JP2005537832A - 歯の充填材料またはインプラント材料のシステム、および粉末材料、水和水、インプラント材料ならびにボンディングを達成する方法 - Google Patents

Abstract

歯の充填材料またはインプラント材料のシステム、あるいは、歯または骨と歯の充填材料あるいは歯または骨とインプラント材料との間をそれぞれボンディングするためのシステムであって、このシステムは水を基材としている水和剤と粉末材料とを含み、粉末材料の接合相は主にカルシウムを基材としているセメントシステムからなり、この粉末材料は接合相に反応する流体と飽和したのちに化学的に接合されたセラミック材料と水和する能力を有している。本発明によるとこの粉末材料および／または水和剤は水溶性のリン酸または水溶性のリン酸を形成する能力を有する相を含み、システムは水和作用中にアパタイトを形成する能力を示す。本発明はまた、粉末材料および水和水、インプラント材料およびボンディングを達成するための方法に関する。

Description

本発明は歯の充填材料またはインプラント材料のためのシステムあるいは歯または骨と歯の充填材料、および歯または骨とインプラント材料とのそれぞれの間のボンディングのためのシステムに関し、このシステムは水を基材にしている水和水と、その接着相が主にカルシウムを基材にしているセメントシステムからなる粉末材料とを含み、 かかる粉末材料は接着相に反応する流体と飽和したのちに化学的に接着されるセラミック材料と水和する能力を有する。本発明はまたそのような粉末材料および水和水に関し、さらにまたインプラント材料およびボンディングを達成する方法に関する。

以降用いられる「システム」「セメントシステム」「ボンディング剤システム」および「バインダーシステム」および同様の用語は特に言及されない場合は、前述された本発明の両方の実施形態、たとえば歯の充填材料またはインプラント用のシステムならびに、歯または骨と歯の充填材料および歯または骨とインプラント材料とのそれぞれの間をボンディングするためのシステムに関連する。

「インプラント」または「インプラント材料」および同様の用語は整形外科用の骨空隙充填剤も含む。

本発明は水和セメントシステムタイプの接着剤システムに関し、特にカルシウムを主なカチオンとして有するアルミン酸、 ケイ酸、リン酸、硫酸およびこれらの混合物からなる群の化学的に接合されたセラミックスを含むセメントを基材にしているシステムに関する。本発明は特に、充填剤ならびにコーティング剤およびボンディングシステムを含むインプラントなどの歯および整形外科での用途に用いられる生物材料のために開発されてきた。

生体と互いに影響しあう歯の充填材料およびインプラントなどの材料にとって、可能な限り対生物作用または生体適合性を有することは利点である。セラミック材料に関してアパタイトは生体自身が有するセラミックであるということができるが、この視点からアパタイトが歯の充填材料またはインプラント材料として優れている理由を述べる。しかしながらこのようなアパタイト材料は通常、歯の充填材料およびインプラント材料に求められる、歯の隙内にて平易な応用性を有する優れた取扱い能力、優れたモデル性を可能にする成形性、詰め作業には充分迅速で歯科での診察後ただちに使用可能な硬化性／固化性、高硬度、耐蝕性、外観の美しさ、ならびに寸法安定性の点で長期間の良好な特性などの他の特質を示すものではない。これらの必要性とされる特性の少なくとも大半を実現する材料を提供するために、ＳＥ４６３，４９３、ＳＥ５０２，９８７、ＷＯ００／２１４８９、ＷＯ０１／７６５３４、ＷＯ０１／７６５３５などに記載された材料が開発されてきた。ＳＥ４６３，４９３およびＳＥ５０２，９８７ではまた、かかる材料がアパタイトバラストを含んでもよいことが示されている。

歯または骨に対して歯の充填剤／インプラントを適用する場合、材料と歯／骨との間に良好なボンディングを実現させることは最も重要なことである。上述された特許出願によると公知の歯の充填材料では確かに許容可能なボンディングが得られるが、随意の範囲の改良点が認められる。

本発明は粉末材料の化学的に接合されたセラミック材料を作成するためのシステムを提供することを目的としており、その接合相は主にカルシウムを基材としたセメントシステムからなり、そのシステムはアパタイトをｉｎ−ｓｉｔｕで形成する能力を有する。本願明細書におけるかかるアパタイトをｉｎ−ｓｉｔｕで形成する能力とは、たとえばアパタイト、ヒドロキシル基アパタイトまたはフッ素−アパタイト（それぞれ（ＣＡＳ（ＰＯ４））３ＣＨおよび（ＣＡＳ（ＰＯ４））３Ｆ））の形成に必要な要素、および必要に応じて生化学的に好ましい他の相からなるものであり、このシステムによりかかる相は水和反応の間または後に形成される。ここでアパタイトが別途の添加剤として添加される必要がないという長所は少なくとも達成される。

