ES2230597T3

ES2230597T3 - Composiciones de vidrio bioactivo para uso en el tratamiento de estructuras dentales.

Info

Publication number: ES2230597T3
Application number: ES97906489T
Authority: ES
Inventors: Leonard J. Litkowski; Gary D. Hack; David C. Greenspan
Original assignee: USBiomaterials Corp; University of Maryland at Baltimore
Current assignee: USBiomaterials Corp; University of Maryland at Baltimore
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 2005-05-01
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: NO983490D0; DE69731184D1; BR9707219A; HK1019222A1; NO983490L; OA10818A; EP0877716A4; CZ239598A3; AU2117197A; SK102998A3; BG102722A; IL125560A0; EP0877716B1; US6244871B1; TR199801523T2; ATE279380T1; AU723659B2; KR100491275B1; PL328149A1; CN1103750C

Abstract

UN NUEVA COMPOSICION DE VIDRIO BIOACTIVO A BASE DE SILICE QUE SE PUEDE UTILIZAR JUNTO CON UN SUMINISTRADOR COMO PASTA DE DIENTES, GEL, ETC, Y QUE TIENE UN TAMAÑO DE PARTICULA < 90 MIM QUE FORMARA UNA REACCION RAPIDA Y CONTINUA CON FLUIDOS CORPORALES DEBIDO A SU LIBERACION INMEDIATA Y DURADERA DE IONES DE CA Y P DESDE LAS PARTICULAS DE SILICE DEL NUCLEO, PARA PRODUCIR UNA CAPA DE HIDROXICARBONATOAPATITO CRISTALINA Y ESTABLE DEPOSITADA SOBRE Y DENTRO DE LOS TUBULOS DE DENTINA PARA LA REDUCCION INMEDIATA Y DE LARGA DURACION DE LA HIPERSENSIBILIDAD DE LA DENTINA Y REMINERALIZACION DE LA SUPERFICIE DENTAL.

Description

Composiciones de vidrio bioactivo para su uso en el tratamiento de estructuras dentales.

Esta solicitud es una solicitud continuación en parte de la solicitud de Estados Unidos Nº de serie 08/597.936 en tramitación con la presente, presentada el 7 de febrero de 1996, cuya descripción se incorpora en esta memoria descriptiva como referencia. Esta solicitud es además una solicitud continuación en parte de la solicitud provisional de Estados Unidos Nº de serie 60/010.795 en tramitación con la presente, presentada el 29 de enero de 1996, cuya descripción se incorpora en esta memoria descriptiva como referencia.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones de vidrio bioactivo. Más particularmente, la presente invención se refiere a composiciones mejoradas de partículas que incluyen vidrio bioactivo que tienen combinaciones de intervalos de tamaños significativamente menores que las composiciones previas. La presente invención también se refiere a diversos procedimientos de tratamiento que incluyen el uso de tales composiciones de vidrio bioactivo.

Antecedentes de la invención

El esmalte de los dientes humanos experimenta naturalmente un proceso de desmineralización. La exposición del esmalte a la saliva y alimento lixivia lentamente los minerales de los dientes y eventualmente conduce a un aumento en la susceptibilidad a deteriorarse. Este proceso de desmineralización da como resultados caries excipientes que típicamente son defectos muy pequeños en la superficie del esmalte que usualmente se quedan más tarde sin tratar. La desmineralización de la dentina cariosa también se puede producir en pacientes que tienen regiones de dentina expuesta que se produce de un deterioro por debajo de la unión cemento - esmalte. De acuerdo a lo anterior, existe mucho trabajo asociado a la reducción de este proceso natural de desmineralización que incluye la aplicación de flúor y otros tratamientos típicos.

Por ejemplo, la patente de Estados Unidos Nº 5.427.768 describe soluciones de fosfato de calcio que están sobresaturadas con relación a sólidos de fosfato de calcio y dióxido de carbono. Las soluciones depositan compuestos de fosfato de calcio con o sin flúor sobre y en las debilidades de los dientes tal como caries dental, raíz expuesta, o dentina. Las patentes de Estados Unidos números 5.268.167 y 5.037.639 describen el uso de compuestos amorfos de calcio tal como fosfato de calcio amorfo, fosfato fluoruro de calcio amorfo y carbonato fosfato de calcio amorfo para uso en la remineralización de los dientes. Estos compuestos amorfos cuando se aplican al tejido dental previenen y/o reparan la debilidad dental. Las desventajas de estos procedimientos incluyen (1) un pH bajo necesario para la aplicación que puede ser un irritante, (2) la reacción rápida da como resultado un efecto a muy corto plazo, (3) ya que estos procedimientos usan soluciones las reacciones reales son difíciles de controlar de paciente en paciente, y (4) ya que las reacciones son rápidas y de corta duración, el procedimiento se debe repetir para mantener el efecto. También, ambos procedimientos requieren mantenimiento de al menos una solución con CO_{2} presurizado antes de mezclar la distribución que hace el procedimiento difícil de incorporar en un procedimiento de venta al público sin receta.

