkanalfüllmaterials sich diese in der Röntgenaufnahme deutlich vom Dentin abhebt und somit Randspalten erkennbar werden, sollte diese mindestens 200% röntgenopak sein (bezogen auf eine 1 mm dicke Aluminiumschicht (100%)). Dentin weist eine Röntgenopazität von etwa 118% auf. Anorganische Füllstoffe umfassen insbesondere Silikat, Silikatglass, Quarz, Zinkoxid, Bariumsulfat, Bariumsilikat, Strontiumsilikat, Bariumborosilikat, Strontiumborosilikat, Borsilikat, Lithiumsilikat, amorphes Silikat, Bismutverbindungen wie Bismuthoxochlorid, Kalziumphosphat, Zinkoxid, Apathit, Calciumsilikat, Hydroxyapathit, Bariumsulfat, Bismutsubcarbonat, Bismuth(III)-oxid, Calciumwolframat, Calciumhydroxid, Titan(IV)-oxid, Eisen(II)-oxid oder Mischungen davon.
Bevorzugte röntgenopake Füllstoffe sind insbesondere ausgewählt aus Bismuth(III)-oxid, Calciumwolframat, Calciumhydroxid, Zinkoxid, Titan(IV)-oxid und/oder Eisen(II)-oxid.
Die Röntgenopazität lässt sich durch die oben beschriebenen beigemengten röntgenopaken Füllstoffe, wie zum Beispiel Bismutoxid (Bi₂O₃) oder Calciumwolframat (CaWO₄) regeln und geben unter anderem dem Zahnarzt die Möglichkeit die Qualität der durchgeführten Behandlung durch eine anschließende Kontrollaufnahme zu überprüfen.
Der Füllstoffanteil der Erfindung beträgt vorzugsweise zwischen 20 und 90 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 40 und 85 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Füllmaterialmischung. Die Röntgenopazität beträgt im Allgemeinen wenigstens 3 mm/mm Al.
Organische Hilfs- oder Füllstoffe umfassen ferner insbesondere Polymergranulate, Silikone und ggf. Farbstoffe. Organische Füllstoffe sind optional zur Mischung zu geben und liegen im Bereich von 0–10 Gew.-%, bevorzugt von 1–5 Gew.-%.
Materialmischungen/Kit
Die erfindungsgemäßen Materialmischungen werden bevorzugt als Zwei- oder Mehrkomponentensystem bereitgestellt, besonders bevorzugt in Form eines Kits. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Materialmischung als Zweikomponentensystem bereitgestellt, wobei die beiden Fraktionen (I) und (II) erst kurz vor der Verwendung, zum Beispiel zur Füllung eines Wurzelkanals, vermischt werden. Hierbei enthält die Fraktion (I) das Epoxid (a), während das Amin (b) getrennt hiervon in der Fraktion (II) vorliegt. Das quartäre Ammoniumsalz (c) kann entweder in der Fraktion (I) oder (II) vorkommen, wird aber typischerweise zusammen mit dem Amin (b) in der Fraktion (II) bereitgestellt.
Fraktion (I) besteht somit bevorzugt aus einem Epoxid bzw. einer Epoxidmischung (Komponente (a)), gegebenenfalls versetzt mit Hilfs- und Füllstoffen (Komponente (d)), während die Fraktion (II) insbesondere ein Amin bzw. eine Aminmischung (Komponente (b)) und das polyquartäre Ammoniumsalz (Komponente (c)) und gegebenenfalls Hilfs- und Füllstoffe (Komponente (d)) enthält. Durch die getrennte Bereitstellung der Komponenten (a) und (b) kann eine vorschnelle Härtung vermieden und optimale Verarbeitungseigenschaften erhalten werden.
