DE3150285A1 - 1-methacryloxyaethan-1,1-diphosphonsaeure und deren salze sowie diese verbindungen enthaltende zahnzementmassen - Google Patents
1-methacryloxyaethan-1,1-diphosphonsaeure und deren salze sowie diese verbindungen enthaltende zahnzementmassenInfo
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Description
Die 1 findung betrifft eine neue Verbindung, nämlich 1 Methac
rylojtyäthan-1 ,1-diphosphonsäure und deren Salze sowie
deren \|#rwendung als polymerisierbares Monomeres in
Zahnzementmassen oder Zahnklebstoffmassen, bzw. diese
Ve»i windungen enthaltende Zahnzementmassen.
Zur Behandlung von Zahnkaries wurden als Ersatz für herkömmliche Zahnzemente, wie Zinkphosphatzement und Silikatzement,
Verbundharze entwickelt. In jüngster Zeit wurden verbesserte Verbundharze geschaffen, die wegen ihrer
verminderten Wasserabsorptionseigenschaften und ihres geringen Abbaus während einer längeren Zeitdauer stabil
sind und die sich in ihrer Farbe nur sehr wenig von natürlichen Zähnen unterscheiden.
Da die Verbundharze im wesentlichen nicht an dem Zahnschmelz oder Dentin anhaften, besteht die Möglichkeit,
daß sich mit der Zeit ein Spalt zwischen dem Hohlraum in dem Zahn oder der Zahnkavität und dem darin eingebetteten
Verbundharz ergibt. Dieser Spalt erleichtert die Ausbildung von Sekundärkaries, was zur Folge hat, daß schließlich
das als Füllung verwendete Verbundharz aus dem Zahn-
25 hohlraum herausfällt.
Zur Verbesserung der Haftung zwischen dem Verbundharz und der Hohlra*l«iwandung wurde bereits eine Vielzahl von HaftungsprömQtoren
oder Klebstoffbeschichtungen entwickelt.
Es wurden weiterhin klebende oder haftende, Karies verhindernde Füllungsmaterialien, orthodontische Klebstoffe
für das Ausrichten ungleichmäßig angeordneter Zähne und andere Zahnklebstoffiaassen vorgeschlagen, die lediglich
darauf abzielen, eine feste Haftung an den Zahnsubstanzen zu ermöglichen. Die "meisten Produkte dieser Art besitzen
Probleme im Hinblick auf ihre Beständigkeit im
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER - - - * «„ ·"
Mund und ihre leichte Handhabbarkeit, wobei nur wenige Materialien
während einer längeren Zeitdauer in einer feuchten, Temperaturschwankungen ausgesetzten Umgebung, wie dem Mund,
fest anhaften.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, neue Verbindungen zu schaffen, die eine verbesserte Haftung
an dem Zahnmaterial zeigen und die mit Vorteil als polymerisierbare Monomeren in Zahnzementmassen oder Zahn-
10 klebstoffmassen verwendet werden können.
Diese Aufgabe wird nun durch die erfindungsgemäße neue
Verbindung, nämlich 1-Methacryloxyäthan-l,1-diphosphonsäure
der Formel (I)
15
15
(D
CH3 | 0 Il |
|
CH2 | = C ι |
P(OH)0 ι ~ |
C-O | - C - CH | |
Il | ι | |
0 | P(OH)0 | |
Il 2 | ||
0 |
und deren Salze gelöst.
Es hat sich gezeigt, daß die durch Polymerisieren oder Aushärten der Verbindung der Formel I oder deren Salze erhaltenen
gehärteten Produkte eine verbesserte Haftung an den Zähnen zeigen, selbst in Gegenwart von Wasser. Die Polymeren
der Verbindung der Formel I oder äde Copolymeren der Verbindung der Formel I mit anderen Monomeren zeigen,
wenn sie als Zahnfüllungsmaterial verwendet werden, eine feste Haftung an der Wandung des Zahnhohlraums, so daß
sich weder Spalte ausbilden noch das Füllungsmaterial wegen einer schlechten Haftung an der Wandung herausfällt.
Wenn diese Materialien als Grundierung oder Klebstoff für ein Füllmaterial, wie ein Verbundharz, verwendet werden,
. .. . i^^ 5 0 285
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER J,°.o°° «L »si. ° *.,* J0
ergeben sie eine verbesserte Randdichtung, so daß die Sekunui
"karies in wirksamer Weise verhindert wird. Diese vorte. !haften Eigenschaften sind sowohl der Verbindung
der Formel I als auch dessen Salzen eigen, so daß die erfindungsgemäßen
Verbindungen mit Vorteil als polymerisierbar ι Monomexe in Zahnzementmassen oder Zahnklebstoffmassen
verwendet werden können.
Gegenstand der Erfindung sind daher auch Zahnzementmassen oder Zahnklebstoffmassen, die mindestens eine Verbindung
aus der Gruppe enthalten, die die 1-Methacryloxyäthan-l,1-diphosphonsäure
der obigen Formel I und deren Salze umfaßt.