La desmineralización eventualmente conduce a la cavitación del revestimiento del esmalte de manera que existe exposición de la estructura de los dientes subyacente. Típicamente, este tipo de deterioro se trata perforando la región cariada e insertando un material de llenado semipermanente. Sin embargo, existe una necesidad de un medio menos invasivo de detener e invertir el deterioro.

Los selladores de picadura y fisura profilácticos se han llegado a usar ampliamente en la prevención de deterioro en las áreas que están particularmente en riesgo de deteriorarse. Estos selladores han incluido polímero u otros cementos que requieren una aplicación seca y el uso de un agente de fijación. Estos selladores son temporales y no proporcionan un sellado óptimo.

Los revestimientos y bases son materiales que se usan para tratar las superficies de los dientes recientemente expuestos tales como las superficies expuestas mediante la perforación. Después de que se prepara una cavidad, es una práctica común aplicar un revestimiento o base antes de llenar la cavidad con un material de llenado. Un revestimiento es un recubrimiento fino de material y una base es un revestimiento grueso. Los materiales de revestimiento y base se diseñan para disminuir la permeabilidad de la dentina en la interfase del material de los dientes y proteger contra la microfuga alrededor y a través del material de llenado y para sellar los túbulos de dentina. Los revestimientos anteriores o "barnices de cavidades" incluyen materiales tales como "gomas" orgánicas disueltas en disolventes orgánicos. Tras la evaporación del disolvente orgánico, la goma se queda detrás. Las desventajas asociadas a estas gomas orgánicas están bien documentadas e incluyen uniones permeables, pérdida de adherencia, vulnerabilidad a ácidos, etc. Otro procedimiento de revestimiento se describe en la patente de Estados Unidos Nº 4.538.990 que describe la aplicación de una solución de sal de oxalato neutra al 1 a 30% peso/volumen, tal como oxalato de dipotasio a la capa de mancha y después aplicar una solución de sal de oxalato ácido al 0,5 a 3% p/v tal como oxalato monoácido de monopotasio a la capa. La investigación ha mostrado una escasa oclusión de los sellos de los túbulos con este procedimiento.

La patente de Estados Unidos Nº 5.296.026 describe composiciones de cemento de fosfato de vidrio y procedimientos para su uso como materiales de implantes quirúrgicos para llenar cavidades en hueso y canales en los dientes. Las composiciones de cemento incluyen P_{2}O_{5}, CaO, SrO y Na_{2}O junto con un líquido acuoso con o sin agentes terapéuticos. La mezcla de polvo y líquido da como resultado reacciones de endurecimiento. Cuando el cemento se implanta en un tejido duro, sirve como un material de llenado/injerto y junto con la liberación de constituyentes que pueden lixiviarse puede ayudar a la curación y mantenimiento del hueso sano.

Diversos vidrios bioactivos y biocompatibles se han desarrollado como materiales de reemplazo de hueso. Los estudios han mostrado que estos vidrios inducirán o ayudarán a la osteogénesis en sistemas fisiológicos. Hench y col., J. Biomed. Mater. Res. 5: 117 - 141 (1971). La unión desarrollada entre el hueso y el vidrio se ha demostrado que es extremadamente fuerte y estable. Piotrowski y col., J. Biomed. Mater. Res. 9: 47 - 61 (1975). La evaluación de la toxicología de los vidrios no ha mostrado efectos tóxicos en el tejido óseo o blando en numerosos modelos in vitro e in vivo. Wilson y col., J. Biomed. Mater. Res. 805 - 817 (1981). El vidrio se ha descrito que es bacteriostático o bactericida lo más probablemente relacionado con el cambio de pH inducido por la disolución de los iones de la superficie del vidrio y falta de adherencia bacteriana a la superficie del vidrio. Stoor y col., Bioceramics vol. 8, p. 253 - 258 Willson y col., (1995).

La unión del vidrio al hueso comienza con la exposición del vidrio a soluciones acuosas. Na^{+} en el vidrio se intercambia con H^{+} de los fluidos corporales produciendo que se incremente el pH. El Ca y P migran del vidrio formando una capa superficial rica en Ca - P. Debajo de esta capa rica en Ca - P está una capa que llega a ser progresivamente rica en sílice debido a la pérdida de iones de Na, Ca y P (patente de Estados unidos Nº 4.851.046).

