JP2008543743A - 混成モノマーを含有する歯科組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、（メタ）アクリロイル部分が付着する環状アリル硫化物部分を含む少なくとも１つの混成モノマーを含む歯科組成物を特徴とする。これらの２つの官能性部分は、典型的に、化学結合を経由して互いに直接接合するか、あるいはある化学構造又はスペーサ−分子を通じて接合する。組成物は、任意に、典型的に歯科組成物において使用されるエチレン性不飽和化合物のような更なる重合可能な化合物を含有してもよい。

Description

本発明は、一般に修復歯科学において有用である硬化可能な歯科組成物に関する。より具体的には、本発明は、重合収縮が少ないフリーラジカル開環環状アリル硫化物モノマーを含有する硬化可能な歯科組成物に関する。
有機樹脂及び充填剤から製造される歯科複合物は、それらの優れた審美的特性に起因して、歯科用途、特に修復歯科学において増大する用途を見出している。典型的な歯科複合物樹脂は、高い充填剤レベルを促進する希釈剤として役立つ低粘度ジ（メタ）アクリレートモノマーを含有する。これらの希釈剤は、通常トリエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）のような分子量の小さい（メタ）アクリレートであり、これは、その低分子量に起因して、重合に際し、実質的に収縮する。重合収縮は、歯科用途において多数の問題を導き得る。例えば、複合物と歯牙構造との間の隙間を生じることが多く、これは、施術後の敏感性、マイクロリーク（microleakage）、エナメル質端の破損、及び二次的な虫歯を導き得る。
多数の要因が、重合収縮における役割を果たすと考えられている。モノマー間のファン・デル・ワールス距離が共有結合に代わり、ポリマーの充填密度が、モノマーの充填密度と比較して上昇すると、収縮が生じると仮定されている。こうした現象を最小にしようと試みることによって、ポリマーの収縮を低減させるという努力が最近なされてきている。
しかし、現在入手できる低収縮組成物の多くは、歯科用途のために必要な物理的、機械的、及び視覚的特性に欠けている。さらに、全ての低収縮組成物が、口腔内での使用に適した条件の下で、有効に重合可能であるわけではない。従って、この領域における実質的な進歩にもかかわらず、特定の種類の歯科複合物と共に機能するとき、重合収縮は、尚、重大な問題として残る。その結果として、破壊靭性及び審美性のような他の有益な特性を犠牲にすることなく、ポリマーの収縮が低減された新しい複合材料の必要性が存続する。
本発明は、少なくとも１つの環状アリル硫化物部分及び少なくとも１つの（メタ）アクリロイル部分を有する重合可能な化合物を含む、硬化可能な歯科組成物を特徴とする。こうした重合可能な化合物は、本明細書では、混成モノマー又は混成化合物と呼ばれる。環状アリル硫化物部分は、典型的に、１つが硫黄である２つのへテロ原子を有する少なくとも１つの７又は８員環を環内に含む。最も典型的には、両方のへテロ原子が硫黄であり、これは、任意にＳＯ、ＳＯ2、又はＳ−Ｓ部分の一部として存在してもよい。他の実施形態では、環は、硫黄原子と、酸素又は窒素のような第二の異なるへテロ原子とを環内に含んでもよい。加えて、環状アリル部分は、複数の環状構造を含んでもよく、すなわち２つ以上の環状アリル硫化物部分を有してもよい。（メタ）アクリロイル部分は、好ましくは（メタ）アクリロイロキシ（すなわち（メタ）アクリレート部分）又は（メタ）アクリロイルアミノ（すなわち、（メタ）アクリルアミド部分）である。
ある実施において、これらの混成モノマーは、環状アリル硫化物部分の環状構造に直接結合する酸素原子を含む。本明細書で使用する時、「環状構造に直接結合する」とは、環の少なくとも１つの炭素原子が、環の一員ではない酸素原子、すなわち環自体の原子ではない酸素に、共有結合する（典型的に、結合は単結合である）ことを意味する。環外酸素は、典型的にいかなる環状構造の員でもないが、別の環の員であることができる。
特定の実施形態では、本発明の重合可能な化合物としては、以下の式により表されるものが挙げられる。
Figure 2008543743
 式１ａ
又は
Figure 2008543743
 式１ｂ
［式中、各Ｘは、少なくとも１つのＸがＳ、又はＳを含む基であるという条件で、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｃ（例えば、ＣＨ２又はＣＲＲ、ここで各Ｒは独立してＨ又は有機基である）、ＳＯ、ＳＯ２、Ｎ−アルキル、Ｎ−アシル、ＮＨ、Ｎ−アリール、カルボキシル、又はカルボニル基から独立して選択され得る。好ましくは、各ＸはＳである。
Ｙは、存在しないか、あるいは任意にへテロ原子、カルボニル、又はアシルを包含するアルキレン（例えば、メチレン、エチレン等）であるか、あるいは存在せず、その結果、環のサイズを示し、典型的に７〜１０員環であるが、より大きい環も意図される。好ましくは、環は、それぞれＹが存在しないか又はメチレンである、７又は８員環である。
ＺはＯ、ＮＨ、Ｎ−アルキル（直鎖状又は分枝状）、又はＮ−アリール（フェニル又は置換フェニル）である。
Ｒ’基は、アルキレン（典型的に１超過の炭素原子を有する、すなわちメチレン以外）、任意にへテロ原子（例えば、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｓ−Ｓ、ＳＯ、ＳＯ２）を包含するアルキレン、アリーレン、脂環式、カルボニル、シロキサン、アミド（−ＣＯ−ＮＨ−）、アシル（−ＣＯ−Ｏ−）、ウレタン（−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−）、及び尿素（−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−）基、並びにこれらの組み合わせから選択される連結部を表す。特定の実施形態では、Ｒ’は、直鎖状又は分枝状であってよいアルキレン基、典型的にメチレン又はより長い基を含み、これは、非置換であるか又はアリール、シクロアルキル、ハロゲン、ニトリル、アルコキシ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルチオ、カルボニル、アシル、アシルオキシ、アミド、ウレタン基、尿素基、環状アリル硫化物部分、又はこれらの組み合わせによる置換のいずれかであることができる。
Ｒ”はＨ及びＣＨ3から選択され、「ａ」及び「ｂ」は独立して１〜３である。
任意に、環状アリル硫化物部分は、環上で、直鎖状又は分枝鎖状アルキル、アリール、シクロアルキル、ハロゲン、ニトリル、アルコキシ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルチオ、カルボニル、アシル、アシルオキシ、アミド、ウレタン基、及び尿素基から選択される１以上の基によりさらに置換され得る。好ましくは、選択された置換基は、硬化反応に干渉しない。好ましいのは、非置換メチレン員を含む環状アリル硫化物構造である。
本発明の典型的な混成モノマーは、環内に２つの硫黄原子を有し、アシル基を有する環（すなわち、環−ＯＣ（Ｏ）−）の３位に直接付着する連結部を有する８員環状アリル硫化物部分を含む。典型的に混成モノマーの重量平均分子量（ＭＷ）は、約４００〜約９００の範囲であり、ある実施形態では少なくとも２５０、より典型的に少なくとも５００、最も典型的に少なくとも８００である。
本発明の組成物は、任意に、さらなるモノマー、典型的にエチレン性不飽和化合物を包含してもよい。一実施形態では、エチレン性不飽和化合物は、置換（メタ）アクリル化合物、例えば、少なくとも１つの官能基を有するジ（メタ）アクリレート、脂肪族（メタ）アクリレート、及び／又は芳香族官能性を有する（メタ）アクリレートを含む。好適な置換（メタ）アクリル化合物の例としては、エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート（ビスＥＭＡ６）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ビスフェノールＡジグリシジルジメタクリレート（ビスＧＭＡ）、ウレタンジメタクリレート（ＵＤＭＡ）、トリエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）、グリセロールジメタクリレート（ＧＤＭＡ）、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート（ＮＰＧＤＭＡ）、及びポリエチレングリコールジメタクリレート（ＰＥＧＤＭＡ）が挙げられるが、これらに限定されない。
また本発明の組成物は、反応開始剤系、好ましくは、例えば、約３００〜約６００ｎｍの範囲の光を吸収可能なアシルホスフィンオキシド光反応開始剤、及び／又は、ヨードニウム塩、電子供与体、及び光増感剤を包含する三要素光反応開始剤系を含有する光反応開始剤（photoinitator）系も典型的に含む。
組成物は、フリーラジカル的に重合可能な官能性を含有するシランで任意に処理された歯科材料において、典型的に使用される種類の１以上の充填剤を任意に含む。
本発明の組成物は、クラウン材及びブリッジ材、充填剤、接着剤、シーラント、インレイ、オンレイ、薄層ベニヤ、合着材又はセメント、義歯ベース材料、歯科矯正材料及びシーラント、並びに他の歯科修復材料を包含する様々な歯科治療及び修復機能において有用である。組成物中に環状アリル硫化物部分及び（メタ）アクリル部分を含む混成モノマーを包含すると、優れた重合を生じ、収縮が少なくて機械的特性が高い、硬化された歯科複合物を形成する。
上記の要約は、本発明の各実施形態、又は全ての実施を記載するものではない。本発明の他の実施形態、特徴、及び利点は、以下の発明を実施するための最良の形態及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
定義
本明細書で使用する時、「硬化可能な」構成要素とは、硬化可能な１以上の化合物を包含する、例えば、光重合反応及び化学重合技術（例えば、エチレン性不飽和化合物、（メタ）アクリレート化合物等を重合するのに有効なラジカルを形成するイオン性反応又は化学反応）を包含する重合及び／又は架橋反応が可能な構成要素を指す。また硬化反応は、セメント形成組成物（例えば、亜鉛ポリカルボキシレートセメント、ガラスアイオノマーセメント等）にとって一般的であるもののような酸塩基設定（setting）反応も包含する。
本明細書で使用する時、「歯科組成物」とは、例えば、歯科接着剤、歯科矯正接着剤、複合物、修復剤、歯科セメント、歯科矯正セメント、シーラント、コーティング、印象材、充填材、及びこれらの組み合わせを包含する、経口環境において使用される硬化可能な組成物を指す。ある実施形態では、硬化可能な構成要素を包含する本発明の歯科組成物は、クラウン、ブリッジ、ベニヤ、インレイ、オンレイ、充填物、ミルブランク、印象材、歯科矯正装置、補綴物（例えば、部分義歯又は総義歯）、並びに歯科予防又は修復治療（例えば、カップ、ブラシ、艶出し剤のような予防剤）において使用される仕上げ装置又は艶出し装置から成る群から選択される歯科物品を製作するために硬化することができる。
本明細書で使用する時、「歯科接着剤」とは、典型的に硬化可能な歯科材料（例えば、充填材）を歯表面に接着するために使用される、非充填又は軽充填歯科組成物（例えば、４０重量％未満の充填剤）を指す。硬化後、歯科組成物は、典型的に粘着性（tacky）でなく又はべたっとする（sticky）ことがないので、感圧性接着剤（ＰＳＡｓ）として既知の材料の部類には入らないであろう。
