JP2005514490A - 重合可能な還元剤を含有する組成物、キット、および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
樹脂システムの成分は、硬化性組成物のその他の成分と混和性であるように選択される。すなわち好ましくは、樹脂システムの成分は、少なくとも十分に混和性であるので、組成物のその他の成分(例えば還元剤および酸化剤)と組み合わせたときに、実質的な(substantial)量の沈降を起こさない。好ましくは樹脂システムの成分は、水と混和性である。樹脂システムの成分は、モノマー、オリゴマー、ポリマー、またはそれらの組み合わせであることができる。
本発明の硬化性組成物は、充填材も含有できる。充填材は、歯科用修復組成物中で現在使用されている充填材など、医用または歯科用用途で使用される組成物への組み込みに適切な、1つ以上の種々多様な材料から選択しても良い。充填材は好ましくは微細である。充填材は、単峰性(unimodial)または多峰性(polymodial)(例えば二峰性の(bimodal))粒度分布を有することができる。好ましくは充填材の最大粒度(粒子の最大寸法、典型的に直径)は、約10μm未満、そしてより好ましくは約2.0μm未満である。好ましくは充填材の平均粒度は約3.0μm未満、そしてより好ましくは約0.6μm未満である。
還元および酸化剤は、都合良く一緒に考察される。それらは相互に反応し、あるいは別のやり方で協力して、樹脂システム(例えばエチレン性不飽和成分)の重合を開始できるフリーラジカルを生じるべきである。このタイプの硬化は暗反応で、すなわちそれは光の存在に依存せず、光不在下で進行できる。還元および酸化剤は、好ましくは十分に保存安定性があって望ましくないカラー化がなく、典型的歯科用条件下での保存と使用を可能にする。それらは樹脂システムと十分に混和性(そして好ましくは水溶性)であって、硬化性組成物のその他の成分中への容易な溶解を可能にする(そしてそれからの分離を阻止する)べきである。好ましくは本発明の還元剤は、室温で少なくとも約2重量%の水への溶解度を有する。
硬化性組成物には光重合開始剤も添加できるが、必要ではない。光重合開始剤は、適切な波長と強度の光への曝露時に、エチレン性不飽和成分のフリーラジカル架橋を促進できるべきである。それはまた好ましくは、十分に保存安定性があって望ましくない着色を含まず、典型的な歯科用条件下での保存と使用を可能にする。可視光光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤は好ましくは樹脂システムと混和性であり、より好ましくは水溶性または水混和性である。極性基を持つ光重合開始剤は、通常十分な程度の水溶性または水混和性を有する。光重合開始剤は頻繁に単独で使用できるが、典型的に適切な供与体化合物または適切な促進剤(例えばアミン、ペルオキシド、リン化合物、ケトンおよびα−ジケトン化合物)と組み合わせて使用される。
本発明の組成物は、特に酸官能性成分が含まれる場合、好ましくは水を含有する。水は販売形態の製品中に存在でき、または歯科医によって使用直前に添加でき、または口内の水との接触の結果含まれることができる。水は、蒸留、脱イオン、または普通の水道水であることができる。概して脱イオン水が好ましい。
本発明の組成物は、凝固反応中および組成物硬化後の双方において、硬化性組成物中の特性の適度なバランスを提供するように調節される。これらの特性としては、硬化性組成物の成分の保存安定性に並んで、硬化した組成物の色安定性、毒性、および反応時間(「スナップセット」)が挙げられる。例えば硬化性組成物は歯科用用途のためには、好ましくは約2分間以下のスナップセットを有するべきである。組成物の全工作時間または硬化時間(すなわち口腔内に類似した湿度と温度条件下で、硬化性樹脂が液体またはペースト状態から固形材料に硬化する時間)は、好ましくは約6分未満、そしてより好ましくは約4分未満である。
AA:ITA :ミトラ(Mitra)の(特許文献8)の実施例3に従って調製された、モル比4:1のアクリル酸:イタコン酸からできたコポリマー。MW(平均)=106,000、多分散性ρ=4.64。