El comportamiento del vidrio bioactivo como implantes sólidos en una aplicación dental la describieron Stanley y col., Journal of Prostetic Dentistry, vol. 58, pp. 607 - 613 (1987). Las formas de los dientes replicadas se fabricaron e implantaron en alvéolos de incisivos extraídos de mandriles adultos. La unión exitosa de los implantes que rodean el hueso se observó después de examen histológico a los seis meses. La aplicación clínica de esta técnica está actualmente disponible para uso humano. Endosseous Ridge Maintenance Implant ERMI®. Los vidrios en forma de partículas bioactivos se han usado para reparar los defectos óseos periodontales (patente de Estados Unidos Nº 4.851.046) utilizando un intervalo de tamaño entre 90 - 710 \mum y un intervalo composicional descrito en la siguiente tabla.

Porcentaje en peso de los componentes

SiO_{2}	40 - 55
CaO	10 - 30
Na_{2}O	10 - 35
P_{2}O_{5}	2 - 8
CaF_{2}	0 - 25
B_{2}O_{3}	0 - 10

Los datos previamente descritos han mostrado que sílice al 60% está más allá del límite de vidrios derivados de fusión bioactiva. Okasuki y col., Nippon Seramikbusu Kyokai Gatijutsu Konbuski, vol. 99, pp. 1 - 6 (1991).

El intervalo de tamaño 90 - 710 \mum se determinó que era más eficaz para aplicaciones periodontales cuando se pone en contacto con el hueso. Sin embargo, intervalos de tamaño más pequeños que 90 \mum eran ineficaces debido a su alta velocidad de reactividad y rápida resorción en el sitio óseo. Además, los intervalos de tamaño más pequeño que 90 \mum se determinaron que eran ineficaces en sitios de tejido blando debido a la presunción de que las partículas más pequeñas eran eliminadas por los macrofágos (véase la patente de Estados Unidos Nº 4.851.046). Un intervalo de tamaño menor que 200 \mum también se encontró que era ineficaz en ciertos defectos óseos (véase la patente de Estados Unidos nº 5.204.106) debido a la mayor velocidad de reactividad.

La patente de Estados Unidos nº 4.239.113 ("la patente 113") también describe el uso de un cemento óseo. La patente 113 solamente describe polvo cerámico de vidrio bioactivo que tiene un tamaño de partícula de 10 - 200 micrómetros. Además, la patente 113 también requiere el uso de (co) polímeros de metilmetacrilato y fibras minerales vítreas.

Ninguno de los procedimientos o composiciones anteriores proporcionan ventajas combinadas tanto de fácil aplicación como adherencia a la estructura de los dientes incluyendo penetración en los defectos de estructura muy pequeña de los dientes y la oportunidad de interacción continuada química y física con la estructura de los dientes después de la aplicación.

De acuerdo a lo anterior, un objeto de la presente invención es proporcionar una composición capaz de interacción química y física con la estructura de los dientes que se aplique fácilmente y se adhiera fácilmente a la estructura de los dientes.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a, por ejemplo, una composición de vidrio bioactivo que incluye vidrio en forma de partículas bioactivo y biocompatible que incluye en porcentaje en peso:

SiO_{2}	40 - 60
CaO	10 - 30
Na_{2}O	10 - 35
P_{2}O_{5}	2 - 8
CaF_{2}	0 - 25
B_{2}O_{3}	0 - 10
K_{2}O	0 - 8
MgO	0 - 5

el vidrio en forma de partículas bioactivo y biocompatible incluyendo partículas menores que 90 \mum y una cantidad eficaz remineralizadora de partículas menores que aproximadamente 10 \mum. La presente invención también se refiere a diversos procedimientos de tratamiento dental que incluye remineralización, sellados de fisuras y/o picaduras, estructura de revestimiento de dientes, tratamiento de deterioro, tapado del bulbo del diente, tratamiento de estructura de dientes sensibles después de cirugía, sellado de túbulos de dentina, y superficie para regeneración de tejidos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una superficie de control de dentina que se ha tratado con ácido fosfórico al 37% durante 30 segundos para retirar cualquier capa de mancha después de seccionar y amolar para emular la sensibilidad clínica. La superficie no se ha tratado con vidrio bioactivo de acuerdo con la presente invención (ampliación de 2000 X).

La figura 2 es una superficie de control de dentina que se ha tratado con ácido fosfórico al 37% durante 30 segundos para retirar cualquier capa de mancha después de seccionar y amolar para emular la sensibilidad clínica. La superficie no se ha tratado con vidrio bioactivo de acuerdo con la presente invención (ampliación de 3000 X).

