DE19544670A1 - Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensationsprodukte aromatischer Tricarbonsäuren und Epoxy(meth)acrylaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensationsprodukte aromatischer Tricarbonsäuren und Epoxy(meth)acrylatenInfo
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- C08G63/42—Cyclic ethers; Cyclic carbonates; Cyclic sulfites; Cyclic orthoesters
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensationspro
dukte aus aromatischen Carbonsäureanhydriden und Epoxyalkyl(meth)acrylaten,
sowie Zubereitungen dieser aus diesem Verfahren stammenden Verbindungen zur
Verwendung als Adhäsive und Zahnlacke in der Dentaltechnik.
Ein besonders gravierendes Problem in der konservierenden Zahnheilkunde besteht
in der dauerhaften, randspaltfreien Verklebung von Kunststoff-Füllungsmaterialien
mit der Zahnhartsubstanz (Dentin und Zahnschmelz). Im Dentalbereich werden
härtende, polymere Materialien als Füllungsmaterialien bei Zahnreparaturen
verwendet. Als härtende, polymere Materialien werden im allgemeinen Füllungen
auf Acrylatbasis bevorzugt, die durch eine radikalische Polymerisation gehärtet
werden. Ein Nachteil dieser Materialien besteht darin, daß sie während der
Aushärtung schrumpfen und so zur Randspaltbildung beitragen. Diese polymeren
Füllungen haben den zusätzlichen Nachteil, daß sie schlecht am Dentin haften
bleiben.
Um die Anbindung an die Zahnhartsubstanz zu verbessern, kann man sogenannte
Haftvermittler einsetzen. Als wirksamer Bestandteil solcher Haftvermittler für
Füllungen im Dentalbereich werden z. B. Methacryloyloxalkylderivate aromatische
Carbonsäuren eingesetzt. So werden beispielsweise in der US-A 4,148,988
Substanzgemische von Trimellitsäure-4-methacryloyloxyethylester (4-MET) oder
Trimellitsäureanhydrid-4-methacryloyloxyethylester (4-META) mit ethylenisch
ungesättigten Monomeren und Radikalinitiatoren beschrieben.
Ein sich aus dem 4-META aufbauendes Handelsprodukt (Superbond von Sun
Medical) muß zum Erhalt der applikationsfertigen Form mit Methylmethacrylat
(MMA), Polymethylmethacrylat (pMMA) und teilweise oxidiertem Tri-n-butyl
boran (TBB) abgemischt werden (MMA-4-META-TBB-Resin).
In der US-A 5,241,081 wird N-Alkyl-N-(meth)acryloyloxyalkylcarboxamid (N-
MET) als Komponente für Haftvermittler vorgeschlagen. Für dieses Methacryl
oyloxalkylderivat ergeben sich deutlich vereinfachte Applikations-Formulierungen.
Ein Nachteil der bekannten Methacryloyloxalkylderivate aromatische Carbonsäuren
ist ihre relativ schlechte Polymerisationsfähigkeit. Die zu geringe Polymerisations
fähigkeit bringt mehrere schwerwiegende Nachteile mit sich, beispielsweise kann
die Aushärtung unvollständig sein, es können Restmonomere zurückbleiben und es
müssen drastische Bedingungen bei der Härtung, z. B. lange Belichtungszeiten
angewendet werden.
Die nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellte Kondensationsprodukte
eignen sich ebenfalls als mechanisch und chemisch resistente Versiegelung für
Zahne zur prophylaktischen Behandlung von Karies. Die nach dem Stand der
Technik üblichen aufwendigen technischen Hilfskonstruktionen wie beispielsweise
Striptechnik oder die Verwendung von Schutzüberzügen werden bei dem nach
erfindungsgemäßem Verfahren hergestellten Kondensationsprodukt nicht benötigt,
da das nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellte Kondensationsprodukt
auch in Anwesenheit von atmosphärischem Sauerstoff polymerisiert. Dazu wird
das nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellte Kondensationsprodukt in der
fotoaktivierten Form als wenige µm dicke Schicht auf den Zahn aufgetragen und
belichtet.
In der DE-A- 195 25 031 werden oligomere Kondensationsprodukte aus aroma
tischen Carbonsäurechloriden, aromatischer Carbonsäureanhydride, bzw. aroma
tischer Carbonsäureanhydridchloriden und mehrwertigen Hydroxyalkyl(meth)
acrylaten beschrieben. Die dort offenbarten Syntheseverfahren sind jedoch mehrstufig,
aufwendig und schwierig zu kontrollieren.
