JP2008540775A - 材料およびそれから製造される歯科複合材料 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)式I:
(a)環上のC1−3アルキル置換基3個までと共に、炭素原子5または6個を含有する炭素環;
(b)S−R5−T、ここで、式中、SおよびTはそれぞれ独立して環上のC1−3アルキル置換基3個までと共に、炭素原子5または6個を含有する炭素環であり、R5は、共有結合または炭素原子1、2、3もしくは4個を含有するアルキレン基である;
(c)縮合環系上のC1−3アルキル置換基4個までと共に、炭素原子を合計8〜10個含有する、2つの縮合環を含有する炭素環式縮合環系;
よりなる群から選択され、
R2およびR3がそれぞれ独立して共有結合または炭素原子1、2、3または4個を含有するアルキレン基よりなる群から選択され;
R1が、次式
R4が、次式
E1およびE2がそれぞれ独立して、
nおよびmがそれぞれ独立して0を超える整数であり、
但し、次式
aは独立して3〜6の整数であり、
但し、次式
a’は独立して3〜6の整数であり、
但し、R2もR3も、芳香族環に直接結合する共有結合ではなく、
但し、化合物の重合度(dp=n+m)は2〜30である)
を有する、少なくとも1つの化合物を含んでなる組成物;
(ii)場合により、少なくとも1つの付加重合性(メタ)アクリル酸エステル;
(iii)少なくとも1つの重合開始剤化合物;そして
(iv)少なくとも1つの充填剤;
を含んでなる未硬化歯科複合材料である。
R8はそれぞれ炭素原子2〜14個を有するアルキレン、または炭素原子2〜8個を有するアルケニレン、または炭素原子5〜14個を有する二価脂環式炭化水素、またはフェニレンであり、ハロゲンまたは炭素原子1〜5を有するアルキル基で場合により置換されていてもよく;
R9はそれぞれ独立して水素、アセチル、メチル、エチル、C3−6直鎖状または分岐状アルキル、またはベンジルから選択され;
R10は独立して水素、メチル、エチル、C3−6直鎖状または分岐状アルキル、フェニル、またはベンジルから選択され;そして
Aはそれぞれ、次式:
R12がそれぞれ独立して炭素原子2〜7個を有するアルキレンであり、
R13がそれぞれ独立して炭素原子2〜5個を有するアルキレンであり、
pが、1〜10の整数であり、
qが、1〜10の整数である)の反復単位である)
の少なくとも1つの化合物とが組み込まれた、未硬化歯科複合材料である。
の少なくとも1つの化合物とが組み込まれた、未硬化歯科複合材料である。
本発明は、以下に示す式Iの少なくとも1つの化合物を含有する(メタ)アクリル化ポリエステルジオール組成物を含んでなる歯科複合材料を提供する。
Qが、
(a)環上のC1−3アルキル置換基3個までと共に、炭素原子5または6個を含有する炭素環;
(b)S−R5−T、ここで、式中、SおよびTはそれぞれ独立して環上のC1−3アルキル置換基3個までと共に、炭素原子5または6個を含有する炭素環であり、R5は、共有結合または炭素原子1、2、3もしくは4個を含有するアルキレン基である;
(c)縮合環系上のC1−3アルキル置換基4個までと共に、炭素原子を合計8〜10個含有する、2つの縮合環を含有する炭素環式縮合環系;よりなる群から選択され、
R2およびR3がそれぞれ独立して共有結合または炭素原子1、2、3または4個を含有するアルキレン基よりなる群から選択され;
R1が、次式
R4が、次式
E1およびE2がそれぞれ独立して、
nおよびmがそれぞれ独立して0を超える整数であり、
但し、次式
aは独立して3〜6の整数であり、
但し、次式
a’は独立して3〜6の整数であり、
但し、R2もR3も、芳香族環に直接結合する共有結合ではなく、
但し、化合物の重合度(dp)が2〜30である。
(1)少なくとも1つのラクトン
(2)ジオール、HO−O−R2−Q−R3−OH(式中、R2、Q、およびR3は、上記の通り定義される);
(3)場合により、ポリエステル重合触媒(以下参照);
(4)場合により、溶媒;
を含む混合物を加熱することによって生成することができる。
(a)モル比2:1〜6:1でカプロラクトン、1,4−シクロヘキサンジメタノール、およびジブチルスズジラウレート、キシレンを合わせる工程;
(b)混合物を140℃にゆっくり加熱し、4時間維持する工程;
(c)混合物を80℃に冷却し、生成物を濾過する工程;
(d)工程(c)から得た生成物をメタクリル酸無水物および酢酸ナトリウムと合わせる工程;
(e)工程(d)から得た混合物を空気下にて6時間、80℃に加熱する工程;
(f)1時間攪拌しながら、工程(e)から得た生成物を炭酸ナトリウム水溶液に添加する工程;