La figura 3 es una superficie de dentina que se han tratado con una lixiviación con ácido y tratado con una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la presente invención en agua y glicerina durante 2 minutos (intervalo de tamaño de partícula submicrónico hasta 90 \mum, ampliación de 1000 X).

La figura 4 es una superficie de dentina que se ha lixiviado con ácido y posteriormente tratado con una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la presente invención en agua y glicerina durante 2 minutos. La superficies se agitaron posteriormente y se enjuagaron con agua durante 2 minutos (intervalo de tamaño de partícula submicrónico hasta 20 \mum, ampliación de 2000 X).

La figura 5 es una superficie de dentina que se ha lixiviado con ácido y posteriormente tratado con una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la presente invención y colocada en agua durante 3 días. No hubo posterior agitación, pero la superficie se enjuagó con agua durante 2 minutos (intervalo de tamaño de partícula submicrónico hasta 90 \mum, ampliación de 2000 X).

La figura 6 es una superficie de dentina que se ha lixiviado con ácido y posteriormente tratado con una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la presente invención en agua y dentífrico durante 2 minutos con agitación y un enjuague posterior con agua durante 2 minutos (intervalo de tamaño de partícula submicrónico hasta 3 \mum, ampliación de 3000 X).

La figura 7 es una superficie de dentina que se ha lixiviado con ácido y tratado con una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la presente invención en agua y dentífrico durante 2 minutos con agitación y enjuague con agua durante 2 minutos (intervalo de tamaño de partícula submicrónico hasta 3 \mum, ampliación de 3500 X).

Las figuras 8 y 9 cada una incluye una superficie de dentina que se ha lixiviado con ácido fosfórico, tratado con vidrio bioactivo de acuerdo con la presente invención durante 2 minutos y sumergida en una solución salina tamponada con fosfato durante 5 días (intervalo de tamaño de partícula submicrónico).

La figura 10 muestra una superficie de dentina que se ha lixiviado con ácido y posteriormente tratado con una única aplicación de una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la presente invención.

La figura 11 muestra una superficie de dentina que se ha lixiviado con ácido y tratado con tres aplicaciones separadas de una composición de vidrio bioactivo de acuerdo con la presente invención.

La figura 12 es una espectroscopía por transformada de Fourier (FPIR) realizada sobre muestras tratadas con vidrio bioactivo en forma de partículas con tamaños y formas óptimas.

Descripción detallada de la invención

La presente invención proporciona una composición de vidrio bioactivo que es útil en, por ejemplo, remineralización del esmalte, remineralización de caries incipiente, remineralización de dentina cariosa, prevención de caries, detención de deterioro, inversión de deterioro, anticaries, selladores de picaduras y fisuras, pastas profilácticas, tratamientos con flúor, selladores de dentina, etc. También se puede incluir en dentífricos, revestimientos, bases, geles, y material de restauración, por ejemplo agente de envasado, de tapado de bulbo dental indirecto, etc. Las composiciones de acuerdo con la presente invención también son útiles en el tratamiento de superficies después de cirugía periodontal para disminuir la sensibilidad de la dentina y potencian la unión al tejido. Las composiciones son activas en el tratamiento de diversos efectos asociados con una diversidad de afecciones dentales y otras y realmente unidas química y físicamente al diente por lo tanto remineralizando la estructura de los dientes.

Como se ha indicado en esta memoria descriptiva, la remineralización es la formación de hidroxiapatita. La formación de hidroxiapatita comienza con la exposición de una composición de vidrio bioactivo a soluciones acuosas. Se cree que los iones de sodio (Na+) en el vidrio bioactivo se intercambian con iones H+ en los fluidos corporales que producen que se incremente el pH. Después el calcio y el fósforo migran del vidrio bioactivo formando una capa superficial rica en calcio - fósforo. Una zona subyacente rica en sílice se incrementa lentamente a medida que el ion sodio en el vidrio bioactivo continúa intercambiándose con el ion hidrógeno de la solución. Después de ese tiempo, la capa rica en calcio - fósforo cristaliza en un material de hidroxiapatita. El colágeno se puede llegar a integrar estructuralmente con los aglomerados de apatita. Como se indica en esta memoria descriptiva posteriormente, una cantidad remineralizadora eficaz es una cantidad capaz de formar hidroxiapatita.

La expresión "una estructura de los dientes" como se usa en esta memoria descriptiva, propone indicar cualquier característica o características de un diente que incluye pero no se limita a esmalte, dentina, bulbo dental, estructura de la raíz de los dientes, cemento, dentina de la raíz, dentina de la corona, cualquier manufactura dental, etc.