Überraschenderweise wurde jedoch ein einfaches, einstufiges Verfahren zur
Herstellung von oligomeren Kondensationsprodukten aus aromatischen Carbon
säureanhydriden und Epoxyalkyl(meth)acrylaten gefunden.
Unter oligomeren Kondensationsprodukten sind solche gemeint, die sich aus
folgenden Monomeren der Klasse (I) und (II) unter Additions- und Kondensations
reaktionen ableiten lassen.
Die Monomeren entsprechen der Formel (I)
in der
R₁Wasserstoff oder Methyl bedeutet,
A einen zweibindigen aliphatischen Rest mit 1 bis 15 C-Atomen, der bis zu 5 Etherbrücken enthalten kann, bedeutet,
und (II)
R₁Wasserstoff oder Methyl bedeutet,
A einen zweibindigen aliphatischen Rest mit 1 bis 15 C-Atomen, der bis zu 5 Etherbrücken enthalten kann, bedeutet,
und (II)
in der
Ar für einen Benzolring oder einen Naphthalinring steht,
n eine ganze Zahl von 1 bis 2 bedeutet und
m 1 oder 2 bedeutet.
Ar für einen Benzolring oder einen Naphthalinring steht,
n eine ganze Zahl von 1 bis 2 bedeutet und
m 1 oder 2 bedeutet.
Der aliphatische Rest A in Monomer (I) kann linear, verzweigt oder cyclisch sein.
Besonders bevorzugt werden lineare Reste. Ein besonders gut geeigneter
aliphatischer Rest A ist CH₂.
Im einzelnen seien beispielsweise die folgenden Monomere der Klasse (I) gezeigt.
Als Monomere der Klasse (II) seien beispielsweise die käufliche Trimellitsäure
anhydrid eingesetzt sowie auch Naphthalintricarbonsäure-Derivate 1,2,6-, 2,3 ,6- und
1,4,5-Naphthalintricarbonsäureanhydrid.
Die Molmassen der Kondensationsprodukte liegen zwischen 300 und 10000 Dalton
bevorzugt zwischen 500 und 7500, besonders bevorzugt zwischen 1000 und 5000
und können mit den dem Fachmann bekannten Methoden der Dampfdruckosmose,
HPLC, SFC (Supercritical Fluid Chromatography), GPC (Gelpermeations
chromatographie) bestimmt werden.
Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der oligomeren Kondensations
produkte wird ein aromatisches Tricarbonsäureanhydrid mit einem Epoxyalkyl-
(meth)acrylat umgesetzt. Es ist zweckmäßig, die der Umsetzung entstammende
Reaktionswärme sowie die sich aufbauende Viskosität durch ein inertes Lösemittel
zu kontrollieren. Dazu dienen dem Fachmann an sich bekannte organische
Lösemittel wie beispielsweise Ketone, Ether, Formamide, Säureamide, Sulfon
amide und (aromatische) Kohlenwasserstoffe, auch in halogenierter Form. Beson
ders gut eignen sich beispielsweise Toluol, Chlorbenzol, Chloroform, Aceton,
Butanon, tButylmethylether.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn die Umsetzung
mit einem Katalysator beschleunigt wird. Hierzu sind sowohl Lewis- als auch
Protonensäuren sowie Lewisbasen geeignet. Im folgenden seien als Katalysator
genannt: Perchlorsäure, Schwefelsäure, Trifluormethansulfonsäure, Aluminiumoxid,
Bortrifluorid, Triphenylstibin, Triphenylphosphin. Letzteres ist besonders
bevorzugt.
Die Katalysatoren für die erfindungsgemäße Herstellung oligomerer Konden
sationsprodukte können von 1 ppm bis hin zu equimolaren Mengen, bezogen auf
die Monomere (I) oder (II), verwendet werden, je nach Wirksamkeit unter den
bestimmten Reaktionsbedingungen. Bevorzugt wird eine Katalysatormenge von
1000 ppm bis 10 mol-%, bezogen auf die Monomere (I) oder (II), besonders
bevorzugt von 1000 ppm bis 1 mol-% eingesetzt.
Ein geeigneter Temperaturbereich zur erfindungsgemäßen Herstellung der oligo
meren Kondensationsprodukte liegt zwischen -30 und 150°C. Bevorzugt wird diese
Reaktion zwischen -10 und 100°C und besonders bevorzugt zwischen -5 und
80°C durchgeführt.