Mischungs-/Härtungsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Füllmaterials, wie beispielsweise einer Wurzelkanalfüllung, durch Härten der zuvor beschriebenen härtbaren Füllmaterialmischung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Füllmaterialmischung erst kurz vor der Durchführung des Verfahrens durch Mischen der getrennt voneinander bereitgestellten Komponenten (a) und (b) hergestellt und die Mischung anschließend gehärtet (sogenannter 2-Komponentenkleber). Es wird ein gehärtetes Bishydroxy-Alkyloxy-Ammonium-Oligomer mit hervorragenden, lang anhaltenden antimikrobiellen Eigenschaften erhalten. Die getrennte Bereitstellung der Komponenten erfolgt bevorzugt durch die Verwendung des oben beschriebenen Kits.
Die Härtung erfolgt üblicherweise durch thermische Einwirkung. Diese führt zu einer Polyadditionsreaktion zwischen dem Epoxid und der Aminkomponente, d. h. der Aminosäure beziehungsweise dem Aminosäurederivat. Die Härtung erfolgt vorzugsweise bei Körpertemperatur, d. h. bei etwa 37°C. Die Härtung der Füllmaterialmischung zum Erhalt des dentalen Füllmaterials kann jedoch auch durch nicht-körpereigene, d. h. externe Wärmequellen, eingeleitet und/oder beschleunigt werden.
Das durch das oben beschriebene Verfahren erhältliche Füllmaterial weist im gehärteten Zustand eine Glasübergangstemperatur von T_g = 10°C bis 80°C, vorzugsweise von 30°C bis 70°C, auf. Damit erfüllt es die Anforderungen an stabile Formgebung bei gleichzeitiger Flexibilität, wie sie zur Vermeidung von feinen Rissen durch Beanspruchung für einen Wurzelkanalfüllstoff gefordert werden.
Kalorimetrische Bestimmung der Glasübergangstemperatur wurde am DSC-822 der Firma Mettler-Toledo durchgeführt. Die Proben wurden in einem Aluminiumtiegel bei einer Aufheiz- und Abkühlrate von 15 K/min vermessen. Das Temperaturprogramm durchlief zweimal jeweils einen Aufheiz- und Abkühlzyklus zwischen 0°C und 120°C. Für die Bestimmung der Glasübergangstemperatur wurde der Mittelpunkt des Glasübergangs über alle Temperaturprogramm-Zyklen gemittelt.
Die Verarbeitungsviskosität lässt sich durch den Anteil an Füllstoffen beeinflussen und liegt zwischen 1 und 1000 cP. Die Aushärtezeit bei etwa 37°C beträgt bei Anmischung im Molverhältnis 1:1 (Epoxidanteil zu Aminanteil) weniger als 1,5 h, nach der eine Viskosität von > 10.000 cP erreicht wird.
Untersuchungen der Verarbeitungsviskosität bzw. der Aushärtegeschwindigkeit wurden an einem Rheometer des Typs Mars II der Firma Thermo-Fisher-Scientific im Platte-Platte-Aufbau durchgeführt. Die Temperatur wurde mittels eines Thermostaten SC150 der Firma Thermo-Fischer-Scientific auf 37°C geregelt. Der Platte-Platte-Abstand wurde konstant auf 0,25 mm, bei einer Scherrate von y^– = 100 s^–1 gehalten.
Die Verarbeitungsviskosität ergibt sich aus dem Mittel der gemessenen Viskositätswerte ([cP]) im Bereich von 5 bis 25 min nach Anmischung. Zum Vergleich der Aushärtegeschwindigkeit wurde jeweils die Dauer nach Anmischung bis zur Erreichung einer Viskosität von 10.000 cP ermittelt.
Die erfindungsgemäße härtbare Füllmaterialmischung ist aufgrund optimaler Materialeigenschaften insbesondere als Medizinprodukt geeignet. Dies umfasst insbesondere die Anwendung als Dentalzement wie beispielsweise als Füllmaterialmischung zur Füllung und/oder Versiegelung von Wurzelkanälen. Weitere mögliche Anwendungsgebiete sind die Verwendung als Klebstoff für medizinische Implantate oder als Klebstoff für Medizinprodukte wie zum Beispiel Ultraschallgeräte oder Katheter.
