DE4229947A1 - Low shrinkage cement for medical and dental use - comprises oligomeric anhydride, poly:hydroxy cpd., reactive inorganic filler and hardener, with good adhesion and mechanical properties - Google Patents
Low shrinkage cement for medical and dental use - comprises oligomeric anhydride, poly:hydroxy cpd., reactive inorganic filler and hardener, with good adhesion and mechanical propertiesInfo
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Abstract
Description
Bisher werden in der Zahnheilkunde Massen eingesetzt, welcheSo far, masses have been used in dentistry, which
-
A) chemisch oder lichtpolymerisierbare Methacrylderivate,
deren Polymere und anorganische Füllstoffe enthalten. Die
anorganischen Füllstoffe werden mit einem Silan vorbehandelt,
welches für einen festen Verbund zwischen Polymer und
Füllstoff sorgt [J. Viohl in "Zahnärztliche Werkstoffe und
ihre Verarbeitung", Band 2, Dr. Alfred Huthig Verlag,
4. Auflage, Heidelberg 1981, S. 125-158]. Diese Massen haben
eine hohe mechanische Festigkeit aber haften schlecht oder
gar nicht an der Zahnhartsubstanz, welche hauptsächlich aus
Hydroxylapatit besteht.
Ein weiterer Nachteil dieser Composite ist die bei der Polymerisation auftretende Volumenschrumpfung, die bei den üblichen Compositen ca. 2-3 Vol.-% ausmacht. Diese Volumenschrumpfung kann die Bildung eines Randspaltes, in welchem sich in kurzer Zeit eine Sekundärkaries ausbilden kann, bewirken.
oderA) Chemically or light-polymerizable methacrylic derivatives, the polymers and inorganic fillers contain. The inorganic fillers are pretreated with a silane, which ensures a firm bond between polymer and filler [J. Viohl in "Dental materials and their processing", Volume 2, Dr. Alfred Huthig Verlag, 4th edition, Heidelberg 1981, pp. 125-158]. These materials have a high mechanical strength but adhere poorly or not at all to the hard tooth substance, which mainly consists of hydroxyapatite.
Another disadvantage of these composites is the volume shrinkage that occurs during the polymerization, which accounts for approx. 2-3% by volume in the case of the usual composites. This volume shrinkage can cause the formation of an edge gap in which secondary caries can form in a short time.
or -
B) Ionen freisetzende Gläser (Glasionomere) [Alan D. Wilson
und John W. McLean, Glasionomerzement, Quintessenz Verlags-GmbH,
1. Auflage, Berlin 1988, S. 21-72] und Polycarbonsäuren
enthalten, welche unter Zugabe von Wasser miteinander
reagieren. Diese Glasionomerzemente zeigen eine gute Haftung
zur Zahnhartsubstanz, sind aber aufgrund des hohen
Wassergehaltes mechanisch weniger fest und im wäßrigen
Milieu leichter auswaschbar. Die hohe Opazität der
Glasionomerzemente verhindert im Frontzahnbereich ästhetisch
befriedigende Füllungen.
Die Fluoridionen, welche von den Glasionomerzementen freigesetzt werden, sorgen für eine zusätzliche Härtung der die Füllung umgebenden Zahnhartsubstanz und verringern die Bildung von Sekundärkaries.
Die gute Haftfähigkeit der Glasionomerzemente ergibt sich aus den vorhandenen Carboxylgruppen, welche mit den Hydroxidgruppen aus dem Hydroxylapatit unter Salzbildung reagieren.
oderB) Ion-releasing glasses (glass ionomers) [Alan D. Wilson and John W. McLean, glass ionomer cement, Quintessenz Verlags-GmbH, 1st edition, Berlin 1988, pp. 21-72] and polycarboxylic acids which react with one another with the addition of water . These glass ionomer cements show good adhesion to the hard tooth substance, but due to the high water content they are less mechanically strong and easier to wash out in an aqueous environment. The high opacity of the glass ionomer cements prevents aesthetically satisfactory fillings in the anterior region.
The fluoride ions, which are released by the glass ionomer cements, provide additional hardening of the tooth structure surrounding the filling and reduce the formation of secondary caries.
The good adhesion of the glass ionomer cements results from the carboxyl groups present, which react with the hydroxide groups from the hydroxyapatite to form salts.
or - C) eine Kombination aus A) und B) sind, die aber sowohl die mechanische Festigkeit von Compositen als auch den Verbund zur Zahnhartsubstanz von Glasionomerzementen nicht erreichen [EP-88 312 127.9, EP-86 113 967.3].C) are a combination of A) and B), but both mechanical strength of composites as well as the composite not reach the hard tooth substance of glass ionomer cements [EP-88 312 127.9, EP-86 113 967.3].