Die erfindungsgeraäße 1-Methacryloxyäthan-l,1-diphosphonsäure
ist eine Substanz, die in Form eines wasserlöslichen farblosen Öls vorliegt und die oben angegebene allgemeinen
Formel I und die nachstehend angesprochenen Infrarotspektren und NMR-Spektren aufweist.
Die erfindungsgemäße Verbindung kann man nach an sich bekannten
Verfahrensweisen herstellen, wie sie in der Literatur
beschrieben .sind, beispielsweise in "Jikken Kagaku Koza (Experimental Chemistry Lecture)", Vol. 19, Maruzen
Co., Ltd. (20. Mai 1957), 471 bis 482 und "Shin Jikken Kagaku Koza (New Experimental Chemistry Lecture)"
Vol. 14, MaruzenCo., Ltd. (20. Oktober 1975), 1000 bis
1062. Beispielsweise kann man die erfindungsgemäßen Verbindungen dadurch herstellen, daß man Methacrylsäure mit
1-Hydroxyäthan-l,1-diphosphonsäure oder Methacrylsäureanhydrid
mit 1-Hydroxyäthan-l,1-diphosphonsäure umsetzt. Bevorzugter bereitet man die Verbindung durch Umsetzen
eines Methacryloylhalogends, wie Methacryloylchlorid mit 1-Hydroxyäthan-l,1-diphosphonsäure in wasserfreiem Zustand
und in Gegenwart einer Base unter Kühlen.
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Die Salze der Verbindung der Formel I erhält man dadurch, daß man einige oder sämtliche Wasserstoffatome der Hydroxylgruppen
der Verbindung der Formel I durch ein. Metall oder ein Amin ersetzt. Die Salze schließen somit
die Alkalimetallsalze, wie das Lithiumsalz, das Kaliumsalz, die Erdalkalimetallsalze, wie das Magnesiumsalz
und das Calciumsalz, das Ammoniumsalz, primäre, sekundäre und tertiäre Aminsalze, wie das Cyclohexylammoniumsalz,
und Doppelsalze auf der Grundlage dieser Basen ein. Die Salze kann man dadurch herstellen, daß man die Verbindung
der Formel I mit einer Metallcarbonatlösung oder Ammoniumcarbonatlösung neutralisiert, ein Lösungsmittel,
wie Äthanol, zusetzt und die Lösung zur Gewinnung des Niederschlags, d. h. des Salzes der Verbindung der Formel I,
filtriert. Man kann die Salze auch dadurch herstellen, daß man Methacrylsäure oder deren Derivate, wie Methacryloylchlorid,
mit einem Salz der 1-Hydroxyäthan-l,1-diphosphonsäure
umsetzt. Weiterhin kann man die Verbindung der Formel I dadurch in die Alkalimetallsalze oder Erdalkalimetallsalze
umwandeln, daß man sie mit einem entsprechenden Metall, Metalloxid oder Metallhydroxid umsetzt oder
mit einem Ionenaustauscherharz behandelt, welches mit einem entsprechenden Metall beladen ist. Man kann die
Verbindung der Formel I dadurch in das Ammoniumsalz oder primäre, sekundäre oder tertiäre Aminsalze umwandeln,
daß man die Verbindung mit Ammoniak, Ammoniumhydroxid oder einem primären, sekundären oder tertiären Amin umsetzt
oder sie mit einem Ionenaustauscherharz in der entsprechenden (substituierten) Ammoniumform behandelt.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können als polymerisierbare
Monomere in Zahnzementmassen oder Zahnklebstoffmassen
des Typs eingesetzt werdon, bei dem daw polymerisierbar
Monomere bei der Verwendung polymerisiert. Die Verbindung der Formel I und deren Salze können entweder
BAD ORiGlNAi
Lion Corp.
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allein als einziges polymerisierbares Monomeres oder in
Misci ;ng mit irgendwelchen anderen erwünschten polymerisierb.
ren Monomeren verwendet werden. Die Verbindung der Formel I und deren Salze können als solche oder zusammen
mit anderen Monomeren zu Homopolymeren oder Copoyleren
pol /merisiert oder gehärtet werden, die fest an dem Zahn
anhaften.
Die die Verbindung der Formel I oder deren Salze enthaltenden Zahnzementmassen oder Zahnklebstoffmassen können
aufgrund ihrer Haftung an dem Zahnmaterial verwendet werden. Die Masse kann als Füllungsmaterial oder als orthodontischer
Klebstoff verwendet werden. Man kann die Masse auch als Grundierung oder Vorbeschichtung verwenden, um
die Haftung; eines Füllungsmaterials, wie eines Verbundharzes oder eines orthodontischen Klebstoffs an dem Zahn zu
unterstützen.