Wie durch die folgenden Beispiele verdeutlicht, weisen die erfindungsgemäßen Füllungen, welche durch die erfindungsgemäßen Materialmischungen erhalten werden, eine anhaltende antimikrobielle Wirkung auf, bei gleichzeitig langer Haltbarkeit, guter Gewebeverträglichkeit und optimalen Härtungseigenschaften. Die erfindungsgemäßen Mischungen lassen sich darüber hinaus leicht verarbeiten. Auf die Verwendung des gesundheitsgefährdenden Urotropins oder anderer potentiell schädlicher Substanzen kann hierdurch verzichtet werden.
Versuchsbeispiele
Beispiel 1 – Synthese des quartären Ammoniumsalzes:
Zu einer kalten Lösung aus 15 g (0,14 mol) N,N-Dimethylaminopropyldiamin und 29,7 g (0,29 mol) Triethylamin gelöst in 112 ml THF, wird eine Lösung aus 15 ml THF mit 31,5 g (0,14 mol) Di-tert-butyldicarbonat innerhalb von 30 Minuten zugetropft. Danach wird 4 h bei 50°C gerührt, bevor das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt wird. Der Rückstand wird in ca. 30 ml Dichlormethan aufgenommen und mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt, über Natriumsulfat getrocknet und das überschüssige Lösungsmittel entfernt.
10 g (0,049 mol) des tboc-N,N-dimethylaminoproylamins werden in wenig Dichlormethan gelöst und 49,85 g (0,2 mal) Dodecylbromid hinzugegeben. Die Lösung wird bei 70°C für 12 h gerührt. Nach 12 h wird das Produkt in Diethylether ausgefällt. Überschüssiges Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck entfernt.
Das hergestellte quartäre tboc-N,N-Dimethylaminopropylamin wird in Dichlormethan aufgenommen und mit konz. HCl versetzt. Die Lösung wird bei 40°C für 12 h gerührt. Dann wird die Lösung neutralisiert und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck am Rotationsverdampfer entfernt. Der Rückstand wird in Dichlormethan gelöst und das sich absetzende Salz abfiltriert. Das Filtrat wird erneut von überschüssigem Lösungsmittel befreit um das Produkt zu erhalten.
Beispiel 2 – Anmischung des Zahnfüllmaterials
Komponente A bestehend aus 2 g (15,6 mmol) α-Amina-ε-caprolactam, 0,3 g (2 mmol) 2,2'-(Ethylenedioxy)bis(ethylamine), 0,79 g (2,4 mmol) des analog Beispiel 1 synthetisierten quartären Ammoniumsalzes werden mit Komponente B, bestehend aus 6,9 g (20 mmol) 2,2-Bis[4-(2,3-epoxypropoxy)-phenyl]propan und 5 g einer Füllstoffmischung (Bismut(III)-oxid, Zinkoxid und Titan(IV)-oxid) im Verhältnis 3:3,5:1) zu einer homogen Paste vermengt. Das so erhaltene Zahnfüllmaterial weist eine Verarbeitungsviskosität von ca. 4,4 cP auf. Nach einer Dauer von ungefähr 65 min bei einer Temperatur von 37°C erreicht die Mischung eine Viskosität von 10.000 cP. Die Glasübergangstemperatur beträgt ca. 65°C.