形成された材料は歯の充填材料として、インプラント材料(充填剤を含む）として、またはインプラントをコーティングする層として、またはボンディング材料として多くの長所を示す化学的に接合されたセラミック複合物を構成するものであるといえる。材料中のアパタイトの形成は、材料が対生物作用であるということおよび生体との共生を示唆するものである。さらに、アパタイトの分散は材料中で均質的であり、生化学的材料、骨および歯組織に対する接触帯においても同様に均質的である。一方、かかる接触帯におけるアパタイトの形成は接合またはボンディングにとって特に好ましい。アパタイトの形成の他の長所はその環境が塩基性であるということである。アパタイトは内因性材料であるため、セメントシステムは歯の充填剤／インプラントと歯／骨との間の極めて強い結合を有する優れた接合特性をもたらす。アパタイト内容物を有する周辺部との一体化は、特に歯の充填材料、整形外科用ペースト、およびインプラントをコーティングするために塗布する材料にとって極めて重要である。インプラントをコーティングするために塗布する材料は、骨の一体化に大きな影響を及ぼすアパタイトを基材とした化学的に接合されたセラミック複合物のｉｎ−ｓｉｔｕ作成された表面コーティングに関連する。

驚くべきことに、歯または骨と歯の充填材料および歯または骨とインプラントとのそれぞれの間の境界部または間隙においてカルシウムを基材としたセメントシステムはリン酸を含み、アパタイトを含む化学的に接合されたセラミック複合物の形成を提供するばかりでなく、歯または骨がより早く回復することにつながることが判明されている。化学的および生化学的一体化が行なわれると歯／骨と歯の充填材料／インプラントとの間の間隙を化学的に消滅させるさらなる表面成長につながることが判明されているが、これはまたアパタイトが存在するためにより早く間隙の生化学的封止をもたらすことになる。セメントシステムからのカルシウムおよびリンの供給は、骨または歯の回復または成長プロセスに好都合である。

すなわち、カルシウムはたとえばカルシウムを基材にしているセメントシステム、カルシウムアルミン酸システムから摂取される。形成されたアパタイトの表面層下で、Ｃａの内容物はかくしていくらか減少しており、これにより作成されたセラミック材料内のギブサイト相形成の増加につながる。ギブサイト相の拡大はＣａの内容物および接触体帯内のリン酸の添加により調整されてもよい。

溶解法および沈着法を含む硬化における一般的なメカニズムに関連するヒドロキシル基アパタイトの形成（ＨＡＰの形成）の他の態様として、このシステムが歯または骨組織に対する攻撃において回復に有利に働きうることがあげられる。ここで硬材料（生化学的に形成されアパタイト）を失った生化学的材料は、分泌液の水分と反応するリン源を有するＣａ−アルミン酸塩により再ミネラル化される。材料は溶解されて、カルシウム、アルミン酸塩、リン酸、ヒドロキシル基などの溶液およびイオン類、およびフッ素などの任意の添加物となるが、これらは先の骨隙部からのものを含む全ての空隙に沈着される。すなわち意図することなく治療後に残された齲蝕部もまた再ミネラル化できるのである。また他の骨材料は、骨粗鬆症などに関連するものに対応する態様で治療において好都合でありうる。

したがって齲蝕部または他の骨隙部からの破壊作用において、ＨＡＰを含む材料の迅速かつ効果的な形成を促すために、 カルシウムおよびリンを多く含むセメントシステムによる前処理を表面に施してもよい。一概念としてはリン酸三カルシウムを有するリン酸を含む水和水で、セメントの接合相は主に、Ｃ_３Ａ（たとえば、３ＣａＯ・ＡＬ_２０_３）および／またはＣ_３Ｓ（たとえば３ＣａＯ・ＳｉＯ_２）および／またはＣ_２Ｓ（たとえば２ＣａＯ・ＳｉＯ_２）の微粒子（＜５μｍ、好ましくは＜１μｍ粒径）である。

インプラントのコーティングに関しては、金属、セラミックス、またはポリマーのインプラント上のＣＡＨ−ＨＡＰのコーティングの一部を構成するようになされたＨＡＰにより：
１．骨との一体化が改良され、促進されてもよい。コーティングはインプラント前に作成され水和される。
２．非反応のＣａ＋リン酸の追加添加がコーティング上へ施された最も外側の層によるインプラント法のＨＡＰ形成の促進／増加。表面層はリン源を含んでもよく、あるいは表面はリン酸を含む水溶液に浸漬されてもよい。
効果：
ＨＡＰが存在するために、さらなる表面成長は化学的に間隙を漸減して間隙の生化学的封止がより早く行なわれる。
図示の説明を参照のこと。

コーティングの最も外側部分において非反応材料を達成するための他の方法は：
３．インプラント法の直前またはインプラント法に関連してコーティング上にトルクを施すことである。

表面層はリン源を含んでもよく、あるいは表面はリン酸を含んだ水溶液に浸漬されてもよい。効果：非反応材料
ＣＡＨ＝カルシウムアルミン酸システム
ＣＡ＝カルシウムアルミン酸塩、水剤／水和液を有しない原材料
ＨＡＰ＝ヒドロキシル基アパタイト