Zur erfindungsgemäßen Herstellung oligomerer Kondensationsprodukte können die
Monomere (I) und (II) sowohl in unterschiedlichen als auch in äquimolaren
stöchiometrischen Verhältnissen eingesetzt werden, die dann entsprechend zu
terminalen Anhydriden oder Hydroxiden führen. So führt beispielsweise ein Ver
hältnis von Monomer 1 zu 1,2,4-Benzoltricarbonsäureanhydrid von größer als 1 bis
maximal 2 zu einem Kondensat mit terminalen Anhydridgruppen, Formel (III), die
danach zu Carboxygruppen verseift werden können, während ein Verhältnis dieser
Monomere von kleiner als 1 bis minimal 0,5 zu einem Kondensat mit terminalen
Hydroxygruppen führt, Formel (IV).
Die Wiederholungseinheit p korreliert mit der Molmasse und liegt bei durch das
erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Kondensationsprodukten zwischen 1
und 14.
Bei genau äquimolaren Verhältnissen kommt es zur Ausbildung von Hydroxy- und
Anhydridgruppen, wobei die Kondensationsreaktion und damit die Molmasse
durch Verseifung des Anhydrids während der Reaktion beispielsweise durch
Wasserzusatz terminiert werden kann.
Die dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensations
produkte zugrundeliegenden Epoxyalkyl(meth)acrylate sind zum Teil handelsüblich
oder können in bekannter Weise durch Veresterung von Epoxyalkoholen mit z. B.
(Meth)acrylsäurechlorid hergestellt werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der oligomeren Kondensa
tionsprodukte werden zunächst die entsprechenden terminalen Hydroxide oder
Anhydride gebildet. Aus den Anhydriden sind durch Hydrolyse Dicarbonsäuren
zugänglich. Die Hydrolyse erfolgt bei Temperaturen zwischen 0 und 100°C,
bevorzugt zwischen 20 und 50°C. Die Hydrolyse kann sowohl nach Isolierung der
Anhydride erfolgen oder auch ohne Isolierung durch direkte Hydrolyse des
Reaktionsansatzes. Zur Durchführung dieser Hydrolyse wird Wasser in äqui
molarer, bevorzugt jedoch in über zehnfach molarer Menge zugegeben. Die
Hydrolyse kann durch gezielte Zugabe von Säuren, vor allem Schwefelsäure,
Phosphorsäure, Toluolsulfonsäure oder sauren Ionenaustauschern, bzw. durch Zu
gabe von Basen wie Natrium- und Kalium-Hydroxid, -Carbonat oder -Hydrogen
carbonat katalysiert werden.
Die Zubereitungen der erfindungsgemäß hergestellten Kondensationsprodukte ent
halten neben diesen ein Lösungsmittel, Initiatoren, Coaktivatoren und gegebenen
falls weitere (Meth)acrylsäureester als Comonomere. Insbesondere können auch
Gemische verschiedener erfindungsgemäßer Kondensationsprodukte in den erfin
dungsgemäßen Zubereitungen eingesetzt werden.
Die Lösungsmittel im Rahmen der erfindungsgemäß hergestellten Zubereitungen
sollen die Komponenten lösen und sollen, durch die Anwendung bedingt, un
toxisch sein. Bevorzugt seien Wasser und flüchtige organische Lösungsmittel wie
Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Aceton, Methylethylketon, Essig
säuremethyl- oder -ethylester bzw. Tetrahydrofuran genannt. Im allgemeinen setzt
man 10 bis 1000 Gew.-Teile, bevorzugt 50 bis 300 Gew.-Teile des Lösungs
mittels, bezogen auf das Kondensationsprodukt ein. Insbesondere bevorzugt
können auch Mischungen dieser Lösungsmittel sein, wobei wäßrige Mischungen
ganz besonders bevorzugt sind.
Initiatoren im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Radikalbildner, die eine
radikalische Polymerisation auslösen. Bevorzugt sind Fotoinitiatoren, die unter der
Einwirkung von Licht, beispielsweise UV-Licht, sichtbarem Licht oder Laserlicht,
eine radikalische Polymerisation auslösen.
Die sogenannten Fotopolymerisationsinitiatoren sind an sich aus der Literatur
bekannt. Vorzugsweise handelt es sich um Mono- oder Dicarbonylverbindungen,
wie Benzoin und dessen Derivate, insbesondere Benzoinmethylether, Benzil und
Benzilderivate, beispielsweise 4,4-Oxidibenzil und andere Dicarbonylverbindungen
wie Diacetyl, 2,3-Pentandion und α-Diketoderivate des Norbornans und sub
stituierter Norbornane, Metallcarbonyle wie Penta-carbonylmangan oder Chinone
wie 9,10-Phenanthrenchinon und Naphthochinon. Besonders bevorzugt ist
Campherchinon.
