DE2845089A1 - Aus zwei haertbaren komponenten bestehendes orthodontisches klebemittel, das zum verbinden einer klammer aus metall oder kunststoff mit dem zahnschmelz geeignet ist, sowie verfahren zum verkleben einer metall- oder kunststoffklammer mit zahnschmelz - Google Patents

Description

Unsere Nr. 22 I63 P/Cr

Lee Pharmaceuticals

South El Monte, CaI., V.St.A.

Aus zwei härtbaren Komponenten bestehendes orthodontisches Klebemittel, das zum Verbinden einer Klammer aus Metall oder Kunststoff mit dem Zahnschmelz geeignet ist, sowie Verfahren zum Verkleben einer Metall- oder Kunststoffklammer mit Zahnschmelz

Vorliegende Erfindung betrifft Klebemittel für orthodontische Klammern und ein Verfahren zu deren Anwendung. Insbesondere betrifft die Erfindung solche Klebemittel, die zur Verbindung von Metall- oder Kunststoffklammern direkt mit dem Zahnschmelz geeignet sind, die kein Vormischen erfordern und die hinsichtlich der Viskosität solche Grenzen aufweisen, daß sich die Klammern auf dem Zahn nicht verschieben, während das Klebemittel aushärtet.

Die Funktion von orthodontischen Klammern bei der orthodontischen Behandlung ist das Halten der Zahnregulierungsdrähte (arch-wires) an Ort und Stelle. Letztere sind ihrerseits dazu bestimmt, nicht richtig ausgerichtete Zähne in eine richtige Ausrichtung zu zwingen. Infolgedessen ist das Einstellen der Klammern von ausschlaggebender Bedeutung für den Erfolg der Behandlung. Es ist erforderlich, daß die Klammer auf dem Zahn während der ganzen Behandlung nicht gleitet oder abrutscht.

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Wenn die Klammer mit einem Klebemittel befestigt wird, und nicht mit Metallbändern festgehalten wird, darf beim Aushärten des Klebemittels die Klammer nicht abgleiten oder - rutschen , sondern muß genau in ihrer Stellung bleiben. Um zu gewährleisten, daß . kein derartiges Abgleiten während der Härtung des Klebemittels auftritt, erwies es sich bei bisher bekannten Klebemitteln für Klammern erforderlich, daß der Orthodontist die Klammer an Ort und Stelle hält oder festklammert, bis das Klebemittel teilweise abgebunden ist. Es ist offensichtlich, daß bei Anwendung dieser Methode lediglich eine beschränkte Anzahl von Klammern gleichzeitig an Ort und Stelle gebracht werden konnten, und zwar aufgrund des begrenzten Raums im Mund des Patienten zum Halten und Festklammern von Vorrichtungen und der in der Regel beschwerlichen Art des Vorgangs. Infolgedessen ist die bekannte Methode zeitaufwendig und erfordert öfters verschiedene getrennte Anwendungen von Klammern und des Klebemittels, um alle benötigten Klammern in den Mund einzubringen.

Die Anforderungen an gehärtete Klebemittel hinsichtlich eines stabilen und festen Verbindens von orthodontischen Klammern an die Zahnoberflächen in Bezug auf physikalische und mechanische Eigenschaften sowie die chemische Verträglichkeit im menschlichen Körper sind streng. Zähne sind normalerweise komplexen mechanischen Kräften der Scherung, des Vermahlens und des Stoßes beim normalen Beißen und Kauen unterworfen. Bei der orthodontischen Behandlung sind sie zusätzlichen Belastungen aufgrund der durch die Zahnregulierungsdrähte bewirkten Kräfte ausgesetzt. Ein befriedigendes Klebemittel für Klammern muß eine hohe Zugfestigkeit und Klebebindungsstärke aufweisen; es darf nicht brüchig, sondern muß elastisch sein, so daß die Klammer unter normalen Beanspruchungen

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im Mund des Patienten nicht bricht. Das Klebemittel darf auch nicht toxisch und nicht reizend sein, sondern muß gegenüber der Umgebung im Mund widerstandsfähig sein. Ein wünschenswertes Klebemittel sollte fähig sein, sowohl Metall- als auch Kunststoffklammern an Zahnoberflächen während des Zeitraums der orthodontischen Behandlung stabil und festhaltend zu binden.

Bislang benutzte Klebemittel zum Verbinden von Kunst_j5toff- oder Metallklammern an Zahnschmelz basierten in der Regel auf Metha.cjrylsäure- Mono- oder-Diesterharzen. Von derartigen Klebemitteln sind zwei Grundtypen bekannt:

(1) ein selbsthärtendes Zweikomponentensystem aus einer Flüssigkeit und einem Pulver, zwei Pasten oder einer Paste und einer Flüssigkeit; diese erfordern jedoch ein inniges Vermischen vor der Anwendung, um ein Aushärten zu erreichen;

(2) ein durch U.V,-Bestrahlung härtbares System, welches härtet, wenn man es Licht mit einer Wellenlänge von 300-400 nnu aussetzt.

