JP2003089613A - 歯科用セルフエッチングプライマー処理剤 - Google Patents
歯科用セルフエッチングプライマー処理剤Info
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Abstract
めに用いる歯科用セルフエッチングプライマー処理剤を
提供することを目的とする。 【解決手段】 N−メタクリロイルグリシン、N−メタ
クリロイル−3−アミノプロピオン酸、N−メタクリロ
イル−4−アミノ酪酸、N−メタクリロイル−5−アミ
ノ吉草酸、N−メタクリロイル−6−アミノカプロン
酸、N−メタクリロイル−2−アミノメチルフォスフォ
ン酸、N−メタクリロイル−3−アミノエチルフォスフ
ォン酸、N−メタクリロイル−4−アミノプロピルフォ
スフォン酸などのメタクリル酸誘導体の水溶液からなる
セルフエッチングプライマー処理剤で歯の象牙質または
エナメル質を処理した後、コンポジットレジン、接着性
レジンセメントなどを接着させた場合には著しく接着強
さが上昇する。
Description
グプライマー処理剤に関する。更に詳細には、歯の象牙
質またはエナメル質に、ボンディング剤を介してコンポ
ジットレジンを接着させる際に、あるいは接着性レジン
セメントを介して金属、矯正用ブラケットなどを接着さ
せる際に、歯の象牙質またはエナメル質の表面処理のた
めに用いる歯科用セルフエッチングプライマー処理剤、
及び該歯科用セルフエッチングプライマー処理剤を構成
試薬として含む、歯の象牙質またはエナメル質に歯科用
材料を接着させるための歯科用キット、並びに該歯科用
セルフエッチング処理剤に用いる新規メタクリル酸誘導
体に関する。
質に、ボンディング材を介して虫歯充填剤としてコンポ
ジットレジンを接着させる場合、あるいは接着性レジン
セメントを介してインレーやクラウンなどの金属を接着
させる場合には、通常、歯の象牙質を表面処理した後に
ボンディング材や接着性レジンセメントを象牙質に接着
させ、このボンディング剤を介してコンポジットレジン
あるいは接着性レジンセメントを介して金属を歯の象牙
質に接着させる方法が採用されている。歯の象牙質の表
面処理としては、象牙質のスミヤー層およびハイドロキ
シアパタイトを溶解して脱灰し象牙質表面に凹凸を生じ
させて粗造化し、この粗造面にボンディング材や接着性
レジンセメントが侵入して硬化することにより機械的維
持力が高まりボンディング材や接着性レジンセメントと
の接着を可能にするエッチング処理と、ボンディング材
や接着性レジンセメントとの接着に適した状態に歯の象
牙質を改質するプライマー処理がある。
えば、象牙質にエチレンジアミン四酢酸(EDTA)を
作用させてエッチング処理し、次いでグルタルアルデヒ
ドと2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)
の混合水溶液によりプライマー処理する方法(Munksgaa
rd EC et al., J. Dent. Res., 63(8), 1087-1089, 198
4)、あるいは象牙質を正リン酸水溶液で脱灰してエッ
チング処理し、次いでエアー乾燥後に象牙質コラーゲン
層にHEMA水溶液を作用させてプライマー処理する方
法(杉崎ら、日歯科保誌、34(1), 228-265, 1991; Meer
beek BV et al., J. Dent. Res. 72(2), 495-501, 199
3; Pashley DH et al., Quintessence Int. 24(9), 618
-631, 1993)などがある。象牙質の表面処理を簡略化す
るために、エッチング処理とプライマー処理とを同時に
行うセルフエッチングプライマー処理剤の研究も盛んに
行われている。セルフエッチングプライマー処理剤とし
ては、例えば、ジカルボン酸であるアスパラギン酸の誘