骨組織と添加されたＣＡとの間の境界線におけるＨＡＰの自然発生的な形成上の塩基システムの効果に鑑みて以下に説明がなされる（リン酸塩の存在下においてかかるメカニズムは当然一般的にもあてはまるものである）。この環境でｐＨが変動する際に、水素リン酸およびリン酸２水素物（生体の緩衝システムを含む）は中性化への寄与を必要とすることになる。塩基システムはＣＡ材料が存在する場合に得られる。緩衝システムは余剰のヒドロキシル基イオン類に関与して、緩衝システム内でリン酸二水素物リン酸から水素リン酸またはリン酸イオン（水素を持たないイオンであり、１個の水素イオンを放出してヒドロキシルイオンと相まって水剤を形成する）に移動することにより水剤を形成する。

均衡がリン酸の方へ移動されることに伴い、水溶液のリン酸内容物は増加して、アパタイト＝カルシウムリン酸水酸化物＝Ｃａ_５（ＰＯ_４）_３（ＯＨ）はＣａイオンおよびヒドロキシル基イオンと共に形成される。アパタイトは低溶解度の材料を有しており、この材料はＣａ、ヒドロキシル基イオンの余剰分を有し、かつ緩衝システムをリン酸の方へシフトする傾向を有する周辺部のアパタイトの沈着に好都合である。

したがって本発明によるとシステムは開示された特許請求の範囲において歯の充填材料またはインプラント材料、歯の充填材料またはインプラント材料のボンディングシステム、粉末材料、水和水およびインプラント材料ならびにボンディングを達成するための方法を提供するものである。

粉末材料
粉末材料は、アルミン酸、ケイ酸、リン酸、硫酸およびこれらの混合物のカルシウムを基材とした基セラミック粉末、好ましくはアルミン酸を含む。本発明によると粉末材料は水溶性リン酸または水溶性リン酸を形成する能力を有する相を含むが、ここでセメントシステムは水和作用中にアパタイトを形成する能力を示す。

さらに、
ａ．水溶性リン酸は たとえばアルカリリン酸の相を含む水溶性リン酸からなってもよい。ボンディングシステムにおいては特に、リン酸含有率は適宜高いものであり、好ましくは１から９０％、より好ましくは５から６０％、さらに好ましくは１０から３０％である。
効果：材料のリン酸含有率の増加はアパタイトの含有率の増加をもたらす（溶液のリン酸内容物に限定されるものではない）
ｂ．材料はリン酸を含む相の粒子を含んでよく、好ましくはヒドロキシル基アパタイトおよびフッ素−アパタイトである。
効果：アパタイト沈着を調整する。
ｃ．材料はコラーゲン、エラスチンまたはｉｎ−ｓｉｔｕで被覆されたあるいは飽和溶液からアパタイトにより前被覆された他の高分子プロテインの添加物を含んでもよい。
効果：アパタイト沈着を調整する。
ｄ．材料は難溶解性ではないフッ素を含む相、難溶解性ではないフッ素を含むガラス（ガラスアイオノマーガラス）の添加物を１０％以下の含有率で含んでもよい。他のフッ素を含む相の例としてはカルシウムフッ素（ＣａＦ_２）またはナトリウムフッ素（ＮａＦ）がある。
効果：フッ素−アパタイトを形成しうる材料内にフッ素を導入する方法。
ｅ．ボンディングシステムにおいて、接合相はアルミナのモルに比較して適宜に大きいカルシウム内容物のモルを有しており、この場合の接合相は３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３（Ｃ３Ａ）を含むか、あるいは主に３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３（Ｃ３Ａ）からなることが好ましい。したがって、セラミック粉末はアルミン酸塩（Ｃ３Ａ−ＣＡ−システム）内の増加したＣａ含有率のために改良されることが好ましい。カルシウムに富むＣ３Ａまたは他の相を使用する場合は、リンと反応してアパタイトを形成することができるカルシウムをより多く得られる。さらにＣ３Ａはより早く固化するが、これは充填剤が施される前に歯／骨上に被覆される薄層にとって良い特性である。
ｆ．材料は炭酸塩または、シュウ酸、乳酸、カルサイト、アラゴナイトを形成しうる生化学的に存在するイオン類からなってもよい。炭酸塩化イオン類はたとえばカルサイトを形成してもよく、カルシウムは乳酸、乳酸塩などのアニオンを有する難溶解性生化学的塩類を形成してもよい。
効果：イオン類の濃度および構成を調整することにより、Ｃａを含む異なる生化学的な相が沈着されてもよい。このことはまた粉末原料内の水溶性添加剤にもあてはまる。ｇ．水溶性リン酸の添加は、水和作用中にリン酸イオン類を形成する相を添加することにより達成されてもよい（Ｐ_２Ｏ_５、燐光体、生体ガラス、アパタイト−珪灰石ガラスなど）。リン酸三カルシウム、アルカリ塩などの水剤にリン酸を運搬する成分を有する添加剤もまた、「水溶性リン酸の添加」の概念に含まれてもよい。
ｈ．リン酸またはリンを用いての前コーティング粒子（充填剤またはセメント）によりリンを供給することもまた可能である。かかる前コーティングは、たとえばイソプロパノールなどの不活性溶剤内のたとえばリン酸の溶解している結晶により容易に行なわれてもよい。充填剤またはセメント粒子はついでイソプロパノール内で混合されて、イソプロパノールが放出されたあとには粒子内にリン酸／リンが残る。
ｉ．ＳＥ−ＡＯ−０１０３１８９−７に記載された原則に則ると、セメント相（カルシウムケイ酸またはカルシウムアルミン酸）およびリンの固体溶液を形成することが可能である。セメント内で溶解可能なリンの濃度は原子で１０％、好ましくは原子で＜５％である。
ｊ．またヒドロキシル基アパタイト以外の他のアパタイト類でありかつ生体でよく機能するものは、「アパタイト」の概念に含まれてもよく、本願明細書においてもまた、たとえば塩化イオン−アパタイト、炭酸塩アパタイト、フッ素−アパタイトおよびマグネシウムアパタイトは「ヒドロキシル基アパタイト」の概念に含まれてもよい。塩化イオン−アパタイトは水和水の中で塩化イオンを溶解することにより、あるいは材料中で容易に溶解可能な塩を取り込むことにより容易に形成されてもよい。炭酸塩アパタイトは炭酸塩化リン酸内で水和することにより形成されてもよい。フッ素−アパタイトは、促進剤としてＬｉＦなどの態様でフッ素を添加することにより形成されてもよく、マグネシウムアパタイトは水溶液内でのＭｇとアパタイトの形成において沈着反応により形成されてもよい。
ｋ．歯の充填またはインプラントにとって、粉末材料は固体相体積で少なくとも５５％の圧縮度を示すことが好ましく、固体相体積で少なくとも６０％の圧縮度を示すことがより好ましく、固体相体積で少なくとも６５％の圧縮度を示すことがさらに好ましく、固体相体積で少なくとも７０％の圧縮度を示すことが最も好ましい原料成形体の態様をとってもよい。
ｌ．代替として、粉末材料は遊離粉末態様で存在してもよく、その際この粉末材料は水和水と混合されて、のちに排出され圧縮される懸濁液を生成する。