Beide Klebemitteltypen haben verschiedene Nachteile, welche ihre praktische Verwendung durch Orthodontisten als Klebemittel für Klammern begrenzt haben. Das zuvor genannte selbsthärtende System erfordert ein Vormischen, welches zeitaufwendig ist und mit peinlicher Sorgfalt durchgeführt werden muß, um die Anwesenheit der richtigen Anteile beider Komponenten zu gewährleisten. Wenn unrichtige Teilmengen verwendet werden, zeigt das erhaltende Klebemittel eine unregelmäßige Härtungszeit sowie unregelmäßige mechanische Eigenschaften und kann unzuverlässig sein.

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Wenn die Komponenten vermischt sind, steht nur eine begrenzte Zeit von wenigen Minuten zur Verfügung, in welcher das Klebemittel zum Einstellen der Klammern verwendet werden kann, bevor es aushärtet. In der Praxis trite oft ein wesentlicher Abfall an Klebemitteln auf, weil zumindest ein Teil des Gemisches aushärtet, bevor es völlig benutzt ist. Überdies ist es mit diesem System unmöglich, mehr als sehr wenige Klammern gleichzeitig in die richtige Lage zu bringen, und zwar aufgrund der Begrenzungen hinsichtlich der Häftungszeit und auch deshalb, weil die Mehrzahl der Materialien dieser krt ein Halten der Klammern an Ort und Stelle während des Aushärtens des Klebemittels erforderlich macht - eine Verfahrensweise, welche durch die begrenzte Größe des Mundes sowie durch die Fähigkeit des Behandelnden begrenzt ist .

Das durch U.V.- Bestrahlung härtbare System erfordert in der Regel ein zeitaufwendiges Zweistufenverfahren,bei dem eine Komponente - ein Zahnbeschichtungsmittel (tooth primer) aufgebracht und unter Ultraviolett-Bestrahlung gehärtet wird, und sodann die zweite Komponente— ein Klebemittel für die Klammer - aufgebracht und auf ähnliche Weise gehärtet wird. Ferner härtet das durch Ultraviolett-Strahlung härtbare Klebemittel oftmals unter der perforierten Klammerbasis aus Metall nicht richtig aus, weil ein Teil derselben von einer direkten Bestrahlung abgeschirmt ist. Die Komponenten müssen immer in der Dunkelheit gelagert werden, um eine Verfärbung und ungleichmäßige Härtungswirkungen zu verhindern, die bewirkt werden, wenn sie über längere Zeit hinweg Licht, insbesondere Tageslicht, ausgesetzt sind.

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Die beiden Komponenten des selbsthärtenden KLebemittelssystems werden in der Regel so -ausgewählt, daß eine Komponente einen peroxidartigen Katalysator, und die andere Komponente ein aromatisches tertiäres Amin als Beschleuniger enthält. Beispiele für Harze, welche in einer oder beiden Komponenten benutzt werden, sind Di-, Tri-, Tetra- und Polyethylenglycol-4imethacrylat, -methyl=* und -ethylmetiiaorylat sowie 2,2-Bis-iJ- (3 "-methacr.oyl-2"-hydroxy-propoxy)phenol propan. Die Komponenten können auch organische oder anorganische Füllstoffe enthalten. Es wurde schon ein selbsthärtendes orthodontisches Klebemittel aus zwei Komponenten vorgeschlagen, welches zum stabilem Verbinden von Metall- und Kunststoffklammern an Zahnoberflächen sehr wirksam ist und ein gutes Halten derartiger Klammern während des Zeitraums der orthdontischen Behandlung gewährleistet (vgl. UJS-PA . ;· . 714.841). Es ist erwünscht, daß ein derartiges Klebemittel in einer Komponente Glycidyljficthacrylat■ verwendet, um ein Haften einer Kunststoffklammer an der Zahnoberfläche zu gewährleisten. Dieses Klebemittel hat jedoch den Nachteil, daß es vorgemischt werden muß, und daß die Anzahl von Klammern, welche mit einem Gemisch verklebt werden können, auf zwei oder drei begrenzt ist.

Aus der US-PS 4 010 545 ist ein selbsthärtendes orthodontisches Klebemittel aus zwei Komponenten bekannt, wobei beide Komponenten eine Viskosität (im ungehärtetem Zustand) innerhalb des Bereichs von 85.000 - 4.385.OOO cps. aufweisen. Diese Viskosität der vereinten Komponenten ist derart, daß die Klammern, während das Klebemittel aushärtet, nicht physikalisch an Ort und Stelle gehalten werden müssen. Jedoch fällt die Viskosität der Komponenten ab, wenn sie Scherkräften unterworfen werden, wodurch ein leichtes Vermischen der beiden Komponenten vor Gebrauch des Klebemittels möglich wird. Dieses Klebemittel zeigt jedoch den Nachteil, daß es zuvor vermischt werden muß.