Die erfindungsgemäßen Zubereitungen enthalten im allgemeinen 0,01 bis 2 Gew.-
Teile, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-Teile des Initiators, bezogen auf 1 Gew.-Teil des
Kondensationsprodukts.
Enthält eines der mit der erfindungsgemäß hergestellten Adhäsivkomponente im
Kontakt stehenden Fügeteile bereits einen Initiator der beschriebenen Art, kann auf
den Initiator in der Adhäsivkomponente auch ganz verzichtet werden.
Es kann vorteilhaft sein, den erfindungsgemäßen Zubereitungen Coaktivatoren zu
zusetzen, die die Polymerisationsreaktion beschleunigen. Bekannte Beschleuniger
sind beispielsweise Amine wie p-Toluidin, Dimethyl-p-toluidin, Trialkylamine wie
Trihexylamin, Polyamine wie N,N,N′,N′-Tetraalkylalkylendiamin, Barbitursäure
und Dialkylbarbitursäure. Besonders bevorzugt sind Dimethylaminobenzolsul
fonamide entsprechend DE-A 31 35 113.
Die Coaktivatoren werden im allgemeinen in einer Menge von 0,02 bis 4 Gew.-%,
bevorzugt 0,2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Menge an polymerisierbaren Ver
bindungen, eingesetzt.
Als weitere Komponenten für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
kommen (Meth)-acrylsäureester als Comonomere in Frage. Bevorzugt seien Ester
der (Meth)-acrylsäure mit 1- bis 5-wertigen Alkoholen mit 2 bis 30 Kohlenstoff
atomen genannt. Besonders bevorzugt werden Epoxid(meth)acrylate und Urethan-
(meth)acrylate.
Außerdem seien Derivate des Tricyclodecans (EP-A 0023686) und Umsetzungs
produkte aus Polyolen, Diisocyanaten und Hydroxyalkylmethacrylaten (DE-A
37 03 120, DE-A 37 03 080 und DE-A 37 03 130) genannt.
Besonders bevorzugt als (Meth)acrylsäureester wird das sogenannte Bis-GMA der
Formel
Selbstverständlich ist es möglich, Mischungen der verschiedenen (Meth)-acryl
säureester einzusetzen. Beispielsweise seien Mischungen von 20 bis 70
Gew.Teilen Bis-GMA und 30 bis 80 Gew.-Teilen Triethylenglykoldimethacrylat
genannt.
Die Adhäsivkomponenten hergestellt nach erfindungsgemäßem Verfahren können
weiterhin bis zu 10 Gew.-Teilen üblicher Zusätze wie Stabilisatoren, Inhibitoren
und Lichtschutzmittel enthalten. Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können
hergestellt werden, indem man das Kondensationsprodukt, das Lösungsmittel und
den Initiator und gegebenenfalls die anderen Komponenten durch kräftiges Rühren
mischt.
Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können als Adhäsivkomponente zur Be
handlung von Zahnhartsubstanz verwendet werden.
Weiterhin eignen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kon
densationsprodukte enthaltende Zubereitungen als Zahnversiegelungsmaterial zur
prophylaktischen Behandlung der Karies.
Zur Bestimmung der Eignung für ein Zahnversiegelungsmaterial kann die
Effizienz der durch radikalische Polymerisation hervorgerufenen Vernetzungsreak
tion anhand der mikroskopisch gemessenen Dicke der durch Sauerstoff
verursachten Inhibitionsschicht herangezogen werden. Je dicker die Inhibitions
schicht ist, desto schlechter verläuft die radikalische Vernetzungsreaktion.
In einer besonderen Ausführungsform konditioniert man das kollagenhaltige
Material vor der Behandlung mit der erfindungsgemäßen Zubereitung mit einer
Flüssigkeit mit einem pH-Wert im Bereich von 0,1 bis 3,5. Diese enthält im
allgemeinen Säuren mit einem pKs-Wert kleiner als 5 und gegebenenfalls eine
amphotere Aminoverbindung mit einem pKs-Wert im Bereich von 9,0 bis 10,6
und einem pKB-Wert im Bereich von 11,5 bis 12,5. Folgende Säuren können z. B.