Die in der Medizin verwendeten Knochenzemente sind Pulver aus Polymethylmethacrylat und einem anorganischen Füllstoff, welche mit einer Flüssigkeit aus Methylmethacrylat und Butandioldimethacrylat angemischt werden und dann innerhalb kurzer Zeit aushärten [DE-27 24 814]. Der hohe Restmonomergehalt kann in dem umgebenden Gewebe zu Reizungen führen.The bone cements used in medicine are made of powder Polymethyl methacrylate and an inorganic filler, which with a liquid of methyl methacrylate and Butanediol dimethacrylate can be mixed and then inside cure for a short time [DE-27 24 814]. The height Residual monomer content can cause irritation in the surrounding tissue to lead.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Dentalzemente und Knochenzemente zu finden, welche gute mechanische Festigkeiten und gute Haftung zur Zahnhartsubstanz zeigen. The invention has for its object new dental cements and bone cements to find what good mechanical Show strength and good adhesion to the tooth structure.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch polymerisierbare Zementmischungen, enthaltend:The object is achieved by polymerizable cement mixtures containing:
- a) Oligomere und/oder Polymere von Vinyldicarbonsäureanhydriden und/oder deren Copolymere mit anderen Vinylverbindungen unda) oligomers and / or polymers of With vinyl dicarboxylic acid anhydrides and / or their copolymers other vinyl compounds and
- b) mit diesen unter Ringöffnung reagierende mono- und/oder oligo- und/oder polyhydroxyfunktionelle Verbindungen undb) reacting with these mono- and / or with ring opening oligo- and / or polyhydroxy-functional compounds and
- c) reaktive anorganische Füllstoffe, welche mit den bei der Ringöffnung freiwerdenden Carboxylgruppen reagieren können, sowiec) reactive inorganic fillers, which with the at Ring opening liberated carboxyl groups can react, such as
- d) Härtungsmittel.d) hardening agent.
Beispiele für Oligomere oder Polymere von Vinyldicarbonsäureanhydriden sind:Examples of oligomers or polymers of Vinyl dicarboxylic acid anhydrides are:
wobei R und R′ Alkylrestewhere R and R ′ alkyl radicals
und/oder Wasserstoff sein können. m und n sind ganze Zahlen zwischen 1 und 1000 bevorzugt zwischen 20 und 200. Die Copolymeren enthalten als X mit oder ohne Heteroatome (Stickstoff, Schwefel) z. B.:and / or can be hydrogen. m and n are integers between 1 and 1000 preferably between 20 and 200. Die Copolymers contain as X with or without heteroatoms (Nitrogen, sulfur) e.g. B .:
Beispiele für die mono-, oligo oder polyhydroxyfunktionellen Verbindungen sind:Examples of the mono-, oligo or polyhydroxy-functional Connections are:
wobei Y:where Y:
und Z:and Z:
sein können und g und h ganze Zahlen von 1 bis 1000 bevorzugt 1 bis 200 sind.may be and g and h are integers from 1 to 1000 preferred Are 1 to 200.
Beispiele für die reaktiven Füllstoffe, die mit den entstehenden Carboxylgruppen reagieren können, sind in DE-C-20 61 513, CH-A-5 88 863, DE-A-27 51 069, DE-A-27 50 326, US-A-42 50 277, EP-A-00 23 013, US-A-43 76 835 beschrieben. Beispiele für Härtungsmittel sind in FR-PS 21 56 760, EP 01 32 318 beschrieben. Examples of the reactive fillers used with the resulting carboxyl groups can react are described in DE-C-20 61 513, CH-A-5 88 863, DE-A-27 51 069, DE-A-27 50 326, US-A-42 50 277, EP-A-00 23 013, US-A-43 76 835. Examples of curing agents are in FR-PS 21 56 760, EP 01 32 318 described.
Überraschenderweise zeigte sich, daß die Reaktion zwischen dem organischen Alkohol und dem Carbonsäureanhydrid, welche bei Raumtemperatur nur sehr langsam abläuft, durch Radikale so beschleunigt wird, daß diese Reaktion für die Praxis relevant wird:Surprisingly, it was found that the reaction between the organic alcohol and the carboxylic anhydride, which is very slow at room temperature due to radicals is accelerated so that this response to practice relevant:
Die auf diese Weise entstehende Carboxylgruppe kann dann mit dem Glasionomer-Pulver unter Zementbildung abbinden:The resulting carboxyl group can then with Set the glass ionomer powder to form cement:
Durch Kombination der erfindungsgemäßen Reaktion mit der von Compositen ergibt sich eine große Palette neuer Zahnfüllungsmaterialien und Knochenzemente mit verbesserten Eigenschaften.By combining the reaction of the invention with that of Composites result in a wide range of new ones Tooth filling materials and bone cements with improved Properties.