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Die bekannten, durch U.V.-Bestrahlung härtbaren Klebemittelsysteme enthalten mOno- oder Diacrylatmonomere, einen organischen oder anorganischen Füllstoff und einen gegenüber U.V.-Strahlung empfindlichen Polymerisationsinitiator,-der häufig Benzoinm'ethylether ist I

Keines der zuvorgenannten bekannten orthodontischen Klebemittelsysteme kann jedoch in getrennten Schichten der beiden Komponenten angewandt werden, welche (integral) aushärten, nachdem sie miteinander in Berührung gebracht wurden, ohne daß die Notwendigkeit eines Vormischens einer zweistufigen Aushärtung oder spezieller Vorrichtungen zur Aushärtung besteht.

Industrielle Klebemittel auf Grundlage von Mono- oder Dimethacrylat-Harzen sind auch bekannt, unter anderem (A) Zweikomponentensysteme, die in zwei getrennten Schichten angewandt werden können, welche (a) bei der Berührung miteinander oder (b) bei der Berührung der Schichten und zusätzlich der Anwendung von Wärme und Druck aushärten können, sowie (B) Zweikomponentensysteme, welche ein Vormischen zur Aushärtung erfordern . Es wurde jedoch kein derartiges Klebemittel beschrieben, das ein in einer vertikalen Lage zu verbindendes Material gegen die Schwerkraft an Ort und Stelle zu halten fähig ist, ohne daß es erforderlich ist, das Material während des Aushärtens physikalisch an Ort und Stelle zu halten oder zu klammern. Übßr^dies sind industrielle Klebemittel in der Regel nicht zur Anwendung in der Mundhöhle geeignet, da sie oftmals toxische oder reizende Bestandteile enthalten oder weil sie so zusammengesetzt sind, daß sie der oralen Umgebung entweder mechanisch oder chemisch nicht ausreichend widerstehen.

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Derartige Klebemittel sind ferner nicht so formuliert, daß sie eine Farbstabilität, die Nicht-Brüchigkeit, Stoßfestigkeit und Elastizität aufweisen, welche für eine geeignete Leistung unter den Beanspruchungen im Mund erforderlich sind. Beispiele für derartige industrielle Klebemittel sind in den US-PS 3«658..621, 3.855.040 und 3*994,674 zu finden.

Ein weiteres bekanntes, selbsthärtendes System aus zwei Komponenten, welchem Mono- oder Dimethacrylat-Harze zugrundeliegen, ist die Klasse von Zahnfüllungs- und -dichtungsmassen. Diese Produkte sind zur Füllung und Dichtung von natürlichen Zahnlöchern und -fisliren oder der Ränder zwischen den Zähnen und den Füllungen gegen das Eindringen von Bakterien oder anderen Fremdmaterialen bestimmt.Diese Massen müssen im ungehärteten Zustand eine niedere Viskosität aufweisen, um in derartige Räume frei zu fließen. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß diese Massen den Kräften, denen Klebemittel für Klammern ausgesetzt sind, ganz oder teilweise widerstehen, wie z.B. den Mahl-und Stoßkräften, die beim normalen Kauen auftreten. Infolgedessen sind sie nicht so formuliert, daß sie die Zugfestigkeit, Scherfestigkeit, Elastizität und andere Eigenschaften aufweisen, welchefttr wirksame Klebemittel für Klammern erforderlich sind; infolgedessen sind sie nicht in der Lage, die Festhaltee'igenschaften bei derartigen Anwendungen im ausreichenden Maß zu zeigen. Beispiele für derartige Zahnfüllungs- und -dichtungsmassen (Sealants) sind z.B. in den US-PS 3.815.239 und 4.001.483 zu finden.

Das erfindungsgemäße Klebemittel erfüllt alle Eigenschaften, die für ein orthodontisches Klebemittel erforderlich sind. Das Klebemittel hat eine gute Scher-, Mahl-und Stoßfestigkeit beim Kauen und eine gute Festigkeit gegenüber"den durch .die Zahnregulierungsdrähte ausgeübten Kräfte. Das Klebemittel ist nicht brüchig, sondern elastisch, so daß die

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Klammer unter derartigen Kräften nicht bricht. Das Klebemittel hat ferner gute chemische Eigenschaften, d.h. es ist nicht-toxisch, nicht-reizend, jedoch gegenüber der oralen Umgebung resistent. Es zeigt eine hochstabile und festhaltende Bindung von Metall-und Kunststoffklammern an Zahnoberflächen. Ferner ist es dazu bestimmt, in getrennten Schichten angewandt zu werden, wodurch das Erfordernis eines VormischenB entfällt, um beim Kontakt der Schichten auszuhärten; es hat eine solche Viskosität im ungehärteten Zustand, daß die Klammer, während es aushärtet, nicht physikalisch an Ort und Stelle gehalten werden muß.

Durch vorliegende Erfindung werden die Nachteile und Begrenzungen bisher bekannter derartiger Klebemittel vermieden. Die Erfindung besitzt zumindest einen der folgenden Vorteile:

Das orthodontische Klebemittel für Klammern erfordert kein Vormischen und keine spezielle Einrichtung für das Aushärten beim Verbinden von Metall- und Kunststoffklammern an angeätzten (,etched) Zahnschmelz; die Möglichkeit eines Vermischens unrichtiger Anteile der beiden Komponenten wird ausgeschlossen; das Klebemittel ist bei der Anwendung zeitersparend; durch seine Anwendung wird die zeitliche Begrenzung des Anbringens der Klammern nicht strikt begrenzt, was zu keinem Abfall an Klebemittelmaterialen führt; schließlich besitzt es geeignete Handhabungseigenschaften, so daß während des anfänglichen Aushärtens kein Abrutschen der Klammer aus ihrer Lage auf der Zahnoberfläche auftritt.