Wenn die Verbindung der Formel I oder deren Salze als polymerisierbares
Monomeres in einer Zahnklebstoffmasse oder Zahnzementmasse verwendet wird, kann die Masse irgendwelche
zusätzlichen Bestandteile enthalten, die im allgemeinen für diesen Zweck verwendet werden, wenngleich
die tatsächliche Auswahl der Bestandteile von der Art und der angestrebten Verwendung der betreffenden Masse abhängt.
Wenn eine Zahnklebstoffmasse oder Zahnzementmasse als klebendes
Füllungsmaterial verwendet wird, kann die Verbindung der Formel I oder deren Salze das einzige polymerisierbare
Monomere sein, welches in Gegenwart eines Härtungsmittels
zu einem gehärteten Material, welches als klebendes oder haftendes Füllungsmaterial geeignet ist, polymerisiert
oder gehärtet werden kann. Vorzugsweise enthält die Zahnklebstoffmasse oder Zahnzementmasse, die als klebendes oder
haftendes Füllungsmaterial verwendet wird, eine Mischung
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der Verbindung der Formel I oder deren Salze mit anderen polymerisierbaren Monomeren, die bei ihrer Verwendung in
Gegenwart eines Härters polymerisiert oder gehärtet werden können.
Die anderen Monomeren, die in Kombination mit der Verbindung der Formel I oder deren Salzen eingesetzt werden können,
körinen monofunktionelle oder polyfunktionelle Monomere
sein. Beispiele für monofunktionelle und polyfunktio-
nelle Monomere sind nachfolgend angegeben.
Methyl-acrylat und -methacrylat,
Äthyl-acrylat und -methacrylat, Butyl-acrylat und -methacrylat,
Allyl-acrylat und -methacrylat, Hydroxyäthyl-acrylat und -methacrylat,
Methoxyäthyl-acrylat und -methacrylat,
Glycidyl-acrylat und -methacrylat, Tetrahydrofurfuryl-acrylat und -methacrylat,
Styrol etc.
Polyfunktionelle Monomere
25 Difunktionelle aliphatische Acrylate und Methacrylate
25 Difunktionelle aliphatische Acrylate und Methacrylate
Äthylenglykol-diacrylat und -dimethacrylat, Diäthylenglykol-diacrylat und -dimethacrylat,
Triäthylenglykol-diacrylat und -dimethacrylat, Tetraathylenglykol-diacrylat und -dimethacrylat,
Polyäthylenglykol-diacrylat und -dimethacrylat, Butylenglykol-diacrylat und -dimethacrylat,
Neopentylglykol-diacrylat und -dimethacrylat, Propylenglykol-diacrylat und -dimethacrylat,
1,3-Butandiol-diacrylat und -dimethacrylat,
1,4-Butandiol-diacrylat und -dimethacrylat,
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^a * ο t>
♦
1,6-Hexandiol-diacrylat und -dimethacrylat etc.
Difun. tionelle aromatische Acrylate und Methacrylate
2,2-Bis(acryloxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(methacryloxyphenyl)-propan, λ, 2 Bis^/i-O-acryloxy) -2-hydroxypropoxyphenyl /-propan ,
2,2-Bis/4-(3-methacryloxy)-2-hydroxypropoxyphenyl/-propan,
2,2-Bis(4-acryloxyäthoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-methacryloxyäthoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-acryloxydiäthoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-methacryloxydiäthoxypheny1)-propan,
2,2-Bis(4-acryloxytriäthoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-methacryloxytriäthoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-acryloxytetraäthoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-methacryloxytetraäthoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-acryloxypentaäthoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-methacryloxypentaäthoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-Acryloxybutoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-methacryloxybutoxyphenyl)-propan,
2 ,2-Bis(4-aeryloxydibutoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-methacryloxydibutoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-acryloxydipropoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-methacryloxydipropoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-acryloxytripropoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-methacryloxytripropoxyphenyl)-propan,
2-(4-Acryloxyäthoxyphenyl)-2-(4-acryloxydiäthoxyphenyl)-propan,
2-(4-Methacryloxyäthoxyphenyl)-2-(4-methacryloxydiäthoxypheny
1 )-propan,
30 2-(4-Acryloxydiäthoxyphenyl)-2-(4-acryloxytriäthoxyphenyl) ■
propan,
2-(4-Methacryloxydiäthoxyphenyl)-2-(4-methacryloxytriäthoxyphenyl
)-propan,
2-(4-Acryloxydipropoxyphenyl)-2-(4-acryloxytriäthoxyphe-
2-(4-Acryloxydipropoxyphenyl)-2-(4-acryloxytriäthoxyphe-
5 nyl)-propan,
oirn9nr ' tion Corp.
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER 2 Ϊ S ." I „e * S I Z
»»" SJ2 *»» «»»ti » J ι» ι» η
- 10 -
2-(4-Methacryloxydipropoxyphenyl)-2-(4-methacryloxytriäthyl-
triäthoxyphenyl)-propan, 2,2HBis(4-Acryloxypropoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-Methacryloxypropoxyphenyl)-propan,
5 2,2-Bis(4-Acryloxyisopropoxyphenyl)-propan,
2,2-Bis(4-Möthacryloxyisopropxyphenyl)-propan,
Xylylenglykol-diacrylat, Xylylenglykol-dimethacrylat,
Bis(äthylenoxid)-bisphenol-A-diacrylat und -methacrylat
etc.