本明細書で使用する時、「（メタ）アクリル」は、「アクリル」及び／又は「メタクリル」を指す短縮用語である。例えば、「（メタ）アクリロイロキシ」基は、アクリロイロキシ基（すなわち、ＣＨ2＝ＣＨＣ（Ｏ）Ｏ−）及び／又はメタクリロイロキシ基（すなわち、ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）Ｃ（Ｏ）Ｏ−）を指す短縮用語であり；並びに「（メタ）アクリロイル」基は、アクリロイル基（すなわち、ＣＨ2＝ＣＨＣ（Ｏ）−）及び／又はメタクリロイル基（すなわち、ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）Ｃ（Ｏ）−）を指す短縮用語である。
「置換（メタ）アクリロイル化合物」とは、酸素上にメチル以外の有機置換基を有する（メタ）アクリレートのような（メタ）アクリロイル化合物を意味する。
「光増感剤」とは、光反応開始型重合の速度を向上するか、あるいは、重合が起こる波長を移動する、任意の物質を意味する。典型的な光増感剤は、４００ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲内のいくらかの光を吸収するモノケトン及びジケトンである。
端点による数の範囲の列挙には、その範囲内に包括される全ての数が包含される（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を包含する）。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を包含する。従って、例えば「化合物」（"a compound"）を含有する組成物の言及は、２つ以上の化合物の混合物を包含する。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、用語「又は」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、一般的に「及び／又は」を包含する意味で用いられる。
別に示されない限り、明細書及び請求項で使用される成分の量、コントラスト比のような特性の測定等を表す全ての数は、全ての場合に用語「約」によって修正されることが理解されるべきである。従って、逆に示されない限り、上述の明細書及び添付の請求項で述べられる数のパラメータは、本発明の教示を利用して当業者により得ようとされた任意の特性に依存して変化することができる近似値である。最低限でも、特許請求の範囲への同等物の原則の適用を限定する試みとしてではなく、少なくとも各数値的パラメータは、報告された有効数字の数を考慮して、通常の四捨五入の適用によって解釈されなければならない。本発明の広範囲で示す数値的範囲及びパラメータは、近似値であるが、具体例に記載の数値は可能な限り正確に報告する。しかしながら、いずれの数値もそれらの各試験測定値において見られる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本来含有する。
本発明は、歯科修復剤用途において有用な、重合収縮が少なく機械的特性が高い、硬化可能な歯科組成物を提供する。これらの組成物は、（メタ）アクリル部分が化学的に付着する環状アリル硫化物部分を含む少なくとも１つの混成モノマーを含有する。これらの２つの機能的統一体（entities）は、典型的に化学結合を経由して互いに直接結合する、あるいはある化学構造又はスペーサ−（すなわち、連結部）分子を通じて結合する。組成物は、任意に、典型的に歯科組成物において使用されるエチレン性不飽和化合物、例えば置換（メタ）アクリレート又は同類の化合物のような、さらなる重合可能な化合物を含有してもよい。
一実施形態では、組成物は、さらに反応開始剤系、典型的に光反応開始剤系を包含し、これは、適切な波長の化学放射線の照射に際し、組成物の重合（又は硬化）を開始する。組成物は、歯科材料の適用の前又は後に硬化される（例えば、従来の光重合及び／又は化学重合技術により重合される）ことができる。同様に充填剤及び他の任意の添加剤も、組成物に組み込まれてよい。
混成モノマー構成要素
本発明の混成モノマーは、米国特許第６，４９５，６４３号（エバンス（Evans）ら）；米国特許第６，３４４，５５６号（エバンスら）；米国特許第６，０４３，３６１号（エバンスら）；ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９６／１９４７１（エバンスら）；ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９４／１４７９２（リッザールド（Rizzardo）ら）；リチャード・エバンス（Richard Evans）らの、新しいフリーラジカル開環アクリレートモノマー（New Free-Radical Ring-Opening Acrylate Monomers）、巨大分子（Macromolecules）、１９９４年、２７（２６）、７９３５−７９３７頁；リチャード・エバンス（Richard Evans）及びエジオ・リッザールド（Ezio Rizzardo）の、環状アリル硫化物のフリーラジカル開環重合（Free-Radical Ring-Opening Polymerization of Cyclic Allylic Sulfides）、巨大分子（Marcomolecules）、１９９６年、２９、６９８３−６９８９頁；リチャード・エバンス及びエジオ・リッザールドの、環状アリル硫化物のフリーラジカル開環重合．２．７及び８員環低収縮モノマー上の置換基の効果（Free Radical Ring-Opening Polymerization of Cyclic Ally lie Sulfides . 2. Effect of Substituents on Seven- and Eight-Membered Ring Low Shrink Monomers）、巨大分子（Macromolecules）、２０００年、３３、６７２２−６７３１頁、並びにリチャード・エバンス及びエジオ・リッザールドの、環状アリル硫化物のフリーラジカル開環重合（Free Radical Ring-Opening Polymerization of Cyclic Ally lie Sulfides）：重合容積収縮が少ない液体モノマー（Liquid Monomers with Low Polymerization Volume Shrinkage）、ポリマー科学ジャーナル（Journal of Polymer Science）：パートＡ：ポリマー化学（Polymer Chemistry）、２００１年、３９、２０２−２１５頁に記載されているものが挙げられる、ヒドロキシ置換環状アリル硫化物化合物から製造することができ、これら全ては、それらの全体が参考文献として本明細書に組み込まれる。
本発明の混成モノマーは、１以上の（メタ）アクリロイル部分を、１以上のこれらのヒドロキシ置換環状アリル硫化物化合物に付着することにより、作製することができる。好ましいヒドロキシ置換環状アリル硫化物化合物としては、Ｃ−８アルコール（７−メチレン−１，５−ジチアシクロオクタン−３−オル；実施例のセクションに記載されている）、Ｃ−８メタノール（７−メチレン−１，５−ジチアシクロオクタン−３−メタノール）、Ｃ−７アルコール（６−メチレン−１，４−ジチアシクロペンタン−３−オル）、及びＣ−７メタノール（６−メチレン−１，４−ジチアシクロペンタン−３−メタノール；米国特許第６，４９５，６４３号（エバンス（Evans）ら）において化合物１ａ−４として記載されている）が挙げられる。典型的に、本発明の混成モノマーは、ヒドロキシ置換環状アリル硫化物化合物と、少なくとも１つの（メタ）アクリロイル部分と少なくとも１つのヒドロキシ基と反応する基（例えば、酸基、酸ハロゲン化物基、無水物基、又はイソシアネート基）とを有する有機分子とを反応させることにより、得ることができる。有機分子のヒドロキシ反応基とヒドロキシ置換環状アリル硫化物化合物との反応は、本発明の特定の混成モノマーを導き得る。従って、例えば、Ｃ−８アルコールは、モノ−２−メタアクリロイロキシエチルフタレートと反応し、混成モノマー１−（２−メタアクリロイロキシエチル）−２−（７−メチレン−１，５−ジチアオクタン−３−イル）フタレート（実施例１；化合物Ａ）を生じることができる。或いは、環状アリル硫化物化合物は、ヒドロキシ基と反応する基（例えば、酸基、酸ハロゲン化物基、無水物基、又はイソシアネート基）により置換され、ヒドロキシ置換メタクリレート（例えば、ＨＥＭＡ）と反応し、様々な混成モノマーを生じることができる。これらの合成経路は、本発明の混成モノマーへの可能な多くの有機合成方法のいくつかだけを表す。こうした方法は、当技術者に容易に知られているであろう。
一実施形態では、環状アリル硫化物部分は、少なくとも１つのへテロ原子、典型的には、任意にＳＯ、ＳＯ2、又はＳ−Ｓ部分の一部として存在してもよい硫黄原子を有する７〜８員を有する環状構造を含む。最も典型的には、環は、環内に、２つの硫黄原子を含むか、あるいは、硫黄原子と酸素又は窒素のような第二の異なるへテロ原子とを含む。加えて、環状アリル硫化物部分は、複数の環状構造を含んでもよいので、混成モノマーは、２つ以上の環状アリル硫化物部分を有してもよい。
本発明の化合物の代表例は次のとおりである：
Figure 2008543743
Figure 2008543743
Figure 2008543743
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Figure 2008543743
Figure 2008543743
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Figure 2008543743
Figure 2008543743
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エチレン性不飽和構成要素
また本発明の組成物は、酸官能性を有する又は有さない１以上のエチレン性不飽和化合物を包含してもよい。有用なエチレン性不飽和化合物の例としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ヒドロキシ官能アクリル酸エステル、ヒドロキシ官能メタクリル酸エステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
