JP2015227309A - 中和促進イオン徐放性歯科用フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
具体的には、イオン徐放性ガラス (a)及び非重合性フィルム形成材(b)を含み、厚さが15μm〜500μmの中和促進イオン徐放性歯科用フィルムである。
イオン徐放性ガラス (a)がフッ化物イオンを徐放し、更に2〜4価のイオンのうち一種類以上のイオンを徐放するイオン徐放性ガラスであることが好ましい。
イオン徐放性ガラスがフッ化物イオンを徐放し、更にストロンチウムイオン、アルミニウムイオン及びホウ酸イオンの内から一種類以上のイオンを徐放するイオン徐放性ガラスであることが好ましい。更に、少なくともフッ化物イオン、ストロンチウムイオン及びホウ酸イオンを徐放することが好ましい。
イオン徐放性ガラスから徐放されるフッ化物イオンが歯質に取り込まれ、フルオロアパタイトを形成することにより耐酸性が向上する。ストロンチウムイオンも同様に歯質中に取り込まれストロンチウムアパタイトを形成する。このストロンチウムアパタイトの耐酸性はハイドロキシアパタイトの耐酸性に比べ高いことから、ストロンチウムの徐放により歯質の耐酸性の向上が期待される。また、ストロンチウムイオンは周囲の口腔内環境が酸性へと傾いた場合、中性へと移行させる酸中和能を有する。つまり、ストロンチウムイオン及びフッ化物イオンの相乗効果により歯質の耐酸性の向上及び口腔内環境を中性へと移行させることが同時に達成されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。さらに、塩化合物からのイオンの溶出とは異なり、ガラス骨格からのイオン徐放であるためカウンターイオンが近在せず、塩形成によるイオン徐放の阻害が起きないため安定したイオン徐放できる。
本発明に用いるイオン徐放性ガラスは非晶質構造であるが、一部結晶質構造を含んでいても何等問題はなく、さらにそれらの非晶質構造を有するガラスと結晶構造を有するガラスの混合物であっても何等問題はない。ガラス構造が非晶質であるか否かの判断はX線回折分析や透過型電子顕微鏡等の分析機器を用いて行うことができる。その中でも本発明に用いるイオン徐放性ガラスは外部環境におけるイオン濃度との平衡関係により各種イオンが徐放することから、均質な構造である非晶質構造であることが好ましい。
粉砕等によって所望の平均粒径に微粉砕されたイオン徐放性ガラスを含有する水性分散体中に、一般式(I)
また一般式(I)で表されるシラン化合物の低縮合体であることがより好ましい。例えばテトラメトキシシランおよびテトラエトキシシランを部分加水分解して縮合させた低縮合シラン化合物である。これらの化合物は単独または組み合わせて使用することができる。
熱処理後、熱処理物の解砕は剪断力または衝撃力を加えることにより容易に可能であり、解砕方法としては上記反応に用いた設備などで行うことができる。
酸性ポリマー溶液中に溶解したポリマーの重量分子量は2000〜50000の範囲であり、5000〜40000の範囲にある。2000未満の重量平均分子量を有する酸性ポリマーで処理した表面処理イオン徐放性ガラスはイオン徐放性が低くなる傾向にある。50000を超える重量平均分子量を有する酸性ポリマーは酸性ポリマー溶液の粘性が上がり、酸性ポリマー処理を行うことが困難となる。また酸性ポリマー溶液中に占める酸性ポリマー濃度は3〜25重量%の範囲が好ましく、より好ましくは8〜20重量%の範囲である。酸性ポリマー濃度3重量%未満になると上記で述べた酸性ポリマー相が脆弱になる。また酸性ポリマー濃度が25重量%を超えるとポリシロキサン層(多孔質)を拡散しにくくなる反面、イオン徐放性ガラスに接触すると酸−塩基反応が速く、反応中に硬化が始まり凝集が起こる等の問題が生じる。またポリシロキサンで被覆されたイオン徐放性ガラスに対する酸性ポリマー溶液の添加量は6〜40重量%の範囲が好ましく、より好ましくは10〜30重量%である。この添加量で換算するとポリシロキサン被覆イオン徐放性ガラスに対する酸性ポリマー量は1〜7重量%、また水量は10〜25重量%の範囲が最適値である。