Trifunktionelle aliphatische Acrylate und Methacrylate
Trimethylolpropan-triacrylat und -trimethacrylat, Trimethyloläthan-triacrylat und -trimethacrylat,
Trimethyloläthanol-triacrylat und -trimethacrylat, Trimethylolmethan-triacrylat und -trimethacrylat,
Pentaerythrit-triacrylat und -trimethacrylat, etc.
Tetrafunktionelle Acrylate und Methacrylate
Tetramethylolmethan-tetraacrylat und -tetramethacrylat, etc.
In dem klebenden oder haftenden Füllungsmaterial können die Oligomeren und Polymeren in einer Menge von 0 bis 30
Gew.-% der polymerisierbaren Monomeren mit den oben erwähnten Monomeren vermischt werden, um die Viskosität,
die Härtungsgeschwindigkeit und das Schrumpfverhalten .beim Härten einzustellen. Die Oligomeren und Polymeren
schließen jene der Verbindung der Formel· I und ihrer SaI-ze und jene von Methylacrylat,' Methylmethacrylat, Hydroxyäthylacrylat,
Hydroxyäthylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat,
Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Glycidylacrylat,
Glycidylmethacrylat, Styrol und dergleichen ein.
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Lion Corp.
) 0 ο α op« « β »ie
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Weitere Zusatzstoffe schließen Füllstoffe ein, die dazu diene* die Druckfestigkeit, die Härte und andere physikalische
Eigenschaften des gehärteten Produkts zu verbessern. Im allgemeinen werden anorganische Füllstoffe verwendet,
wenngleich auch organische Füllstoffe eingesetzt ware3 hi können, um den Oberflächenglanz eines gehärteten
Produkts und die Affinität oder die Bindung mit den polymerisierbaren Monomeren zu begünstigen. Die anorganischen
Füllstoffe schließen ot-Quarz, pyrogenes SiIiciumdioxid,
Glaskügelchen, Aluminiumoxid und dergleichen ein. Die Teilchengröße ist nicht besonders beschränkt,
wenngleich Füllstoffe mit einer Teilchengröße von weniger als 100 μΐη, insbesondere weniger als 50 μΐη bevorzugt sind.
Jene Füllstoffe, die eine Teilchengröße aufweisen, die Iediglich einige μΐη oder weniger beträgt, sind weiterhin bevorzugt,
um die Oberflächenglätte zu steigern. Eine weitere Möglichkeit ist die Kombination von Teilchen mit einer
Teilchengröße von einigen 10 μΐη mit Teilchen mit einer
Teilchengröße von einigen μΐη. Die anorganischen Füllstoffe
können vorzugsweise mit einem Silan-Kupplungsmittel
vorbehandelt werden, damit sie eine verbesserte Bindung mit den Monomeren eingehen. Beispiele für Silan-Kupplungsmittel
für diese Vorbehandlung sind Vinyltrichlorsilan, Vinyltriäthoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyl-tris(ßmethoxyäthoxy)-silan,
γ-Methacryloxypropyl-trimethoxysilan,
N-(ß-Aminoäthyl)-Y-aminopropyl-trimethoxysilan und dergleichen. Die erfindungsgemäß geeigneten organischen
Füllstoffe sind jene, die man durch feines Vermählen eines
Polymeren der oben erwähnten Monomeren auf eine Teilchengröße von weniger als 50 μΐη in einer Kugelmühle oder
einer anderen geeigneten Vorrichtung erhält. Eine weitere Verfahrensweise zur Herstellung von anorganischen
Füllstoffen umfaßt die Polymerisation von Monomeren, die anorganische Füllstoffteilchen mit einer Teilchengröße
von weniger als 10 μπι dispergieren. Das gehärtete Poly-
iiion Corp.
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- 12 -
merisationsprodukt wird in einer Kugelmühle oder irgendeiner anderen geeigneten Vorrichtung auf eine Teilchengröße
von weniger als 50 μΐη vermählen. Es ist festzuhalten,
daß der Füllstoff in einer Menge von 50 bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht eines Füllungsmaterials,
eingemischt werden kann.
Man kann auch Polymerisationsinhibitoren, Farbstoffe, Antioxidantien und andere gut bekannte Bestandteile einmischen.
Man kann das Füllungsmaterial auch mit Katalysatoren oder Härtern vermischen. Hierzu kann man irgendwelche geeigneten
Katalysatoren oder Härter einsetzen, beispielsweise eine Kombination aus einem Amin und einem Peroxid oder
aus Sulfinsäure und deren Derivaten und einem Peroxid.