Das erfindungsgemäße Klebemittel besteht aus zwei Komponanten. Die erste Komponente hat eine Viskosiät von 500 - 75a000 cps bei 23 C und enthält als Monomeres bzw. Monomere einen Methacrylsäure- oder Acrylsäure- Mono-,-Di- oder-Polyester, vorzugsweise einen Glycidylester, wie z.B. Glycidylmethacrylat oder Glycidylacrylat, oder aber Methylmethacrylat,

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wodurch ein richtiges Verbinden gewährleistet ist. Es kennen Verdickungsmittel und Füllstoffe vorliegen. Diese Komponente muß auch entweder einen Beschleuniger vom Amintyp· oder einen Peroxxdkatalysator enthalten.

Die zweite Komponente ist viskoser; sie weist vorzugsweise eine Viskosität oberhalb 1.000.000 cps bei 23°C auf und enthält als Monomeres bzw. Monomere einen oder mehrere Methacrylsäure- oder Acrylsäure- Mono-,-Dioder -Polyester und zusätzlich einen Peroxidkatalysator oder aber einen Beschleuniger vom Amintyp, was davon abhängt, ob die erste Komponente den Beschleuniger oder den Katalysator enthält. Es können auch.Verdickungsmittel sowie Füllstoffe vorliegen.

Die Viskosität der beiden Komponenten ist für die Leistung des erfindungsgemäßen Klebemittels kritisch. Die Viskosität der ersten Komponente ist wichtig, um die richtige Eindringung in die geätzte Zahnoberfläche, das Wandern von freien .Radikalen zum Erreichen einer vollständigen und gleichmäßigen Aushärtung und das Verhüten eines Abgleitens der Klammer aus ihrer Lage auf der Zahnoberfläche zu gewährleisten.

Die zweite Komponente mit einer Viskosität oberhalb von 1.000.000 cps bei 23°C ermöglicht eine Aufrechterhaltung der Lage der Klammer auf der vertikalten Zahnoberfläche während des Aushärtens des Klebemittels, ohne daß eine Notwendigkeit für ihr physikalisches Halten an Ort und Stelle besteht.

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Das Verfahren zum Verbinden der Klammer mit dem Zahn unter Verwendung des erfindungsgemäßen Klebemittels besteht im Aufbringen der ersten Komponente desselben auf die angeätzte Zahnoberfläche, dem Aufbringen der dickflüssigeren zweiten Komponente auf die Klammer und dem Einsetzen der Klammer in eine an den Zahn anliegende S teilung,bir, das Klebemittel ausgehärtet ist. Für ein richtiges Aushärten ist eine kontinuierliche Druckanwendung nicht erforderlich.

Das erfindungsgemäße Klebemittel besteht aus einer ersten und einer zweiten Komponente. Die erste Komponente enthält zumindest 20 Gew.% eines oder mehrerer härtbarer flüssiger Monomeren, welche aus der Gruppe der Methacrylsäure- oder Acrylsäure- Mono-yDi- oder-Polyester ausgewählt sind, oder

eines Gemischsdenselben und 1-10 Gew.% entweder eines Polymerisationsbeschleunigers vom Amintyp oder eines Polymerisationsinitiators vom Peroxidtyp. Es können 10-80 Gew.SS, bezogen auf die erste Komponente, Verdickungsmittel, organische oder anorganische Füllstoffe, Lösungsmittel oder Weichmacher vorhanden sein. Vorzugsweise bestehen zumindest 50 % der Monomeren aus Glycidyl- oder Methylmethacrylat oder ein>em Gemisch derselben, um ein richtiges Verbinden von Kunststoffklammern zu gewährleisten. Die erste Komponente muß in ungehärtetem Zustand eine Viskosität von 500 Centipoise (cps) - 750 .000 cps bei 23°C aufweisen (gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter, Model RBT, Spindle No. 5, betrieben mit 20 UpA).

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Die zweite Komponente ist in ungehärtetem Zustand viskoser; vorzugsweise beträgt ihre Viskosität mehr als 1.000.000 cps bei 23°C; sie enthält 20-80 Gew.% eines oder mehrerer härtbarer flüssiger Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe der Methacrylsäure- oder Acrylsäure- Mono-, -Di- und -Polyestermonomeren, oder ein/Gemischsderselben, sowie ferner 1-10 Gew.% eines Peroxidkatalysators oder eines Beschleunigers vom Amintyp, je nachdem, ob die erste Komponente den Katalysator oder den Beschleuniger enthält ; sie kann 20-80 Gew.? Verdickungsmittel und organische oder anorganische Füllstoffe enthalten. Beide Komponenten können eine geringe Menge eines herkömmlichen Polymerisationsinhibitors vom Hydrochinon- oder Hydroxytoluoltyp enthalten. Die Verdicküngs- oder Füllstoffmaterialien, welche nicht-toxisch, nicht-reizend und in Mundflüssigkeiten unlöslich sein müssen, bestehen vorzugsweise aus Kieselsäure oder Polymethylacrylat.