以下の手法によってイオン徐放性ガラス又は他のフィラーがイオン徐放性を有しているか否かを判断することができる。
蒸留水100gに対してイオン徐放性ガラス又は他のフィラーを0.1g加え、1時間撹拌させた時の蒸留水中に徐放したイオン濃度(F1)又はイオン種に起因した元素濃度(F1)と、2時間撹拌した時の蒸留水中に徐放したイオン濃度(F1)又はイオン種に起因した元素濃度(F2)が下式(1)の関係を満足する場合をイオン徐放とみなすことができる。
F2 > F1 ・・・・式(1)
ここで用いるF1又はF2はフッ素電極やイオンクロマトグラフィー等によって分析したイオン濃度を用いてもよいが、誘導結合プラズマ発光分光分析装置等を用いて分析したイオン濃度と相関関係があるイオン種に起因した元素濃度をイオン濃度の代わりに用いても何等問題はない。また、イオン徐放性ガラスから徐放するイオンが複数ある場合は、すべてのイオン濃度又は元素濃度が式(1)を満足する必要はなく、少なくとも一つのイオン濃度又は元素濃度が式(1)を満足した場合をイオン徐放とみなすことができる。
本発明に用いるイオン徐放性ガラスはイオン徐放の効果に基因する酸中和能を有していることが好ましい。酸中和能はpHを4.0に調整した乳酸水溶液10gに対してイオン徐放性ガラスを0.1g加え、5分間撹拌させた時のpH変化を測定することにより確認することできる。その時のpHが5.5以上、より好ましくは6.0以上、最も好ましくは6.5以上を示したとき酸中和能が発現するとみなすことができる。
フィルム形成材(b) の配合量は60〜90%にすることが好ましい。フィルム形成材(b) の配合量が60%より低い場合、フィルムを形成することが困難であり、90%を上回る場合、イオン徐放性が著しく低下する。
唾液緩衝能向上剤の配合量は5〜20%配合することが好ましい。唾液緩衝能向上剤の配合量が5%より低い場合は酸緩衝能が発現せず、20%を上回る場合は中和促進イオン徐放性歯科用フィルムが脆くなってしまい、取り扱いが困難になる。
本発明の中和促進イオン徐放性歯科用フィルムは含有する特定のイオン徐放性ガラスにホウ酸を含有する場合はホウ酸イオンが口腔内に徐放されるため、抗菌性または静菌性を相乗的に高めることが期待できる。
中和促進イオン徐放性歯科用フィルムの形状は口腔内組織あるいは補綴装置に貼付けができれば円形、楕円形、長方形、正方形、多角形等の形状に限定されないが、中和促進イオン徐放性歯科用フィルムの面積は0.5cm2〜25cm2が好ましい。中和促進イオン徐放性歯科用フィルムの面積が0.5cm2未満の場合はイオン徐放量が不十分であり、25cm2以上の場合は取り扱いが困難となる。
本発明の中和促進イオン徐放性歯科用フィルムはイオンの徐放性を制御するために複層構造にすることも可能である。例えば、内層にイオン徐放性ガラスを含むフィルム層、両外層にフィルム成分のみから成る3層構造のフィルムにすることによりイオン徐放性を制御することが可能である。あるいは、イオン徐放性ガラスと易水溶性フィルム成分から成る層と難水溶性フィルム成分から成る層の2層構造の中和促進イオン徐放性歯科用フィルムにおいては、易水溶性フィルム層からのみ効果的にイオン徐放性することが可能である。複層構造のフィルムを製造方法は、例えば複数枚のフィルムを各々製造後、各フィルムを圧着、溶着等することにより複層構造のフィルムを得ることができる。
蒸留水100gに対してイオン徐放性ガラスまたは各種フィラーを0.1g加えて1時間撹拌後、分析用シリンジフィルター(クロマトディスク25A,ポアサイズ0.2μm:ジーエルサイエンス社)でろ過した溶液中に徐放した各イオンに基因する元素濃度をF1とした。また、同様に蒸留水100gに対してイオン徐放性ガラスまたは各種フィラーを0.1g加えて2時間撹拌後、同じ操作を行いろ過した溶液中に徐放した各イオンに基因した元素濃度をF2とした。フッ素はフッ素イオン複合電極(Model 9609:オリオンリサーチ社)及びイオンメータ(Model 720A:オリオンリサーチ社)を用いてフッ化物イオンを測定し、その値を用いてフッ素元素濃度に換算した。測定時にイオン強度調整剤としてTISABIII(オリオンリサーチ社製)を0.5ml添加した。検量線の作成は0.1、1、10、50ppmの標準液を用いて行った。他の元素(Na,B,Al,Sr)に関しては誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICPS-8000:島津社製)を用いて、測定により算出した。検量線の作成は0.1、1、10、50ppmの標準液を用いて行った。なお、測定元素が検量線範囲外となった場合、適宜希釈して測定を実施した。