Un vidrio bioactivo se acuerdo con la presente invención es una composición de vidrio que formará una capa de hidroxicarbonato apatita in vitro cuando se coloca en un fluido corporal estimulado. Por ejemplo, la siguiente composición en peso proporcionará un vidrio bioactivo:

Los vidrios bioactivos con estas propiedades proporcionan un material más eficaz para la interacción con la estructura de los dientes. Un vidrio biocompatible de acuerdo con la presente invención es uno que no desencadena una respuesta inmune adversa de forma irrefrenable.

De acuerdo con la presente invención, se ha encontrado que los vidrios bioactivos de tamaños de partícula especificados son particularmente útiles en el tratamiento de las afecciones anteriormente mencionadas. Específicamente, se obtuvieron resultados sorprendentes mediante la presente invención cuando se combinan partículas pequeñas y muy pequeñas. Por ejemplo, cuando las composiciones que incluyen partículas pequeñas que son capaces de unirse a la estructura de los dientes (por ejemplo, menos que aproximadamente 90 micrómetros) así como partículas más pequeñas (por ejemplo, menos que aproximadamente 10) se usan juntas, la mayor de estas partículas se adhieren a la estructura de los dientes y actúan como depósitos iónicos mientras las más pequeñas son capaces de entrar y alojarse dentro de diversas irregularidades de la superficie de las estructuras de los dientes. Las mayores de estas partículas proporcionan un depósito de calcio y fósforo adicional de manera que la mineralización, o depósito de la capa de fosfato de calcio comenzada en las partículas pequeñas puede continuar. El calcio y fósforo adicionales se pueden lixiviar a toda la estructura de los dientes así como a las partículas que se han llegado a unir al interior o en las aberturas de las irregularidades de la superficie de la estructura de los dientes tales como los túbulos de la dentina. Esto a su vez proporciona la continuación de la reacción entera y continuaba el crecimiento de las más pequeñas de estas partículas que se han alojado en el interior o sobre las aberturas de tales irregularidades de la superficie y puede dar como resultado un revestimiento o llenado eficaz de la irregularidad de la superficie. Esta concentración en exceso de iones de calcio y fósforo es necesario para que la reacción continuada de las más pequeñas de estas partículas tenga lugar debido a que las partículas más pequeñas agotan rápidamente sus iones como resultado de su área superficial relativamente alta. Las mayores de estas partículas reaccionarán y liberarán sus iones más lentamente como un efecto a largo plazo. Además, las mayores de estas partículas mecánicamente desgastarán la superficie de los dientes abriendo diversas irregularidades de la superficie permitiendo que las partículas pequeñas entren y reacciones con la irregularidad de la superficie.

Este efecto es muy beneficioso en una diversidad de aplicaciones. Por ejemplo, en la prevención de caries o deterioro, la composición de la presente invención es capaz de penetrar en las profundidades de las irregularidades más pequeñas de la superficie y recibiendo un suministro continuo de iones de las partículas mayores próximas de manera que sea capaz de crecer después de gastar su suministro de iones almacenados. Esto es también muy útil en el sellado de las picaduras y fisuras y mucho más eficaz y se obtiene un sellado de larga duración.

En alguna de las realizaciones de la presente invención, se usan partículas extremadamente pequeñas. Por ejemplo, las partículas que están en el intervalo de 2 \mum a submicrómetros se ajustan en el interior de los túbulos de dentina que son de aproximadamente de 1 - 2 \mum de diámetro. La oclusión de estos túbulos conduce a una reducción significativa de sensibilidad después, por ejemplo, cirugía periodontal. Preferiblemente, se usa una mezcla de partículas menores que dos micrómetros y mayores que 45 micrómetros de diámetro. Se ha encontrado que esta combinación produce una composición particularmente eficaz.

Las composiciones de acuerdo a la presente invención generalmente no requieren tiempo para sedimentar. Las composiciones previas se eliminaron fácilmente por lavado mediante abrasión mecánica producida por cepillado, exposición a los ácidos suaves en el alimento, flujo salival y otros líquidos que normalmente están en contacto con los dientes. Sin embargo, algunas composiciones de acuerdo con la presente invención han sido capaces de resistir en general la agitación significativa, aclarado con agua y el remojo de largo plazo en saliva estimulada durante cinco días. Además, muchas de las partículas pequeñas de la presente invención no requieren un tiempo de fijación debido a que comienzan a reaccionar químicamente y se adhieren a la estructura de los dientes tan pronto como se ponen en contacto con estas superficies y los fluidos presentes naturalmente en la boca. Aunque las composiciones de acuerdo con la presente invención son eficaces en una aplicación individual, es probable que las aplicaciones múltiples sean más eficaces.