セメントシステムの主な接合相はカルシウムアルミン酸塩（Ｃａ−アルミン酸塩）からなることが特に好ましいがその理由として、
１．Ｃａ−アルミン酸はアパタイトに局地的な塩基環境をもたらすが、この環境が相を安定させる（溶解が行なわれないので、プラークおよび乳酸の生成が防止される）。

２．Ｃａ−アルミン酸は余剰分に存在し、材料中の全ての孔に形成されるが、アパタイトのみが使われる場合に限り材料の充填に寄与するものであって、水で充填された穿孔を水和により充填させるために水剤が変換されることはほとんどない。
３．Ｃａ−アルミン酸塩は酸基反応により沈着されるが、ここで水は溶解を始める粉末材料と反応する。溶液内には、カルシウムアルミン酸塩水和物、ギブサイトおよびアパタイト（リンのいくつかのタイプが供給される場合）の両者の形成に必要とされる全ての構成物、およびいくつかの他の生化学的に好ましい相（カルサイト、アラゴナイト、乳酸塩など）が存在する。各材料の溶解度積が達せられると、沈着が始まる。沈着は充填材料と歯壁との間のミクロ空間内を含むあらゆる場所で行なわれる。小型の結晶は歯壁または他の生化学的な接触表面の表面形状構造に沈着されて、充填材料−歯／骨の接触帯の完全な消滅に寄与するが、これはミクロ構造の一体化につながる。２０，０００倍まで拡大しても間隙は発見されない。

したがって、Ｃａ−アルミン酸塩がアパタイト存在下において好都合であるのは以下の場合である。
ａ．低ｐＨでの化学的溶解からアパタイトを保護する。
ｂ．高密度の生産物が存在し／形成されることを確実にするため。(システム内のポンプはＣａイオン類、アルミン酸塩イオン類、およびＯＨイオン類である。）さらに、リン酸、フッ素類、炭酸塩類などの添加されたイオン類は副次的な補完的役割を行なう純粋な生化学的な相を与えるものである。
ｃ．完全に密着した接触帯(ミクロ構造の一体化)の形成へ貢献する。

水和水
水和水は、本発明による水溶性リン酸または水溶性リン酸を形成する能力を有する相を含む水溶液からなり、セメントシステムは水和作用中にアパタイトを形成する能力を示す。