Beispiel 3 – Untersuchung der antibakteriellen Eigenschaften:
Die Untersuchung der antibakteriellen Eigenschaften erfolgte in Anlehnung an ISO 22196:2011. Hierzu werden 3 Waver einer Zahnfüllmischung analog Beispiel 2 durch Aushärten in Aluminiumringen mit Innendurchmesser 3 cm und Dicke 0,4 cm hergestellt. Als Referenz dienen 3 Waver einer Zahnfüllmischung analog Beispiel 2, jedoch ohne Beigabe des quartären Ammoniumsalzes, ausgeglichen durch äquivalentes Steigern des α-Amino-ε-caprolactam-Anteils. Eine zweite Referenz ist die Beprobung des Zahnfüllmaterials AHPlus^® (2-Komponentensystem mit den Diepoxiden Bisphenol-A-Diglycidylether und Bisphenol-F-Diglycidylether in Komponente 1 und 1-Adamantanamin, N,N'-Dibenzyl-5-oxa-nonandiamin sowie 1,9-TCD-Diamin in Komponente 2). Jede Wavergruppe wurde mit einer äquivalenten Menge Escherichia coli bestrichen und für zwei Stunden bei 37°C bebrütet. Nach Verdünnen und Ausplattieren auf Zähl-Agar-Platten ist folgender Effekt sichtbar:

Probe Durchschnittliche Kolonienzahl

Zahnfüllmischung analog Bsp. 2 7

Zahnfüllmischung analog Bsp. 2 ohne quartäres Ammoniumsalz 37

AHPlus^® 34
Wie aus den gezeigten Beispielen ersichtlich, weisen die erfindungsgemäßen Füllmaterialmischungen optimale Härtungseigenschaften bei gleichzeitig gegenüber herkömmlichen Materialmischungen deutlich verbesserten antibakteriellen Eigenschaften auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2010/0178427 A1 [0013, 0046]
EP 0673637 B1 [0051]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Yu-Hong Xiao et al., (2008), „Antibacterial effects of three experimental quaternary ammonium salt (QAS) monomers on bacteria associated with oral infections”, Journal of Oral Science, [0011]
Y. Weng et al., (2010), „A novel antibacterial dental glass-ionomer cement”, European Journal of Oral Sciences [0012]
Weng, Y. et al., „A novel antibacterial dental glass-ionomer cement”, European Journal of Oral Sciences, 2010, Seiten 531 bis 534 [0037]
ISO 22196:2011 [0073]

Claims

Härtbare Füllmaterialmischung, umfassend als Komponente (a) ein Epoxid, als Komponente (b) ein Amin und als Komponente (c) ein quartäres Ammoniumsalz.
Härtbare Füllmaterialmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das quartäre Ammoniumsalz (c) mindestens eine lineare, verzweigte oder zyklische C_1-20-Alkyl- und/oder C_6-20-Arylkette, bevorzugt mindestens eine C_7-14-Alkyl- und/oder C_8-14-Arylkette, enthält, welche substituiert sein und/oder Heteroatome enthalten kann, besonders bevorzugt eine lineare C_7-14-Alkylkette enthält.
Härtbare Füllmaterialmischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aminfunktion der Komponente (b) und die quartäre Ammoniumfunktion der Komponente (c) in einen Molekül vorkommen.
Härtbare Füllmaterialmischung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aminfunktion und die quartäre Ammoniumfunktion durch eine lineare, verzweigte oder zyklische C_1-20-Alkyl- und/oder C_6-20-Arylkette, welche substituiert sein und/oder Heteroatome enthalten kann, vorzugsweise durch eine lineare C_3-5-Alkylkette, voneinander getrennt sind.
Härtbare Füllmaterialmischung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Molekül durch die allgemeine Formel (I) repräsentiert wird:
wobei n 1–20, bevorzugt 2–7 und besonders bevorzugt 3–5 ist, m 1–25, bevorzugt 6–18 und besonders bevorzugt 8–14 ist, X^– ein Halogenidanion ist, bevorzugt ausgewählt aus Br^– oder Cl^–, R¹ und R² voneinander unabhängig Wasserstoff, C_1-20-Alkyl und/oder C_6-20-Aryl sind, welche substituiert sein und/oder Heteroatome enthalten können, vorzugsweise R¹ und/oder R² Methyl sind, und R³ Wasserstoff, C_1-20-Alkyl oder C_6-20-Aryl ist, welche substituiert sein und/oder Heteroatome enthalten können, bevorzugt Wasserstoff ist.
Härtbare Füllmaterialmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (a) zwei oder mehr Epoxidfunktionen pro Molekül enthält, und/oder die Komponente (b) zwei oder mehr Aminfunktionen pro Molekül enthält, und/oder die Komponente (c) zwei oder mehr Ammoniumfunktionen pro Molekül enthält.