Der Füllstoff wird in feinteiliger Form verwendet; sein Teilchendurchmesser liegt in der Regel im Bereich von etwa 1 bis etwa 30 Mikron. Vorzugsweise wird der Füllstoff vor seiner Verwendung nach dem in der -- 6B~ P<S 18 beschriebenen Verfahren vorbehandelt.

Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn die Füllstoffteilchen mit einem "Verkeilungsmittel¹¹ (keying agent), wie z.B. einem Organosilan, zur Verbesserung der Bindung zwischen dem härbaren flüssigen Harz und den Oberflächen des feinteiligen Füllstoffs behandelt wurden. Die ethylenisch ungesättigten Organosilane erwiesen sich als Verteilungsmittel sehr geeignet. Die Füllstoffteilchen können mit einem Verfceilungsmittel nachjdem in der US-PA 662„.226 beschriebenen Verfahren behandelt werden.

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Der Peroxidinitiator und der Beschleuniger vom Amintyp werden auf bekannte Weise in die getrennten Komponenten einverleibt. Da der Initiator und der Beschleuniger getrennt vorliegen, sind die beiden Komponenten lagerungsstabil. Wenn * Filme ' aus den beiden Komponenten miteinander in Berührung gebracht werden, wirken der Initiator und der Beschleuniger zusammen, wobei die Aushärtung verursacht wird. Im Gegensatz zu den meisten Formulierungen für die Zahnmedizin mit einem System aus Peroxidinitiator und Beschleuniger vom Amintyp, erfordert das erfindungsgemäße Klebemittel kein inniges mechanisches Vermischen der beiden Komponenten, sondern härtet vielmehr beim Kontakt der Filme aus den beiden Komponenten aus. Der Peroxidkatalysator ist ein organisches Peroxid, vorzugsweise Benzoylperoxid, und der Beschleuniger vom Amintyp ist ein tertiäres aromatisches Amin, vorzugsweise N,N-Bis-(2-hydroxfethyl)-ptoluidin.

Es wird angenommen, daß die Viskosität der beiden ungehärteten Komponenten für die Leistung des erfindungsgemäßen Klebemittels kritisch ist. Die Viskosität der ersten Komponente muß in ungehärtetem Zustand 500 - 750.000 cps bei 23 C betragen. Die Viskosität der zweiten Komponente ist in ungehärtetem Zustand vorzugsweise größer als 1.000.000 cps bei 23°C Wenn die Viskosität der ersten Komponente in ungehärtetem Zustand weniger als 500 cps beträgt, ist das Vermischen der ersten mit der zweiten Komponente, welches beim Aufpressen der Klammer auf die Zahnoberfläche eintritt, unzureichend, um eine vollständige und gleichmäßige Härtung zu ergeben. Ferner hat die Klammer eine Neigung, auf der Zahnoberfläche ..während des Aushärtens des Klebemittels zu verrutschen, wenn die Viskosität der Komponenten in ungehärtetem Zustand zu gering ist. Eine Viskosität der ersten Komponente in ungehärtetem Zustand oberhalb 750.000 cps benetzt den Zahnschmelz unzureichend und verhindert eine Wanderung von freien Radikalen,

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was zu einer unvollständigen und ungleichmäßigen Aushärtung führt. Wenn die Aushärtung unvollständig und ungleichmäßig ist, ist die sich bildende Klebebindung sehr schwach. Eine derartige schwache Bindung widersteht nicht den komplexen mechanischen Kräften, denen eine verklebte Klammer ausgesetzt ist. Die zweite Komponente hat in ungehärtetem Zustand vorzugsweise eine Viskosität von mehr als 1.000.000 cps bei 23°C. Dies ermöglicht ein Halten der Klammer auf der Zahnoberfläche in richtiger Lage, während das Klebemittel aushärtet, ohne daß eine Notwendigkeit eines physikalischen Haltens an Ort und Stelle besteht. Wenn die Viskosität unterhalb -1.000.000 cps bei 23⁰C liegt, muß die Klammer auf der Zahnoberfläche solange physikalisch an Ort und Stelle gehalten werden, bis das Klebemittel ausgehärtet ist; jedoch härtet das Klebemittel richtig aus.

Das erfindungsgemäße Klebemittel erfüllt alle Eigenschaften, die bekanntermaßen für orthodontische Klebemittel erforderlich sind. Das Klebemittel ist nichttoxisch; nicht -reizend und gegenüber der oralen Umgebung widerstandsfähig. Das Klebemittel hat eine hohe Zugfestigkeit und K,l3bebindefestigkeit; es haftet gut sowohl an Zahnschmelz als auch an Metall- und Kunststoffklammern. Das Klebemittel besitzt eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Scher-, MaJil-und Stoßkräften, welche beim normalen Kauen auftreten, und gegenüber Beanspruchungen, welche ihm durch die Kraft auferlegt sind, welche durch die Eahnregulierungsdrähte ausgeübt wird. Das Klebemittel ist nicht-brüchig, so daß die Klammer unter normalen Beanspruchungen in dem Mund des orthodontischen Patienten nicht bricht. Das Klebemittel zeigt ein sehr stabiles Bindungsvermögen von Metall- und Kunststoffklammern an Zahnoberflächen.