Wenn die Verbindung der Formel I oder deren Salze die einzigen polymerisierbaren Monomeren darstellen, kann man
das Monomere in zwei gleich große Teile aufteilen. Der erste Teil enthält einen ersten Härter, beispielsweise
ein Amin oder p-Toluolsulfinsäure, während der andere
Teil einen zweiten Härter, beispielsweise ein Peroxid,
enthält. Wenn die Verbindung der Formel I oder deren Salze mit anderen polymerisierbaren Monomeren vermischt werden
soll, kann man die anderen Monomeren in zwei gleich große Teile aufteilen. Dabei enthält ein Teil einen ersten
Härter, während der andere Teil einen zweiten Härter enthält. Die Verbindung der Formel I oder deren Salze
können einem oder beiden Teilen zugesetzt werden, die dann bei der Verwendung vermischt werden. In beiden Fällen
kann man einem oder beiden Teilen andere zusätzliche Bestandteile zusetzen. Unmittelbar vor der Anwendung werden
die beiden Teile zu einer Mischung vermengt, die dann von selbst aushärtet. Als Amin kann man N,N-Dimethyl-ptoluidin,
N,N1-Di-(ß-hydroxyäthyl)-p-toluidin, N,N-Dime-
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β β *
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thylanilin, Monoäthanolamin und dergleichen verwenden.
Der /.... :ngehalt kann vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis
5 Gew.- t> der polymerisierbaren Monomeren liegen. Als Sulfinsäurederivate
kann man Benzolsulfinsäure, p-Toluolsul-
5 finsäure und deren Natriumsalze und dergleichen verwenden.
Der Gehalt an SuIfinsäure oder ihren Derivaten liegt vorzugsweise
im Bereich von 2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierbaren Monomeren. Als Peroxid kann man Benzoylperoxid/
Di-p-chlor-benzoylperoxid, Di-lauroylperoxd, Me-
10 thyläthylketonperoxid und dergleichen verwenden. Der Peroxidgehalt
liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierbaren Monomeren.
Man kann das Füllungsmaterial auch derart aufbauen, daß 15 es ein durch ultraviolette Strahlung härtbares System darstellt,
indem man ein Ultraviolett-Sensibilisierungsmittel, wie Benzoinmethyläther, Acetophenon, Benzophenon,
2,2,2-Trichlor-4'-tert.-buty!acetophenon, Anthrachinon
und dergleichen in einer Menge von 0,3 bis 3 Gew.-%, be-20 zogen auf die Monomeren, einmischt. In diesem Fall kann
man sämtliche notwendigen Bestandteile zu einer einzigen Masse vermischen, die in einer gegen ultraviolette Strahlung
abgeschirmten Verpackung verpackt werden muß.
Die Verbindung der Formel I oder deren Salze kann man in variierenden, unbegrenzten Mengen in das haftende oder
klebende Füllungsmaterial einarbeiten. Wenn die Verbindung der Formel I oder deren Salze in Kombination mit anderen
polymerisierbaren Monomeren verwendet wird, wie es oben angegeben ist, kann man die Verbindung der Formel I
oder deren Salze vorzugsweise in einer Menge von 1 bis -3 Gew.-%, insbesondere von 2 bis 15 Gew.-%, bezogen
auf die anderen polymerisierbaren Monomeren, einsetzen. Bei einer Anwendungsmenge von weniger als 1 % ergibt
sich eine schlechte Haftung, während die gehärteten Pro-
8AD ORIGfMAL
Lion Corp.
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dukte in gewissen Fällen eine verminderte Härte aufweisen,
wenn sie dieses Material in einer Menge von mehr als 30 % enthalten. Es ist weiterhin festzuhalten, daß das klebende
oder haftende Füllungsmaterial vorzugsweise 10 bis Gew.-% eines oder mehrerer polymerisierbarer Monomerer
und 50 bis 85 Gew.-% eines anorganischen Füllstoffs enthalten kann.
Wenn eine Zahnklebstoffmasse, die die Verbindung der Formel
I oder deren Salze enthält, als Klebstoff zur Verbesserung der Haftung eines herkömmlichen Fullungsmaterials,
wie eines Verbundharzes, an dem Zahn eingesetzt wird, kann man diese Masse dadurch herstellen, daß man 1 bis 15 Gew.-%
der Verbindung der Formel I oder deren Salze einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Äthanol, Diäthyläther
oder Chloroform, zusetzt, vorzugsweise in einer Konzentration von 0,5 bis 30 Gew.-%. Eine weitere bevorzugte
Masse kann dadurch hergestellt werden, daß man 1 bis 15 Gew.-% der Verbindung der Formel I oder deren
Salze mit anderen polymerisierbaren Monomeren vermischt. Die Mischung kann dann in einem geeigneten Lösungsmittel
gelöst werden. Eine weitere bevorzugte Masse oder Zubereitung kann dadurch hergestellt werden, daß man die
gleiche Formulierung anwendet, wie sie bezüglich des haftenden oder klebenden Füllungsmaterials beschrieben
wurde. Es ist jedoch festzuhalten, daß eine verbesserte Haftung dann nicht erzielt werden kann, wenn die Verbindung
der Formel I oder deren Salze in extrem geringen oder großen Anteilen vorhanden sind.