導体、N−アクリロイルアスパラギン酸(N−AAs
p)をセルフエッチングプライマー処理剤として用いる
ことが提案されている(伊藤ら、歯科材料・器械、15
(4), 341-347, 1996;伊藤ら、歯科材料・器械、16(2),
155-159, 1997;伊藤ら、歯科材料・器械、16(1), 38-
43, 1997)。このN−AAspは、酸性モノマーとして
作用して象牙質を脱灰すると同時に機能性モノマーとし
ても作用し、象牙質中の無機質および有機質の両者に作
用すると考えられている。
の双方に適用可能なセルフエッチングプライマー処理剤
の研究が盛んに行われている(渡辺、歯科材料・器械、
11(6), 955-973, 1992;福島ら、歯科材料・器械、11
(4), 679-684, 1992)。これらのセルフエッチングプラ
イマー処理剤は、酸あるいは脱灰能を有する酸性モノマ
ーとボンディング剤の拡散、浸透を促進する機能性モノ
マーより構成されている。また、N−メタクリロイルア
ラニンとHEMAの混合水溶液が象牙質およびエナメル
質のセルフエッチングプライマー処理剤として提案され
ている(高橋ら、歯科材料・器械、9(1), 65-73, 199
0)。この作用機序としては、N−メタクリロイルアラ
ニンが酸としてヒドロキシアパタイトを脱灰してコラー
ゲンを露出させ、そこへHEMAがプライマー処理剤と
して作用すると考えられている。
イルグリシン、N−メタクリロイル−4−アミノ酪酸、
N−メタクリロイル−6−アミノカプロン酸などのN−
メタクリロイル−ω−アミノ酸を、リン酸水溶液でエッ
チング処理した象牙質にプライマー処理剤として作用さ
せると、象牙質へのコンポジットレジンの高い接着性が
得られることが報告されている(西山ら、歯科材料・器
械、13(1),73-77, 1994;西山ら、歯科材料・器械、17
(2), 120-125, 1998)。しかしながら、このようなN−
メタクリロイル−ω−アミノ酸を、セルフエッチングプ
ライマー処理剤として用いることは従来知られていな
い。従って、本発明の目的は、このようなN−メタクリ
ロイル−ω−アミノ酸、並びにN−メタクリロイルアミ
ノアルキルフォスフォン酸、N−メタクリロイルアミノ
アルキルスルフォン酸などを用いた歯の象牙質またはエ
ナメル質用のセルフエッチングプライマー処理剤、及び
該セルフエッチングプライマー処理剤を構成試薬として
含む、歯の象牙質またはエナメル質に歯科用材料を接着
させるための歯科用キット、並びに該セルフエッチング
プライマー処理剤に用いる新規メタクリル酸誘導体を提
供することを目的とする。
またはエナメル質のための優れたセルフエッチングプラ
イマー処理剤を得ることを目的として鋭意研究した結
果、N−メタクリロイルグリシン、N−メタクリロイル
−5−アミノ吉草酸などのN−メタクリロイル−ω−ア
ミノ酸、並びにN−メタクリロイルアミノアルキルフォ
スフォン酸、N−メタクリロイルアミノアルキルスルフ
ォン酸などの水溶液を象牙質またはエナメル質のセルフ
エッチングプライマー処理剤として用いた場合には、象
牙質およびエナメル質のヒドロキシアパタイトの脱灰効
果において優れ、また脱灰により露出した象牙質および
エナメル質コラーゲン繊維のプライミング効果において
も優れ、象牙質およびエナメル質へのボンディング材や
接着性レジンセメントの接着強度が著しく向上し、象牙
質またはエナメル質のセルフエッチングプライマー処理
剤として極めて優れていることを見出し本発明を完成さ
せた。即ち、本発明は、歯の象牙質またはエナメル質の
表面処理のために用いる歯科用セルフエッチングプライ
マー処理剤であって、下記式I
(OH)2または−SO2OHを表す)で表されるメタク
リル酸誘導体の水溶液からなる歯科用セルフエッチング
プライマー処理剤である。更に本発明は、上記歯科用セ
ルフエッチングプライマー処理剤を構成試薬として含