組成物（例えば、光重合可能な組成物）は、１以上のエチレン性不飽和基を有するモノマー、オリゴマー、及びポリマーを包含してもよいフリーラジカル的に活性な官能基を有する化合物を包含してもよい。好適な化合物は、少なくとも１つのエチレン性不飽和結合を含有し、付加重合を受けることが可能である。こうしたフリーラジカル的に重合可能な化合物としては、メチル（メタ）アクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ステアリルアクリレート、アリルアクリレート、グリセロールトリアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−プロパンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリメタクリレート、１，４−シクロヘキサンシオールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ビス［ｌ−（２−アクリロイロキシ）］−ｐ−エトキシフェニルジメチルメタン、ビス［ｌ−（３−アクリロイロキシ−２−ヒドロキシ）］−ｐ−プロポキシフェニルジメチルメタン、エトキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、及びトリスヒドロキシエチル−イソシアヌレートトリメタクリレートのようなモノ−、ジ−、又はポリ−（メタ）アクリレート（すなわち、アクリレート及びメタクリレート）；（メタ）アクリルアミド、メチレンビス−（メタ）アクリルアミド、及びジアセトン（メタ）アクリルアミドのような（メタ）アクリルアミド（すなわち、アクリルアミド及びメタアクリルアミド）；ウレタン（メタ）アクリレート；ポリエチレングリコール（好ましくは分子量２００〜５００）のビス−（メタ）アクリレート、米国特許第４，６５２，２７４号（ベッチャー（Boettcher）ら）に記載のもののようなアクリレート化モノマーの共重合可能な混合物、米国特許第４，６４２，１２６号（ザドー（Zador）ら）に開示されたもののようなアクリレート化オリゴマー、及び米国特許第４，６４８，８４３号（ミトラ（Mitra））に記載のもののようなポリ（エチレン性不飽和）カルバモイルイソシアヌレート；並びにスチレン、ジアリルフタレート、ジビニルサクシネート、ジビニルアジパート、及びジビニルフタレートのようなビニル化合物が挙げられる。他の好適なフリーラジカル的に重合可能な化合物としては、例えば、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ００／３８６１９（グーゲンベーガー（Guggenberger）ら）、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０１／９２２７１（ウェインマン（Weinmann）ら）、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０１／０７４４４（グーゲンベーガーら）、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ００／４２０９２（グーゲンベーガーら）に開示されているようなシロキサン官能（メタ）アクリレート、並びに、例えば、米国特許第５，０７６，８４４号（フォック（Fock）ら）、米国特許第４，３５６，２９６号（グリフス（Griffith）ら）、ＥＰ０３７３３８４（ワゲンネクト（Wagenknecht）ら）、ＥＰ０２０１０３１（レイナーズ（Reiners）ら）、及びＥＰ０２０１７７８（レイナーズ（Reiners）ら）に開示されているようなフルオロポリマー官能（メタ）アクリレートが挙げられる。任意に、２つ又はそれ以上のフリーラジカル的に重合可能な化合物の混合物を使用することができる。
同様にエチレン性不飽和化合物は、単一分子内にヒドロキシル基及びエチレン性不飽和基も含有してもよい。こうした物質の例としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート及び２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートのようなヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；グリセロールモノ−又はジ−（メタ）アクリレート；トリメチロールプロパンモノ−又はジ−（メタ）アクリレート；ペンタエリスリトールモノ−、ジ−、及びトリ−（メタ）アクリレート；ソルビトールモノ−、ジ−、トリ−、テトラ−、又はペンタ−（メタ）アクリレート；及び２，２−ビス［４−（２−ヒドロキシ−３−エタアクリロキシプロポキシ）フェニル］プロパン（ビスＧＭＡ）が挙げられる。また好適なエチレン性不飽和化合物は、シグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich）（ミズーリ州セントルイス（St. Louis））のような多種多様な商業的供給源から入手することもできる。エチレン性不飽和化合物の混合物を、必要であれば使用できる。
特定の実施形態では、エチレン性不飽和化合物は、好ましくは置換（メタ）アクリル化合物を含む。特に有用な（メタ）アクリル化合物としては、少なくとも１つの官能基を有するジ（メタ）アクリレート、脂肪族（メタ）アクリレート、及び芳香族官能性を有する（メタ）アクリレートが挙げられる。好適な置換（メタ）アクリル化合物の例としては、米国特許第６，０３０，６０６号（ホルムズ（Holmes））に記載されているようなエトキシ化ビスフェロールＡジメタクリレート（ビスＥＭＡ６）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ビスフェノールＡジグリシジルジメタクリレート（ビスＧＭＡ）、ウレタンジメタクリレート（ＵＤＭＡ）、トリエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）、グリセロールジメタクリレート（ＧＤＭＡ）、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート（ＮＰＧＤＭＡ）、及びポリエチレングリコールジメタクリレート（ＰＥＧＤＭＡ）が挙げられる。任意に、これらの化合物の様々な組み合わせを使用することができる。
本発明の組成物は、エチレン性不飽和化合物を、非充填組成物の全重量を基準として、典型的には少なくとも５重量％、より典型的には少なくとも１０重量％、最も典型的には少なくとも１５重量％包含する。本発明の組成物は、エチレン性不飽和化合物を、非充填組成物の全重量を基準として、典型的には最大９５重量％、より典型的には最大９０重量％、最も典型的には最大８０重量％包含する。
本発明の組成物は、酸官能性を有さないエチレン性不飽和化合物を、非充填組成物の全重量を基準として、典型的には少なくとも５重量％（ｗｔ−％）、より典型的には少なくとも１０重量％、最も典型的には少なくとも１５重量％包含する。本発明の組成物は、酸官能性を有さないエチレン性不飽和化合物を、非充填組成物の全重量を基準として、典型的には最大９５重量％、より典型的には最大９０重量％、最も典型的には最大８０重量％包含する。
酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物
一般に、本発明の組成物は、酸官能性を有さないエチレン性不飽和化合物を包含する；しかし、本発明のある実施形態では、組成物は、代わりに又は加えて、酸官能性を有する１以上のエチレン性不飽和化合物を包含してもよい。
本明細書で使用する時、酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物とは、エチレン性不飽和並びに酸及び／又は酸前駆体官能性を有するモノマー、オリゴマー、及びポリマーが包含されることを意味する。酸前駆体官能性としては、例えば、無水物、酸ハロゲン化物、及びピロリン酸塩が挙げられる。酸官能性は、Ｃ、Ｂ、Ｐ又はＳ、あるいはこれらの組み合わせの酸素酸を包含することができる。例としては、カルボン酸官能性、リン酸官能性、ホスホン酸官能性、スルホン酸官能性、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物としては、例えば、グリセロールホスフェートモノ（メタ）アクリレート、グリセロールホスフェートジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート（例えば、ＨＥＭＡ）ホスフェート、ビス（（メタ）アクリロイロキシエチル）ホスフェート、（（メタ）アクリロイロキシプロピル）ホスフェート、ビス（（メタ）アクリロイロキシプロピル）ホスフェート、ビス（（メタ）アクリロイロキシ）プロピロキシホスフェート、（メタ）アクリロイロキシヘキシルホスフェート、ビス（（メタ）アクリロイロキシヘキシル）ホスフェート、（メタ）アクリロイロキシオクチルホスフェート、ビス（（メタ）アクリロイロキシオクチル）ホスフェート、（メタ）アクリロイロキシデシルホスフェート、ビス（（メタ）アクリロイロキシデシル）ホスフェート、カプロラクトンメタクリレートホスフェート、クエン酸ジ−又はトリ−メタクリレート、ポリ（メタ）アクリレート化オリゴマレイン酸、ポリ（メタ）アクリレート化ポリマレイン酸、ポリ（メタ）アクリレート化ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリレート化ポリカルボキシル−ポリホスホン酸、ポリ（メタ）アクリレート化ポリクロロホスホン酸、ポリ（メタ）アクリレート化ポリスルホネート、ポリ（メタ）アクリレート化ポリホウ酸等のようなα，β−不飽和酸性化合物が挙げられ、硬化可能な構成要素系における構成要素として使用されてもよい。また、（メタ）アクリル酸、芳香族（メタ）アクリレート化酸（例えば、メタクリレート化トリメリット酸）、及びこれらの無水物のような不飽和炭酸のモノマー、オリゴマー、及びポリマーも使用することができる。本発明の特定の好ましい組成物としては、少なくとも１つのＰ−ＯＨ部分を有する酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物が挙げられる。
これらの化合物のいくつかは、例えば、イソシアネートアルキル（メタ）アクリレートとカルボン酸との反応生成物として得られる。酸官能性及びエチレン性不飽和構成要素を有するこの種類のさらなる化合物は、米国特許第４，８７２，９３６号（エンゲルブレクト（Engelbrecht））及び同第５，１３０，３４７号（ミトラ（Mitra））に記載されている。エチレン性不飽和及び酸部分の両方を含有する多種多様なこうした化合物を使用することができる。任意に、こうした化合物の混合物を使用することができる。
酸官能性を有するさらなるエチレン性不飽和化合物としては、例えば、米国公開特許出願２００４／０２０６９３２（アブエルヤマン（Abuelyaman）ら）において開示された重合可能なビスホスホン酸；ＡＡ：ＩＴＡ：ＩＥＭ（例えば、米国特許第５，１３０，３４７号（ミトラ（Mitra））の実施例１１に記載されたように、ＡＡ：ＩＴＡコポリマーと十分な２−イソシアネートエチルメタクリレートとを反応させて、コポリマーの一部の酸基をペンダントメタクリレート基に変換させることにより、製造されたアクリル酸：ペンダントメタクリレートを有するイタコン酸のコポリマー）；並びに米国特許第４，２５９，０７５号（ヤマウチ（Yamauchi）ら）、同第４，４９９，２５１号（オムラ（Omura）ら）、同第４，５３７，９４０号（オムラ（Omura）ら）、同第４，５３９，３８２号（オムラ（Omura）ら）、同第５，５３０，０３８号（ヤマモト（Yamamoto）ら）、同第６，４５８，８６８号（オカダ（Okada）ら）、及び欧州公開特許出願ＥＰ７１２，６２２（トクヤマ社（Tokuyama Corp.））及びＥＰ１，０５１，９６１（クラレイ社（Kuraray Co., Ltd.））に列挙されたものが挙げられる。
また本発明の組成物は、酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物の組合せを包含する組成物も包含することができる。典型的に、組成物は自己接着剤及び非水性である。例えば、こうした組成物は、以下：少なくとも１つの（メタ）アクリロキシ基及び少なくとも１つの−Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）x基を包含する第一化合物、式中、ｘ＝１又は２であり、少なくとも１つの−Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）x基及び少なくとも１つの（メタ）アクリロキシ基は、Ｃ１−Ｃ４の炭化水素基により連結している；少なくとも１つの（メタ）アクリロキシ基及び少なくとも１つの−Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）x基を包含する第二化合物、式中、ｘ＝１又は２であり、少なくとも１つの−Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）x基及び少なくとも１つの（メタ）アクリロキシ基は、Ｃ５−Ｃ１２の炭化水素基により連結している；酸官能性を有さないエチレン性不飽和化合物；反応開始剤系；並びに充填剤、を包含できる。そのような組成物は、例えば、米国仮出願６０／６００，６５８（ラクターハンド（Luchterhandt）ら）（２００４年８月１１日出願）に記載されている。