Härtbare Füllmaterialmischung nach einem der Ansprüche 1, 2, oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Epoxidfunktion der Komponente (a) und die mindestens eine quartäre Ammoniumfunktion der Komponente (c) in einem Molekül vorkommen.
Härtbare Füllmaterialmischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil der Komponente (c) im Bereich von 0,3 bis 1.0 Gew.-%, bevorzugt von 1,0 bis 5,0 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich um 2 Gew.-%, enthalten ist, basierend auf dem Gesamtgewicht der Komponenten (a), (b) und (c).
Härtbare Füllmaterialmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (a) ausgewählt ist aus Bisphenol-A-diglycidylether, Bisphenol-F-diglycidylether, Δ³-Tetrahydrophtalsäurediglycidylether, Resorcinoldiglycidylether, 1,3-Butandioldiglycidylether, Trimethylolpropantriglycidylether, Glyceroldiglycidylether, Diethylenglycoldiglycidylether, 1,4-Cyclohexanedimethanoldiglycidylether, Neopentylglycoldiglycidylether, Tris(4-hydroxyphenyl)methantriglycidylether, Polyethylenglycoldiglycidylether und/oder 2,7-Dioxabicyclo[4.1.0]heptan-3-ylmethyl-2,7-dioxabicyclo[4.1.0]heptan-3-carboxylat, die Komponente (b) ausgewählt ist aus α-Amino-ε-caproiactam, L-Lysin-tert.-butylester, L-Lysinmethylester, L-Lysin, L-Arginin, L-Histidin, L-Tryptophan, lineare gesättigte und ungesättigte Amine, bevorzugt Octylamin, Amine vom Polyetheramintyp, verzweigte Amine, bevorzugt Adamantanamin und/oder Amine mit aromatischen Funktionalitäten, bevorzugt Benzylamin, α-Phenylethylamin, N,N-Dibenzylethylendiamin, N,N'-Dibenzyl-3,6-dioxanonandiamin-1,8, N,N'-Dibenzyl-5-oxanonandiamin-1,9, N,N'-Dibenzyl-(2,2,4)-trimethylhexamethylendiamin und/oder N,N'-Dibenzyl-(2,2,4)-trimethylhexamethylendiamin, und die Komponente (c) ausgewählt ist aus linearen und ungesättigten Ammoniumsalzen, bevorzugt Ammoniumdodecylchlorid und/oder bi- und polyfunktionelle Amine wie in Anspruch 6 definiert.
Füllmaterialmischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen oder mehrere Füllstoffe (Komponente (d)) enthält, bevorzugt mindestens einen röntgenopaken Füllstoff, besonders bevorzugt ausgewählt aus Bismut(III)-oxid, Calciumwolframat, Calciumhydroxid, Zinkoxid, Titan(IV)-oxid und/oder Eisen(II)-oxid.
Verwendung der Füllmaterialmischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Klebstoff für medizinische Implantate oder zur Herstellung eines Dentalzements, bevorzugt zum Füllen und/oder Versiegeln von Wurzelkanälen.
Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Füllmaterials, umfassend die Schritte (a) Bereitstellung der härtbaren Füllmaterialmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und (b) Härten der Mischung, wobei die Härtung bevorzugt bei Körpertemperatur erfolgt.
Füllmaterial, erhältlich durch Härten einer Füllmaterialmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
Verwendung des Füllmaterials nach Anspruch 13 als medizinischer Klebstoff oder als Wurzelkanalfüllmaterial, bevorzugt als Wurzelkanalfüllmaterial.
Kit zur Bereitstellung einer härtbaren Füllmaterialmischung wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, umfassend die getrennt voneinander vorliegenden Fraktionen (I) und (II), wobei die Fraktion (I) die Epoxidkomponente (a) umfasst, die Fraktion (II) die Aminkomponente (b) umfasst und das quartäre Ammoniumsalz (Komponente (c)) in der Fraktion (I) oder in der Fraktion (II) enthalten sein kann, bevorzugt in der Fraktion (II).