む、歯の象牙質またはエナメル質に歯科用材料を接着さ
せるための歯科用キットである。更に本発明は、式Iに
おいてXが−PO(OH)2または−SO2OHであるメ
タクリル酸誘導体である。
マー処理剤は、歯の象牙質またはエナメル質に、ボンデ
ィング材を介してコンポジットレジンを接着させる場
合、あるいは接着性レジンセメントを介して金属、矯正
用ブラケットなどを接着させる際に、象牙質またはエナ
メル質を表面処理するのに用いるものであり、エッチン
グ処理剤及びプライマー処理剤の両者の機能を併せ持っ
たものである。本発明のセルフエッチングプライマー処
理剤は、上記式Iで表されるメタクリル酸誘導体の水溶
液からなる。このようなメタクリル酸誘導体としては、
N−メタクリロイルグリシン、N−メタクリロイル−3
−アミノプロピオン酸(N−メタクリロイルβアラニ
ン)、N−メタクリロイル−4−アミノ酪酸、N−メタ
クリロイル−5−アミノ吉草酸、N−メタクリロイル−
6−アミノカプロン酸などのN−メタクリロイル−ω−
アミノ酸;N−メタクリロイル−2−アミノメチルフォ
スフォン酸、N−メタクリロイル−3−アミノエチルフ
ォスフォン酸、N−メタクリロイル−4−アミノプロピ
ルフォスフォン酸、N−メタクリロイル−5−アミノブ
チルフォスフォン酸、N−メタクリロイル−6−アミノ
ペンチルフォスフォン酸などのN−メタクリロイルアミ
ノアルキルフォスフォン酸;N−メタクリロイル−3−
アミノエチルスルフォン酸、N−メタクリロイル−4−
アミノプロピルスルフォン酸、N−メタクリロイル−5
−アミノブチルスルフォン酸、N−メタクリロイル−6
−アミノペンチルスルフォン酸などのN−メタクリロイ
ルアミノアルキルスルフォン酸が挙げられる。なかで
も、N−メタクリロイルグリシン、N−メタクリロイル
−3−アミノプロピオン酸、N−メタクリロイル−4−
アミノ酪酸、N−メタクリロイル−5−アミノ吉草酸、
N−メタクリロイル−6−アミノカプロン酸、N−メタ
クリロイル−2−アミノメチルフォスフォン酸、N−メ
タクリロイル−3−アミノエチルフォスフォン酸および
N−メタクリロイル−4−アミノプロピルフォスフォン
酸酸が好ましい。上記したN−メタクリル−ω−アミノ
酸、N−メタクリロイルアミノアルキルフォスフォン酸
およびN−メタクリロイルアミノアルキルスルフォン酸
は、それぞれ単独で用いてもよく、またN−メタクリル
−ω−アミノ酸と、N−メタクリロイルアミノアルキル
フォスフォン酸またはN−メタクリロイルアミノアルキ
ルスルフォン酸あるいはこれらの両者との組み合わせで
用いることもでき、このように組み合わせて用いた場合
には特に脱灰効果とともにプライミング効果が向上する
ので好ましい。
ぎのようにして合成することができる。N−メタクリロ
イル−ω−アミノ酸の場合には、メタクリル酸クロリド
などのメタクリル酸ハライドと、対応するω−アミノ酸
とを縮合反応させることによって得ることができる(西
山ら、歯科材料・器械、13(1), 73-77, 1994)。N−メ
タクリロイルアミノアルキルフォスフォン酸あるいはN
−メタクリロイルアミノアルキルスルフォン酸の場合に
は、メタクリル酸ハライドと、対応するアミノアルキル
フォスフォン酸あるいはアミノアルキルスルフォン酸と
を縮合反応させることによって得ることができる。これ
らのN−メタクリロイルアミノアルキルフォスフォン酸
及びN−メタクリロイルアミノアルキルスルフォン酸は
新規化合物である。本発明では、上記したメタクリル酸
誘導体の水溶液を、セルフエッチングプライマー処理剤
として用いる。この水溶液の濃度としては、通常10-5
から10モル%、好ましくは10-3から8モル%が適し
ている。上記したメタクリル酸誘導体は、水に対する溶
解度が高いため、セルフエッチングプライマー処理剤と
して極めて適している。また、メタクリル酸誘導体の水
溶液には、必要に応じてエタノールを添加してもよい。