in der Konditionierflüssigkeit enthalten sein: Phosphorsäure, Salpetersäure, Benzt
raubensäure, Zitronensäure, Oxalsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Essigsäure,
Weinsäure, Äpfelsäure. Weiterhin kann die Konditionierflüssigkeit Stoffe aus der
Gruppe der Polyethylenglykole und Metallhydroxide enthalten. Insbesondere
können die oben aufgeführten mehrbasigen Säuren auch als teilweise Metallsalze
eingesetzt werden, solange freie Säurefunktionen verbleiben.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Zubereitungen kann beispielsweise wie
folgt durchgeführt werden:
Bei einer Zahnreparatur trägt man beispielsweise nach einer mechanischen Reinigung des kollagenhaltigen Zahnmaterials zuerst die Konditionierflüssigkeit mit etwas Watte auf, läßt eine kurze Zeit (beispielsweise 60 Sekunden) einwirken, spült das Zahnmaterial mit Wasser und trocknet es im Luftstrom. Dann trägt man die erfindungsgemäße Zubereitung beispielsweise mit einem kleinen Pinsel in einer dünnen Schicht auf und trocknet im Luftstrom. Nach der erfindungsgemäßen Behandlung trägt man die eigentliche Füllmasse, beispielsweise im Dentalbereich übliche Kunststoffüllungsmassen auf.
Bei einer Zahnreparatur trägt man beispielsweise nach einer mechanischen Reinigung des kollagenhaltigen Zahnmaterials zuerst die Konditionierflüssigkeit mit etwas Watte auf, läßt eine kurze Zeit (beispielsweise 60 Sekunden) einwirken, spült das Zahnmaterial mit Wasser und trocknet es im Luftstrom. Dann trägt man die erfindungsgemäße Zubereitung beispielsweise mit einem kleinen Pinsel in einer dünnen Schicht auf und trocknet im Luftstrom. Nach der erfindungsgemäßen Behandlung trägt man die eigentliche Füllmasse, beispielsweise im Dentalbereich übliche Kunststoffüllungsmassen auf.
Nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellte Kondensationsprodukte können
weiterhin Bestandteil von Glasionomerzementen, insbesondere photohärtenden
Glasionomerzementen sein.
Zu einer Lösung aus 7,88 g 1,2,4-Benzoltricarbonsäureanhydrid in 30 ml
trockenem Butanon werden 10 mg 2,6-Di-tert.butylkresol, 0,1 g Triphenylphosphin
und 5,83 g Glycidylmethacrylat zugegeben. Nach 24 h Rühren bei 70°C wird die
Rohlösung wäßrig-sauer extrahiert und getrocknet.
Die erhaltene Butanon-Lösung enthielt das gewünschte Produkt (I) und wurde zu
12,19 g (89% d. Th.) eines leicht gelblichen, viskosen Öls einengt.
¹H-NMR (CDCl₃, 200 MHz): δ = 8,55-7,8 (3H); 6,2 und 5,6 (je 1H); 4,9-4,2
(5H); 1,9 (3H) ppm.
Molmasse (GPC): 3000 Dalton
Molmasse (GPC): 3000 Dalton
Die unter Beispiel 1 beschriebene Reaktion wurde wiederholt, wobei statt 5,83 g
Glycidylmethacrylat 5,26 g Glycidylacrylat verwendet wurde.
Die erhaltene Butanon-Lösung enthielt das gewünschte Produkt (2) und wurde zu
9,46 g (72% d. Th.) eines gelblichen viskosen Öls einengt.
¹H-NMR (Aceton-d₆, 200 MHz): δ = 8,55-7,8 (3H); 6,6-5,8 (3 H); 5-4,2 (5H)
ppm.
Überprüfung der Tauglichkeit als Zahnlack anhand der Inhibitionsschicht
dickenmessung.
Die folgenden Bestandteile wurden intensiv durchmischt:
5,0 g Produkt gemäß Beispiel 1
10 mg Campherchinon
25 mg p-Dimethylaminobenzolsulfonsäure-N,N-diallylamid
5,0 g 4-MET
10 mg Campherchinon
25 mg p-Dimethylaminobenzolsulfonsäure-N,N-diallylamid
Campherchinon und p-Dimethylaminobenzolsulfonsäure-N,N-diallylamid (DASA) bilden das Photoinitiatorsystem.
10 mg Campherchinon
25 mg p-Dimethylaminobenzolsulfonsäure-N,N-diallylamid
5,0 g 4-MET
10 mg Campherchinon
25 mg p-Dimethylaminobenzolsulfonsäure-N,N-diallylamid
Campherchinon und p-Dimethylaminobenzolsulfonsäure-N,N-diallylamid (DASA) bilden das Photoinitiatorsystem.
Zur Überprüfung der Inhibitionsempfindlichkeit der Monomere wird die Dicke der
nichtpolymerisierten Oberflächenschicht an Proben bestimmt.