Diese Zahnklebstoffmassen oder Zahnzementmassen können
in Abhängigkeit von ihrer Art und ihrem angestrebten Anwendungszweck angewandt und gehärtet werden. Wenn die
Masse als Füllungsmaterial verwendet wird, kann man die Klebstoffmasse oder das Füllungsmaterial in den zu fül-
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- 15 -
lenden Zahnhohlraum einführen und dann in situ aushärten. Wen.- -^ie Masse zur Verbesserung der Haftung eines Zahnfüllu
,gsmaterials an dem Zahn verwendet wird, kann man diese Klebstoffmasse auf die zu füllende Hohlraumwandung
auftragen, bevor der Hohlraum mit dem gewünschten Füllunasmaterial
gefüllt wird, welches dann in situ ausgehärtet wird.
Die Zahnklebstoffmassen oder Zahnzementmassen, die die
erfindungsgemäßen Verbindung der Formel I oder deren Salze
enthalten, zeigen ein hohes Maß der Haftung selbst in Gegenwart von Wasser oder Speichel, da das Polymere
der Verbindung der Formel I oder der Salze dieser Verbindung eine verbesserte Haftung an den Zahnsubstanzen zeigt.
Die gehärteten Massen zeigen im Mund eine hervorragende Dauerbeständigkeit. Wenn die Masse als Füllungsmaterial
verwendet wird, haftet sie während langer Zeitdauern fest an dem Zahn, selbst in einer feuchten, Temperaturschwankungen
ausgesetzten Umgebung, wie im Mund. Wenn die Masse zur Verbesserung der Haftung als Grundierung
oder Unterschicht für ein Verbundharz oder einen orthodontischen Klebstoff eingesetzt wird, haftet es ebenso
fest an dem Zahn wie an dem Verbundharz oder dem orthodontischen Klebstoff und verhindert dadurch die Ausbildung
eines Spalts zwischen dem Zahn und dem Verbundharz oder dem orthodontischen Klebstoff, wodurch eine Randdichtung
erreicht wird, die dazu ausreicht, Sekundärkaries zu verhindern.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Zu 5 g (0,024 Mol) 1-Hydroxyäthan-l,1-diphosphonsäure in
Zu 5 g (0,024 Mol) 1-Hydroxyäthan-l,1-diphosphonsäure in
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30 ml Triethylamin gibt man nach und nach unter Kühlung
mit Eis 15,7 g (0,15 Mol) Methacryloylchlorid. Nachdem man die Temperatur auf Raumtemperatur erhöht hat, rührt
man die Mischung während 10 Stunden. Dann säuert man die Reaktionslösung- mit wäßriger Chlorwasserstoffsäure an
und extrahiert mit Diäthyläther. Man stellt die erhaltene wäßrige Phase mit Natriumhydroxid alkalisch und extrahiert
erneut mit Diäthyläther. Die verbleibende wäßrige Phase wird über ein Ionenaustauscherharz (Amberlite
120B der Firma Rohm & Haas Co.) chromatographiert, wonach man das Lösungsmittel des Eluats eindampft und
4,3 g einer farblosen öligen Substanz erhält, die als l-Methacryloxyäthan-ljl-diphosphonsäure identifiziert
werden kann. Ausbeute = 65 %.
Elementaranalyse: C,-H,2OqP2
berechnet: C 26,29 % H 4,41 % P 22,60 % gefunden: C 26,55 % H 4,19 % P 22,35 %
20 IR-Absorptionsspektrum: V a
2700 cm"1 | P-OH |
1720 | O-C-C II O |
1450 | CH3- |
1380 | CH3- |
1200 | P-OH |
O | |
NMR-SpekLnun ( in | I), -DMSO) 6 |
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6,85ppm b.s. (411,-P(OH) )
5,93 m / IH,-C
5.48 m IH,-C
1,82 m .· 3H,-C
10 1 O C=CH.
/ CH3
1,44 t /'3H, O=P-(OH)0 \ J=15 Hz
' I 2 \
CH3-C-
O=P-(OH) '
1-M'ethacryloxyäthan-l, 1-diphosphonsäure läßt sich thermisch
bei etwa 15O0C polymerisieren.
Man bereitet die in den nachstehenden Tabellen I und II angegebenen Metallsalze der 1-Methacryloxyäthan-l,1-diphosphonsäure
durch Zugabe einer Lösung des entsprechen den Metallcarbonats zu 1-Methacryloxyäthan-l,1-diphosphonsäure
in einem Molverhältnis von 1:1, Versetzen
der Mischung mit Äthanol und Filtrieren der Lösung zur
Sammlung des Niederschlags (nämlich des Metallsalzes).
Sammlung des Niederschlags (nämlich des Metallsalzes).