さらに、
ａ）水溶性リン酸は流体内でリン酸イオン類を形成し、ＰＯ_４ ^３−、ＨＰＯ_４ ^２−、Ｈ_２ＰＯ_４−または他のリンを含むイオンを形成することが好ましい。
ｂ）流体はまたボンディング流体であってもよく、さらなる（リン酸またはリン酸を含むものではない）水和水が歯の充填材料／インプラント材料に塗布される前に骨または歯に施されるが、その場合はボンディング流体内の水溶性リン酸は歯の充填材料／インプラントと共にアパタイトを形成する。
ｃ）流体は炭酸塩またはシュウ酸、 乳酸、 カルサイト、 アラゴナイトを形成しうる生化学的に存在するイオン類からなるものでもよい。炭酸塩化イオン類はたとえばカルサイトを形成してもよく、カルシウムは乳酸、乳酸塩などのアニオンを有する難溶解性の生化学的塩類を形成してもよい。
効果：イオン類の濃度および構成を調整することにより、Ｃａを含む異なる生化学的相が沈着されてもよい。
ｄ）リン酸イオン類の濃度は０．０１から５Ｍでなければならず、好ましくは０．１から２Ｍであり、最も好ましくは０．５から１．５Ｍである。特にボンディングシステムにとって好ましい濃度はさらに高く、すなわち０．０１から５Ｍであり、好ましくは０．５から4Ｍであり、最も好ましくは１から３Ｍである。しかるべくリン酸イオン類はボンディング流体の飽和に近い濃度またはボンディングシステム内の流体内に存在する。極めて高い濃度を用いることで、増加されたアパタイトの沈着を歯／骨と材料との間の帯で得ることができる。
効果：高濃度はより多くのアパタイト相をもたらす。
ｅ）ｐＨは少なくとも７に調整されるべきであり、好ましくは７から１２．５、さらに好ましくは７から１１である。
効果：ｐＨはアパタイトおよび加藤石（Ｃａ−アルミン酸塩水和システム内の主相）が沈着される際の均衡を調整する。
ｆ）流体は、０．０１から５Ｍ、好ましくは０．１から２Ｍ、最も好ましくは０．５から１Ｍの範囲のフッ素イオン類の濃度に対して添加されたフッ素イオン類を含むものでもよい。
効果：加藤石と相まってフッ素−アパタイトの形成を行なう。（フッ素−アパタイトはヒドロキシル基アパタイトと比較してもより安定している）。
ｇ）流体はアパタイトの塩基環境を形成するために、懸濁または乳化された、水和しないまたは部分的に水和したカルシウムアルミン酸塩セメントからなるものでもよい。ｈ）流体は促進剤および／または超可塑剤からなるものでもよい。
ｉ）塩化イオン−アパタイトは水和水内で溶解している塩素により形成されてもよい。炭酸塩アパタイトは炭酸塩化リン酸内で水和することにより形成されてもよい。フッ素−アパタイトは、促進剤としてたとえばＬｉＦの態様でフッ素を添加することにより形成されてもよく、マグネシウムアパタイトはアパタイトの形成の際に水溶液内でＭｇと沈着反応することにより形成されてもよい。

ボンディングシステムの実施方法
ボンディングシステムを歯壁／骨に施す前に、この歯壁／骨が粗化技術とよばれるもので作成されていなければならない。これは通常エッチングおよび／または機械的粗化技術、ミクロ噴射により行なわれる。異なる高濃縮エッチング剤が適宜用いられてもよいが、リン酸を含むエッチング剤を用いることが最も好ましく、リン酸、水酸化リン酸、リン酸緩衝物およびクエン酸塩類からなる群からなり、処理される表面上に残ったリン酸物質を与えるエッチング剤が好ましい。粗化後、ボンディングシステム用の水和水および粉末材料は混合されて、このように形成されたボンディングシステムが歯／骨に薄層として施されるが、噴射や塗布によりなされることが好ましい。こののち歯は歯の充填材料またはインプラント材料により充填されて骨に塗布／接着される準備が整う。

しかしながら、これまで述べてきたことによるボンディングシステムまたはこれらの組み合わせの代わりに、本発明による水和水の一実施形態を構成し、かつエッチング剤も構成しうる歯壁／骨を（噴射または塗布などにより）作成することもまた理解されうるであろう。したがってかかるボンディング流体／水和水は、水和水に関連する上述された特性を示し、強化されたボンディングのための充分な水溶性リン酸をシステムに供給するのみであってもよい。当然、必要であればアパタイト形成のために歯の充填材料／インプラント材料／ボンディング材料を介して追加のリン酸が供給されてもよい。かかるボンディング流体は完全にまたは部分的に乾燥されてもよいこともまた理解されたい。この場合、溶解された(リン酸物質を含む）内容物は、追加の(リン酸またはリン酸を含むものではない）水和水を有する歯の充填材料／インプラント材料が塗布されたのちに再溶解されるために、 完全にまたは部分的に歯／骨上に沈着される。

ボンディングシステムに関する歯の充填物またはインプラント材料
歯／骨に対して特に良好なボンディングにとって、歯の充填材料／インプラント材料がボンディングシステムに適合できる化学的に接合されたセラミック材料からなることが好ましい。したがって歯の充填材料／インプラント材料もまた粉末材料を含み、この接合相は主にカルシウムを基材にしているセメントシステムからなることが好ましい。かかる粉末材料は接合相と反応する水和水に飽和したのち、化学的に接合されたセラミック材料と水和する能力を有する。この粉末材料および／またはこの水和水は水溶性リン酸または水溶性リン酸を形成する能力を有する相を含んでおり、歯の充填材料／インプラント材料は水和作用中にアパタイトを形成する能力を示す。ここで実際のボンディングシステムと歯の充填材料／インプラント材料との間に優れた一体化およびボンディングが達成される。ボンディングシステムのために本願明細書において説明されてきた他の態様もまた歯の充填材料／インプラント材料に応用されうることを理解されたい。しかしながら、歯の充填材料／インプラント材料はアパタイト含有率が体積で０．０１から３０％の低含有率のアパタイトを適宜形成するようになされ、水和中にセメントシステム内で形成されることが好ましい。