本発明の組成物は、酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物を、非充填組成物の全重量を基準として、典型的には少なくとも１重量％、より典型的には少なくとも３重量％、最も典型的には少なくとも５重量％包含する。本発明の組成物は、酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物を、非充填組成物の全重量を基準として、典型的には最大８０重量％、より典型的には最大７０重量％、最も典型的には最大６０重量％包含する。
光反応開始剤系
特定の実施形態では、本発明の組成物は光重合可能である、すなわち、組成物は、化学放射線の照射に際し、組成物のフリーラジカル重合（又は硬化）を開始する光重合可能な構成要素及び光反応開始剤（すなわち、光反応開始剤系）を含有する。フリーラジカル的に光重合可能な組成物を重合するために好適な光反応開始剤としては、典型的に３００ｎｍ〜１２００ｎｍの機能的波長範囲、より典型的に３００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲を有するホスフィンオキシドの部類が挙げられる。特に有用なホスフィンオキシドフリーラジカル反応開始剤は、一般に３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの機能的波長範囲を有し、米国特許第４，２９８，７３８号（レッケン（Lechtken）ら）、同第４，３２４，７４４号（レッケンら）、同第４，３８５，１０９号（レッケンら）、同第４，７１０，５２３号（レッケンら）、及び同第４，７３７，５９３号（エルリッチ（Ellrich）ら）、同第６，２５１，９６３号（コーラ−（Kohler）ら）；及びＥＰ特許出願０１７３５６７Ａ２（イング（Ying））に記載されているもののようなアシル及びビスアシルホスフィンオキシドである。
３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ超過の波長範囲の照射時にフリーラジカル反応開始が可能な市販のホスフィンオキシド光反応開始剤としては、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（イルガキュア（IRGACURE）８１９、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ（Ciba Specialty Chemicals）、ニューヨーク州タリタウン（Tarrytown））、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−（２，４，４−トリメチルペンチル）ホスフィンオキシド（ＣＧＩ４０３、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ）、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシドと２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンとの２５：７５重量混合物（イルガキュア１７００、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ）、ビス（η．５−２−４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１イル）−フェニル）チタン（イルガキュア７８４、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ）、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシドと２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンとの１：１重量混合物（ダロキュア（DAROCUR）４２６５、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ）、及びエチル２，４，６−トリメチルベンジルフェニルホスフィネート（ルシリン（LUCIRIN）ＬＲ８８９３Ｘ、ＢＡＳＦ社、ノースカロライナ州シャーロット（Charlotte））が挙げられる。
アシルホスフィンオキシドと組み合わせて、三級アミン還元剤を使用してもよい。本発明において有用な実例となる三級アミンとしては、エチル４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ベンゾエート及びＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートが挙げられる。存在する場合、アミン還元剤は、光重合可能な組成物中に、組成物の全重量を基準として０．１重量％〜５．０重量％の量で存在する。他の反応開始剤の有用な量は、当技術者に周知である。
フリーラジカル的に光重合可能な組成物を重合するための他の好適な光反応開始剤（すなわち、１以上の化合物を包含する光反応開始剤系）としては、二要素系及び三要素系が挙げられる。典型的な三要素光反応開始剤系は、米国特許第５，５４５，６７６号（パラゾット（Palazzotto）ら）に記載されるようにヨードニウム塩、光増感剤、及び電子供与体化合物を包含する。好ましいヨードニウム塩は、ジアリールヨードニウム塩、例えば、ジフェニルヨードニウムクロライド、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロホウ酸塩、及びトリクミルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートである。好ましい光増感剤は、４００ｎｍ〜５２０ｎｍ（好ましくは、４５０ｎｍ〜５００ｎｍ）の範囲内のいくらかの光を吸収するモノケトン及びジケトンである。より好ましい化合物は、４００ｎｍ〜５２０ｎｍ（さらにより好ましくは、４５０〜５００ｎｍ）の範囲内のいくらかの光を吸収するα−ジケトンである。好ましい化合物は、カンファーキノン、ベンジル、フリル、３，３，６，６−テトラメチルシクロヘキサンジオン、フェナントラキノン、１−フェニル−１，２−プロパンジオン及び他の１−アリール−２−アルキル−１，２−エタンジオン、並びに環状α−ジケトンである。最も好ましいのは、カンファーキノンである。好ましい電子供与体化合物としては、置換アミン、例えば、エチルジメチルアミノベンゾエートが挙げられる。カチオン的に重合可能な樹脂を光重合するために有用な他の好適な三要素光反応開始剤系は、例えば米国特許第６，７６５，０３６号（デデ（Dede）ら）に記載されている。さらに他の好適な反応開始剤系は、係争中の米国仮出願６０／６７９２６５、表題「重合収縮が少ない硬化可能な歯科組成物（Hardenable Dental Compositions with Low Polymerization Shrinkage）」に記載されている。
本発明の組成物は、組成物の全重量を基準として、典型的には少なくとも０．０３重量％、より典型的には少なくとも０．０８重量％、さらにより典型的には少なくとも０．１２重量％、最も典型的には少なくとも０．１８重量％の光増感剤を含有する。
光反応開始剤系は、硬化（例えば、重合及び／又は架橋）の任意の速度を提供するために十分な量で存在する。組成物中の光反応開始剤系構成要素の量は、光源、放射エネルギーに曝露される層の厚さ、及び構成要素（単数又は複数）の吸光係数に一部依存するであろう。
酸化還元反応開始剤系
ある実施形態では、本発明の組成物は、化学的に硬化可能である、すなわち、組成物は、化学放射線の照射に依存せずに、重合、硬化（cure）、ないしは別の方法で組成物を硬化（harden）できる、化学的に硬化可能な構成要素及び化学反応開始剤（すなわち、反応開始剤系）を含有する。こうした化学的に硬化可能な組成物は、「自己硬化」組成物と呼ばれることが多く、ガラスアイオノマーセメント、樹脂変性ガラスアイオノマーセメント、酸化還元硬化系、及びこれらの組み合わせを包含してもよい。
化学的に硬化可能な組成物は、硬化可能な構成要素（例えば、エチレン性不飽和重合可能な構成要素）並びに酸化剤及び還元剤を包含する酸化還元剤を含む酸化還元硬化系を包含してもよい。好適な硬化可能な構成要素、酸化還元剤、任意の酸官能性構成要素、及び本発明において有用な任意の充填剤は、米国特許第５，１５４，７６２号（ミトラ（Mitra）ら）、並びに米国公開特許出願２００３／０１６６７４０（ミトラら）及び同２００３／０１９５２７３（ミトラら）に記載されている。
樹脂系（例えば、エチレン性不飽和構成要素）の重合を開始することが可能なフリーラジカルを製造するために、還元剤及び酸化剤は、互いに反応するか、ないしは別の方法で協同すべきである。この種類の硬化は、光の存在に依存せず、光が存在しなくても進行することができる、暗反応である。還元剤及び酸化剤は、好ましくは十分に貯蔵安定性があり、不快な着色がなく、典型的な歯科条件下においての保存及び使用を可能にする。これらは、硬化可能な組成物の他の構成要素に容易に溶解する（及び、硬化可能な組成物の他の構成要素からの分離を阻止する）ことを可能にするために、樹脂系（及び好ましくは水溶性）と十分に混和性があるべきである。
有用な還元剤としては、米国特許第５，５０１，７２７号（ワング（Wang）ら）に記載されているようなアスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、及び金属錯体アスコルビン酸化合物；４−ｔｅｒｔ−ブチルジメチルアニリン及びＮ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）−ｐ−トルイジンのようなアミン、特に三級アミン；ｐ−トルエンスルフィン酸塩及びベンゼンスルフィン酸塩のような芳香族スルフィン酸塩；１−エチル−２−チオ尿素、テトラエチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、１，１−ジブチルチオ尿素、及び１，３−ジブチルチオ尿素のようなチオ尿素；及びこれらの混合物が挙げられる。他の二次還元剤は、塩化コバルト（ＩＩ）、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン（酸化剤の選択に依存する）、ジチオン酸又は亜硫酸アニオンの塩、及びこれらの混合物を包含してもよい。還元剤はアミンであることが好ましい。
また好適な酸化剤は、当業者に馴染みがあり、過硫酸、並びにナトリウム、カリウム、アンモニウム、セシウム、及びアルキルアンモニウム塩のようなその塩が挙げられるが、これらに限定されない。さらなる酸化剤としては、過酸化ベンゾイルのような過酸化物、クミルヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、及びアミルヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシド、並びに塩化コバルト（ＩＩＩ）及び塩化第二鉄、硫酸セリウム（ＩＶ）のような遷移金属の塩、過ホウ酸及びその塩、過マンガン酸及びその塩、過リン酸及びその塩、並びにこれらの混合物が挙げられる。
１超過の酸化剤又は１超過の還元剤を使用することが望ましい可能性がある。また、酸化還元硬化の速度を促進するために、少量の遷移金属化合物を添加してもよい。ある実施形態では、米国公開特許出願２００３／０１９５２７３（ミトラ（Mitra）ら）に記載されているように、重合可能な組成物の安定性を増強するために、二次イオン性塩を包含することが好ましい可能性がある。
還元剤及び酸化剤は、適当なフリーラジカル反応速度を可能にするために十分な量で存在する。これは、任意の充填剤以外の、硬化可能な組成物の全成分を組み合わせ、硬化された塊（mass）が得られるかどうかを観察することにより評価できる。