Zylindrische Formen (6 mm Durchmesser, 0,5 mm Tiefe), die in eine rechteckige
Messingplatte eingebohrt waren, werden mit dem zu untersuchenden Monomer in
drei Schichten gefüllt und nach Abdampfen des Lösungsmittels 20 Sekunden lang
mit Translux CL unter Umgebungsatmosphäre aktiviert und mit sehr wenig
kolloidalem Silberpulver bestäubt. Die Messingplatte wird dann auf dem Tisch
eines Auflichtmikroskopes gegen einen rechtwinkligen Rahmenhalter plaziert. Die
Tischposition läßt sich mit Hilfe von zwei Stellmotoren in x- und in y-Richtung
mit einer Reproduzierbarkeit von ± 1 µm einstellen. Bei konstanter y-Stellung
werden dann im Abstand von 1 mm entlang der x-Achse die Höhenkoordinaten z
nach der Tiefenschärfemethode bestimmt. Die z-Werterfassung erfolgt über einen
senkrecht zur Tischebene am Tisch angebrachten Wegaufnehmer, der über ein
kalibriertes Voltmeter die Höhenstellung in Mikrometereinheiten angibt. Die
Reproduzierbarkeit der z-Bestimmung beträgt ± 1 µm. Unmittelbar nach der Aus
gangswertbestimmung wird die Probenoberfläche mit Ethanol sorgfaltig abge
waschen. Die Form wird dann auf dem Mikroskoptisch zurückgebracht und nach
Anfahren der x/y-Ausgangspositionen werden erneut z-Werte bestimmt. Die
Differenzen Δ z zwischen den 1. und 2. Messungen werden als Mittelwert ₅ pro
Probe festgehalten und entsprechen der aufgrund von O₂-Inhibition nichtpolymeri
sierten Oberflächenschicht. Pro Monomer werden drei Proben hergestellt und ver
messen.
Je geringer die Inhibitionstiefe ist, desto geringer ist die Sauerstoffinhibition, desto
besser ist die Aushärtung und damit die mechanische Festigkeit des Polymerisats.
Produkt gemäß Beispiel 10 ± 0,8
4-MET gänzlich abwaschbar,
(Vergleichsversuch) d. h. keine Aushärtung
4-MET gänzlich abwaschbar,
(Vergleichsversuch) d. h. keine Aushärtung
Nur die nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellte Verbindung zeigt eine
vollkommene Aushärtung mit praktisch keiner Inhibitionsschicht und Eignung als
Zahnlack.
Das erfindungsgemäße Adhäsiv wird durch intensives Vermischen der in
folgenden Beispielen aufgeführten Bestandteile erzeugt.
5 g Aceton
2,5 g Produkt gemäß Beispiel 1
2,5 g Hydroxyethylmethacrylat
0,01 g Campherchinon
0,025 g DASA
2,5 g Produkt gemäß Beispiel 1
2,5 g Hydroxyethylmethacrylat
0,01 g Campherchinon
0,025 g DASA
5 g Aceton
5 g 4-MET
0,01 g Campherchinon
0,025 g DASA
5 g 4-MET
0,01 g Campherchinon
0,025 g DASA
Die Wirksamkeit der Adhäsive wurde geprüft durch Bestimmung der
Scherbindungsfestigkeiten auf Schmelz und Dentin, sowie durch mikroskopische
Randanalyse an zylindrischen Dentinkavitäten, die mit einem konventionellen
Komposit-Füllungsmaterial (Pekafill, Bayer) nach Dentinkonditionierung und
Aufbringen des Adhäsives gefüllt waren. Es wurden menschliche Zähne benutzt,
die für max. drei Monate nach der Extraktion in 1% Chloraminlösung aufbewahrt
waren. Vor der Verwendung im Test wurden die Zähne nach sorgfältiger
Reinigung unter fließendem Wasser für mindestens drei und höchstens zehn Tage
in physiologischer Kochsalzlösung gelagert.
Am Tage vor der Verwendung im Bindungstest werden die Zähne einzeln auf
einer Approximalseite liegend mit Epoxidharz (Lekutherm X20, Härter T3) in
zylindrische Gummiformen von 25 mm Durchmesser und 12 mm Höhe einge
bettet. Die Zähne werden durch Naßschleifen auf SiC-Papieren der Körnungen
240, 320, 400 und schließlich 600 soweit beschliffen, daß eine ausreichend große
Schmelzoberfläche oder eine periphere Dentinfläche zur Anbindung eines Kunst
stoffzylinders mit 3,5 mm Durchmesser freiliegt. Nach Abspülen mit entioni
siertem Wasser und Trocknung im Luftstrom wird das Gluma CPS Konditioniergel
(20% H₃PO₄) aufgetragen und nach 30 Sekunden mit Wasserspray sorgfältig
abgespült. Die konditionierte Zahnoberfläche wird danach nur sehr kurz einem
schwachen Luftstrom ausgesetzt, um das Wasser von der Oberfläche zu entfernen
(feuchte Technik!). Das Adhäsiv wird mit einem Pinsel dünn aufgetragen und
durch vorsichtiges Abblasen mit Druckluft wird das Lösungsmittel abgedampft.