以下にインプラント法でのメカニズムを好ましい実施形態を参照しながらより詳細に後述する。本発明によるボンディングシステムを用いた場合のミクロ構造の一体化を示す写真も示されている。
コーティングされたインプラントの外側の部分を示す部分断面図である。 最も外側の層を追加して設けた図１による部分を示す部分断面図である。 生化学的壁部に対してインプラントを施した直後の図２による部分を示す部分断面図である。 約１時間後の図３によるシステムを示す。 治療後の図３および図４によるシステムを示す。 本発明によるボンディングシステムが施された、歯壁と歯の充填材料との間の遷移領域を２０，０００倍に拡大した写真を示す。

図面において詳細番号１は金属基体、セラミック基体、またはポリマー基体を有するインプラントをシンボル化している。図１はいかにＣＡＨ−ＨＡＰのコーティング層２が塗布され水和されたかを示す。図２はいかに追加の最も外側の層３が、埋め込みが始められる直前にコーティング２に塗布されたかを示す。コーティング層２は、０．５から２０μｍの厚さを、好ましくは１０μｍ以下の厚さを、さらに好ましくは０．５から３μｍの厚さを適宜示している。最も外側の層３は０．５から１０μｍの厚さを、好ましくは５μｍの厚さを、さらに好ましくは０．５から３μｍの厚さを適宜示している。最も外側の層３はリン酸を含む（いかなる水和水をも有しない）非反応ＣＡを含む。層２および／または３の相の結晶の大きさは最大で５μｍであるが、好ましくは１μｍ以下である。

図３はいかに、コーティング層２および最も外側の層３を有するインプラント1 が、硬組織、通常は患者の骨組織４である存在している生化学的壁部に対して埋め込まれるかを示している。埋め込みの直後にはインプラントの外部表面と、硬組織との間には大きさが１０μｍの間隙ｘがあるが、この間隙はインプラントが硬組織と完璧に隣接されても常に生じるものである。

図４ではいかにこの間隙が約１時間後に約７μｍの間隙ｘ’に縮小するかを示す。このことは、水和層３に水和された外側の非反応層３´に依存し、この場合１−３μｍの表面成長は通常、外側の層３、３´上の化学的質量成長により起こる。この質量成長は非反応層３において水剤、分泌液または水和水の吸収に依存する。

図５ではいかにインプラント１が治療４の後に硬組織4´と一体化したかを示す。Ｃａ−イオン類およびリン酸／アパタイトがコーティング層２および外側の層３を介して領域に供給されるために治療および一体化は極めて早いものとなる。生化学的に誘導された新しい骨組織４´の成長は外側の層３´と結びつき、生化学的に関連した成長はＨＡＰの存在によって確実に影響を受ける。上記によると、間隙の大きさは層３´の化学的成長により漸減されて、それ自体が間隙内の新しい骨組織４´の生化学的充填を加速化するものである。

図６は歯壁と歯の充填材料との間の遷移領域を２０，０００倍に拡大した写真を示すが、この遷移領域内では本発明によるボンディングシステムが施されている。この写真ではボンディングシステム内の化学的に接合されたセラミック複合物の沈着／塗布による充填物と歯壁との間の強い結合が形成されていることを示す。沈着はボンディングシステムの孔システム内部のあらゆる場所で行なわれるが、充填材料と歯壁との間のミクロ空間内でもまた行なわれる。小型の結晶は表面形状構造内に沈着されて、ミクロ構造一体化により充填材料−歯間の接触帯の完全な消滅に寄与するものとなる。

本発明は好ましい実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲の範囲内で変更されてもよい。特にシステム／粉末化された材料／水和水の他の態様は、ＳＥ４６３，４９３、ＳＥ５０２，９８７、ＷＯ００／２１４８９、ＷＯ０１／７６５３４、ＷＯ０１／７６５３５、ＳＥ−ＡＯ−０１０３１８９−７またはＳＥ−ＡＯ−０１０３１９０−５で教示されたものに従っていてもよく、これらの態様は参照として本願明細書に組み込まれている。粉末材料および水和水はそれぞれ組み合わせで用いられてもよいが、また別途に用いられてもよく、別途に用いられる場合には、たとえば先述した出願特許で説明されたように従来の水和水および粉末材料とともに用いる。

Claims (38)

