JP2021502960A - 歯科用コンポジット - Google Patents

歯科用コンポジット Download PDF

Info

Publication number
JP2021502960A
JP2021502960A JP2020522704A JP2020522704A JP2021502960A JP 2021502960 A JP2021502960 A JP 2021502960A JP 2020522704 A JP2020522704 A JP 2020522704A JP 2020522704 A JP2020522704 A JP 2020522704A JP 2021502960 A JP2021502960 A JP 2021502960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
glass
fibers
composite
dental
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020522704A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021502960A5 (ja
JP7244884B2 (ja
Inventor
ガンガダーラ プルスティー、ベラサンティ—
ガンガダーラ プルスティー、ベラサンティ―
ラジャン、ギヌ
ショウハ、ポール
エラクワ、アイマン
Original Assignee
ニューサウス イノベーションズ ピーティーワイ リミテッド
ニューサウス イノベーションズ ピーティーワイ リミテッド
ザ ユニバーシティー オブ シドニー
ザ ユニバーシティー オブ シドニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2017904240A external-priority patent/AU2017904240A0/en
Application filed by ニューサウス イノベーションズ ピーティーワイ リミテッド, ニューサウス イノベーションズ ピーティーワイ リミテッド, ザ ユニバーシティー オブ シドニー, ザ ユニバーシティー オブ シドニー filed Critical ニューサウス イノベーションズ ピーティーワイ リミテッド
Publication of JP2021502960A publication Critical patent/JP2021502960A/ja
Publication of JP2021502960A5 publication Critical patent/JP2021502960A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7244884B2 publication Critical patent/JP7244884B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C5/00—Filling or capping teeth
    • A61C5/20—Repairing attrition damage, e.g. facets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
    • A61K6/884—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising natural or synthetic resins
    • A61K6/887—Compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/15—Compositions characterised by their physical properties
    • A61K6/17—Particle size
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/70—Preparations for dentistry comprising inorganic additives
    • A61K6/71—Fillers
    • A61K6/77—Glass
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
    • A61K6/884—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising natural or synthetic resins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C5/00—Filling or capping teeth
    • A61C5/60—Devices specially adapted for pressing or mixing capping or filling materials, e.g. amalgam presses
    • A61C5/62—Applicators, e.g. syringes or guns
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C5/00—Filling or capping teeth
    • A61C5/60—Devices specially adapted for pressing or mixing capping or filling materials, e.g. amalgam presses
    • A61C5/62—Applicators, e.g. syringes or guns
    • A61C5/64—Applicators, e.g. syringes or guns for multi-component compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Plastic & Reconstructive Surgery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本出願は、繊維強化歯科用コンポジット（ＦＲＣ）、繊維強化歯科用コンポジットを製造するためのプロセス、およびその使用について記載する。より具体的には、本明細書に記載の繊維強化歯科用５コンポジットは、重合性樹脂と、約３μｍ〜約９μｍの直径および約６０μｍ〜約２ｍｍの長さを有する約０．５％〜約２５％ｗ／ｗの繊維とを含む。