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Ein Verfahren des Verbindej-ns einer orthodontischen Ri-ammer mit dem Zahn besteht im Aufbringen der ersten Komponente* als dünner Film auf den zuvor geätzten (etched) und getrockneten Zahnschmelz oder aber im Aufbringen er ersten Komponente als dünner Film sowohl auf die zuvor präparierte Zahnoberfläche als auch die Oberfläche der Klammer, im Aufbringen der dickflüssigeren zweiten Komponente auf die KJammerbasis und im Drücken der Klammer gegen die beschichtete Zahnoberfläche. Das Klebemittel härtet in zumindest 15 Sekunden, jedoch nicht länger als innerhalb von 10 Minuten aus, ungeachtet dessen , ob der anfängliche. Druck aufrechterhalten wird oder nicht. Die Viskosität jeder Komponente ist so festgelegt, daß es nicht erforderlich ist, die Klammer, während das Klebemittel aushärtet, auf der Zahnoberfläche physikalisch an Ort und Stelle zu halten. Wenn Kunststoffklammern zu verbinden sind, ist das Verfahren des Aufbringens der ersten Komponente sowohl auf den Zahn als auch auf die K.3ammer bevorzugt.

Vorliegende Erfindung wird anhand nachfolgender Beispiele, welche bevorzugte Ausführungsformen darstellen, näher erläutert. In jedem Beispiel wurde das orthodontische K.üebemittel in vitro nach folgendem Verfahren geprüft:

Die erste Komponente wurde als dünner Film auf die angeätzte Oberfläche eines Rinderzahns und auf die Oberfläche einer Metall- oder Kunststoffklammer aufgebracht, und die beschichtete Oberfläche der Klammer wurde auf die

Oberfläche des beschichteten Zahns in der gewünschten Lage aufgedrückt. Das Klebemittel härtete in weniger als 10 Minuten aus. Der Zahn und die mit diesem verklebte Klammer wurden in ein Wasserbad von 37°C während eines Zeitraums von entweder 24 Stunden oder zwei Wochen gebracht.

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Danach wurde unter Verwendung einer Instron-Testmaschine die Festigkeit der Klebebindung gemessen. Hierdurch wurde die Zugfestigkeit des Klebemittels ermittelt, welche beim Brechen der Verbindung zwischen der Zahnoberfläche und der Klammer gemessen wird.

Beispiel 1

Ein orthodontisches Zweikomponenten-K.lsbemittel, welches insbesondere zum Verbinden von Kunststoff- Metallklammern an den Zahnschmelz geeignet ist, hatte folgende Grundzusammensetzung:

1. Komponente

Glycidylmethacrylat

Peinteiliges, ausgehärtetes Polymethylmethacrylat N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)-p-toluidin Tertiäres Butyl-hydroxytoluol

2. Komponente

Glycidylmethacrylat

_ " Il Il

2,2-BisL4^l-(3 -methacroyl-2 -hydroxypropoxy)-pheny]J propan

Poröse Kieselsäure Kieselsäureaerogel Benzoylperoxid Tertiäres Butyl-hydroxytoluol

Gew.-Teile

100,0

16	,7
8	,0
0	,7
Gew.-Teile

67,0

33,0

15,8

11,7

1,6

0,7

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Die erste Komponente hati%ine Viskosität bei 23 C von 2.000 cps. Es wurden in vitro - Klebetests durchgeführt, bei denen,wie oben beschrieben, angeätzte Rinderzähne sowie Kunststoff- und Metallklammern verwendet wurden.

Proben, welche durch 'Verkleben beider Arten von Klammern mit Rinderzähnen in vitro mittels des Klebemittels hergestellt worden waren, zeigten eine hervorragende Verbindung, welche sich nicht verschlechterte. Nach Eintauchen der Zähne mit den angeklebten Klammern in Wasser von 3?°C während 24 Stunden bzw. 2 Wochen zeigten die Klebebindungen beim Testen in der Instron-Vorrichtung jeweils eine Zugfestigkeit oberhalb von ¹Il,37 bar. Wenn Metall- oder Kunststoffklammern auf vertikale Zahnoberflächen aufgebracht wurden, wurde während des Aushärtens des Klebemittels kein Abrutschen der Klammer beobachtet.

Beispiel 2

Ein anderes orthodontisches Klebemittel, welches insbesondere zum Verkleben von Kunststoff- und Metallklammern geeignet ist, wies folgende Grundformulierung auf:

1. Komponente Gew.-Teile

Methylmethacrylat 50,0

2₃2-Bis iⁱt^f-(3"-methacroyl-2"-hydroxypropoxy)-

phenyüj propan 50,0

N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-p-toluidin 5»0

Hydrochinon 0,08

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2. Komponente Gew.-Teile

2,2-Bis Dp-^-methacroyl^^ydroxypropoxy)-

phenyÜ propan 60,0

2,2-Bis £4'"r(2"-methacroyl-ethoxy)^

phenyl! propan 20,0

Triethylenglycol-dimethacrylat 20,0

Amorphe Kieselsäure 200,0

Celluloseacetatbutyrat 60,0

Benzoylperoxid 3,0

Hydrochinon 0,0

Die erste Komponente hatte eine Viskosität von 800 cps bei 23°C. In vitro-Tests wur<
schrieben, durchgeführt.