AA:IA:IEM :(特許文献8)実施例11の乾燥ポリマーの調製に従って、AA:ITAコポリマーと、コポリマーの酸性基の16モル%をペンダントのメタクリレート基に転換するのに十分な2−イソシアナトエチルメタクリレートとを反応させてできるポリマー。
AHTU:ミズーリ州セントルイスのシグマ・アルドリッチからの(Sigma−Aldrich(St.Louis,MO))1−アリル−3−(2−ヒドロキシエチル)−2−チオ尿素。
ATU:シグマ・アルドリッチ(Sigma−Aldrich)からのアリルチオ尿素。
BHT:ニュージャージー州フォーズのPCMスペシャリティズ(PMC Specialties(Fords,NJ))からのブチル化ヒドロキシトルエン。
ビスGMA:2,2−ビス[4−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロポキシ)フェニル]プロパン(CAS No.1565−94−2)。
GDMA:ドイツ国ダルムシュタットのローム・アンド・テック(Rhom and Tech,Inc.(Darmstadt,Germany))からのグリセリルジメタクリレート。
HEMA:ローム・アンド・テック(Rhom and Tech,Inc.)からの2−ヒドロキシエチルメタクリレート。150ppmの4−メトキシフェノールを阻害剤として含有する。
IEM:シグマ・アルドリッチ(Sigma−Aldrich)からの2−イソシアナトエチルメタクリレート。
KPS:シグマ・アルドリッチ(Sigma−Aldrich)からの過硫酸カリウム。
FG−KPS:シグマ・アルドリッチ(Sigma−Aldrich)からの細かく粉砕された過硫酸カリウム。
MEC−KPS:(特許文献8)の実施例3に従って調製された、マイクロカプセル化された過硫酸カリウム。
TBDMA:シグマ・アルドリッチ(Sigma−Aldrich)からの4−tert−ブチルジメチルアニリン。
FAS I:ミトラ(Mitraら)の(特許文献7)実施例1の「制御ガラス」のようなフルオロアルミナシリケート(FAS)ガラス粉末(ただし、表面積2.8m2/gを有する)を液体処理溶液でシラン処理した。処理溶液は、コネチカット州グリニッチのCKウィトコ(CK Witco Corp.(Greenwich,CT))からのA174γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン4部と水40部を合わせ、氷酢酸を添加してpH3.01を得て、0.5時間撹拌して調製した。得られた透明処理溶液を100部のガラス粉末と、さらに67部の水に混合し、スラリーを得た。5%水酸化アンモニウムを添加して、スラリーのpHを7.0に調節した。さらに30分間撹拌した後、混合物をデラウェア州ウィルミントンのデュポン(DuPont(Wilmington,DE))からのテフロン(TEFLON)ポリテトラフルオロエチレンで被覆されたトレーに注ぎ95℃で24時間乾燥させた。得られた乾燥ケーキを60−μmのふるいに通過させて粉砕した。
FAS II:乾燥ケーキを74μmふるいに通過させて、FAS I類似のFASガラスを調製した。
FAS III:(特許文献7)実施例1の「制御ガラス」を表面積84m2/gに磨砕して、液体処理溶液でシラン処理した。8部のA174γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを使用したこと以外は、シラン処理とそれに続く乾燥ガラスを分離する過程は、FAS Iについて述べたように実施した。得られた乾燥ケーキを74μmふるいに通過させて粉砕した。
FAS IV:FAS IVはFAS Iに類似しているがシラン処理がない。
FAS V:FAS IIとFAS IVとの50/50配合物。
FAS VI:ショット(Schott)ガラス(製品番号G 018−117、ドイツ国ランツフートのショット・ガラス・エキスポート(Schott Glas Export GmbH)(Landshut,Germany))をFAS IIIについて述べたようにシラン処理した。
Zr−Si充填材:ランドクレブ(Randklev)の(特許文献5)に述べられるようにして、放射線不透過性ジルコニア−シリカ(Zr−Si)充填材を調製した。