還元剤は、硬化可能な組成物の構成要素の全重量（水を包含する）を基準として、典型的には少なくとも０．０１重量％、より典型的には少なくとも０．１重量％の量で存在する。還元剤は、硬化可能な組成物の構成要素の全重量（水を包含する）を基準として、典型的には１０重量％以下、より典型的には５重量％以下の量で存在する。
典型的に酸化剤は、硬化可能な組成物の構成要素の全重量（水を包含する）を基準として、少なくとも０．０１重量％、典型的には少なくとも０．１０重量％の量で存在する。酸化剤は、硬化可能な組成物の構成要素の全重量（水を包含する）を基準として、典型的には１０重量％以下、より典型的には５重量％以下の量で存在する。
還元剤又は酸化剤は、米国特許第５，１５４，７６２号（ミトラ（Mitra）ら）に記載されているように、マイクロカプセル化され得る。これは、一般に、硬化可能な組成物の貯蔵安定性を増強し、必要であれば、還元剤又は酸化剤を共に包装することを許容するであろう。例えば、カプセルの材料（encapsulant）の適切な選択を通して、酸化剤及び還元剤は、酸官能性構成要素及び任意の充填剤と組み合わせて、保存安定性状態を維持することができる。酸化還元硬化系は、他の硬化系、例えば、米国特許第５，１５４，７６２号（ミトラ（Mitra）ら）に記載されているような硬化可能な組成物と、組み合わせることができる。
充填剤
本発明の組成物は、充填剤をも含有できる。充填剤は、歯科修復組成物等において現在使用される充填剤のような、歯科用途に使用される組成物に組み込まれるのに適した１以上の多種多様な材料から選択されてもよい。
充填剤は、好ましくは超微粒子状である。充填剤は、一峰性又は多峰性（例えば、二峰性）の粒径分布を有することができる。充填剤の最大粒径（粒子の最大寸法、典型的には直径）は、典型的には２０マイクロメートル未満、より典型的には１０マイクロメートル未満、最も典型的には５マイクロメートル未満である。充填剤の平均粒子径は、典型的には０．４マイクロメートル未満、より典型的には０．１マイクロメートル未満、最も典型的には０．０７５マイクロメートル未満である。
充填剤は、無機材料であることができる。また、それは、樹脂系（すなわち、硬化可能な構成要素）に不溶であり、任意に無機充填剤で充填される架橋された有機材料であることもできる。充填剤は、いずれにしても非毒性であるべきであり、口内に使用するのに適しているべきである。充填剤は、放射線不透過性又は放射線半透過性であることが可能である。典型的に充填剤は、実質的に水に不溶である。
好適な無機充填剤の例は、天然起源材料又は合成材料であり、以下が挙げられるが、これらに限定されない：石英（すなわち、シリカ、ＳｉＯ2）；窒化物（例えば、窒化ケイ素）；例えば、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｃｅ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｚｎ、及びＡｌ由来のガラス及び充填剤；長石；ホウケイ酸ガラス；カオリン；タルク；ジルコニア；チタニア；米国特許第４，６９５，２５１号（ランドクレブ（Randklev））に記載されているもののような低モース硬度充填剤；並びに、サブミクロンシリカ粒子（例えばオハイオ州アクロン（Akron）デグサ社（Degussa Corp）からの「ＯＸ５０」、「１３０」、「１５０」、及び「２００」シリカを包含する商品名称エアロジル（AEROSIL）として入手可能なもの及び、イリノイ州タスコラ（Tuscola）キャボット・コーポレーション（Cabot Corp.）からのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ Ｍ５シリカのような発熱性シリカ。）好適な有機充填剤粒子の例としては、充填又は非充填粉砕ポリカーボネート、ポリエポキシド等が挙げられる。
好適な非酸反応性充填剤粒子は、石英（すなわち、シリカ）、サブミクロンシリカ、ジルコニア、サブミクロンジルコニア、及び米国特許第４，５０３，１６９号（ランドクルブ（Randklev））に記載された種類の非ガラス質微小粒子である。また、これらの非酸反応性充填剤の混合物、並びに有機材料及び無機材料から製造された混合充填剤も意図される。
また充填剤は、酸反応性充填剤であることもできる。好適な酸反応性充填剤としては、金属酸化物、ガラス、及び金属塩が挙げられる。典型的な金属酸化物としては、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、及び酸化亜鉛が挙げられる。典型的なガラスとしては、ホウ酸ガラス、リン酸ガラス、及びフルオロアルミノシリケート（「ＦＡＳ」）ガラスが挙げられる。ＦＡＳガラスが、特に好ましい。ガラスが硬化可能な組成物の構成要素と混合されるとき、硬化された歯科組成物が形成されるように、ＦＡＳガラスは、典型的に十分な溶出可能なカチオンを含有する。また、ガラスは、典型的に十分な溶出可能なフッ化物イオンを含有するので、硬化された組成物は抗う触性を有するであろう。ガラスは、ＦＡＳガラス製造技術において当業者に馴染みが深い技術を使用して、フッ化物、アルミナ、及び他のガラス形成成分を含有する溶融物から、製造することができる。ＦＡＳガラスは、典型的に十分に超微粒子状の粒子の形態であるので、他のセメント構成要素と都合よく混合され得て、その結果得られる混合物が口内に使用されるとき、十分に機能するであろう。
一般に、ＦＡＳガラスの平均粒子径（典型的に、直径）は、例えば、沈殿分析器を使用して測定し、１２マイクロメートル以下、典型的に１０マイクロメートル以下、より典型的に５マイクロメートル以下である。好適なＦＡＳガラスは、当業者に馴染み深いであろうし、多種多様な商業的供給源から入手可能であり、多くは、ビトレマー（VITREMER）、ビトレボンド（VITREBOND）、レリー・Ｘ・ルーティング・セメント（RELY X LUTING CEMENT）、レリーＸルーティング・プラス・セメント（RELY X LUTING PLUS CEMENT）、フォトタック−フィルクイック（PHOTAC-FIL QUICK）、ケタック−モラー（KETAC-MOLAR）、及びケタック−フィルプラス（KETAC-FIL PLUS）（３Ｍ ＥＳＰＥデンタル・プロダクツ（3M ESPE Dental Products）（ミネソタ州セントポール（St. Paul））、フジＩＩ ＬＣ（FUJI II LC）及びフジＩＸ（FUJI IX）（Ｇ−Ｃデンタル・インダストリアル社（G-C Dental Industrial Corp.）、日本、東京）、並びにケムフィル・スペリオール（CHEMFIL Superior）（デンツプライ・インターナショナル（Dentsply International）、ペンシルペニア州ヨーク（York））の商品名称にて市販されているもののような、現在入手可能なガラスアイオノマーセメントに見ることができる。必要であれば、充填剤の混合物を使用することができる。
また、充填剤と樹脂との間の結合を増強するために、充填剤粒子の表面は、連結剤で処理されることもできる。本発明のモノマーと共重合可能な基を有する任意の連結剤が、好適であろう。連結剤は、任意に環状アリル硫化物単位を含有することができる。好適な連結剤の使用としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。特定の実施形態では、シラン処理ジルコニア−シリカ（ＺｒＯ2−ＳｉＯ2）充填剤、シラン処理シリカ充填剤、シラン処理ジルコニア充填剤、及びこれらの組み合わせが、特に好ましい。
他の好適な充填剤は、米国特許第６，３８７，９８１号（ジャング（Zhang）ら）及び同第６，５７２，６９３号（ウー（Wu）ら）、並びにＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０１／３０３０５（ジャングら）、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０１／３０３０６（ウィンディッシュ（Windisch）ら）、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０１／３０３０７（ジャングら）、及びＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０３／０６３８０４（ウーら）に開示されている。これらの参考文献に記載されている充填剤構成要素としては、非凝集ナノサイズシリカ粒子、非凝集ナノサイズ金属酸化物粒子、ナノサイズ粒子のクラスター、及びこれらの組み合わせが挙げられる。またナノ充填剤は、米国公開特許出願１０／８４７，７８１（カンガス（Kangas）ら）；同１０／８４７，７８２（コルブ（Kolb）ら）；同１０／８４７，８０３（クライグ（Craig）ら）；及び同１０／８４７，８０５（ブッダ（Budd）ら）にも記載されており、これら４つの全ては２００４年５月１７日に出願されている。これらの出願は、要約すると、次のナノ充填剤含有組成物を記載する：米国特許出願１０／８４７，７８１（カンガス（Kangas）ら）は、従来のアイオノマー組成物よりも改善された特性を有する組成物を提供するナノ充填剤を含有する安定なアイオノマー組成物（例えば、ガラスアイオノマー）を記載する。一実施形態では、組成物は、ポリ酸（例えば、複数個の酸性繰り返し基を有するポリマー）；酸反応性充填剤；少なくとも１０重量％ナノ充填剤、又はそれぞれ平均粒子径２００ナノメートル以下を有するナノ充填剤の組合せ；水；及び任意に重合可能な構成要素（例えば、任意に酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物）を含む硬化可能な歯科組成物である。
米国特許出願１０／８４７，７８２（コルブ（Kolb）ら）は、光学的に半透明及び放射線不透過性であるアイオノマー系のような改善された特性を有する組成物を提供するナノジルコニア充填剤を含有する安定性アイオノマー（例えば、ガラスアイオノマー）組成物を記載している。ナノジルコニアは、アイオノマー組成物へのナノジルコニアの組込みを補助するためにシランで表面修飾されており、これは、一般に表面修飾がなければナノジルコニアと相互作用してもよいポリ酸を含有し、好ましくない視覚的不透明度を生じる凝固又は凝集を引き起こす。一つの態様において、組成物は、ポリ酸；酸反応性充填剤；ジルコニア粒子の外表面上に付着する複数個のシラン含有分子を有するナノジルコニア充填剤；水；及び任意に重合可能な構成要素（例えば、任意に酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物）を包含する硬化可能な歯科組成物であることができる。
米国特許出願１０／８４７，８０３（クライグ（Craig）ら）は、光学的な半透明性が増強された組成物を提供するナノ充填剤を含有する安定なアイオノマー組成物（例えば、ガラスアイオノマー）を記載している。一実施形態では、組成物は、ポリ酸（例えば、複数個の酸性繰り返し基を有するポリマー）；酸反応性充填剤；ナノ充填剤；光重合可能な構成要素（例えば、任意に酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物）；及び水を包含する硬化可能な歯科組成物である。ポリ酸、ナノ充填剤、水、及び任意に重合可能な構成要素を組み合わされた混合物の屈折率（硬化状態又は非硬化状態で測定される）は、一般に酸反応性充填剤の屈折率の４％以内、典型的には３％以内、より典型的には１％以内、さらにより典型的には０．５％以内である。
米国特許出願１０／８４７，８０５（ブッド（Budd）ら）は、酸反応性ナノ充填剤（すなわち、ナノ構造充填剤）及び硬化可能な樹脂（例えば、重合可能なエチレン性不飽和化合物）を包含できる歯科組成物を記載している。酸反応性ナノ充填剤は、酸反応性、非融合であり、三価金属（例えば、アルミナ）、酸素、フッ素、アルカリ土類金属、及び任意にケイ素及び／又は重金属を包含するオキシフッ化物（oxyfluoride）材料を包含できる。