Description

本発明は、歯科用コンポジット（ｄｅｎｔａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）に関し、より詳細には、繊維強化歯科用コンポジット（ＦＲＣ）に関する。本発明はまた、歯科用コンポジットを製造するプロセスおよびその使用に関する。
歯科用コンポジットは、通常、重合性樹脂マトリックスおよび１つ以上のフィラーを含む。歯科用コンポジットは、例えば歯に詰め物を形成するために、歯の処置または修復に使用される。典型的には、歯科用コンポジットは配置および成形され、次いで重合（硬化）されて歯科用コンポジットを固化させる。
人々の審美的要求、アマルガムの毒性への懸念、または歯列の控え目な管理への傾向によって引き起こされるかどうかにかかわらず、歯科用コンポジットは歯の修復に最も頻繁に使用される材料になった。
歯の色をした歯科用コンポジットは現在、歯の修復のための最適材料として広く考えられている。しかし、これらの材料の強度および靭性は、多くの医師によって、特に臼歯の修復では理想的ではないと考えられている。さらに、使用される樹脂の固有の特性（例えば、重合収縮および結果として生じる界面剥離）のために、それらを使用すると、術後の過敏症および再発性のう蝕につながる可能性がある。
歯科用コンポジットは、通常、樹脂マトリックスに分散された無機の不透明な粒子フィラーで構成される。フィラーは、硬化した歯科用コンポジットに、耐摩耗特性および審美的特性を提供する。歯科用コンポジットはまた、典型的には、他の成分、例えば着色剤および樹脂の重合を開始または触媒するための開始剤または触媒を含む。
歯科用コンポジット材料は、通常、口の中に直接配置され、操作され、約４００〜４７０ｎｍの波長を有する硬化光で固定される（すなわち硬化または固化される）。臼歯の応力負荷領域でのそれらの使用は許容できる選択肢になりつつあるが、脆性およびエッジの破壊傾向は、そのような使用に対する重大な制限のままである。
臨床的には比較的まれではあるが、歯科用コンポジットでの繊維の使用が、いくつかの固定および取り外し可能な歯科補綴物において研究されている。歯科で最も一般的に使用され、研究されているＦＲＣは間接的に製造される（つまり、硬化／固化した歯科用コンポジットの一部は口の外で形成され、次いで歯の基材に接着または接合される）。間接的な修復では、正確な挿入経路を可能にする必要があるため、通常、直接的な処置よりも強度の歯の調製が必要である。オペレータおよび／または患者ベースの制限（例えば取り扱いの困難さおよび／または唾液汚染）により、チェアサイドでまたは口腔内で歯科用樹脂を繊維で強化することは、まだ一般的ではない。そのようなチェアサイドでの手順は、典型的には、歯科用樹脂を、直線または織られた超高分子量ポリエチレンマットから切断された繊維のセクションと組み合わせることを含む。
ランダムに配向された短繊維で強化された一部の歯科用コンポジットには、より高い剛性、破壊靭性、および曲げ強度が要求されている。例えば７１％の体積で充填された２０〜８００μｍ長さのＥガラスロッド材料の場合、それぞれ１６ＧＰａ、３．２ＭＮ／ｍ３／２、および１７６ＭＰａ ［Ｚａｋａｒｉａ ＭＲ，Ｎａｊｉｍ ＷＡ；Ｊ．Ｂａｇｈ．Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｄｅｎｔ．２００９；２１：１８−２２］。このコンポジットは、約１７μｍの直径を有するミル粉砕Ｅガラス繊維を含む。未硬化のコンポジットは非常に粘稠な材料であり、歯の窩洞に配置することは困難である。このコンポジットはまた、表面に露出した繊維およびフィラーの「プラッキング」のために、摩耗特性が低いこともわかっている。
別の直接詰めることが可能な歯科用コンポジット材料は、ＧＣ，Ｊａｐａｎによる「ＥｖｅｒＸ Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ」であり、これは長さが約１〜２ｍｍ、直径が約１７μｍのＥガラス繊維を含む。破壊靭性などのいくつかの特性は許容可能であるが、非常に粘着性のある材料であり、配置が非常に難しいなどのいくつかの望ましくない特性を有する。ＥｖｅｒＸ Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ材料の面内繊維配列も、異方性の機械的特性をもたらす。例えば、テストでは、ＥｖｅｒＸ Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒに大きな垂直方向の収縮があることを示している（高い垂直方向の応力が生じる）。
歯科医師による歯科用コンポジットの受け入れ拡大に悪影響を与える問題の１つは、使い易さである。例えば、現在利用可能であり口の応力負荷領域での使用が推奨されている歯科用材料は、医師が配置するのが難しく、技術に高度に敏感で、仕上げが比較的難しいと広く考えられている。
代替の歯科用コンポジットを提供することは有利である。本発明の少なくとも好ましい実施形態が、硬化または固化した場合の良好な強度（曲げ強度および／または弾性率を含む）および耐久性を有する歯科用コンポジット材料を提供することであるならば、有利である。本発明の少なくとも好ましい実施形態が、医師が配置および仕上げるのが比較的容易である歯科用コンポジット材料を提供することであるならばまた有利である。
第１の態様では、本発明は、
− 重合性樹脂、および
− 約０．５％〜約２５％ｗ／ｗ(質量パーセント)の、約３μｍ〜約９μｍの直径および約６０μｍ〜約２ｍｍの長さを有する繊維
を含む歯科用コンポジットを提供する。
一実施形態では、繊維の直径は約３μｍ〜約６μｍである。一実施形態では、平均繊維直径は約５μｍである。
一実施形態では、繊維の長さは約６０μｍ〜約７５０μｍである。
一実施形態では、繊維のアスペクト比（ＡＲ）は、約２０〜約２００である。一実施形態では、繊維のアスペクト比（ＡＲ）は、約３０〜約１００である。