(g)工程(f)から得た混合物をエチルエーテルと合わせ、次いで得られた混合物を12時間攪拌する工程;
(h)工程(g)から得た混合物を有機相と水相に分離する工程;
(i)工程(h)から得た有機相を最初に水で洗浄し、次いで、濃塩化ナトリウム水溶液で洗浄する工程;
(j)工程(i)から得た溶液を無水硫酸ナトリウムによって乾燥させる工程;
(k)工程(j)から得た乾燥溶液をMEHQと合わせる工程;
(l)工程(k)から得た溶液を真空内で濃縮し、所望の生成物を得る工程;
を含んでなる方法によって製造することができる。
本発明はさらに、
(a)式Iの少なくとも1つの化合物;
(b)場合により、少なくとも1つの他の重合性(メタ)アクリル酸エステル;
(c)少なくとも1つの重合開始剤化合物;そして
(d)少なくとも1つの充填剤;
を含んでなる未硬化歯科複合材料を提供する。
重合性(メタ)アクリル酸エステル成分の適切な材料の例としては、限定されないが、2,2’−ビス[4−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピル)フェニル]プロパン(「ビス−GMA」);エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(「EBPDMA」);1,6−ビス−[2−メタクリロイルオキシエトキシカルボニルアミノ]−2,4,4−トリメチルヘキサン(「UDMA」);1,1,1−トリ[4−2−メチル−2−メタクリルオキシエトキシ)−フェニル]エタン(「THPE PO MA」);ブタン二酸、エチリジントリス[4,1フェニレンオキシ(2−ヒドロキシ−3,1−プロパンジイルトリス[2−[[(2−メチル−1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]エチル]エステル(「THPE GE Su−HEMA」)が挙げられる。
R8はそれぞれ炭素原子2〜14個を有するアルキレン、または炭素原子2〜8個を有するアルケニレン、または炭素原子5〜14個を有する二価脂環式炭化水素、またはフェニレンであり、ハロゲンまたは炭素原子1〜5を有するアルキル基で場合により置換されていてもよく;
R9がそれぞれ独立して水素、アセチル、メチル、エチル、C3−6直鎖状または分岐状アルキル、またはベンジルから選択され;
R10は独立して水素、メチル、エチル、C3−6直鎖状または分岐状アルキル、フェニル、またはベンジルから選択され;
Aはそれぞれ、次式:
R12がそれぞれ独立して炭素原子2〜7個を有するアルキレンであり、
R13がそれぞれ独立して炭素原子2〜5個を有するアルキレンであり、
pが、1〜10の整数であり、
qが、1〜10の整数である)の反復単位である)
を含んでなる。
適切な重合開始剤化合物としては、過酸化ベンゾイル、ジクミルペルオキシド、過酸化ラウリル、トリブチルヒドロペルオキシド等のペルオキシ型開始剤、および当業者に知られている他の材料が挙げられる。2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブタンニトリル)、および4,4’−アゾビス(4−シアノバレリアン酸)などのアゾ型開始剤も使用することができる。
本発明の未硬化歯科複合材料で使用することができる充填剤の一種類は、無機充填剤である。特に好ましい無機充填剤は、バリウムアルミニウムシリケート、バリウムアルミニウムボロシリケート、イッテルビウムトリフルオライド、ガラスビーズ、シリカ、石英、ボロシリケート、アルミナ、およびアルミナシリケートであり、無機充填剤の混合物も使用することができる。無機充填剤の平均粒径は、好ましくは約0.5〜15μmである。
上述の成分に加えて、複合材料は、更なる、任意の成分を含有することができる。これらは、活性化剤、顔料、放射線不透過剤(radiopaquing agent)、安定剤、酸化防止剤、および他の材料を含んでなることができる。