23°C. In vitro-Tests wurden mit Rinderzähnen, wie zuvor be·

Beim Aufbringen von Metall- oder Kunststoffklammern auf vertikale Zahnflächen wurde während der Aushärtung des Klebemittels eine Aufrechterhaltung der Lage der Klammer ohne Verrutschen beobachtet.

Anhand von Proben, welche durch Verkleben von Metall- und Kunststoffklammern an Rinderzähne in vitro mittels dieses Klebstoffs hergestellt worden waren, konnte eine hervorragende Klebebindung nachgewiesen werden, welche sich nicht verschlechterte. Nach Eintauchen des Zahns mit den darangeklebten Klammern in ein Wasserbad von 37°C während 2k Stunden bzw. 2 Wochen zeigten die Klebebindungen bei einem Test in der Instron-Vorrichtung jeweils eine Zugfestigkeit oberhalb von 41,37 bar.

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Beispiel 3

Ein orthodontisches Zweikomponenten-Klebemittel, welches besonders zum Verkleben von Kunststoff- und Metallklammerη mit Zahnschmelz geeignet ist, hatte folgende Grundformulierung:

1. Komponente

Die erste Komponente war die in Beispiel 1 verwendete.

2. Komponente Gew.-Teile

Glycidylmethacrylat 67,0

2,2-Bis £4^l-(3^II-methacroyl-2^u-hydroxypropoxy)-

phenyljpropan 33,0

Peinteiliges, ausgehärtetes Polymethyl-

methacrylat 11,0

Benzoyl_,peroxid 1,6

Tertiäres Butyl-hydroxytoluol 0,07

Poröse Kieselsäure 14,0

Kieselsäureaerogel 8,5

Wie zuvor beschrieben^ ··'" . wurden in vitro-Tests mit Rinderzähnen durchgeführt. Während des Aushärtens des Klebemittels konnte kein Verrutschen der Lage von Metall- und Kunststoffklammern beobachtet werden, wenn diese auf vertikale Zahnoberflächen aufgebracht wurden.

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Proben, welche durch Verkleben beider Arten von Klammern mittels dieses Klebstoffs mit Rinderzähnen in vitro hergestellt worden waren, zeigten eine hervorragende Klebebindung, welche sich nicht verschlechterte. Nach Eintauchen der Zähne mit den an^geklebten Klammern
in Wasser von 37°C während 24 Stunden bzw. zwei Wochen zeigten die Klebebindungen bei einem Test in der Instron-Vorrichtung jeweils eine Zugfestigkeit von mehr als 41,37 bar.

Beispiel 4

Ein orthodontisches Zweikomponenten-Klebemittel, welches insbesondere zum Verkleben von Metall-, jedoch nicht Kunststoffklammern mit Zahnschmelz geeignet ist, hatte folgende Grundformuliertung:

1. Komponente Gew.-Teile

2,2-Bis |4_^? -(3"-methacroy1-2"-hydroxypropoxy)-

phenyl}propan 75,C

Triethylenglycol-dimethacrylat . 25,0

Amorphe Kieselsäure 145,0

N,N-Bis(2-hydroxyethy1)-ρ-toluidin 3,0

Tertiäres Butyl-hydroxytoluol . . . 0,2

2. Komponente Gewr;-Teile

2,2-Bis Ü'-(3^ll-methacroyl-2"-hydroxypropoxy)-

phenyl[propan 60,0

Triethylenglycol-dimethacrylat 40,0

Amorphe Kieselsäure 150,0

Benzoylperoxid, 3,0

Tertiäres Butyl-hydroxytoluol 0,2

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Die erste Komponente hatte eine Viskosität von 110.000 cps bei 23-°C. In vitro-Ktebetests wurden an Rinderzähnen , wie zuvor beschrieben, durchgeführt. Während des Aushärtens des Klebemittels wurde, wenn die Klammern an vertikale Zahnoberflächen aufgebracht wurden, kein Verrutschen der Lage der Metallklammer beobachtet.

Proben, welche durch Befestigen von Metallklammerη an Rinderzähne mit Hilfe dieses Klebemittels in vitro hergestellt worden waren, zeigten eine hervorragende Klebebindung, welche sich während der Versuchs ze itnicht verschlechterte. Nach Eintauchen in ein Wasserbad mit 37°C während 24 Stunden bzw. 2 Wochen zeigten die in einem Instron-Apparat ermittelten Klebebindungen jeweils eine Zugfestigkeit von mehr als 41,37 bar.