本発明に用いるイオン徐放性ガラスの酸中和能を以下の方法で評価した。pHを4.0に調整した乳酸水溶液10gに対してイオン徐放性ガラス及び各種フィラーを0.1g加え、5分間撹拌した後のpHをpHメーター(D-51:堀場製作所)を用いて測定することにより評価した。
ガラス板(18mm×18mm)上に18mm×18mmに切り出した中和促進イオン徐放性歯科用フィルムを貼付け、このガラス板試験体を5mLの蒸留水中に浸漬し、1時間ごとにガラス板試験体を取り出し、新たな蒸留水5mLに再び浸漬させた。この操作を合計3回、つまり0〜1時間、1〜2時間、2〜3時間における中和促進イオン徐放性歯科用フィルムから蒸留水中に放出したイオンを含む3種類の溶液を得た。それらの溶液を用いて前述の測定方法と同様に溶液中の各イオンに基因した元素量を測定した。なお、測定元素が検量線範囲外となった場合、適宜希釈して測定を実施した。
中和促進イオン徐放性歯科用フィルムの厚みを5か所、マイクロメータ(MDC25SB :ミツトミ)を用いて測定し、その平均値を平均フィルム厚さとして表2及び3に記載した。
ガラス板(18mm×18mm)に15mm×15mmの中和促進イオン徐放性歯科用フィルムを貼付し、5mLの乳酸水溶液(pH4.0に調整)中に浸漬した。その後、6時間及び24時間経過後の乳酸水溶液のpHをpHメーター(D-51:堀場製作所)を用いて測定した。
実施例及び比較例の口臭の抑制効果を評価するために5名を対象に以下の試験を実施した。各被験者の舌上に18mm×18mmに切り出した中和促進イオン徐放性歯科用フィルムを貼付け、30分経過した後の口臭を貼付ける前の口臭と比較することにより評価を行った。口臭の比較には呼気中の硫化水素、メチルメルカプタン、ジメチルサルファイド等に由来する口腔内の硫黄化合物濃度(VSC値)の測定(XP-Breath-Tron:新コスモス電機)を行い、貼付け前の呼気中のVSC(1)値と貼付け後30分経過した後の呼気中のVSC(2)値を比較した。評価の結果、口臭低減率(%)=(1−VSC(2)/VSC(1))×100を算出し、5名の平均値を表2及び3に記載した。
フィルム形成材
デンプン:馬鈴薯デンプン
PVP:ポリビニルピロリドン(分子量630000、東京化成工業)
フッ化物イオン供給材
NaF:フッ化ナトリウム粉末(ナカライテスク社)
甘味料
キシリトール
唾液分泌促進材
クエン酸
二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、フッ化ナトリウム、炭酸ストロンチウムの各種原料(ガラス組成:SiO2 23.8質量%、Al2O3 16.2質量%、B2O3 10.5質量%、SrO 35.6質量%、Na2O 2.3質量%、F11.6質量%)をボールミルを用いて均一に混合し原料混合品を調製した後、その原料混合品を溶融炉中で1400℃にて溶融した。その融液を溶融炉から取り出し冷鋼板上、ロールまたは水中で冷却してガラスを生成した。4連式振動ミルのアルミナポット(内容積3.6リットル)中に直径6mmφのアルミナ玉石4kgを投入後、上記で得たガラスを500g投入して40時間粉砕を行い、イオン徐放性ガラス1を得た。このイオン徐放性ガラス1の50%平均粒子径をレーザー回折式粒度測定機(マイクロトラックSPA:日機装社製)により測定した結果、1.2μmであった。このイオン徐放性ガラス1から放出されるイオンに基因した元素量(フッ化物イオンのみイオン量)を測定し、(1)式への適合性を確認した。その結果を表1に示した。
以下に示すポリシロキサン処理及び酸性ポリマー処理を行い表面処理したイオン徐放性ガラス2を得た。