圧縮強さ(CS):最初に混合セメントサンプルを4mmの内径を有するガラス管に注入して、圧縮強さを評価した。ガラス管の両端をシリコーンプラグで塞いだ。充填した管に0.275MPaの圧力を5分間かけて、37℃で90%を超える相対湿度(RH)のチャンバーに入れて1時間静置した。次に硬化したサンプルを37℃の水に1日間入れてから8mmの長さに切断した。クロスヘッド速度1mm/分で作動する、マサチューセッツ州カントンのインストロン(Instron Corp.(Canton,MA))からのインストロン(INSTRON)万能試験機を使用して、ISO基準7489に従って圧縮強さを測定した。
液体樹脂A:AA:ITA(14.4部)、AA:ITA:IEM(35.6部)、HEMA(17.1部)、水(32.9部)、およびBHT(0.06部)を混合して、液体樹脂Aを作った。得られた硬化性樹脂の溶液を液体樹脂Aと命名した。
酸化剤との種々の組み合わせで異なる還元剤を調合し、硬化性樹脂への薬剤の添加に続くゲル化時間を評価して、ゲル化調査を実施し、異なる重合可能な還元剤システムの有効性を判定した。具体的には種々の還元剤をKPS酸化剤と組み合わせ、次に室温で5〜10秒間撹拌しながら液体樹脂Aに添加した。混合薬剤を樹脂に添加した時点から混合物が液体から粘稠なゲルに転換するまでのゲル化時間を測定した。成分使用量、ゲル化時間、およびゲル外観を表1に示す。
硬化時間調査を実施して、酸化剤および異なるフルオロアルミナシリケート(FAS)ガラス充填材との種々の組み合わせにおける重合可能な還元剤の有効性を判定した。エチレン性不飽和カルボン酸のポリマーを含有する硬化性樹脂への薬剤および充填材の添加に続いて硬化時間を測定した。エチレン性不飽和カルボン酸のポリマー、FASガラス充填材、および水を含有するこのような硬化性システムは、ガラスイオノマーセメントとして一般に知られている。具体的には、(様々な量の酸化剤FG−KPSを含有する)FASガラス充填材と、(様々な量の重合可能な還元剤ATUを含有する)液体樹脂Aとを室温で15〜30秒間ヘラで混合して組み合わせた。硬化時間をここで述べた試験方法に従って求めた。成分の使用量および硬化時間を表2に示す。
液体樹脂A(2%のATU添加)を37℃および90%のRHでそれぞれ1週間、2週間、4週間、および8週間エージングさせたこと以外は、実施例5Dで述べたようにして硬化性樹脂(実施例7〜10)を調製した。成分の混合および引き続く硬化に続いて、ここで述べた試験方法に従って、得られた固形樹脂をエナメル接着(EA)、圧縮強さ(CS)、および直径引張強さ(DTS)について評価した。結果を表3に示す。
重合可能な還元剤ATUを最初に液体樹脂Aでなく充填材に添加したこと以外は、実施例3〜6に類似したやり方で、充填材(粉末)/液体組成物を配合した。具体的には充填材は、FAS V(4.65部)、MEC−KPS(0.5部)、およびATU(0.2部)から成った。充填材を2.5:1の比率で液体樹脂Aに添加し、得られた硬化時間は2分5秒であった。ここで述べた試験方法に従って、物理的特性を求めたところ次のようであった。CSは115MPa、DTSは22.1MPa、そしてEA(調節なし)は6.08MPa。
ペースト75A(1.4g)とペースト75B(1.0g)をヘラを使用して25秒間混合して、ペースト/ペースト組成物(ガラスイオノマーセメントシステム)を配合し、硬化後に硬化した樹脂セメント(実施例12)を得た。同様にペースト77A(1.7g)とペースト77B(1.0g)とを混合して、硬化後に硬化した樹脂セメント(実施例13)を得た。ペースト75A/77Aおよびペースト75B/77Bの成分は、それぞれ表4および表5に示される。硬化した樹脂セメントの硬化時間、工作時間、および種々の物理的特性をここで述べる試験方法に従って求め、表6に結果を示す。
AHTU(8.01g、0.05モル)を丸底フラスコ内の乾燥THF(100ml)に溶解し、ジブチルスズジラウレート(0.20ml、シグマ・アルドリッチ(Sigma−Aldrich))を添加した。ドライライト(DRIERITE)乾燥剤を含有する乾燥管で栓をした還流冷却器にフラスコを取り付けた。IEM(7.75g、0.05モル)を室温で10分間にわたり滴下して添加した。次に反応混合物を40℃で15時間撹拌した。フラスコの加熱を止めて、ロータリーエバポレータで溶剤を除去して無色の粘稠な液体を得た。生成物の赤外線特性決定は、メタクリレート化AHTU(M−AHTU)化学構造に一致した。