1. 歯の充填材料またはインプラント材料のためのシステム、あるいは歯または骨と歯の充填材料、および歯または骨とインプラント材料とのそれぞれの間のボンディングのためのシステムであって、
   水を基材にしている水和水と粉末材料と、を含み、
   前記粉末材料の接合相は主にカルシウムを基材にしているセメントシステムを有し、
   前記粉末材料は、前記接合相に反応する流体と飽和したのちに、化学的に接合されたセラミック材料と水和する能力を有し、
   前記粉末材料および/または前記水和水は水溶性リン酸または水溶性リン酸を形成する能力を有する相からなり、前記システムは水和作用中にアパタイトを形成する能力を示すことを特徴とする
   歯の充填材料またはインプラント材料のためのシステム、あるいは歯または骨と歯の充填材料、および歯または骨とインプラント材料とのそれぞれの間のボンディングのためのシステム。
2. 前記システムは前記システム内に体積で０．０１から３０％のアパタイトを水和作用中に形成する能力を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記システムは前記システム内に体積で０．０１から６０％のアパタイトを水和作用中に形成する能力を有するボンディングシステムであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記システムは、好ましくはたとえばリン酸または炭酸塩の緩衝システムを使うことにより、少なくとも７のｐＨを有し、好ましくは７から１２．５のｐＨ、より好ましくは７から１１のｐＨを有することを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のシステム。
5. 前記接合相は主に微粒子３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３および／または３ＣａＯ・ＳｉＯ_２および／または２ＣａＯ・ＳｉＯ_２からなり、好ましくは平均粒子の大きさが最大で５ｕｍ、より好ましくは最大で１ｕｍであり、前記接合相の中で前記水和水はリン酸三カルシウムを有するリン酸を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載のシステム。
6. 粉末材料であって、前記粉末材料の接合相は主にカルシウムを基材にしているセメントシステムからなり、
   前記粉末材料は前記接合相に反応する流体と飽和したのちに、化学的に接合されたセラミック材料と水和する能力を有し、
   前記粉末材料は水溶性リン酸または水溶性リン酸を形成する能力を有する相を含み、前記セメントシステムは水和作用中にアパタイトを形成する能力を示すことを特徴とする粉末材料。
7. 前記カルシウムを基材にしているセメントシステムはアルミン酸類、ケイ酸類、リン酸類、硫酸類およびこれらの混合物、好ましくはアルミン酸からなる群のセメントシステムであることを特徴とする請求項６に記載の粉末材料。
8. 前記粉末材料は前記水溶性リン酸がアルカリリン酸であることを特徴とする請求項６乃至７のいずれか１つに記載の粉末材料。
9. 前記粉末材料はリン酸を含む相、好ましくはヒドロキシル基−またはフッ素−アパタイト粒子も含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１つに記載の粉末材料。
10. 前記粉末材料は高分子プロテイン、好ましくはコラーゲンまたはエラスチンも含むことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１つに記載の粉末材料。
11. 前記粉末材料は難溶解性ではない好ましくは０．５％から１０％までの含有率であるフッ素を含む相も含むことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１つに記載の粉末材料。
12. 前記粉末材料は炭酸塩あるいは、カルサイトおよび／またはアラゴナイト、シュウ酸類、乳酸類、クエン酸塩類を形成する能力を有する生化学的に存在するイオン類を含むことを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１つに記載の粉末材料。
13. 前記粉末材料はリン酸またはリン酸を含む相を含む材料により事前に被覆された粒子として存在するリン酸またはリン酸を形成する相であることを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１つに記載の粉末材料。
14. 前記粉末材料は前記セメントシステムにおいてリン酸またはリン酸を形成する相が固体溶液内のリン酸を有する相を含むセメントシステムにより存在することを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１つに記載の粉末材料。
15. 前記粉末材料は前記セメントシステムが前記システム内に水和作用中に体積で０．０１％から６０％のアパタイトを形成する能力を有するボンディングシステムであることを特徴とする請求項６乃至１４のいずれか１つに記載の粉末材料。
16. 前記粉末材料は前記カルシウムを基材にしているセメントシステムがアルミナよりカルシウムの含有率が大きいモルを有するボンディングシステムであり、前記セメントシステムが好ましくは３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３を含むことを特徴とする請求項７に記載の粉末材料。
17. 前記粉末材料は前記セメントシステムにおいて前記セメントシステムが水和作用中に体積で０．０１％から３０％のアパタイトを形成する能力を有することを特徴とする請求項６乃至１４のいずれか１つに記載の粉末材料。
18. 粉末材料は固体相体積で少なくとも５５％の圧縮度を示すことが好ましく、固体相体積で少なくとも６０％の圧縮度を示すことがより好ましく、固体相体積で少なくとも６５％の圧縮度を示すことがさらに好ましく、固体相体積で少なくとも７０％の圧縮度を示すことが最も好ましい原料成形体として存在することを特徴とする請求項６乃至１４または１７のいずれか１つに記載の粉末材料。