略語の意味は以下の通りである:「hr」は、時間を意味し、「min」は、分を意味し、「mL」は、ミリリットルを意味し、「m」は、メートルを意味し、「cm」は、センチメートルを意味し、「mm」は、ミリメートルを意味し、「μm」は、マイクロメートルを意味し、「nm」は、ナノメートルを意味し、「g」は、グラムを意味し、「mol」は、モルを意味し、「mmol」は、ミリモルを意味し、「N」は、ニュートンを意味し、「rpm」は、毎分回転数を意味し、「wt%」は、重量%を意味し、「mW」は、ミリワットを意味し、「Mw」は、重量平均分子量を意味し、「MPa」は、メガパスカルを意味し、「MHz」は、メガヘルツを意味し、「std dev」は、標準偏差を意味し、「avg dev」は、平均偏差を意味し、「d50」は、粒子の50%が所定のサイズ未満の直径を有することを意味し、「EtOAc」は、酢酸エチルを意味し、「MEHQ」は、4−メトキシフェノールを意味し、「PTFE」は、ポリテトラフルオロエチレンを意味し、「THF」は、テトラヒドロフランを意味し、「NMR」は、核磁気共鳴(分光法)を意味し、「IR」は、赤外線(分光法)を意味し、「ATR」は、減衰全反射法を意味し、「DSC」は、示差走査熱量測定を意味し、「GPC」は、ゲル浸透クロマトグラフィーを意味し、「THPE GE」は、1,1,1−トリス(p−ヒドロキシフェニル)エタントリグリシジルエーテルを意味し、「ビス−GMA」は、ビスフェノール−A−グリシジルメタクリレートを意味し、「TEGDMA」は、トリエチレングリコールジメタクリレートを意味し、「EDB」は、エチル4−ジメチルアミノベンゾエートを意味する。
1,1,1−トリス(p−ヒドロキシフェニル)エタントリグリシジルエーテル(「THPE GE」)は、デュポン社(E.I.du Pont de Nemours & Co.,Inc.)(デラウェア州ウィルミントン(Wilmington,Delaware))から入手した。カプロラクトンは、ダウ・ケミカル社(Dow Chemical Company)(ミシガン州ミッドランド(Midland,Michigan))から入手した。モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチルスクシネート、メタクリル酸無水物(アルドリッチ(Aldrich)カタログ番号276685,2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール2000ppmで安定化されている)、およびMEHQは、アルドリッチ・ケミカル社(Aldrich Chemical Company)(ウィスコンシン州ミルウォーキー(Milwaukee,Wisconsin))から入手した。1,4−シクロヘキサンジメタノール(CAS#105−08−8,イーストマン(Eastman)製品コード番号CHDM−D)は、イーストマン・ケミカル社(Eastman Chemical Company)(テネシー州キングスポート(Kingsport,Tennessee))から入手し、ビスフェノール−A−グリシジルメタクリレート付加物(「ビス−GMA」)、製品コードX950−0000は、エステック社(EssTech)(ペンシルバニア州エシングトン(Essington,Pennsylvania))から入手した。トリエチレングリコールジメタクリレート(「TEGDMA」)、製品コードX943−7424(ヒドロキノン(50〜70ppm)で抑制されている)は、エステック社(EssTech)(ペンシルバニア州エシングトン(Essington,Pennsylvania))から入手した。光増感剤:カンファーキノン(97%,カタログ番号12,489−3)およびエチル4−ジメチルアミノベンゾエート(99+%,カタログ番号E2,490−5)は、アルドリッチ・ケミカル社(Aldrich Chemical Company)(ウィスコンシン州ミルウォーキー(Milwaukee,Wisconsin))から入手した。アエロジル(Aerosil)(登録商標)OX−50ヒュームドシリカは、デグサ社(Degussa)(ドイツ、デュッセルドルフ(Dusseldorf,Germany))から入手した。ショット(Schott)8235 UF1.5ガラス粉末は、ショット社(Schott AG)(ドイツ、マインツ(Mainz,Germany))から入手し;その粉末は1.5μmの平均直径d50を有し、C10H20O5Siでシラン2.3重量%のレベルに処理されていた。
未硬化組成物の2つの面が露出されるように、少なくとも1つの2mm×25mm開口部を有する、厚さ2mmのステンレス鋼型に試験用の未硬化組成物を充填した。充填された型をどちらかの側でポリエステルフィルムで挟み、次にガラスプレートで挟んだ。指定される時間の長さ/面および光の強さで未硬化組成物の試験片を硬化させた。
ポリスチレン標準を使用して、THFにおけるゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって、分子量を決定した。
C=C(%)=[(A1640/A1610)後/(A1640/A1610)前]×100
DC(転化率)=100−C=C(%)
DCは、「Cピーク」転化率と呼ばれる。