Eine verbesserte Haftung am Hydroxylapatit ist durch die Reaktion des Carbonsäureanhydrides mit dem Restwasser auf dem Hydroxylapatit zur Dicarbonsäure, welche dann mit Hydroxidgruppen aus dem Hydroxylapatit reagieren kann, zu erklären (s. Beispiel 1):Improved adhesion to the hydroxyapatite is due to the Reaction of the carboxylic acid anhydride with the residual water on the Hydroxyapatite to dicarboxylic acid, which then with Hydroxide groups from which hydroxyapatite can react, too explain (see example 1):
Nachstehende Beispiele und Präparate dienen der Erläuterung der Erfindung. Wenn nichts anderes angegeben ist, beziehen sich Teile und %-Angaben auf das Gewicht.The following examples and preparations serve as explanations the invention. Unless otherwise stated, refer parts and percentages are by weight.
200 g Maleinsäureanhydrid wurden mit 2000 ml Toluol und 20 g Benzoylperoxid unter Stickstoffatmosphäre bei 80°C 10 Tage gerührt. Es bildete sich ein rötlich-gelber Niederschlag. Dieser wurde abfiltriert, in Tetrahydrofuran gelöst und mit Aktivkohle behandelt. Nach dem Fällen in Diethylether und dem Trocknen bei 20°C im Vakuum erhielt man ein flockiges Produkt rötlich-gelber Farbe, welches im IR-Spektrum deutliche C=O Banden bei 1790 cm-1 zeigt, jedoch keine COOH-Banden bei 3600-3700 cm-1. Eine dampfdruckosmometrische Molekulargewichtsbestimmung ergab ein Molekulargewicht von ca. 2000. Das heißt, daß die durchschnittliche Kettenlänge ca. 20 Maleinsäureanhydrideinheiten betrug. 200 g of maleic anhydride were stirred with 2000 ml of toluene and 20 g of benzoyl peroxide under a nitrogen atmosphere at 80 ° C. for 10 days. A reddish-yellow precipitate formed. This was filtered off, dissolved in tetrahydrofuran and treated with activated carbon. After precipitation in diethyl ether and drying at 20 ° C. in vacuo, a flaky product of reddish-yellow color was obtained, which shows clear C = O bands at 1790 cm -1 in the IR spectrum, but no COOH bands at 3600-3700 cm -1 . A vapor pressure osmometric molecular weight determination showed a molecular weight of approx. 2000. This means that the average chain length was approx. 20 maleic anhydride units.
26 g HEMA und 74 g MMA wurden in 1000 ml Toluol gelöst und mit 10 g Benzoylperoxid 8 h bei 80°C polymerisiert. Das anfallende Produkt wurde filtriert, in Dichlormethan gelöst und in Diethylether gefällt. Dann wurde das weiße flockige Produkt bei 20°C im Vakuum getrocknet.26 g of HEMA and 74 g of MMA were dissolved in 1000 ml of toluene and mixed with 10 g of benzoyl peroxide polymerized at 80 ° C for 8 h. The accruing The product was filtered, dissolved in dichloromethane and dissolved in Diethyl ether like. Then the white flaky product dried at 20 ° C in a vacuum.
Die Molekulargewichtsbestimmung ergab einen Polymerisationsgrad von ca. 55.The molecular weight determination gave one Degree of polymerization of approx. 55.
Herstellung eines licht- und chemischhärtenden Haftzements für Composite-Inlays:Production of a light and chemically curing adhesive cement for composite inlays:
I. Die Pulverkomponente enthält:
12,3 Teile einer feingemahlenen Glasionomerschmelze
5,4 Teile eines 1 : 1 Copolymeren aus Methylvinylether und
Maleinsäureanhydrid
0,4 Teile Benzoylperoxyd
0,04 Teile D,L CampherchinonI. The powder component contains:
12.3 parts of a finely ground glass ionomer melt
5.4 parts of a 1: 1 copolymer of methyl vinyl ether and maleic anhydride
0.4 parts of benzoyl peroxide
0.04 parts D, L camphorquinone
II. Die Flüssigkeit enthält:
20 Teile eines Urethandioldimethacrylates (Plex 6661-0 Röhm,
Darmstadt)
6,5 Teile HEMA
0,8 Teile N,N Bis(2-hydroxyethyl)-p-toluidin
0,05 Teile Quantacure EPD (Deutsche Shell, Hamburg)II. The liquid contains:
20 parts of a urethane diol dimethacrylate (Plex 6661-0 Röhm, Darmstadt)
6.5 parts of HEMA
0.8 parts of N, N bis (2-hydroxyethyl) -p-toluidine
0.05 parts Quantacure EPD (Deutsche Shell, Hamburg)
Pulver und Flüssigkeit im Verhältnis 1 : 1 gemischt ergeben eine Paste, welche mit einer in der dentalen Technologie üblichen Halogen-Blaulichtlampe innerhalb kurzer Zeit aushärtet. Auch unter dem Inlay, wo das Licht nicht hinreicht, härtet sie in ca. 20 min. so aus, daß die Zementierung dem Kaudruck standhält. Mix powder and liquid in a ratio of 1: 1 a paste made with one in dental technology usual halogen blue light lamp within a short time hardens. Even under the inlay where the light is not is sufficient, it hardens in approx. 20 min. so that the Cement withstands the chewing pressure.