この場合、通常、例えば40%以下の濃度のエタノール
水溶液としてセルフエッチングプライマー処理剤を調製
することができる。本発明のセルフエッチングプライマ
ー処理剤には、必要に応じて、通常用いられる添加物で
ある多官能性モノマー、アルコールなどを適宜添加して
もよい。
剤は、通常、歯の象牙質またはエナメル質を研磨した後
にその水溶液を塗布して、10秒から50秒程度作用さ
せ、その後エアー乾燥することによって、象牙質または
エナメル質の表面処理のために適用することができる。
表面処理後、必要に応じて、ボンディング材を塗布し次
いでコンポジットレジンを接着させることができる。あ
るいは接着性レジンセメントを適用してこれに金属、矯
正用ブラケットなどを接着させることができる。本発明
のセルフエッチングプライマー処理剤で象牙質またはエ
ナメル質を表面処理することにより、これらのコンポジ
ットレジンや金属などを極めて強固に接着させることが
できる。これらの、ボンディング材、コンポジットレジ
ン、接着性レジンセメント、金属、矯正用ブラケットと
しては、特に限定されず、通常用いられるものを通常の
方法で用いることができる。例えば、ボンディング材と
しては、10−メタクリロイルオキシデカメチレンリン
酸(MDP)と多官能性モノマーからなるボンディング
材、接着性レジンセメントとしては、4−メタアクリル
オキシエチルトリメリト酸無水物(4−META)を溶
解したメチルメタクリレート(MMA)をポリメチルメ
タクリレート(PMMA)の存在下で部分酸化トリ−n
−ブチルボラン(TBB)により重合した4−META
/MMA−TBBレジン、コンポジットレジンとして
は、多官能性モノマーとシリカとからなるコンポジット
レジンが挙げられる。金属としては、鋳造用金合金、鋳
造用金銀パラジウム合金、鋳造用銀合金等のインレーや
クラウンなどに用いる歯科治療用金属が挙げられる。矯
正用ブラケットとしては通常用いられるものが挙げられ
る。
剤は、ボンディング材、接着性レジンセメントなどと共
に、あるいはそれらを調製するための試薬と共に、歯に
コンポジットレジン、金属、矯正用ブラケットなどの歯
科用材料を接着させるための歯科用キットとすることが
できる。
明するが本発明はこれら実施例により何ら限定されるも
のではない。 実施例1セルフエッチングプライマー処理剤の調製 セルフエッチングプライマー処理剤として、5mol%
のN−メタクリロイルグリシン(NMGly)またはN
−メタクリロイル−5−アミノ吉草酸(NMVa)を蒸
留水に溶解し,NMGly溶液およびNMVa溶液をそ
れぞれ調製した。
引張接着強さの測定 (1)接着試験方法 新鮮ウシ抜去前歯をシリコンカーバイトペーパー(♯4
00および♯600)を用いて注水下で平滑に研磨し、
新鮮象牙質を露出させた。この象牙質研磨面にポリエチ
レンリング(内径:3.8mm,高さ:2.0mm)を
仮着し、その内面にNMGlyまたはNMVa溶液を3
0秒間作用させ、10秒間エアー乾燥させた。その表面
にボンディング材としてクリアフィルメガボンド(クラ
レ)を塗布し、3秒間エアーブロー(スリーウェイシリ
ンジ,マイルド,モリタ)した後、10秒間光照射(ク
イックライト,UL1,モリタ)した。その後ただち
に、コンポジットレジンとしてクリアフィルAP−X
(クラレ)を充填し、30秒間光照射して試験体を作製
した。試験体を室温に5分間放置した後、37 ℃水中
に浸漬した。24時間後、水中から試験体を引き上げ、
象牙質に対するレジンの引張接着強さを測定した。すな
わち、コンポジットレジン上部に黄銅製アタッチメント
をシアノアクリレート系接着剤で固定し、接着試験用ア
タッチメントを備えた万能試験機(DCS−2000,
島津)を用い、引張速度2mm/minの条件で行っ
た。なお、試験体はそれぞれの条件につき10個作製し
た。また、上記方法に準じて新鮮ウシエナメル質研磨面