充填剤を包含する本発明のある実施形態（例えば、歯科接着剤組成物）において、組成物は、組成物の全重量を基準として、好ましくは少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも２重量％、最も好ましくは少なくとも５重量％の充填剤を包含する。こうした実施形態において、本発明の組成物は、組成物の全重量を基準として、好ましくは最大４０重量％、より好ましくは最大２０重量％、最も好ましくは最大１５重量％の充填剤を包含する。
（例えば、組成物が歯科修復剤又は歯科矯正接着剤である）他の実施形態において、本発明の組成物は、組成物の全重量を基準として、好ましくは少なくとも４０重量％、より好ましくは少なくとも４５重量％、最も好ましくは少なくとも５０重量％の充填剤を包含する。そのような実施形態において、本発明の組成物は、組成物の全重量を基準として、好ましくは最大９０重量％、より好ましくは最大８０重量％、さらにより好ましくは最大７０重量％充填剤、最も好ましくは最大５０重量％の充填剤を包含する。
他の添加剤
任意に、本発明の組成物は、溶媒（例えば、アルコール（例えば、プロパノール、エタノール）、ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトン）、エステル（例えば、酢酸エチル）、他の非水性溶媒（例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、１−メチル−２−ピロロリジノン））、及び水を含有してもよい。必要であれば、本発明の組成物は、指示薬（indicators）、染料、顔料、阻害物質、促進剤、粘度調整剤、湿潤剤、緩衝剤、安定剤、及び当業者に明らかであろう他の同様な成分のような添加剤を含有できる。粘度調整剤は、熱感応性粘度調整剤（例えば、ＢＡＳＦワイアンドット社（BASF Wyandotte Corporation）、（ニュージャージー州パーシパニー（Parsippany））から入手可能なプルロニック（PLURONIC）Ｆ−１２７及びＦ−１０８等）を包含し、変性剤上の重合可能な部分又は変性剤と異なる重合可能な構成要素を任意に包含してもよい。こうした熱感応性粘度調整剤は、米国特許第６，６６９，９２７号（トロム（Trom）ら）及び米国公開特許出願２００４／０１５１６９１（オキシマン（Oxman）ら）に記載されている。
さらに、薬剤又は他の治療用物質を、任意に歯科組成物に添加することができる。例としては、歯科組成物に使用されることが多い種類の、フッ化物供給源、美白剤、抗う歯剤（例えば、キシリトール）、カルシウム供給源、リン供給源、再ミネラル化（例えば、リン酸カルシウム化合物）、酵素、息清涼剤、麻酔剤、凝固剤、酸中和剤、化学療法剤、免疫反応変性剤、チキソトロープ剤、ポリオール、抗炎症剤、抗菌剤（抗菌性脂質構成要素に加えて）、抗真菌剤、口腔乾燥症を処理する剤、減感剤等が挙げられるが、これらに限定されない。また、上記の添加剤のいずれかの組合せを採用してもよい。いずれか一つのこうした添加剤の選択及び量は、過度の実験をせずに、任意の結果を達成するために当技術者により選択され得る。
組成物の調製及び使用
本発明の硬化可能な歯科組成物は、従来の混合技術を使用して、混成モノマーを、１以上のさらなるモノマー、例えば、エチレン性不飽和構成要素（例えば、置換（メタ）アクリル化合物）のような他の任意の構成要素と組み合わせることにより、調製できる。その結果得られる組成物は、任意に、増強剤、界面活性剤、充填剤、水、共溶媒、及び本明細書に記載されたような他の添加剤を含有してよい。使用する際、組成物は、光反応開始剤系を含有し、光反応開始により硬化されてもよく、或いは化学的重合により硬化され、組成物が酸化剤及び還元剤を含有する酸化還元硬化系を含有してもよい。或いは、硬化可能な組成物は、組成物が光重合可能な組成物及び化学重合可能な組成物の両方であり得る別の反応開始剤系を含有してもよい。
本発明の硬化可能な組成物は、一部系及び多部系、例えば、２部粉末／液体、ペースト／液体、及びペースト／ペースト系を包含する様々な形態で提供されることができる。また、それぞれ粉末、液体、ゲル、又はペーストの形態の多部組合せ（すなわち、２つ以上の部の組合せ）が採用される他の形態も可能である。酸化還元多部系において、一部は、典型的に酸化剤を含有し、もう一部は、典型的に還元剤を含有する。抗菌性脂質構成要素を含有する多部系では、一部は、典型的に抗菌性脂質構成要素を含有し、別の部は、硬化可能な構成要素又は最終組成物の他の構成要素のいずれかを含有する。硬化可能な組成物の構成要素は、キットに包含されることが可能で、そこで、組成物の内容物は、それらが必要とされるまで、構成要素の保存が可能となるように包装される。
歯科組成物として使用されるとき、硬化可能な組成物の構成要素は、混合され、従来の技術を使用して臨床的に適用され得る。光重合可能な組成物の反応開始のためには、一般に硬化光が必要である。組成物は、象牙質及び／又はエナメル質に非常に良好に接着する複合物又は修復剤の形態であることができる。任意に、硬化可能な組成物が使用される歯組織上において、プライマー層を使用することができる。例えば、ＦＡＳガラス、又は他のフッ化物を放出する材料を含有する組成物は、非常に良好に長期間フッ化物を放出することができる。本発明のある実施形態は、光又は他の外的硬化エネルギーを適用せずに、バルク内で硬化されることができ、前処理を必要とせず、物理的特性が改善された、ガラスアイオノマーセメント又は接着剤を提供してもよい。
本発明の組成物は、充填又は非充填であってもよい多種多様な歯科材料の形態においての使用に特によく適合する。これらは、軽充填複合物（組成物の全重量を基準として、充填剤が４０重量％以下）、あるいは歯に隣接して分与された後に硬化される（すなわち、歯科材料を一時的に又は永久に結合する、又は歯に接触させて配置する）非充填組成物である、シーラント、コーティング、又は歯科接着剤において使用され得る。これらは、典型的に充填組成物（好ましくは、４０重量％超過の充填剤、９０重量％以下の充填剤を含有する）である、歯科及び歯科矯正セメント、歯科矯正接着剤、複合物、充填材、印象材、及び修復剤において使用され得る。
また、組成物は、歯に隣接して配置される前に、最終用途（例えば、クラウン、ブリッジ、ベニヤ、インレイ、オンレイ等として）のために形成される又は重合される補綴物において、使用されることもできる。こうした事前成形物品は、歯医者又は他のユーザーによって、研がれる（ground）ことができるか、ないしは別の方法で慣例に合った形状に形成され得る。硬化歯科材料は、硬化可能な構成要素から調製されるいかなる多種多様な材料でもあり得るが、好ましくは、硬化歯科材料は、表面前処理材料（例えば、エッチング液又はプライマー）ではない。もっと適切に言うなら、好ましくは、硬化歯科材料は、修復剤（例えば、充填物又は補綴物）、ミルブランク、又は歯科矯正装置である。
組成物は、従来の光硬化性セメントの硬化を得ることが難しい可能性がある臨床用途で、有用性を有する。こうした用途としては、奥深くの修復、大きなクラウンの構築、歯内修復、歯科矯正ブラケットの取り付け（例えば、ペースト部分がブラケットに事前適用されることができ、続いて液体部分が歯上に触れることができる、事前コーティングされたブラケットを包含する）、バンド、バッカルチューブ、及び他の装置、歯への金属クラウン又は他の光不浸透性補綴装置の合着、並びに口領域に到達しがたい他の修復剤用途が挙げられるが、これらに限定されない。
典型的な組成物は、歯科接着剤、歯科矯正接着剤、複合物、修復剤、歯科セメント、歯科矯正セメント、シーラント、コーティング、印象材、充填材、又はこれらの組み合わせとして使用される。
本発明のさらなる特徴及び利点は、次の実施例により、さらに説明されるが、これにより制限されることを決して意図しない。本発明は、本明細書に記載の特定の実施例に限定されると考えるべきではなく、さらに適切に言えば添付の特許請求の範囲に相当する本発明の全態様を包含すると理解されるべきである。本明細書を検討すると様々な修正形態、等価の方法、並びに本発明を適用できる非常に多くの構造が、本発明が対象とする当業界の技術者には容易に明らかであろう。別に示されない限り、実施例で提供される全ての部及び百分率は、重量基準であり、全ての水は脱イオン水であり、全分子量は重量平均分子量である。
試験方法
圧縮強度（ＣＳ）試験方法
試験試料の圧縮強度を次の手順に従って測定した。非硬化複合物の試料を４ｍｍ（内径）のガラス管に注入した。管をシリコーンゴムプラグで末端保護した。その後、管を軸上に圧力およそ０．２８ＭＰａ（２．８８ｋｇ／ｃｍ2）で５分間圧縮した。その後、ＸＬ１５００歯科硬化光（dental curing light）（３Ｍ社、ミネソタ州セントポール（St. Paul））を試料に８０秒間照射し、続いてクルザー・ユニＸＳ硬化ボックス（Kulzer UniXS curing box）（ヘレウス・クルーザー社（Heraeus Kulzer GmbH）、ドイツ）内で９０秒間照射することにより、光硬化した。硬化試料を約３７℃／９０％＋相対湿度に１時間置いた後、ダイアモンドのこぎりで切断し、圧縮強度の測定のための長さ８ｍｍの円筒形のプラグを形成した。試験に先立ち、プラグを蒸留水中に３７℃で約２４時間保存した。測定は、ＩＳＯ規格（ISO Specification）７４８９（又はアメリカン・デンタル・アソシエーション（American Dental Association）（ＡＤＳ）規格Ｎｏ．２７）に従って、インストロン・テスター（Instron tester）（インストロン４５０５、インストロン社（マサチューセッツ州カントン（Canton）））にて、１０キロニュートン（ｋＮ）ロードセル、クロスヘッド速度１ｍｍ／分で行なわれた。硬化試料の５つのシリンダーを調製して測定し、結果を５つの測定の平均としてＭＰａで報告した。
ダイヤメトラル引張り強度（ＤＴＳ）試験方法
試験試料のダイヤメトラル引張り強度を、ＤＴＳ測定のために、硬化試料を厚さ２．２ｍｍの円盤に切断したこと以外は、ＣＳ試験方法に記載されたように、測定した。円盤を、水中に保存し、上記のインストロン・テスターにて測定した。硬化試料の６つの円盤を調製して測定し、結果を６つの測定の平均としてＭＰａで報告した。
ワッツ（Watts）収縮試験方法
ワッツ収縮（ワッツ）試験方法は、硬化後の体積測定の変化により、試験試料の収縮を測定する。試料調製（９０ｍｇの非硬化複合物の試験試料）及び試験手順は、次の参考文献に記載されたように行なわれた。可視光線硬化材料における重合収縮動力学の測定（Determination of Polymerization Shrinkage Kinetics in Visible-Light-Cured Materials）：方法開発（Methods Development）、歯科材料（Dental Materials）、１９９１年１０月、２８１−２８６頁。各試料について、収縮％による結果が、３つのレプリカの平均として報告され、３Ｍフィルテック・シュープリーム・ユニバーサル修復剤（FILTEK SUPREME Universal Restorative）（３Ｍ社）の性能に標準化した。
視覚的不透明度（マクベス値）試験方法
円盤形（厚さ１ｍｍ×直径１５ｍｍ）のペースト試料を、円盤の各面を距離６ｍｍでビジラックス２硬化光（VISILUX 2 curing light）（３Ｍ社）からの照明に６０秒曝露させることにより、硬化した。マクベス（MacBeth）（マクベス（MacBeth）、ニューヨーク州ニューバーグ（Newburgh））から入手可能な、可視光線フィルターを備えたマクベス透過濃度計（MacBeth transmission densitometer）モデルＴＤ−９０３を使用して、円盤の厚さを通した光透過率を測定することにより、硬化された試料の直接光透過率を測定した。マクベス値がより低いと、視覚的不透明度がより低く、材料の半透明性がより大きいことを示す。報告される値は、３つの測定の平均である。