Nach der Aushärtung zeigt der Zement durch die erfindungsgemäße Reaktion zwischen dem HEMA und dem Polymaleinsäureanhydrid und der damit verbundenen Ringöffnung eine Volumenschrumpfung von nur 0,2%, welches der erforderlichen Randdichtigkeit sehr nahe kommt (eine weitere Verbesserung zeigt Beispiel 2).After curing, the cement shows through the reaction according to the invention between the HEMA and the Polymaleic anhydride and the associated ring opening a volume shrinkage of only 0.2%, which is the required marginal tightness comes very close (another Example 2) shows improvement.
Die Haftung zu Humandentin und zu Compositematerialien ist überdurchschnittlich gut, da die Methacrylatmonomeren sich mit dem Composite und die Polymaleinsäure sich mit dem Dentin verbinden.The liability to human dentin and to composite materials is above average because the methacrylate monomers with the composite and the polymaleic acid with the dentin connect.
Die Druckfestigkeit, die von dem Verbund aller im Zement verwendeten Substanzen abhängt, beträgt nach 24 h 37°C Wasserlagerung 120 N/mm².The compressive strength of the composite of everything in the cement depends on the substances used, is 37 ° C after 24 h Water storage 120 N / mm².
Nicht zuletzt ist der ausgehärtete Zement wegen seiner geringen Opazität für ästhetisch anspruchsvolle Arbeiten bestens geeignet.Last but not least, the hardened cement is because of it low opacity for aesthetically demanding work best for.
Herstellung eines chemischhärtenden Composite Zements ohne Volumenschrumpfung:Manufacture of a chemical hardening composite cement without Volume shrinkage:
Paste 1:
5,0 Teile Bisphenol-A-di(2-hydroxy-3-
methacryloyloxy)propylether (Bis-GMA)
0,45 Teile Benzoylperoxyd
10,0 Teile einer feingemahlenen Glasionomerschmelze
5,0 Teile HEMAPaste 1:
5.0 parts bisphenol-A-di (2-hydroxy-3-methacryloyloxy) propyl ether (bis-GMA)
0.45 parts of benzoyl peroxide
10.0 parts of a finely ground glass ionomer melt
5.0 parts of HEMA
Paste 2:
3 Teile N,N Dimethyl-p-toluidin
60 Teile Oligomaleinsäureanhydrid (Präparat I)
40 Teile Plex 6661-0Paste 2:
3 parts of N, N dimethyl-p-toluidine
60 parts of oligomaleic anhydride (preparation I)
40 parts Plex 6661-0
Diese beiden Pasten im Verhältnis 1 : 1 gemischt ergeben einen gut stopfbaren Composite-Zement, welcher durch die erfindungsgemäße Reaktion zwischen dem HEMA und Bis-GMA als Hydroxyverbindungen und dem Oligomaleinsäureanhydrid keine Volumenschrumpfung mehr zeigt. Die Druckfestigkeit ist mit 150 N/mm² groß genug um auch größere Füllungen am Zahnhals zu legen.These two pastes mixed in a 1: 1 ratio make one well packable composite cement, which by the reaction according to the invention between the HEMA and Bis-GMA as Hydroxy compounds and the oligomaleic anhydride none Volume shrinkage shows more. The compressive strength is with 150 N / mm² large enough to accommodate larger fillings on the tooth neck lay.