をNMGlyまたはNMVa溶液で処理し、コンポジッ
トレジンを接着させた場合のエナメル質に対するレジン
の接着強さを測定した。
よびエナメル質に対するレジンの接着強さを表1に示し
た。
NMGly溶液で処理した場合には27.9MPa、N
MVa溶液で処理した場合には15.7MPaと高い値
を示した。一方、エナメル質に対するレジンの接着強さ
は、NMGly溶液で処理した場合には12.3MPa
と、NMVa溶液で処理した場合の接着強さ6.4MP
aに比べて高い値を示した。以上の結果から、NMGl
y溶液がNMVa溶液に比べて高い接着強さを与えるこ
とがわかった。
成 (1)合成方法 撹拌器を備えた反応槽に水15ml、水酸化ナトリウム
0.16molを加え、これにアミノメチルフォスフォ
ン酸、アミノエチルフォスフォン酸またはアミノプロピ
ルフォスフォン酸0.0045mol(東京化成)を溶
解した後、反応槽を氷冷しながらメタクリル酸クロリド
0.045molを滴下し、アミノメチルフォスフォン
酸、アミノエチルフォスフォン酸またはアミノプロピル
フォスフォン酸のアミノ基にメタクリル酸クロリドを縮
合させた。反応終了後、反応層にメタノール(和光純
薬)を加えて、反応槽を冷却しながら塩化水素ガスを導
入し、反応層のpHを0.4以下とした。析出した塩化
ナトリウムを濾別した後、無水硫酸ナトリウムを加えて
脱水した。これを濾別した後、減圧下で溶媒を留去し、
残留物に酢酸エチルおよびエタノールを加え、N−メタ
クリロイル−2−アミノメチルフォスフォン酸(NMM
P)、N−メタクリロイル−3−アミノエチルフォスフ
ォン酸(NMEP)およびN−メタクリロイル−4−ア
ミノプロピルフォスフォン酸(NMPP)を結晶化さ
せ、単離・精製した。
合成 (1)合成方法 撹拌器を備えた反応槽に水15ml、水酸化ナトリウム
0.16molを加え、これにアミノエチルスルフォン
酸0.0045mol(東京化成)を溶解した後、反応
槽を氷冷しながらメタクリル酸クロリド0.0045m
olを滴下し、アミノメチルフォスフォン酸のアミノ基
にメタクリル酸クロリドを縮合させた。反応終了後、反
応層にメタノール(和光純薬)を加えて、反応槽を冷却
しながら塩化水素ガスを導入し、反応層のpHを0.4
以下とした。減圧下で溶媒を留去し、残留物に酢酸エチ
ルおよびエタノールを加えて、N−メタクリロイル−3
−アミノエチルスルフォン酸を結晶化させて単離・精製
した。
引張接着強さの測定 (1)実施例1と同様にして、N−メタクリロイル−3
−アミノプロピオン酸(N−メタクリロイルβアラニ
ン)(NMβAla)の5mol%水溶液を調製した。
このNMβAla水溶液、並びに再度実施例1で調製し
たNMGly水溶液およびNMVa水溶液について、セ
ルフエッチングプライマー処理剤としての効果を調べる
ため、実施例2と同様にして、これらの水溶液で処理し
た時の歯冠象牙質およびエナメル質に対するレジンの接
着強さを調べた。得られた結果を表6に示した。
マー処理剤であるNMβAla水溶液、NMGly水溶
液およびNMVa水溶液は、歯冠象牙質およびエナメル
質に対するレジンの接着強さを増強させた。
イル−3−アミノエチルフォスフォン酸(NMEP)
を、実施例1で調製した5mol%NMGly水溶液
に、0、0.35、0.7、1.4mmol添加してN
MGly−NMEP水溶液のセルフエッチングプライマ
ー処理剤を調製した。この水溶液で処理した時の象牙質
およびエナメル質に対するレジンの接着強さを測定しま
した。得られた結果が表7に示した。
溶液へのNMEPの添加は、特にエナメル質へのレジン
の接着強さを向上させた。象牙質およびエナメル質への
レジンの接着強さから最適NMEPの添加量を判断する
と、7mmol付近が適当であると考えられる。
タクリロイルエチルスルフォン酸(NMES)を5mo
l%NMGly水溶液に、0、0.35、0.7、1.