Sorprendentemente, el vidrio en forma de partículas bioactivo relativamente pequeño de la presente invención no genera una respuesta inmune significativa. Además, en general no están absorbidos por los macrófagos y se vuelven inactivos en esta aplicación.

La composición de la presente invención es capaz de proporcionar una capa bioactiva que formará una nueva capa estructural que es una remineralización constante de la estructura de los dientes. Esto se ha verificado mediante la reformación de una capa de hidroxicabonato apatita sobre las superficies de la destina después de tratamiento con composiciones de acuerdo con la presente invención con espectroscopía de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR).

En una realización de acuerdo con la presente invención, las partículas tienen un tamaño de partícula de aproximadamente 20 micrómetros con aproximadamente 30 por ciento de las partículas menores que 10 micrómetros. En otra realización de acuerdo con la presente invención las partículas tienen un tamaño medio de partícula de 10 micrómetros con al menos 25% más pequeñas que 2 micrómetros.

Las composiciones de la presente invención se pueden formular en un dentífrico. De hecho, las partículas pueden reemplazar la sílice actualmente usada en dentífricos. La adición de flúor en la composición de vidrio potenciará y reforzará la estructura de los dientes. Además de la aplicación directa del vidrio bioactivo a los dientes, la composición de vidrio bioactivo de la presente invención también se puede aplicar en una solución salina o medio a base de agua destilada.

Las composiciones de la presente invención también se pueden formular en enjuagues bucales, gel o la pueden aplicar un dentista en forma de una pasta.

Ejemplos

Los siguientes ejemplos operativos son no limitantes:

Los experimentos in vitro se realizaron usando una placa normalizada de dentina de dientes humanos a partir de dientes extraídos. Estos discos se cortaron de los dientes extraídos usando una sierra de diamante Isomet (Buchler Ltd.). Los discos tenían 1,0 mm de espesor y el tamaño de un diente. Las superficies oclusivas se amolaron con una serie de papeles de silicio - carburo que variaban entre 320 y 600 granitos de arena. Esto se hizo para normalizar las superficies de ensayo. Las superficies se trataron con ácido fosfórico al 37% durante 60 segundos para retirar la capa de mancha creada durante el proceso de amoladura y abrir y agrandar todos los túbulos de dentina (véanse las figuras 1 y 2). La superficie se enjuagó con agua destilada durante 20 segundos y se secó con una corriente de aire exento de aceite. Cada placa se dividió por la mitad y el material experimental se colocó en una mitad del espécimen como se describe en los ejemplos. Una capa no tratada con túbulos abiertos y agrandados se muestra en las figuras 1
y 2.

Se realizó microscopia electrónica de barrido sobre la superficie de la placa en cada grupo. Las placas se montaron sobre las platinas del microscopio electrónico de barrido usando pasta de plata. Todas las muestras se secaron a vacío, se revistieron por pulverización iónica y se examinaron en un microscopio electrónico de barrido JEOL -
T200.

Ejemplo I El material de partida era una mezcla que contenía (% en peso)

SiO_{2}	45
CaO	24,5
Na_{2}O	24,5
P_{2}O_{5}	6

La mezcla se fundió en un crisol cubierto de platino a 1350ºC durante 2 horas para lograr homogenización. Posteriormente la mezcla se inactivó en agua desionizada a 0ºC. Se colocó vidrio sinterizado en un aparato de molienda apropiado que incluía un molino de bolas, molino de impacto. El vidrio se muele durante 2 horas y se separa en intervalos de tamaño apropiados.

El intervalo de tamaño de partícula menor que 90 \mum se obtuvo usando este procedimiento y se confirmó mediante microscopía electrónica de barrido y técnica de dispersión de luz láser (Coulter LS 100). Estas mezclas se colocaron sobre las capas de dentina descritas previamente.

Los tiempos de exposición a la dentina variaban entre dos minutos con restregado a 3 días sin agitación. La oclusión de los túbulos se muestra en las figuras 3 - 7. En las figuras 3 - 7 son visibles la oclusión total y parcial de los túbulos de dentina con partículas pequeñas de tamaño múltiple (1 - 5 \mum) presentes. Además, las partículas grandes que son visibles actuarán como depósitos para la composición química. La formación temprana de cristales de hidroxiapatita comienza sobre la superficie de dentina confirmado por PITR.