前述のイオン徐放性ガラス1を500g、シラン化合物(予めテトラメトキシシラン5g、水1000g及びエタノール100gを2時間室温で撹拌し得られたシラン化合物の低縮合物)を万能混合攪拌機に投入し、90分間撹拌混合した。その後、140℃にて熱処理を30時間施し、熱処理物を得た。この熱処理物をヘンシェルミキサーを用いて解砕し、ポリシロキサン被覆イオン徐放性ガラスを得た。このポリシロキサンで被覆されたイオン徐放性ガラス500gを撹拌しつつ、酸性ポリマー水溶液(ポリアクリル酸水溶液:ポリマー濃度13重量%、重量平均分子量20000;ナカライ社製)をヘンシェルミキサーを用いて噴霧した。その後、熱処理(100℃3時間)を施し、表面処理したイオン徐放性ガラス2を製造した。このイオン徐放性ガラス2の50%平均粒子径をレーザー回折式粒度測定機(マイクロトラックSPA:日機装社製)により測定した結果、1.3μmであった。この表面処理したイオン徐放性ガラス2から放出されるイオンに基因した元素量(フッ化物イオンのみイオン量)を測定し、(1)式への適合性を確認した。その結果を表1に示した。
二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、フッ化ナトリウム、炭酸ストロンチウムの各種原料を混合後、1400℃にてその混合物を溶融してガラス(ガラス組成:SiO2 19.8質量%、Al2O3 19.8質量%、B2O3 11.7質量%、SrO 35.0質量%、Na2O 2.3質量%、F11.4質量%)を得た。次に生成したガラスを振動ミルを用いて10時間粉砕し、ガラス3を得た。前述のガラス3を500g、シラン化合物(予めテトラメトキシシラン10g、水1500g、エタノール100g、メタノール70g及びイソプロパノール50gを2時間室温で撹拌し得られたシラン化合物の低縮合物)を万能混合攪拌機に投入し、90分間撹拌混合した。その後、140℃にて熱処理を30時間施し、熱処理物を得た。この熱処理物をヘンシェルミキサーを用いて解砕し、ポリシロキサンで被覆したイオン徐放性ガラスを得た。このポリシロキサンで被覆したガラス500gを撹拌しつつ、酸性ポリマー水溶液(ポリアクリル酸水溶液:ポリマー濃度13重量%、重量平均分子量20000;ナカライ社製)をヘンシェルミキサーを用いて噴霧した。その後、熱処理(100℃3時間)を施し、表面処理したイオン徐放性ガラス3を製造した。
この表面処理したイオン徐放性ガラス3の50%平均粒子径をレーザー回折式粒度測定機(マイクロトラックSPA:日機装社製)により測定した結果、3.1μmであった。この表面処理したイオン徐放性ガラス3から放出されるイオンに基因した元素量(フッ化物イオンのみイオン量)を測定し、(1)式への適合性を確認した。その結果を表1に示した。
非イオン徐放性フィラーとして以下のフィラーを使用した。
FLX:フューズレックスX(シリカフィラー、粒径=2.1μm:龍森社)
SOC5:シリカフィラーであるアドマファイン SO−C5(シリカフィラー、平均粒径=1.6μm:アドマテックス社)
上記のフィラーから放出されるイオンに基因した元素量(フッ化物イオンのみイオン量)を測定し、(1)式への適合性を確認した。その結果を表1に示した。
 
Claims (4)
- イオン徐放性ガラス (a)及び
フィルム形成材(b)を含み、
厚さが15μm〜500μmの中和促進イオン徐放性歯科用フィルム。 - イオン徐放性ガラス (a)がフッ化物イオンを徐放し、更に2〜4価のイオンのうち一種類以上のイオンを徐放することを特徴とする請求項1に記載の中和促進イオン徐放性歯科用フィルム。
- イオン徐放性ガラス (a)がフッ化物イオンを徐放し、更にストロンチウムイオン、アルミニウムイオン及びホウ酸イオンの内から一種類以上のイオンを徐放することを特徴とする請求項1に記載の中和促進イオン徐放性歯科用フィルム。
- イオン徐放性ガラス (a)がフッ化物イオン、ストロンチウムイオン及びホウ酸イオンを徐放する請求項1または2に記載の中和促進イオン徐放性歯科用フィルム。
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