a)550mW/cm2にて、それぞれが8mmライト先端部を有する、3つのスペクトラム(Spectrum)(登録商標)800歯科ランプ(ペンシルバニア州ヨークのデンツプライ・インターナショナル社(DENTSPLY International,York,Pennsylvania))のアレイ、または
b)Qバルブを備えたフュージョンUVシステム社(Fusion UV Systems Inc.)(登録商標)(メリーランド州ゲーサーズバーグ(Gaithersburg,Maryland))硬化装置(カンファーキノンの励起に適した波長で光を放射するように設計されている)
のいずれかを用いて、各露出面を1分間照射することによって、成形試験片を型内で硬化させた。
[(ρ硬化−ρ未硬化)/(ρ硬化)]×100=%S
から計算した。
THPE GE Su HEMAの製造および精製
機械攪拌機、凝縮器、熱電対、添加漏斗を備えた1L三口フラスコに、THPE GE(112.5g)、モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチルスクシネート(218.3g)、トリエチルアミン(1.2g)、およびプロスタブ(Prostab)(登録商標)5415(0.2g)を装入した。混合物を80℃に7.5時間加熱し、淡黄色の混合物を得た。混合物を酢酸エチル1250mLに溶解し、水500mLで抽出し、続いて飽和重炭酸ナトリウム溶液500mLで抽出した。溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、次いでシリカゲル(メルク(Merck)シリカゲル60)1リットルに添加し、溶媒を除去した。シリカゲル2500gを有するカラムに、化合物を含有するシリカゲルを添加し、ヘキサンと酢酸エチルとの混合物で溶出し、所望の化合物、THPE GE Su HEMAの精製画分を単離した。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ1.93(s,9H),2.08(s,3H),2.61−2.7(m,12H),3.8−4.2(m,15H),4.3−4.4(m,12H),5.6(m,3H),6.1(m,3H),6.75(m,6H),6.98(m,6H)。
ジメタクリル化ε−カプロラクトン−1,4−シクロヘキサン−ジメタノール付加物(「DM−CL−CHDM」)の製造
ジブチルスズジラウレート0.01重量%およびキシレン0.1重量%と共に、カプロラクトン3モルを1,4−シクロヘキサンジメタノール1モルと140℃で4時間加熱することによって、付加物を生成した。次いで、材料を80℃に冷却し、スパークラーフィルターを通して濾過することによって精製した。
THPE−GE Su HEMAおよび2〜10重量%のDM−CL−CHDMで製造された歯科複合材料
第1モノマー成分、実施例1から得た精製THPE GE Su HEMA、および第2モノマー成分、実施例2から得たジメタクリル化ε−カプロラクトン−1、4−シクロヘキサンジメタノール付加物を用いて、歯科複合材料を製造した。使用した光開始剤は、カンファーキノンおよびEDBである。使用した充填剤は、ショット(Schott)8235グラスおよびデグサ(Degussa)アエロジル(Aerosil)(登録商標)OX−50である。
ビス−GMA/TEGDMA複合材料に対するビス−GMA/DM−CL−CHDM複合材料の収縮率
ビスフェノール−A−グリシジルメタクリレート付加物(「ビス−GMA」)、製品コードX950−0000をエステック社(EssTech)(ペンシルバニア州エシングトン(Essington,Pennsylvania))から入手した。トリエチレングリコールジメタクリレート(「TEGDMA」)、製品コードX943−7424をエステック社(EssTech)(ペンシルバニア州エシングトン(Essington,Pennsylvania))から入手した。DM−CL−CHDMは、上記の実施例2において製造された。早期重合を防ぐために黄色の光の下にて、フラック・テック・スピードミキサー(Flack Tek SpeedMixer)(商標)の「最大40」サイズのカップ中で、モノマー成分、光開始剤、および充填剤を合わせた。3500rpmにて30秒間隔で2回内容物を混合した。混合物を真空オーブン内で40℃にて12時間気泡除去した。光を遮断するため、得られたペーストをホイルで包んだ容器内で保管し、使用前にデシケーター中で保管した。
Claims (14)
- a.次式:E1−R1 n−O−R2−Q−R3−O−R4 m−E2
(式中、Qが、
(i)環上のC1−3アルキル置換基3個までと共に、炭素原子5または6個を含有する炭素環;