Ejemplo 2

Las figuras 8 y 9 indican los resultados que se pueden obtener usando partículas submicrónicas hechas de acuerdo con el ejemplo 1. Las muestras de las figuras 8 y 9 son superficies de dentina que se han lixiviado con ácido fosfórico, tratado con un vidrio bioactivo durante 2 minutos y sumergidos en solución salina tamponada con fosfato durante 5 días. Con la falta de partículas grandes para actividad de depósito, había menos regeneración completa según se confirmó por FTIR.

Ejemplo 3

El ejemplo 3 se llevó a cabo para ilustrar los beneficios asociados a múltiples aplicaciones de composiciones de acuerdo con la presente invención. Primero, una superficie de dentina lixiviada con ácido se trató con un tratamiento único de vidrio en forma de partículas bioactivo durante dos minutos y se muestra en la figura 10. Una superficie de dentina que se había lixiviado con ácido y tratada tres veces durante dos minutos se muestra en la figura 11.

La figura 10 muestra la penetración y oclusión significativa de los túbulos con una unión sobre la superficie de la dentina. No existen muchas partículas visibles en la figura 10. En la figura 11, existe incluso más penetración y oclusión de los túbulos incluso más significativa y un mayor número de partículas presentes. Esto demuestra los beneficios asociados a aplicación múltiple incluyendo los túbulos así como presencia aumentada de depósitos mayores de iones de Ca y P. Esto también demuestra la soldadura interpartículas de las partículas mayores a las partículas más pequeñas ya unidas a la superficie.

Ejemplo 4

El ejemplo 4 ilustra además los beneficios asociados al uso de partículas menores de 2 micrómetros junto con partículas mayores que 45 micrómetros de tamaño. Los espectros de FTIR para los siguientes ejemplos se incluyen en la figura 12 para ilustrar la remineralización:

Muestra Nº 1	Control (superficie de dentina no tratada)
Muestra Nº 2	Superficie de dentina grabada con ácido
Muestra Nº 3	\begin{minipage}[t]{134mm} Tratada con partículas de vidrio bioactivo menores que 2 micrómetros de tamaño de partícula durante dos minutos. \end{minipage}
Muestra Nº 4	\begin{minipage}[t]{134mm} Tratada con partículas de vidrio bioactivo en las que el 40% eran menores que 2 micrómetros, 15% estaban en el intervalo entre 8 y 2 micrómetros, 15% estaban en el intervalo entre 8 y 20 micrómetros, 15% estaban en el intervalo entre 20 y 38 micrómetros y 15% estaban en el intervalo entre 38 y 90 micrómetros. \end{minipage}

Como se ilustra en la figura 12, la muestra de control proporciona una vista representativa del espectro de hidoxicabonato apatita (HCA). La forma de los picos entre número de ondas 1150 y 500 son muy características de HCA. En la muestra 2, los picos se interrumpen después del tratamiento con el lixiviado de ácido, especialmente en el intervalo 1150 y 900. Esto indica una pérdida de los componentes minerales de la estructura de los dientes, calcio y fósforo. La muestra 3 muestra una remineralización parcial del Ca y P sobre la estructura de los dientes. La muestra 4 se trató con la mezcla de tamaño y forma óptima de vidrio bioactivo y muestra una remineralización casi completa. Una fotomicrografía de la muestra 4 se incluye como la figura 11.

Ejemplo 5

El ejemplo comparativo 5 muestra los beneficios asociados al uso de partículas menores de 10 micrómetros junto con partículas mayores que 45 micrómetros de tamaño en el uso de partículas justamente menores que 2 micrómetros o 53 - 90 \mu. Una muestra control de superficie de dentina no tratada se usó además de de las superficies tratadas como se describe a continuación:

1

Todas las muestras en la tabla anterior se sometieron a un ambiente húmedo durante 24 horas y después se secaron durante 48 horas.

Como se ha observado anteriormente, la combinación de partículas menores que 2 micrómetros y 53 - 90 \mu proporcionaron los mejores resultados. Se cree que la presencia de ambos intervalos de tamaño permite que las partículas mas pequeñas que se habían alojado en los túbulos continúen creciendo después de hubieran agotado sus propios iones de Ca y P y son capaces de hacer uso de tales iones a partir de otras partículas grandes próximas que actúan como depósitos de iones Ca y P

Otros ejemplos

La composición del tamaño de partida para los siguientes ejemplos era la misma que en el ejemplo 1 excepto que el nivel de SiO_{2} era 45%, 55%, y 60%. También, el procedimiento de preparación era diferente. La mezcla se fundió en un crisol cubierto de platino a 1350ºC durante 2 horas para lograr homogenización. La mezcla se vertió en una placa, se dejó enfriar hasta temperatura ambiente y se trituró con un martillo. Después las fracciones de vidrio triturado se separaron tamizando a través de un tamiz normalizado. Después las fracciones se separaron y se retuvieron.