Claims (62)
- 二次還元剤をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記酸官能性成分およびエチレン性不飽和成分が同一成分である、請求項1に記載の組成物。
- 前記酸官能性成分およびエチレン性不飽和成分が、グリセロールホスフェートモノメタクリレート、グリセロールホスフェートジメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートホスフェート、クエン酸ジ−またはトリ−メタクリレート、ポリ(メタ)アクリル化オリゴマレイン酸、ポリ(メタ)アクリル化ポリマレイン酸、ポリ(メタ)アクリル化ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリル化ポリカルボキシル−ポリホスホン酸、ポリ(メタ)アクリル化ポリクロロリン酸、ポリ(メタ)アクリル化ポリスルホネート、ポリ(メタ)アクリル化ポリホウ酸、およびそれらの混合物からなる群より選択されるα,β−不飽和酸性化合物を含む、請求項3に記載の組成物。
- 前記エチレン性不飽和成分が前記酸官能性成分と別個である、請求項1に記載の組成物。
- 前記エチレン性不飽和成分が、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項5に記載の組成物。
- 前記エチレン性不飽和成分が、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、グリセロールモノ−またはジ−メタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ビスGMA、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ウレタンメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項6に記載の組成物。
- 前記酸官能性成分がアルケン酸のホモポリマーまたはコポリマーを含む、請求項1に記載の組成物。
- XがOである、請求項1に記載の組成物。
- 前記重合可能な還元剤が、5−アクリロキシアルキルバルビツル酸、5−アリル5−イソプロピルバルビツル酸、5−エチル5−クロチルバルビツル酸、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項9に記載の組成物。
- XがSである、請求項1に記載の組成物。
- 前記重合可能な還元剤が、(メタ)アクリロキシアルキルチオ尿素、1−アリルチオ尿素、1,1−ジアリルチオ尿素、1,3−ジアリルチオ尿素、1−アリル−3−(2−ヒドロキシエチル)−2−チオ尿素、1−アリル−3−メチルチオ尿素、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項11に記載の組成物。
- 前記酸化剤が、過硫酸、過硫酸塩、ペルオキシド、ヒドロペルオキシド、遷移金属塩、過ホウ酸、過ホウ酸塩、過マンガン酸、過マンガン酸塩、過リン酸、過リン酸塩、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項1に記載の組成物。
- 光重合開始剤をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 微細酸反応性充填材をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記充填材が、金属酸化物、金属塩、ガラス、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項15に記載の組成物。
- 前記充填材がフルオロアルミノシリケートガラスを含む、請求項16に記載の組成物。
- 前記組成物の成分の少なくとも1つがマイクロカプセル化された、請求項1に記載の組成物。
- 前記硬化性樹脂システムが、前記硬化性組成物総重量を基準にして、少なくとも約5重量%の酸官能性成分、および少なくとも約5重量%のエチレン性不飽和成分を含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記重合可能な還元剤が、前記硬化性組成物総重量を基準にして、約0.01重量%〜約10重量%の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