(ii)S−R5−T、ここで、式中、SおよびTはそれぞれ独立して環上のC1−3アルキル置換基3個までと共に、炭素原子5または6個を含有する炭素環であり、R5は、共有結合または炭素原子1、2、3もしくは4個を含有するアルキレン基である;
(iii)縮合環系上のC1−3アルキル置換基4個までと共に、炭素原子を合計8〜10個含有する、2つの縮合環を含有する炭素環式縮合環系;よりなる群から選択され、
R2およびR3がそれぞれ独立して共有結合および炭素原子1、2、3または4個を含有するアルキレン基よりなる群から選択され;
R1が、次式
の反復単位であり、
R4が、次式
の反復単位であり、
E1およびE2がそれぞれ独立して、
ここで、式中、R6はH(アクリロイル)またはCH3(メタクリロイル)である、であり、
nおよびmがそれぞれ独立して0を超える整数であり、
但し、次式
のn個の基それぞれについて、
aは独立して3〜6の整数であり、
但し、次式
のm個の基それぞれについて、
a’は独立して3〜6の整数であり、
但し、R2もR3も、芳香族環に直接結合する共有結合ではなく、かつ
但し、少なくとも1つの化合物の重合度は2〜30である)
の少なくとも1つの化合物を含んでなる組成物;
b.場合により、少なくとも1つの他の重合性(メタ)アクリル酸エステル成分;
c.少なくとも1つの重合開始剤化合物;および
d.少なくとも1つの充填剤;
を含んでなる未硬化歯科複合材料。 - Qが1,4−シクロヘキシレンである請求項2に記載の未硬化歯科複合材料。
- QがS−R5−Tであり、R5が2,2−プロピレンまたはメチレンであり、SおよびTがそれぞれシクロヘキシレンまたはフェニレンである請求項1に記載の未硬化歯科複合材料。
- R2=R3であり、R2およびR3がそれぞれ共有結合またはメチレン基である請求項1に記載の未硬化歯科複合材料。
- 前記重合度が2〜10である請求項1に記載の未硬化歯科複合材料。
- aとa’がどちらも5である請求項1に記載の未硬化歯科複合材料。
- R2およびR3がそれぞれメチレン基であり、Qが1,4−シクロヘキシレンであり、R6がメチル基であり、重合度が2〜6である請求項9に記載の未硬化歯科複合材料。
- 少なくとも1つの光開始促進剤、活性化剤、顔料、放射線不透過剤、安定剤、および酸化防止剤をさらに含んでなる請求項1に記載の未硬化歯科複合材料。
- 請求項10に記載の未硬化歯科複合材料を形成し、硬化させることによって製造される歯科修復物品。
- 式I
(式中、Qが、
(i)
(ii)S−R5−T、ここで、式中、SおよびTはそれぞれ独立して環上のC1−3アルキル置換基3個までと共に、炭素原子5または6個を含有する炭素環であり、R5は、共有結合または炭素原子1、2、3もしくは4個を含有するアルキレン基である;そして
(iii)縮合環系上のC1−3アルキル置換基4個までと共に、炭素原子を合計8〜10個含有する、2つの縮合環を含有する炭素環式縮合環系;よりなる群から選択され、
R2およびR3がそれぞれ独立して共有結合および炭素原子1、2、3または4個を含有するアルキレン基よりなる群から選択され;
R1が、次式
の反復単位であり、
R4が、次式
の反復単位であり、
E1およびE2がそれぞれ独立して、
ここで、式中、R6はH(アクリロイル)またはCH3(メタクリロイル)である、であり、
nおよびmがそれぞれ独立して0を超える整数であり、
但し、次式
のn個の基それぞれについて、
aは独立して3〜6の整数であり、
但し、次式
のm個の基それぞれについて、
a’は独立して3〜6の整数であり、
但し、R2もR3も、芳香族環に直接結合する共有結合ではなく、かつ但し、化合物の重合度が2〜30である)
の少なくとも1つの化合物を含んでなる組成物。 - a.(i)少なくとも1つのラクトン
(式中、r=aまたはa’である);
(ii)ジオール、HO−O−R2−Q−R3−OH;そして
(iii)場合により、ポリエステル重合触媒;そして
(iv)場合により、溶媒;
の混合物を加熱する工程であって、前記の少なくとも1つのラクトンと前記ジオールとのモル比が、1:1〜30:1である、工程と、
b.工程a.の反応生成物を、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロイルクロライド、および(メタ)アクリル酸無水物から選択される1つもしくはそれ以上の末端キャップ剤と合わせ、加熱する工程であって、但し、得られる末端キャップ率が、少なくとも90%である工程と、
を含んでなる請求項1に記載の組成物の製造方法。
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