バーコール硬度試験方法
試験試料のバーコール硬度を、次の手順に従って測定した。非硬化複合物の試料を、ポリエステル（ＰＥＴ）フィルムのシートとガラススライドとの間に挟まれた厚さ２．５ｍｍのテフロン（登録商標）（TEFLON）金型の中で、エリパー・フリーライト２歯科硬化光（ELIPAR Freelight 2 dental curing light）（３Ｍ社）にて、３０秒間硬化した。照射後、ＰＥＴフィルムを除去し、金型の上面と底面との両方での試料の硬度を、インデンターを備えたバーバーコールマン・インプレッサー（Barber-Coleman Impressor）（手持ち式の携帯用硬度テスター；モデルＧＹＺＪ９３４−１；バーバーコールマン社（Barber-Coleman Company）、工業用計器部門（Industrial Instruments Division）、インディアナ州ロバスパーク（Lovas Park））を使用して測定した。光曝露の５分後に、上面及び底面のバーコール硬度値を測定した。各試料について、結果をＸＸＸ（？）レプリカの平均として報告し、３Ｍフィルテック・シュープリーム・ユニバーサル修復剤（FILTEK SUPREME Universal Restorative）（３Ｍ社）の性能に標準化した。
Figure 2008543743
Figure 2008543743
予備実施例１
Ｃ−８ジウレタン
（１，６−ビス（７−メチレン−１，５−ジチアシクロオクタン−３−イル）−２，４，４−トリメチルへキサンジカルバメート）
７−メチレン−１，５−ジチアシクロオクタン−３−オル（Ｃ−８アルコール；２．９ｇ、１６ｍｍｏｌ）及びジラウリン酸ジブチルスズ（１０ｍｇ；シグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich））を、窒素下において乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ、１０ｍＬ）に溶解した。得られた溶液を、加熱して還流し、乾燥ＴＨＦ（１０ｍＬ）中の２，４，４−トリメチル−１，６−ジイソシアネ−トヘキサン（１．７６ｇ、８．２ｍｍｏｌ）の溶液を、滴下して添加した。出発Ｃ８−アルコールが消費されるまで、反応を、薄層クロマトグラフィー（エーテル：塩化メチレン１：１）により監視した。（反応時間約１２時間。）その後、溶媒を蒸発して粘稠で透明な油／ガムを得た。油／ガムを、メタノール（１５ｍＬ／ｇ）に溶解することにより精製し、わずかに白濁した溶液を得た。少量のガムが分離した。溶液を別のフラスコに濾過して入れ、該ろ液に水（３ｍＬ／ｇ）を攪拌しながらゆっくり添加した。添加の間に、白色残留材料が溶液から分離した。液体溶媒をデカントし、残留物をメタノール：水＝３．５：１で洗浄した。洗浄した残留物を、塩化メチレンに溶解し、ＢＨＴ阻害物質を添加し（１ｍｇ／ｇ）、溶液を硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を蒸発させ、わずかに曇った粘稠な液体を得た（４．３６ｇ、収率９６％）。Ｃ−８ジウレタンの生成物の構造が、１Ｈ及び１３Ｃ ＮＭＲにて、確認された。
実施例１
１−（２−メタアクリロイロキシエチル）−２−（７−メチレン−１，５−ジチアオクタン−３−イル）フタレート
（化合物Ａ）
モノ−２−メタアクリロイロキシエチルフタレート（９．４ｇ、３１ｍｍｏｌ、シグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich））及びＣ−８アルコール（５．３８ｇ、３１ｍｍｏｌ）を、磁気攪拌子及び窒素ガス入口を備えた３首フラスコ中で、塩化メチレン（５０ｍＬ）に溶解した。ＤＭＡＰ（４００ｍｇ）を添加し、得られた混合物を氷浴中で２０分間冷却した。冷却した溶液に、塩化メチレン（５０ｍＬ）中のＤＣＣ（６．９５ｇ、３４ｍｍｏｌ）の溶液を添加した。添加は、窒素下０℃において、フラスコ内容物を連続的に攪拌しながら、１時間の滴下で行なわれた。その後、得られた混合物を、フラスコで氷浴中で１時間、次に、室温で一晩攪拌した。得られた沈殿を、濾過補助セライトを有するブフナー漏斗を使用して、真空濾過により除去した。その後、ろ液を、０．１ＮのＨＣｌ（１００ｍＬ）で一度、５％ＮａＯＨ（１００ｍＬ）で一度、水（１００ｍＬ）で一度洗浄した。有機層を乾燥し、濃縮して、わずかに曇った粘稠な液体（１１．４ｇ；収率８４％）を得た。実施例１（化合物Ａ）の純度及び構造が、１３Ｃ及び１Ｈ ＮＭＲにて確認された。
Figure 2008543743
化合物Ａ
実施例２
１−（メタアクリロイロキシエチル）−６−（７−メチレン−１，５−チアシクロオクタン−３−イル）−２，４，４−トリメチルへキサンジカルバメート
（化合物Ｂ）
２，４，４−トリメチル−１，６−ジイソシアネートへキサン（１７．６ｇ、８４ｍｍｏｌ）を磁気攪拌子及び窒素ガス入口を備えた３首フラスコ中で、塩化メチレン（１００ｍＬ）に溶解した。フラスコにジラウリン酸ジブチルスズ（１０滴、シグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich））を添加し、連続的に攪拌した溶液にＣ−８アルコールを少ない増分でさらに添加した（全添加量：１４．８ｇ、８４ｍｍｏｌ）。得られた混合物を室温で６時間攪拌する間に、全てのＣ−８アルコールが消失したことが薄層クロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝４：１、ガラスプレート上のシリカゲル）により測定された。ＨＥＭＡ（１０．９２ｇ、８４ｍｍｏｌ）を混合物に滴下して添加し、イソシアネート部分（−ＮＣＯ）の消失をＦＴ（フーリエ変換）ＩＲ分光法で監視した。攪拌を一晩続けた後、ＩＲは、約９５％ＮＣＯ反応完了を示した。メタノール（１０ｍＬ）を添加し、０．５時間後、ＮＣＯ反応が完了した。溶媒を真空下で除去し、無色の粘稠な液体として実施例２（化合物Ｂ）を得た。収率は定量的であった。純度及び構造が、１３Ｃ及び１Ｈ ＮＭＲにより確認された。
Figure 2008543743
 化合物Ｂ
実施例３Ａ
１−（２−メタアクリロイロキシエチル）−２−（７−メチレン−１，５−ジチアシクロオクタン−３−イル）サクシネート
（化合物Ｃ）
実施例３Ａを、実施例１にて記載されたエステル化の一般手順に従って、Ｃ−８アルコール及びモノ−２−メタアクリロイロキシエチルサクシネート（シグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich））から調製した。実施例３Ａ（化合物Ｃ）の純度及び構造立証は、１Ｈ及び１３Ｃ ＮＭＲにより確認された。
Figure 2008543743
 化合物Ｃ
実施例３Ｂ
１−（２−アクリロイロキシエチル）−２−（７−メチレン−１，５−ジチアシクロオクタン−３−イル）サクシネート
（化合物Ｄ）
実施例３Ｂを、実施例１にて記載されたエステル化の一般手順に従って、Ｃ−８アルコール及びモノ−２−アクリロイロキシエチルサクシネート（シグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich））から調製した。実施例３Ｂ（化合物Ｄ）の純度及び構造立証は、１Ｈ及び１３Ｃ ＮＭＲにより確認された。
実施例４Ａ
（７−メチレン−１，５−ジチアシクロオクタン−３−イル）２，２−ビス（ＩＥＭ−メチル）プロピオネート
（化合物Ｅ）
２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸（１５．０ｇ、１１２ｍｍｏｌ、シグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich））を、窒素下で磁気攪拌子を使用して連続して攪拌しながら、ＴＨＦ（１００ｍＬ）中に懸濁した。室温において、激しく攪拌された懸濁液に、ジラウリン酸ジブチルスズ（１０滴）を添加し、続いてＩＥＭ（３５．４ｇ、１１２ｍｍｏｌ）を滴下して添加した。混合物を一晩攪拌し（混合物は透明になった）、ＦＴＩＲは、−ＮＣＯ部分の５％未満が未反応で残っているのが示されたた。メタノール（２ｍＬ）を添加し、全ての−ＮＣＯが反応した後、混合物をさらに２時間攪拌した。ロータリーエバポレーター内で溶媒を除去し、透明で粘稠な液体（ＩＥＭ付加化合物−プロピオン酸）を定量的収率で得た。
実施例１に記載されたエステル化の一般手順に従って、単離されたＩＥＭ付加化合物−プロピオン酸をＣ−８アルコールでエステル化した。白色ワックス固体を単離した。実施例４Ａ（化合物Ｅ）の構造は、１Ｈ及び１３Ｃ ＮＭＲで確認された。そのワックス様性質のために、有意量の充填剤を実施例４Ａに加えることは、非常に難しいことがわかり、この化合物ではペースト製剤を製造しなかった。
Figure 2008543743
 化合物Ｅ
実施例４Ｂ
（２−（メタクリロイロキシ）エチルアセトアセテート及び実施例３Ｂの反応生成物）
（化合物Ｆ）
ガラスバイアル瓶中に、１−（２−アクリロイロキシエチル）−２−（７−メチレン−１，５−ジチアオクタン−３−イル）サクシネート（実施例３Ｂ、５．２５ｇ、０．０１３４ｍｏｌ）を入れ、続いてＤＢＵ２滴を入れた。構成要素を３０秒間手で混合し、２−（メタクリロイロキシ）エチルアセトアセテート（１．３５ｇ、０．００６８、シグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich））を添加して、続いて１分間手で混合した。バイアル瓶を室温にて３時間置き、その間に無色の粘稠な液体として定量的収率で生成物が形成された。実施例４Ｂ（化合物Ｆ）の構造は、１Ｈ及び１３Ｃ ＮＭＲにて確認された。その高粘度の性質のために、有意量の充填剤を実施例４Ｂに加えることは、非常に難しいことがわかり、この化合物ではペースト製剤を製造しなかった。
Figure 2008543743
 化合物Ｆ
実施例５−９及び比較実施例１−２
Ｃ−８アルコールのメタクリレート誘導体を含有する歯科組成物
Ｃ−８アルコールのメタクリレート誘導体を含有する歯科組成物（「混成」化合物）を、次のように調製した：初めにガラス瓶内で混合物を５５℃で３時間機械的に混合することにより、光反応開始剤構成要素（例えば、ＣＰＱ、ＥＤＭＡＢ、及びＤＰＩＨＦＰ）をビスＧＭＡに溶解した。次に、他の構成要素（充填剤を包含する）を、スクリューキャップを有するＭＡＸ２０プラスチック製ミキシングカップ（フラックテク（Flakteck）、サウスカロライナ州ランドラム（Landrum））に量り入れた。カップを８５℃のオーブン内に３０分間置いた。次に、全ての構成要素を組み合わせ、ＤＡＣ１５０ＦＶスピードミキサー（フラックテク（Flakteck））内で３１４．２ｒａｄ／ｓ（３０００ｒｐｍ）にて１分間混合した。８５℃で３０分間加熱後に、混合することを２回繰り返した。歯科組成物（実施例５−９）は、ペースト複合物として、この方法にて調製されたが、各複合物における構成要素の相対量を表１に列記する。比較実施例１及び２は、組成物が、「混成」化合物の代わりに、Ｃ−８アルコールのアセテート（Ｃ−８アセテート）及びジウレタン（Ｃ−８ジウレタン）誘導体を含有すること以外は，同様な方法で調製された（表１）。
これらの複合物ペースト（実施例５−９）については、本明細書に記載された試験方法に従って、ダイヤメトラル引張り強度（ＤＴＳ）、ワッツ収縮、バーコール硬度、及び視覚的不透明度を評価し、結果はを市販製品３Ｍフィルテック・シュープリーム・ユニバーサル修復剤（FILTEK SUPREME Universal Restorative）（３Ｍ社）の結果と比較した。評価結果を表２に提供する。比較実施例１及び２は、可視光線への曝露（エリパー・フリーライト硬化光（ELIPAR FreeLight Curing Light）（３Ｍ社）からの可視光線への２０〜３０秒間の曝露）に際し、重合されなかった（すなわち、硬化されなかった）ので、評価結果が得られなかった。