- 前記酸化剤が、前記硬化性組成物総重量を基準にして、約0.01重量%〜約10重量%の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
- 前記組成物がエナメル質および/または象牙質に直接結合する、請求項1に記載の組成物。
- 第1の部分に前記重合可能な還元剤、および第2の部分に前記酸化剤を有する複数パートシステムの形態である、請求項1に記載の組成物。
- 前記複数パートシステムが、少なくとも1つのペースト、液体、粉末、またはゲル部分を含む、請求項23に記載の組成物。
- ペースト/ペースト、ペースト/液体、または粉末/液体システムの形態である、請求項24に記載の組成物。
- 前記二次還元剤がアミンである、請求項26に記載の硬化性組成物。
- 前記二次還元剤が前記硬化性組成物総重量を基準にして、約0.05重量%〜約10重量%の量で存在する、請求項26に記載の硬化性組成物。
- XがOである、請求項26に記載の組成物。
- 前記重合可能な還元剤が、5−アクリロキシアルキルバルビツル酸、5−アリル5−イソプロピルバルビツル酸、5−エチル5−クロチルバルビツル酸、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項29に記載の組成物。
- XがSである、請求項26に記載の組成物。
- 前記重合可能な還元剤が、(メタ)アクリロキシアルキルチオ尿素、1−アリルチオ尿素、1,1−ジアリルチオ尿素、1,3−ジアリルチオ尿素、1−アリル−3−(2−ヒドロキシエチル)−2−チオ尿素、1−アリル−3−メチルチオ尿素、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項31に記載の組成物。
- 前記非ペルオキシド含有酸化剤が、過硫酸、過硫酸塩、遷移金属塩、過ホウ酸、過ホウ酸塩、過マンガン酸、過マンガン酸塩、過リン酸、過リン酸塩、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項33に記載の組成物。
- 二次還元剤をさらに含む、請求項35に記載の硬化性組成物。
- 前記二次還元剤が、前記硬化性組成物総重量を基準にして、約0.05重量%〜約10重量%の量で存在する、請求項36に記載の硬化性組成物。
- 前記二次還元剤がアミンである、請求項36に記載の硬化性組成物。
- 非反応性充填材をさらに含む、請求項39に記載の組成物。
- 前記酸反応性充填材が微細である、請求項39に記載の組成物。
- 前記充填材が、金属酸化物、金属塩、ガラス、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項41に記載の組成物。
- 前記充填材がフルオロアルミノシリケートガラスを含む、請求項42に記載の組成物。
- 光重合開始剤をさらに含む請求項39に記載の組成物。
- 前記組成物の成分の少なくとも1つがマイクロカプセル化された、請求項39に記載の組成物。
- 前記酸官能性成分と前記エチレン性不飽和成分が同一成分である、請求項39に記載の組成物。
- 前記エチレン性不飽和成分が前記酸官能性成分と別個である、請求項39に記載の組成物。
- 前記エチレン性不飽和成分が、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項39に記載の組成物。
- 前記硬化性樹脂システムが、前記硬化性組成物総重量を基準にして、少なくとも約5重量%の酸官能性成分、および少なくとも約5重量%のエチレン性不飽和成分を含む、請求項39に記載の組成物。
- 前記重合可能な還元剤が、前記硬化性組成物総重量を基準にして、約0.01重量%〜約10重量%の量で存在する、請求項39に記載の組成物。
- 前記酸化剤が、前記硬化性組成物総重量を基準にして約0.01重量%〜約10重量%の量で存在する、請求項39に記載の組成物。
- 二次還元剤をさらに含む、請求項52に記載のキット。
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