Das Cyclohexylammoniumsalz bereitet man ebenfalls durch Zugabe von 1 Mol Cyclohexylamin zu 1 Mol 1-Methacryloxy
äthan-1,1-diphosphonsäure, Rühren der Mischung und flüs
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Lion Corp. .fftP%
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- 18 -
sigchromatographisches Fraktionieren des Reaktionsprodukts unter Bildung des Salzes.
Der Schmelzpunkt des Cyclohexylarnmoniumsalzes beträgt 177
5 bis 181°C.
Die Infrarot-Absorptionsspektra und NMR-Spektra der Salze sind ebenfalls in den Tabellen I und II angegeben.
IR-Spektrum (ν NaC1)
* max
Salz | 0 - P - (OM) 2 |
-0-C-C= 11 0 |
CH3- | CH2 = | -NH3 + |
Lithiümsalz | 3550 cm"1 | 1690 cm"1 | 1385 cm"1 1450 |
2890 cm"1 | |
Natriumsalz | 3300 | 1700 | 1450 | ||
Kaliumsalz | 3300 | 1710 | 1380 1450 |
2950 | |
Magnesium salz |
3400 | 1700 | 1340 1450 |
2900 | |
Ammoniumsa1ζ | 3400 | 1700 | 14.30 | ||
Cyclohexyl- ammoniumsalz |
2850 | 1700 | 1460 | 3200 cm"1 1580 |
m 3
m m
3J
C=
33
ζ co
OD
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I 3
σ> O "Uj O
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
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CSl | ( | i | co | «Ι | CM | N K |
H | N K |
N | CO | N | O |
N
ίο |
N | rH | N W |
N | co | ro CN |
+J | O | |
— U- | Kl | OH) | CO | ^* |
I—I
CO |
Γ- | CO | ■χ* | r-l | r> | ro | r-H | β - | σ\ | ||||||||
I | υ | H | H | ω | .. | CO | ι-ί | CO cn |
ν | *-* | ||||||||||||
^x | I | Il | Il | I | Il | Il | cn | i-l | H | ε | r-l | co | ||||||||||
Wl-^1 | CN | 1-3 | •Η | h^ | ha | 3 |
3
•Η |
σ | ||||||||||||||
^(C'«l | U | π | U | ■rH ω |
β |
ε -
CN |
||||||||||||||||
Il | Il | ■Η | cn | QJ | H | 0 | VO | N | CO | |||||||||||||
U | ο | -μ | σ\ | ■Ρ | (0 | CO | +· | CO | -P | C | cn | •μ. | CO | Κ ■>* |
||||||||
=ο | •Η | ■Η | ■Η | Cn | I | ■Η | ■Η ■ | SLn" | ||||||||||||||
cö S |
||||||||||||||||||||||
Il VD |
||||||||||||||||||||||
CN | U | I'D CO | ||||||||||||||||||||
OH) | Il | e | CO | H | 1-1 | ε | ,_, | e | ro | ε | CO | ιη | ||||||||||
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TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
Lion Copr.
OO
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- 21 -
Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Anwendung der
erfin- angsgemäßen Verbindung auf Zahnsubstanzen.
Beispiel 2
Dur h Auflösen der Verbindung der Formel I in Äthanol in einer Konzentration von 5 Gew.-% bereitet man eine Grundierungszubereitung
oder Zahnklebstoffmasse.
Ein in einen Halter mit einem Gipsbindemittel eingebetteter Rinderzahn und ein Acrylstab (6 mm Durchmesser und 4
mm Länge) werden mit Hilfe einer Poliereinrichtung bis zu einer gegebenen Oberflächenglätte behandelt. Die geglättete
Oberfläche des Rinderzahns wird dann während Sekunden mit einer 3m Phosphorsäurelösung behandelt, während
30 Minuten mit Wasser gespült und dann mit einem Preßluftstrahl getrocknet. Dann trägt man die in der obigen
Weise hergestellte Grundierung auf die getrocknete Zahnoberfläche auf und trocknet, bevor man den Acrylstab
unter Verwendung eines Klebstoffpolymeren der folgenden Zusammensetzung damit in Kontakt bringt. Man lagert das
Ganze in künstlichem Speichel bei einer Temperatur von 370C. Nach einer Lagerung von 14 bzw. 60 Tagen mißt man
die Haftung mit einem Zugprüfgerät (Strograph) mit einer Zuggeschwindigkeit von 5 mm/min. Die hierbei erhaltenen
Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle III zusammengestellt.
Zusammensetzung des Klebstoffpolymers
Gew.-Teile
MethyIraethacry1at
Polymethylmethacrylat N,N-Dimethyl-p-toluidin
0,4
0,04
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER ; ;""; * ; .-" ·
- 22 -
Gew.-Teile
( Methylmethacrylat 2
(b) \ Polymethylmethacrylat . 0,4
\_Benzoylperoxid 0,04
Man vermischt die Bestandteile (a) und (b) unmittelbar vor ihrer Anwendung in einem Gewichtsverhältnis von 1:1
TABELLE III 10
Bindungsfestigkeit (kg/cm2)
14 Tage 60 Tage
Erfindungsgemäße Verbindung q» q„
der Formel I
Wie aus der Tabelle III zu ersehen ist, behält die erfindungsgemäße
gehärtete Verbindung der Formel I ihre überlegene Bindungsfestigkeit während längerer Zeitdauern
bei.