Dieses Auftragen und Abdampfen wird zweimal wiederholt vor Lichtaktivierung
(20 Sekunden) mit Translux CL (Kulzer). Die vorbehandelte Probe wird dann
mittels einer Einspannvorrichtung unter einer zweigeteilten zylindrischen Teflon
form (3.5 mm Durchmesser, 1 mm Höhe) festgeklemmt. Das Füllungsmaterial
wird aus einer Spritze appliziert, die mit Überschuß gefüllte Form mit einem
lichtdurchlässigen Strip abgedeckt und schließlich 60 Sekunden lang lichtaktiviert
(Translux CL). Unmittelbar anschließend wird die Teflonform abgenommen und
die Probe in Wasser bei 37°C für 24 Stunden vor Einleitung einer Scherbelastung
gelagert. Dazu wird die zylindrische Probe in einer Universalprüfmaschine mit
Hilfe eines Druckstempels parallel zu und sehr dicht an der angeschliffenen Zahn
oberfläche bei einer Geschwindigkeit von 1 mm/Minute bis zur Trennung des
Zylinders vom Zahn belastet. Die Scherbindungsfestikeit entspricht dem Quotien
ten aus Bruchkraft und Bindungsareal und wird in MPa (₅ ± σn-1) angegeben.
Die Lokalisierung der Fraktur wird in Stereomikroskop (Vergrößerung 60×)
untersucht und als adhäsives oder kohäsives Versagen gekennzeichnet.
Zubereitung nach Beispiel 4 16,0 ± 1,6
Zubereitung nach Beispiel 5 7,2 ± 0,9
(Vergleichsversuch)
Zubereitung nach Beispiel 5 7,2 ± 0,9
(Vergleichsversuch)
Nur bei erfindungsgemäßer Zubereitung aus Beispiel 4 lag die Fraktur grenz
flächennah im Resin (kohäsives Versagen). Die Zubereitung aus Beispiel 5 (Ver
gleichsversuch) zeigte adhäsives Versagen.
Scherbindungsfestigkeit an Schmelz (MPa)
Zubereitung nach Beispiel 4 18,4 ± 2 8
Zubereitung nach Beispiel 5 8,3 ± 24
(Vergleichsversuch)
Zubereitung nach Beispiel 5 8,3 ± 24
(Vergleichsversuch)
Nur bei erfindungsgemäßer Zubereitung aus Beispiel 4 lag die Fraktur tief im
Schmelz.
Die Zubereitung aus Beispiel 5 (Vergleichsversuch) zeigte adhäsives Versagen.
Damit bestätigt sich, daß nur im Falle der Verwendung der erfindungsgemäßen
Zubereitung die Bindung zwischen den Substraten stärker ist als die kohäsive
Festigkeit des Resins oder des Schmelz. Dies bestätigt die gute Leistungsfähigkeit
der erfindungsgemäßen Adhäsive.
Zur Bestimmung der Kavitätenrandadaptation werden extrahierte Prämolaren oder
Molaren approximal auf SiC-Papier der Körnung 600 naß angeschliffen bis eine
ausreichend große Dentinoberfläche exponiert ist, in die eine zylindrische Kavitat
(3 mm Durchmesser, ca. 1.5 mm Tiefe) präpariert werden kann. Die Kavitat wird
mit einem mittelkörnigen Diamant-instrument mit Hilfe eines schnell laufenden
zahnärztlichen Winkelstücks unter Wasserkühlung ausgeformt. Nach sorgfältigem
Reinigen mit Wasser erfolgt das Konditionieren wie auch das Auftragen des
Haftvermittlers wie oben beschrieben, bevor das Kompositmaterial Pekafill
eingebracht, mit einem Strip abgedeckt und 60 Sekunden lang mit Translux CL
lichtaktiviert wird. Unmittelbar nach der Polymerisation werden die Zähne für 10
bis 15 Minuten in Wasser bei Raumtemperatur gelagert, bevor der Füllungs
materialüberschuß durch vorsichtiges Naßschleifen auf SiC-Papier 600 und 4000
entfernt und der Kavitätenrand freigelegt wird. Anschließend wird im Auf
lichtmikroskop bei 500facher Vergrößerung der Kavitätenrand inspiziert. Sofern
eine Ablösung des Restaurierungsmaterials erfolgt ist, wird die maximale Spalt
breite mit Hilfe eines Okularschraubenmikrometers bestimmt und in µm ange
geben. Die mikroskopische Inspektion wird innerhalb von maximal fünf Minuten
durchgeführt, um Auftreten von Dehydrierungsspalten zu vermeiden.