19. 粉末材料用の水性水和水であって、接合相は主にカルシウムを基材にしているセメントシステムからなり、前記粉末材料は前記接合相と反応する流体と飽和したのちに、化学的に接合されたセラミック材料と水和する能力を有し、前記水和水は水溶性リン酸または水溶性リン酸を形成する能力を有する相からなり、前記セメントシステムは水和作用中にアパタイトを形成する能力を示すことを特徴とする粉末材料用の水性水和水。
20. 水和水であって前記水溶性リン酸が存在するかまたは、少なくとも０．０１から５Ｍ、好ましくは０．１から２Ｍ、さらに好ましくは０．５から１．５Ｍの量で形成される能力を有する請求項１９に記載の水和水。
21. 水和水であってボンディングシステムに適合され、前記水溶性リン酸が存在するかまたは、飽和に適度に近い少なくとも０．０１から５Ｍ、好ましくは０．５から４Ｍ、さらに好ましくは１から３Ｍの量で形成される能力を有する請求項１９に記載の水和水。
22. 水和水であって前記水溶性リン酸は、ＰＯ_４ ^３−、ＨＰＯ_４ ^２−、Ｈ_２ＰＯ_４ ⁻、水素アンモニウムリン酸および他のリンを含むイオン類からなる群のリン酸イオン類を含むことを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１つに記載の水和水。
23. 水和水であって前記水和水は、好ましくはリン酸または炭酸塩の緩衝システムを使って、少なくとも７のｐＨを有し、好ましくは７から１２．５のｐＨ、より好ましくは７から１１のｐＨを有することを特徴とする請求項１９乃至２２のいずれか１つに記載の水和水。
24. 水和水であって前記アパタイトの塩基環境の形成のために、懸濁または乳化された水和しないまたは部分的に水和したカルシウムアルミン酸塩セメントを含むことを特徴とする請求項１９乃至２３のいずれか１つに記載の水和水。
25. 水和水であって炭酸塩あるいは、カルサイトおよび／またはアラゴナイト、シュウ酸類、乳酸類、クエン酸塩類を形成する能力を有する生化学的に存在するイオン類を含むことを特徴とする請求項１９乃至２４のいずれか１つに記載の水和水。
26. 前記水和水はフッ素イオン類を好ましくは０．０１から５Ｍ、より好ましくは０．１から２Ｍ、最も好ましくは０．５から１Ｍの濃度で含むことを特徴とする請求項１９乃至２５のいずれか１つに記載の水和水。
27. 水和水であって促進剤および／または超可塑剤であることを特徴とする請求項１９乃至２５のいずれか１つに記載の水和水。
28. 基体を含むインプラント材料であって、前記基体はシステムの水和されたコーティング層（２）を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の基体を含むインプラント材料。
29. インプラント材料であって前記コーティング層（２）は厚さ０．５から２０μｍ、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは０．５から３μｍを示すことを特徴とする請求項２８に記載のインプラント材料。
30. インプラント材料であって前記コーティング層（２）はその上部に請求項６乃至１８のいずれか１つに記載された粉末材料の外側の層（３）を示すことを特徴とする請求項２８または２９に記載のインプラント材料。
31. インプラント材料であって前記外側の層（３）は厚さ０．５から１０μｍ、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは０．５から３μｍの厚さを示すことを特徴とする請求項３０に記載のインプラント材料。
32. インプラント材料であって前記層（２、３）は結晶径が最大で５ｕｍ、好ましくは１μｍ以下であることを特徴とする請求項２８乃至３１に記載のインプラント材料。
33. 歯または骨と歯の充填材料および歯または骨とインプラント材料とのそれぞれの間のボンディングを達成するための方法であって、歯の充填／インプラント材料は化学的に接合されたセラミック材料を含む請求項１乃至５のいずれか１つに記載のボンディングシステムが用いられたことを特徴とする方法。
34. 前記ボンディングシステムにおいて請求項６乃至１７のいずれか１つに記載の粉末材料および／または請求項１９乃至２７のいずれか１つに記載の水和水が用いられたことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
35. 前記歯または骨はエッチング剤を使用してのエッチングによりおよび／またはたとえば機械的粗化技術、ミクロ噴射により前処理されることを特徴とする請求項３３または３４のいずれか１つに記載の方法。
36. 前記エッチング剤はリン酸を有する前記エッチング剤を含み、好ましくはリン酸、水酸化リン酸、リン酸緩衝物およびクエン酸塩類からなる群のエッチング剤を含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
37. 前記ボンディングシステムは、前記ボンディングシステムの外側に前記歯の充填／インプラント材料が施されたのちに、好ましくは塗布または噴射により歯または骨に施されることを特徴とする請求項３３乃至３６のいずれか１つに記載の方法。
38. 前記歯の充填／インプラント材料は前記ボンディングシステムと適合可能となるものを選択し、前記歯の充填材料／インプラント材料は好ましくは粉末材料を含み、前記粉末材料の前記接合相は主にカルシウムを基材にしているセメントシステムからなり、前記粉末材料は前記接合相と反応する水和水に飽和したのち、化学的に接合されたセラミック材料と水和する能力を有し、前記粉末材料および／または前記水和水は水溶性リン酸または水溶性リン酸を形成する能力を有する相を含み、前記歯の充填材料／インプラント材料は水和作用中にアパタイトを形成する能力を示すことを特徴とする請求項３７に記載の方法。

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