Durch gutes Vermischen von 10 Gew.-Teilen Methylmethacrylat,
20 Gew.-Teilen Diäthylenglykol-dimethacrylat, 50 Gew.-Teilen Bisphenol-A-diglycidylmethacrylat und 350 Gew.-Teilen eines
silangekuppelten Quarzsandes mit einer Teilchengröße von. weniger als 50 μκι bereitet man eine Mischung, die man in
zwei gleiöh große Portionen teilt. Dann gibt man 6 Gew.-Teile
der Verbindung der Formel I und 2 Gew.-Teile N,N-Dimethyl-p-toluidin
zu der einen Portion, währenddem man 2 Gew.-Teile Benzoylperoxid zu der anderen Portion zusetzt.
Dann vermischt man die beiden Portionen. Unter Anwendung der erhaltenen Mischung befestigt man einen Acrylstab an
TER MEER · MÜLLER . STEINMEISTER
Lion Corp.
a ctg « ο β ο
- 23 -
einem Rinderzahn, dessen Oberfläche man nach der Verfahrenswe.
-e von Beispiel 2 glattpoliert hat. Unter Verwendung der Zugprüfvorrichtung (Strograph) läßt sich die
Haftung zu 64 kg/cm2 (Mittelwert) nach einwöchiger Lagerung
in Wasser messen.
In einem gezogenen menschlichen Zahn bildet man an der
Lippenoberfläche einen Hohlraum mit einem Durchmesser
von 4 mm und einer Tiefe von 2 bis 2,5 mm. Man ätzt die Hohlraumwandung während 30 Sekunden mit 3m-Phosphorsäure
aus und trägt dann auf die angeätzte Hohlraumwandung eine Lösung auf, die auslO Gew.-Teilen der Verbindung der Formel
I, 60 Gew.-Teilen Methylmethacrylat und 30 Gew.-Teilen Tetraäthylenglykol-dimethacrylat besteht, wonach man den
Hohlraum mit einem Füllungsmaterial (Adaptic der Firma Johnson & Johnson Co.) füllt. Dann läßt man den in dieser
Weise gefüllten Zahn während 30 Minuten zur Härtung stehen und taucht ihn dann während eines Tages in Wasser mit
einer Temperatur von 37°C. Anschließend unterwirft man den Zahn einem Perkolationstest, bei dem die Zahnprobe alternierend
während jeweils eine Minute in wäßrige Fuchsinlösungen mit einer Temperatur von 40C bzw. 6O0C eintaucht,
und zwar bei 60 Tauchvorgängen pro Lösung. Dieser Perkolationstest dient dazu, die Randdichtung zu untersuchen. Der
Zahn wird dann in der Mitte in zwei Hälften zerschnitten, wonach der Querschnitt dahingehend untersucht wird, ob der
Farbstoff (Fuchsin) zwischen die Hohlraumwandung und das
30 Füllungsmaterial eingedrungen ist. Es konnte sich kein Eindringen des Farbstoffs feststellen lassen.
Wenn man einen Zahnhohlraum ohne die Vorbehandlung mit der
die erfindungsgemäße Verbindung enthaltenden Lösung mit
der gleichen Füllung (Adaptic) füllt, so zeigt sich, daß
TER MEER ■ MÜLLER ■ STEINMEISTER
- 24 -
der Farbstoff (Fuchsin) längs der Hohlraumwandung bis" zum
Dentinbereich oder dem Boden des Hohlraums eindringt.
Diese Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemaße Verbindung
eine wirksame Haftung zwischen dem Zahn und dem Füllungsmaterial sicherstellt.
Claims (2)
- PATENTANWÄLTETER MEER-MÜLLER-STESNMEISTEBeim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatalres agreed pres !'Office european des brevetsDipl.-Ohem. Dr. N. tar Meer Dipl -Ing. H. SteinmeisterTrSstrSsti' ΜϋΙΙθΓ Artur-Ladebeck-Strasse 51D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1tM/cbPAP-1 3 18" Dezember I981LION CORPORATION.No. 3-7, 1-chome, HonjοSumida-ku, Tokyo/Japan1-Methacryloxyäthan-i,1-diphosphonsäure und deren Salze sowie diese Verbindungen enthaltende ZahnzementmassenPriorität: 20. Dezember 1980, Japan, Nr. 55-181063Patentansprüche1-Methacryloxyäthan-i,1-diphosphonsäure der FormelCH3 O
CH2 = C P(OH)2C-O-C- CH, (I)Il I J0 P(OH),0und deren Salze.TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER. „·. ·., - 2. Zahnzeraentmasse, dadurch gekennzeichnet , daß sie mindestens eine Verbindung gemäß Anspruch 1 enthält.
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