Die erfindungsgemäße Zubereitung aus Beispiel 4 stellt sich als ausgezeichnet
wirksam heraus. Es wurde kein Randspalt gefunden, die Kavitätenrandadaptation
war perfekt. Die Anbindung an Dentin ist über eine Hybridschichtbildung erfolgt,
die entsprechend der voraus- gegangenen Konditionierung eine Schichtdicke von
10-14 µm aufweist. Der Vergleich aus Beispiel 5 zeigt hingegen eine Ablösung
des Restaurierungsmaterials mit einem Randspalt von 7 µm.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensationsprodukte mit einer
Molmasse von 300 bis 10000 Dalton, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Epoxy(meth)acrylat der Formel (I)
in der
R₁Wasserstoff oder Methyl bedeutet,
A ein zweibindiger aliphatischer Rest mit 1 bis 15 C-Atomen, der bis zu 5 Etherbrücken enthalten kann, bedeutet, mit einem aromatischen Carbonsäureanhydrid der Formel (II) in der
Ar für einen Benzolring oder einen Naphthalinring steht,
n eine ganze Zahl von 1 bis 2 bedeutet,
m 1 oder 2 bedeutet,
umgesetzt wird.
R₁Wasserstoff oder Methyl bedeutet,
A ein zweibindiger aliphatischer Rest mit 1 bis 15 C-Atomen, der bis zu 5 Etherbrücken enthalten kann, bedeutet, mit einem aromatischen Carbonsäureanhydrid der Formel (II) in der
Ar für einen Benzolring oder einen Naphthalinring steht,
n eine ganze Zahl von 1 bis 2 bedeutet,
m 1 oder 2 bedeutet,
umgesetzt wird.
2. Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensationsprodukte nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lewis- oder Protonensäure
oder eine Lewisbase als Katalysator verwendet wird.
3. Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensationsprodukte nach An
spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator ein Element der 5.
Hauptgruppe enthält.
4. Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensationsprodukte nach An
spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Triphenylphosphin
verwendet wird.
5. Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensationsprodukte nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lösemittel aus der Gruppe der
Ether und/oder Ketone verwendet wird.
6. Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensationsprodukte nach An
spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösemittel Methylethylketon
verwendet wird.
7. Zubereitungen enthaltend Kondensationsprodukte, hergestellt nach erfin
dungsgemäßem Verfahren gemäß Anspruch 1, ein Lösungsmittel und gege
benenfalls einen Initiator als Adhäsivkomponente zur Behandlung von
Zahnhartsubstanz.
8. Zubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Initiator ein
Radikalbildner aus der Reihe der Mono- oder Dicarbonylverbindungen ein
gesetzt wird.
9. Verwendung von Zubereitungen nach den Ansprüchen 7 und 8 als Zahn
versiegelungsmaterial.
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---|---|---|---|
DE19544670A DE19544670C2 (de) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | Verfahren zur Herstellung oligomerer Kondensationsprodukte aromatischer Tricarbonsäuren und Epoxy(meth)acrylaten |
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19544670C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999025309A2 (en) * | 1997-11-13 | 1999-05-27 | Espe Dental Ag | Metal-free dental filling system as a substitute for amalgam |
DE19854580A1 (de) * | 1998-11-26 | 2000-05-31 | Up To Dent Ag Balzers | Verfahren zur Versiegelung von Zahnkavitäten und damit verwendete Materialien |
US7097456B1 (en) | 1999-10-22 | 2006-08-29 | 3M Espe Ag | Amalgam substitute |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5270351A (en) * | 1992-06-15 | 1993-12-14 | American Dental Association Health Foundation | Adhesion-promoting agents incorporating polyvalent cations |
-
1995
- 1995-11-30 DE DE19544670A patent/DE19544670C2/de not_active Expired - Fee Related
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WO1999025309A2 (en) * | 1997-11-13 | 1999-05-27 | Espe Dental Ag | Metal-free dental filling system as a substitute for amalgam |
WO1999025309A3 (en) * | 1997-11-13 | 1999-07-22 | Lutz Monika | Metal-free dental filling system as a substitute for amalgam |
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Publication number | Publication date |
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DE19544670C2 (de) | 2003-01-09 |
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D2 | Grant after examination | ||
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