Herstellung eines Knochenzements zum Befestigen von
Implantaten bei Patienten mit Methacrylat-Allergien:
I. Die Pulverkomponente enthält:
10 Teile einer feingemahlenen Glasionomerschmelze
10 Teile eines Oligomaleinsäureanhydrids (Präparat I)
0,5 Teile BenzoylperoxydProduction of a bone cement for the attachment of implants in patients with methacrylate allergies:
I. The powder component contains:
10 parts of a finely ground glass ionomer melt
10 parts of an oligomaleic anhydride (preparation I)
0.5 parts of benzoyl peroxide
II. Die Flüssigkeit enthält:
10 Teile eines Polyethylenglycols (MG: 600)
10 Teile eines Polytetrahydrofuran (MG: 650)
0,5 Teile N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-p-toluidinII. The liquid contains:
10 parts of a polyethylene glycol (MW: 600)
10 parts of a polytetrahydrofuran (MW: 650)
0.5 parts of N, N-bis (2-hydroxyethyl) -p-toluidine
Dieser Zement 1 : 1 angemischt bindet allein nach der erfindungsgemäßen Reaktion ab. Er hat nach der vollständigen Vernetzung ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und ist hervorragend verträglich für den menschlichen Organismus. This cement mixed 1: 1 binds only after the reaction according to the invention. He did after the full Networking has excellent mechanical properties extremely well tolerated by the human organism.
Herstellung eines provisorischen Füllungszements:Production of a temporary filling cement:
I. Die Pulverkomponente enthält:
5 Teile einer feingemahlenen Glasionomerschmelze
5 Teile eines Methylmethacrylat/HEMA Copolymeren
(Präparat II)
2 Teile eines 1 : 1 Copolymeren aus Methylvinylether und
Maleinsäureanhydrid
0,3 Teile BenzoylperoxydI. The powder component contains:
5 parts of a finely ground glass ionomer melt
5 parts of a methyl methacrylate / HEMA copolymer (preparation II)
2 parts of a 1: 1 copolymer of methyl vinyl ether and maleic anhydride
0.3 parts of benzoyl peroxide
II. Die Flüssigkeit enthält:
10 Teile eines Urethandioldimethacrylates (Plex 6661-0
Röhm, Darmstadt)
4 Teile Bis-GMA
0,4 Teile N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-p-toluidinII. The liquid contains:
10 parts of a urethane diol dimethacrylate (Plex 6661-0 Röhm, Darmstadt)
4 parts Bis-GMA
0.4 parts of N, N-bis (2-hydroxyethyl) -p-toluidine
Pulver und Flüssigkeit im Verhältnis 1 : 1 angemischt ergeben einen Zement, welcher nach der Tragzeit als Füllung gut vom Zahnarzt excaviert werden kann und daher gut als provisorischer Füllungszement geeignet ist.Mix powder and liquid in a ratio of 1: 1 a cement, which, after the gestation period, is good as a filling Can be excavated and therefore good as a dentist provisional filling cement is suitable.
Claims (15)
- (A) Oligo- und/oder Polymere von Vinyldicarbonsäureanhydriden und/oder deren Copolymere mit anderen Vinylverbindungen und
- (B) mit diesen unter Ringöffnung reagierende mono- und/oder oligo- und/oder polyhydroxyfunktionelle Verbindungen, sowie
- (C) reaktive anorganische Füllstoffe, welche mit den bei der Ringöffnung freiwerdenden Carboxylgruppen reagieren können, und
- (D) Härtungsmittel
- (A) oligomers and / or polymers of vinyl dicarboxylic acid anhydrides and / or their copolymers with other vinyl compounds and
- (B) mono- and / or oligo- and / or polyhydroxy-functional compounds reacting with these with ring opening, and
- (C) reactive inorganic fillers which can react with the carboxyl groups released during the ring opening, and
- (D) hardening agent
- (A) 0 bis 60 Gew.-% eines Gemisches aus mono- und polyfunktionellen Methacrylsäureestern sowie gegebenenfalls weiteren Vinylmonomeren,
- (B) 0 bis 60 Gew.-% einer im wesentlichen unvernetzten Polycarbonsäure
- (C) 0 bis 60 Gew.-% eines mit Haftvermittlern behandelten feinteiligen anorganischen Füllstoffs
- (D) 0 bis 20 Gew.-% Wasser
- (A) 0 to 60% by weight of a mixture of mono- and polyfunctional methacrylic acid esters and optionally further vinyl monomers,
- (B) 0 to 60% by weight of an essentially uncrosslinked polycarboxylic acid
- (C) 0 to 60% by weight of a finely divided inorganic filler treated with adhesion promoters
- (D) 0 to 20 wt% water
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DE4229947A DE4229947A1 (en) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | Low shrinkage cement for medical and dental use - comprises oligomeric anhydride, poly:hydroxy cpd., reactive inorganic filler and hardener, with good adhesion and mechanical properties |
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