El intervalo de tamaño de partícula menor que 90 \mum se obtuvo usando este procedimiento y confirmado mediante microscopía electrónica de barrido y técnica de dispersión de luz láser (Coulter LS 100). Estas mezclas se colocaron sobre las placas de dentina descritas previamente.

Las muestras que contenían 45%, 55%, y 60% de SiO_{2} se utilizaron en las preparaciones con los mismos resultados observados en el ejemplo 1. De nuevo, la clave de esos datos fue la presencia del intervalo de tamaño de las partículas. En estos ejemplos están presentes intervalos de hasta 60% de sílice con un intervalo de tamaño partículas entre submicrómetros y 90 micrómetros mostrando reacciones similares al ejemplo 1 sobre las superficies de dentina.

Aunque la presente invención se ha descrito en una o más realizaciones, esta descripción no intenta de ninguna forma limitar el alcance de las reivindicaciones.

Claims

1. Una composición de vidrio bioactivo para uso en el tratamiento de estructuras de dientes que comprende vidrio bioactivo y biocompatible en forma de partículas que incluye partículas menores que 90 \mum y una cantidad remineralizadora eficaz de partículas menores que 10 \mum.

2. Una composición de vidrio bioactivo para uso en el tratamiento de estructuras de dientes que comprende vidrio bioactivo y biocompatible en forma de partículas que incluye partículas menores que 90 \mum y una cantidad remineralizadora eficaz de partículas menores que 5 \mum.

3. Una composición de vidrio bioactivo para uso en el tratamiento de estructuras de dientes que comprende vidrio bioactivo y biocompatible en forma de partículas que incluye partículas menores que 90 \mum y una cantidad remineralizadora eficaz de partículas menores que 2 \mum.

4. Una composición de vidrio bioactivo según la reivindicación 1 para uso según la reivindicación 1 que comprende vidrio bioactivo y biocompatible en forma de partículas que incluye en porcentaje en peso:

SiO_{2} 40 - 60 CaO 10 - 30 Na_{2}O 10 - 35 P_{2}O_{5} 2 - 8 CaF_{2} 0 - 25 B_{2}O_{3} 0 - 10

5. Una composición de vidrio bioactivo según la reivindicación 1 para uso según la reivindicación 4, que comprende además:

K_{2}O 0 - 8% en peso MgO 0 - 5% en peso.

6. Una composición de vidrio bioactivo según la reivindicación 4 ó 5 para uso según la reivindicación 4 ó 5, en la que las partículas tienen un tamaño medio de partícula de aproximadamente 20 \mum y aproximadamente 30% en peso de las partículas son menores que 10 \mum.

7. Una composición de vidrio bioactivo según la reivindicación 4 ó 5 para uso según la reivindicación 4 ó 5, en la que las partículas tienen un tamaño medio de partícula de aproximadamente 10 \mum y al menos 25% menores que 2 \mum.

8. Una composición de vidrio bioactivo según la reivindicación 4 ó la 5 para uso según la reivindicación 4 ó 5, en la que el vidrio bioactivo y biocompatible en forma de partículas incluye partículas entre 45 \mum y 90 \mum y una cantidad remineralizadora eficaz de partículas menores que 10 \mum.

9. Una composición de vidrio bioactivo según la reivindicación 4 ó la 5 para uso según la reivindicación 4 ó 5, en la que el vidrio bioactivo y biocompatible en forma de partículas incluye partículas entre 53 \mum y 90 \mum y una cantidad remineralizadora eficaz de partículas menores que 2 \mum.

10. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para prevenir el deterioro de los dientes.

11. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para tratar el deterioro de los dientes.

12. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para prevenir la caries incipiente de los dientes.

13. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para remineralizar el esmalte.

14. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para la remineralización de la caries incipiente.

15. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para sellar fisuras en la estructura de dientes.

16. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para sellar picaduras en la estructura de dientes.

17. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para revestir la estructura de los dientes.

18. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para tapar el bulbo de los dientes.

19. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para tratar hipersensibilidad de los dientes.

20. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso en un procedimiento para tratar una estructura de dientes después de cirugía periodontal.

21. Una composición como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para uso según la reivindicación 1 y un dentífrico, revestimiento, base, gel, material restaurador, gel de glicerina, enjuague dental, pasta profiláctica, o agente de tapa indirecta del bulbo de los dientes, o la mezcla de los mismos.