Demgegenüber zeigten Proben, welche durch Verkleben von Kunststoffklammern mit Rinderzähnen mittels dieses Klebemittels in vitro hergestellt worden waren, eine sehr schwache Klebebindung, welche an der Zwischenfläche Klebemittel-Ktammer versagten.

Es wurde ermittelt, daß orthodontische Zweikomponenten-Klebemittel, bei denen die erste Komponente eine Viskosität von 6 cps bzw. 1·.000.000 cps, jeweils bei 23⁰C , aufwies, zum Verbinden von Metall- und Kunststoff klammern mit Zahnschmelz ungeeignet sind.

Für: Lee Pharmaceuticals

South El ifentei Lcal., V.St.A.

Dr.H.J.Wolff Rechtsanwalt

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Claims (12)

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   Patentansprüche

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   { Orthodontisches Klebemittel,welches zum Verbinden einer Klammer aus Metall oder Kunststoff mit dem Zahnschmelz geeignet ist und zwei härtbare Komponenten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

   (A) die erste Komponente ein härtbares flüssiges Harz mit einer Viskosität von zumindest 500 cps, jedoch nicht mehr als 750.000 cps bei 23°C umfaßt, und

   (B) die zweite Komponente ein härtbares flüssiges Harz und einen organischen oder anorganischen Füllstoff umfaßt, welches eine Viskosität von zumindest 1.000.000 cps bei 23°C aufweist; wobei eine der beiden Komponenteneinen Polymerisationsbeschleuniger, und die andere der beiden Komponenten einen Polymerisationskatalysator enthält.
2. 2. Orthodontisches Klebemittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente zumindest 20 Gew.^, bezogen auf diese Komponente, eines härtbaren flüssigen Methacrylsäure·», oder Acrylsäure-Mono-j-Di-, oder-Polyestermonomeren- oder eines Gemisches derselben und 1-10 Gew.^, bezogen auf die erste Komponente, eines tertiären aromatischen Amins oder eines organischen Peroxids als Polymerisationsbeschleuniger bzw. -initiator enthält.

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   ORIGINAL INSPECTED
3. 3. Orthodontisches Klebemittel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest 50 ? des bzw. der Monomeren aus Glycidyl - oder Methylmethacrylat oder einem Gemisch derselben besteht.
4. 4. Orthodontisches Klebemittel gemäß Anspruch 2 oder 3,
   dadurch gekennzeichnet, daß es ferner 10-80 Gew.55, bezogen auf die erste Komponente, eines organischen oder
   anorganischen Füllstoffs enthält.
5. 5. Orthodontisches Klebemittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Komponente 20-80 Gew.?, bezogen auf diese Komponente, einen härtbaren, flüssigen Methacrylsäure- oder Acrylsäure- Mono-,-Di-, oder -Polyesters oder ein Gemisch derselben als Monomeres bzw. Monomere, 20-80 Gew.?, bezogen auf die zweite Komponente, eines organischen oder anorganischen Füllstoffsund 1-10 Gew.?, bezogen auf die zweite Komponente, eines tertiären
   aromatischen Amins oder eines organischen Peroxids als Polymerisationsbeschleuniger oder -initiator enthält.
6. 6. Orthodontisches Klebemittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente ferner nicht mehr als 1 Gew.?, bezogen auf die erste Komponente,
   eines Polymerxsatxonsxnhibitors enthält.
7. 7. Orthodontisches Klebemittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Komponente ferner nicht mehr als 1 Gew.?, bezogen auf die zweite Komponente,
   eines Polymerisationsinhibitors enthält.

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8. 8. Orthodontisches Klebemittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   (A) die erste Komponente diejenige gemäß Anspruch 2 ,und

   (B) die zweite Komponente diejenige gemäß Anspruch 5.ist,

   wobei eine dieser beiden Komponenten den Polymerisationsbeschleuniger, und die andere dieser beiden Komponenten den Polymerisationsinitiator enthält.
9. 9. Orthodontisches Klebemittel gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest 50 % des bzw. der Monomeren der ersten Komponente aus Glycidyl- oder Methylmethacrylat bestehen.
10. 10. Orthodontisches KLebemittel gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente '"•10-80 Gew.jS, bezogen auf diese Komponente, eines organischen oder anorganischen Füllstoffsenhält.
11. 11. Orthodontisches Klebemittel gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente ferner nicht mehr als 1 Gew.?, bezogen auf diese Komponente, eines Polymerisationsinhibitors enthält.
12. 12. Orthodontisches Klebemittel gemäß Anspruch 8,

    dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Komponente ferner nicht mehr als 1 Gew.%> bezogen auf diese Komponente, eines Polymerisationsinhibitors enthält.

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    13· Verfahren zum Verkleben einer Klammeraus Metall oder Kunststoff mit Zahnschmelz, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Komponente des Klebemittels gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche als einen 'dünnen Film auf einen zuvor präparierten Zahn, und die zweite Komponente des Klebemittels gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche als Überzug über die K ianimeroberf lache in Form eines dünnen Films aufbringt und sodann die überzogene KLammeroberfläche auf de.n Film aus der ersten Komponente auf der Zahnoberfläche aufdrückt, wobei die Härtung in Gang gesetzt wird.

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