表２の結果から、本発明の歯科複合物（実施例５−９）は、市販のフィルテック・シュープリーム（FILTEK SUPREME）修復剤製品と比較して、良好〜優れた機械的強度（ＤＴＳ及びバーコール硬度値）及び審美的（視覚的不透明度値）特性を維持しつつも、著しく改善された収縮値を示すことを、結論付けることができる。
Figure 2008543743
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 ＊ＮＴ＝試験せず
＊＊フィルテック・シュープリーム（FILTEK SUPREME）修復剤（非顔料着色（unpigmented）試料）
実施例１０−１３
Ｃ−８アルコールのメタクリレート誘導体を含有する歯科組成物
Ｃ−８アルコールのメタクリレート誘導体を含有する歯科組成物（「混成」化合物）を、次のように調製した：初めにガラス瓶中で混合物を機械的に混合することにより、光反応開始剤構成要素（すなわち、ＣＰＱ、ＥＤＡＢ、及びＤＰＩＨＦＰ）を「混成」化合物に溶解した。次に、充填剤を添加し、得られたペーストが均質になるまで、全ての構成要素を混合した。歯科組成物（実施例１０−１３）は、この方法で調製されたが、各複合物におけるペースト複合物及び構成要素の相対量を表３に列記する。
これらの複合物ペースト（実施例１０−１３）については、本明細書に記載された試験方法に従ってバーコール硬度が評価され、その結果を表４に提供する。
表４における結果から、本発明の歯科複合物（それぞれモノマー樹脂として単一「混成」化合物のみを含有する実施例１０−１３）は、良好〜優れたバーコール硬度値を示すことを、結論付けることができる。
Figure 2008543743
Figure 2008543743
 実施例１４−２４
Ｃ−８アルコールのメタクリレート誘導体を含有する歯科組成物
Ｃ−８アルコールのメタクリレート誘導体を含有する歯科組成物（「混成」化合物）を、次のように調製した：光反応開始剤構成要素（例えば、ＣＰＱ、ＥＤＭＡＢ、ＤＰＩＨＦＰ、及びＩ−８１９）、メタクリレートモノマー、（ビスＧＭＡ、ビスＥＭＡ６、ＵＤＭＡ、及びＴＥＧＤＭＡ）、並びにＣ−８アルコールのメタクリレート誘導体を、スクリューキャップを有するＭＡＸ２０プラスチク製ミキシングカップ（フラックテク（Flakteck））に量り入れた。カップを８５℃のオーブンに５分間置いた後、ＤＡＣ１５０ＦＶスピードミキサー（フラックテク（Flakteck））内にて３１４．２ｒａｄ／ｓ（３０００ｒｐｍ）で１分間混合した。次に、充填剤構成要素を添加し、カップを８５℃のオーブンに５分間置き、ＤＡＣ１５０ＦＶスピードミキサー（フラックテク（Flakteck））内にて３１４．２ｒａｄ／ｓ（３０００ｒｐｍ）で１分間混合した。８５℃で５分間加熱後に攪拌することを１回繰り返した。歯科組成物（実施例１４−２４）は、この方法で調製されたが、各複合物のペースト複合物及び構成要素の相対量を表５に列記する。
これらの複合物ペースト（実施例１４−２４）について、本明細書に記載された試験方法に従って、ワッツ収縮及びバーコール硬度を評価し、結果を、市販製品３Ｍフィルテック・シュープリーム・ユニバーサル修復剤（FILTEK SUPREME Universal Restorative）（３Ｍ社）の結果と比較した。評価結果を表６に提供する。
表４における結果から、本発明の歯科複合物（実施例１４−２４）は、一般的に良好〜優れた硬度（バーコール硬度値）を維持する一方で、市販のフィルテック・シュープリーム（FILTEK SUPREME）修復剤製品と比較して、一般的に改善された収縮値を示すことを、結論付けることができる。

Figure 2008543743
Figure 2008543743
 ＊ビジラックス２硬化光（VISILUX 2 curing light）（３Ｍ社）にて硬化
＊＊ＮＴ＝試験せず
本発明の様々な修飾及び変更が、本発明の範囲及び精神から逸脱せずに実施できることは、当業者には明らかであろう。本発明は、本明細書で述べる特定の実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではないこと、並びに、こうした実施形態及び実施例は、本明細書に添付される特許請求によってのみ制限されることが意図される本発明の範囲内で、本発明の説明のためにのみ提示されることを理解すべきである。
本明細書中に引用される特許、特許文献、及び刊行物の完全な開示は、それぞれが個々に組み込まれたかのように、その全体が参考として本明細書に組み込まれる。

Claims (20)

  1. 少なくとも１つの（メタ）アクリロイル部分が付着する少なくとも１つの環状アリル硫化物部分を有する重合可能な化合物を含み、該化合物が、該環状アリル硫化物部分の環状構造に直接結合する酸素原子を含む、硬化可能な歯科組成物。
  2. 前記組成物に付着する少なくとも１つの（メタ）アクリロイル部分を有する少なくとも１つの環状アリル硫化物部分を有する重合可能な化合物を含み、該化合物が以下の式で表される、硬化可能な歯科組成物。
    Figure 2008543743
     式Ｉａ
    又は
    Figure 2008543743
     式Ｉｂ
    ［式中、各Ｘは、少なくとも１つのＸがＳ、又はＳを含む基であるという条件で、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｃ、ＳＯ、ＳＯ2、Ｎ−アルキル、Ｎ−アシル、ＮＨ、Ｎ−アリール、及びカルボニルから独立して選択され；
    Ｙは、存在しないか、あるいは任意にヘテロ原子を包含するＣ１〜Ｃ３のアルキレン、カルボニル、アシル、又はこれらの組み合わせであり；
    Ｚは、Ｏ、ＮＨ、Ｎ−アルキル、又はＮ−アリールであり；
    Ｒ’は、少なくとも２つの炭素を有するアルキレン、少なくとも１つのへテロ原子（例えば、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｓ−Ｓ、ＳＯ、ＳＯ２）を有するアルキレン、アリーレン、脂環式、カルボニル、シロキサン、アミド（−ＣＯ−ＮＨ−）、アシル（−ＣＯ−Ｏ−）、ウレタン（−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−）、尿素（−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−）基、並びにこれらの組み合わせから選択される基を含む連結部であり；
    Ｒ”はＨ又はＣＨ3であり；
    ａは１〜３であり；
    ｂは１〜３であり；
    ここで、１以上の環状アリル硫化物部分は、任意に環上で、直鎖状又は分岐鎖状アルキル、アリール、シクロアルキル、ハロゲン、ニトリル、アルコキシ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルチオ、カルボニル、アシル、アシルオキシ、アミド、ウレタン基、及び尿素基から選択される１以上の基により、さらに置換され得る。］
  3. 前記環状アリル硫化物部分が２つの硫黄原子を含有する、請求項１に記載の組成物。
  4. 前記環状アリル硫化物部分が８員環を含む、請求項１に記載の組成物。
  5. 前記環状アリル硫化物部分が７員環を含む、請求項１に記載の組成物。
  6. 前記重合可能な化合物が少なくとも２５０のＭＷを有する、請求項１に記載の組成物。
  7. 前記（メタ）アクリロイル部分が（メタ）アクリレート又は（メタ）アクリルアミドを含む、請求項１に記載の組成物。
  8. さらにエチレン性不飽和構成要素を含む、請求項１に記載の組成物。
  9. 前記エチレン性不飽和化合物が置換（メタ）アクリロイル化合物を含む、請求項８に記載の組成物。
  10. 前記置換（メタ）アクリロイル化合物がジ（メタ）アクリレートを含む、請求項９に記載の組成物。
  11. 前記置換（メタ）アクリロイル化合物が少なくとも１つの官能基を有する脂肪族（メタ）アクリレートを含む、請求項９に記載の組成物。
  12. 前記置換（メタ）アクリロイル化合物が芳香族官能性を有する（メタ）アクリレートを含む、請求項９に記載の組成物。
  13. 前記置換（メタ）アクリロイル化合物がエトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート（ビスＥＭＡ６)、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ビスフェノールＡジグリシジルジメタクリレート（ビスＧＭＡ）、ウレタンジメタクリレート（ＵＤＭＡ）、トリエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）、グリセロールジメタクリレート（ＧＤＭＡ）、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート（ＮＰＧＤＭＡ）、及びポリエチレングリコールジメタクリレート（ＰＥＧＤＭＡ）から成る群から選択される、請求項９に記載の組成物。
  14. 前記組成物がさらに反応開始剤系を含む、請求項３〜１３のいずれか一項に記載の組成物。
  15. 前記反応開始剤系が、電子供与体、ヨードニウム塩、及び光増感剤を含む、請求項１４に記載の組成物。
  16. 前記反応開始剤系が、約３００〜約６００ｎｍの範囲の光を吸収できるホスフィンオキシドを含む、請求項１４に記載の組成物。
  17. 前記組成物がさらに充填剤を含む、請求項３〜１６のいずれか一項に記載の組成物。
  18. 前記充填剤がシランで表面変性されている、請求項１７に記載の組成物。
  19. 歯科修復剤の調製方法であり、
    請求項１〜１８のいずれか一項に記載の硬化可能な歯科組成物を提供することと、
    該組成物を患者の歯に適用することと、
    該組成物を重合すること、
    とを含む方法。
  20. 次式で表される化合物。
    Figure 2008543743
     式Ｉａ
    又は
    Figure 2008543743
     式Ｉｂ
    ［式中、各Ｘは、少なくとも１つのＸがＳ、又はＳを含む基であるという条件で、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｃ、ＳＯ、ＳＯ2、Ｎ−アルキル、Ｎ−アシル、ＮＨ、Ｎ−アリール、及びカルボニルから独立して選択され；
    Ｙは、存在しないか、あるいは任意にへテロ原子を包含するＣ１〜Ｃ３のアルキレン、カルボニル、アシル、又はこれらの組み合わせであり；
    Ｚは、Ｏ、ＮＨ、Ｎ−アルキル、又はＮ−アリールであり；
    Ｒ’は、少なくとも２つの炭素を有するアルキレン、少なくとも１つのへテロ原子（例えば、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｓ−Ｓ、ＳＯ、ＳＯ２）を有するアルキレン、アリーレン、脂環式、カルボニル、シロキサン、アミド（−ＣＯ−ＮＨ−）、アシル（−ＣＯ−Ｏ−）、ウレタン（−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−）、尿素（−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−）基、並びにこれらの組み合わせから選択される基を含む連結部であり；
    Ｒ”はＨ又はＣＨ3であり；
    ａは１〜３であり；及び
    ｂは１〜３であり；
    ここで、１以上の環状アリル硫化物部分は、任意に環上で、直鎖状又は分岐鎖状アルキル、アリール、シクロアルキル、ハロゲン、ニトリル、アルコキシ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルチオ、カルボニル、アシル、アシルオキシ、アミド、ウレタン基、及び尿素基から選択される１以上の基により、さらに置換され得る。］
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