4mmol添加してセルフエッチングプライマー処理剤
であるNMGly−NMES水溶液を調製した。この水
溶液で処理した象牙質およびエナメル質へのレジンの接
着強さを測定した。得られた結果が表8に示した。
MESの添加は、象牙質およびエナメル質へのレジンの
接着強さ低下させた。
イル−2−アミノメチルフォスフォン酸(NMMP)、
N−メタクリロイル−3−アミノエチルフォスフォン酸
(NMEP)およびN−メタクリロイル−4−アミノプ
ロピルフォスフォン酸(NMEPP)をそれぞれ、5m
ol%NMGly水溶液中に0.7mmol添加してセ
ルフエッチングプライマー処理剤を調製した。これらの
水溶液で処理した場合の象牙質およびエナメル質に対す
るレジンの接着強さを調べた。得られた結果を表9に示
した。
ンの接着強さは、メチレン鎖長が長くなると向上した。
象牙質に対しては、接着強さはほぼ一定であった。
ルグリシン、N−メタクリロイル−3−アミノプロピオ
ン酸、N−メタクリロイル−4−アミノ酪酸、N−メタ
クリロイル−5−アミノ吉草酸、N−メタクリロイル−
6−アミノカプロン酸、N−メタクリロイル−2−アミ
ノメチルフォスフォン酸、N−メタクリロイル−3−ア
ミノエチルフォスフォン酸、N−メタクリロイル−4−
アミノプロピルフォスフォン酸などのメタクリル酸誘導
体の水溶液からなる本発明のセルフエッチングプライマ
ー処理剤で歯の象牙質またはエナメル質を処理した後、
コンポジットレジン、接着性レジンセメントなどを接着
させた場合には著しく接着強さが上昇する。従って本発
明のセルフエッチングプライマー処理剤は、極めて優れ
ている。特に象牙質コラーゲンへのコンポジットレジン
や接着性レジンセメントの接着性が重要となる根面う
蝕、歯頚部う蝕、直接覆髄などの歯科疾患治療用の処理
剤として、本発明のセルフエッチングプライマー処理剤
は、極めて優れている。
Claims (7)
- 【請求項1】 歯の象牙質またはエナメル質の表面処理
のために用いる歯科用セルフエッチングプライマー処理
剤であって、下記式I 【化1】 (式中、nは1から7の整数、Xは−COOH、−PO
(OH)2または−SO2OHを表す)で表されるメタク
リル酸誘導体の水溶液からなる歯科用セルフエッチング
プライマー処理剤。 - 【請求項2】 式Iで表されるメタクリル酸誘導体が、
N−メタクリロイル−ω−アミノ酸(式IにおいてXが
−COOH)である請求項1の歯科用セルフエッチング
プライマー処理剤。 - 【請求項3】 N−メタクリロイル−ω−アミノ酸が、
N−メタクリロイルグリシン、N−メタクリロイル−3
−アミノプロピオン酸、N-メタクリロイル−4−アミ
ノ酪酸、N−メタクリロイル−5−アミノ吉草酸または
N−メタクリロイル−6−アミノカプロン酸である請求
項2の歯科用セルフエッチングプライマー処理剤。 - 【請求項4】 式Iで表わされるメタクリル酸誘導体
が、N−メタクリロイルアミノアルキルフォスフォン酸
(式IにおいてXが−PO(OH)2)またはN−メタ
クリロイルアミノアルキルスルフォン酸(式Iにおいて
Xが−SO2OH)である請求項1の歯科用セルフエッ
チングプライマー処理剤。 - 【請求項5】 式Iで表わされるメタクリル酸誘導体の
水溶液の濃度が10 -5から10モル%である請求項1か
ら4のいずれかの歯科用セルフエッチングプライマー処
理剤。 - 【請求項6】 請求項1から5のいずれかの歯科用セル
フエッチングプライマー処理剤を構成試薬として含む、
歯の象牙質またはエナメル質に歯科用材料を接着させる
ための歯科用キット。 - 【請求項7】 式IにおいてXが−PO(OH)2また
は−SO2OHであるメタクリル酸誘導体。
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