一実施形態では、繊維は、２つ以上の繊維集団を含み、１つの繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）は、少なくとも１つの他の繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）とは異なる。一実施形態では、１つの繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）は約２０〜約１００であり、少なくとも１つの他の繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）は約７０〜約２００である。
一実施形態では、８０％ｗ／ｗを超える繊維は、約２００μｍ〜約５００μｍの長さを有する。
一実施形態では、繊維は、歯科用コンポジットの約１％〜約１０％ｗ／ｗを構成する。一実施形態では、繊維は、歯科用コンポジットの約５％ｗ／ｗを構成する。
一実施形態では、繊維はガラスで構成される。一実施形態では、ガラスは、アルミノケイ酸塩ガラス、バリウムガラス、フッ素ガラス、石英、溶融シリカ、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノフルオロケイ酸塩ガラス、高カルシウムガラス、高マグネシウムガラスおよびそれらの混合物から選択される。一実施形態では、ガラスはＳガラスである。
一実施形態では、繊維は歯科用コンポジット中で実質的にランダムに配向される。
一実施形態では、繊維は、樹脂との結合を強化するように表面処理された繊維である。一実施形態では、繊維は、硫酸処理ガラス繊維、塩酸処理ガラス繊維、硫酸および塩酸処理ガラス繊維、または上記の２つ以上の組み合わせである。一実施形態では、繊維は、シラン化ガラス繊維（ｓｉｌａｎａｔｅｄ ｇｌａｓｓ ｆｉｂｒｅｓ）である。
第２の態様では、本発明は、第１の態様の歯科用コンポジットを形成および硬化することによって作製された歯科用修復物（例えば、詰め物）を提供する。
第３の態様では、本発明は、歯科用コンポジットを製造するためのプロセスを提供し、このプロセスは、重合性樹脂および約３μｍ〜約９μｍの直径および約６０μｍ〜約２ｍｍの長さを有する繊維を混合する工程を含む。
一実施形態では、繊維は、歯科用コンポジットの約０．５％〜約２５％ｗ／ｗを構成する。
一実施形態では、繊維の直径は約３μｍ〜約６μｍである。一実施形態では、平均繊維直径は約５μｍである。
一実施形態では、繊維の長さは約６０μｍ〜約７５０μｍである。
一実施形態では、繊維のアスペクト比（ＡＲ）は、約２０〜約２００である。一実施形態では、繊維のアスペクト比（ＡＲ）は、約３０〜約１００である。
一実施形態では、繊維は、２つ以上の繊維集団を含み、１つの繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）は、少なくとも１つの他の繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）とは異なる。一実施形態では、１つの繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）は約２０〜約１００であり、少なくとも１つの他の繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）は約７０〜約２００である。
一実施形態では、８０％ｗ／ｗを超える繊維は、約２００μｍ〜約５００μｍの長さを有する。
一実施形態では、繊維は、歯科用コンポジットの約１％〜約１０％ｗ／ｗを構成する。一実施形態では、繊維は、歯科用コンポジットの約５％ｗ／ｗを構成する。
一実施形態では、繊維はガラスで構成される。一実施形態では、ガラスは、アルミノケイ酸塩ガラス、バリウムガラス、フッ素ガラス、石英、溶融シリカ、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノフルオロケイ酸塩ガラス、高カルシウムガラス、高マグネシウムガラスおよびそれらの混合物から選択される。一実施形態では、ガラスはＳガラスである。
一実施形態では、繊維は歯科用コンポジット中で実質的にランダムに配向される。
一実施形態では、プロセスはさらに、樹脂および繊維を混合する前に樹脂との結合が改善された繊維表面を提供するために繊維を処理する繊維調製工程を含む。一実施形態では、繊維はガラス繊維であり、繊維調製工程は、繊維を強アルカリと接触させること、繊維をフッ化水素酸と接触させること、繊維をリン酸と接触させること、繊維を硫酸と接触させること、繊維を塩酸と接触させること、繊維をシラン化剤と接触させること、繊維をプラズマエッチングすること、または上記の２つ以上の組み合わせを含む。一実施形態では、ガラス繊維は、硫酸、塩酸またはそれらの混合物と接触され、次いでシラン化される。
一実施形態では、プロセスは、繊維と樹脂との混合物を超音波処理する工程をさらに含む。
第４の態様では、本発明は、第３の態様によるプロセスによって調製された歯科用コンポジットを提供する。
第５の態様では、本発明は、歯の修復における第１および／または第４の態様の歯科用コンポジットの使用を提供する。
本発明の実施形態は、添付の図面を参照して、例としてのみ以下に記載される。
例２のサンプル２〜４で使用したカットＳ２ガラス繊維（長さ０．２５ｍｍ、直径５μｍ）のＳＥＭ画像である。 例２〜４のサンプル２〜４、６および７で使用されたカットＳ２ガラス繊維の繊維長さの分布（ｘ軸＝ガラス繊維の長さ（μｍ）、ｙ軸＝分布の割合）を示すグラフである。 例１で記載したように処理され、例１および例２で記載したようにサンプル１およびサンプル５の調製に使用されたカットＳ２ガラス繊維（長さ０．５ｍｍ×直径５ミクロン）のＳＥＭ画像である。 収縮歪（με、ｙ軸）の経時変化（秒、ｘ軸）のグラフ表示であり、サンプル１（例１で記載した繊維強化歯科用コンポジット（灰色の線）、コントロール歯科用コンポジット（ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｎｔａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）プラス０．５ｍｍ長さ×５ミクロン直径のＳ２ガラス１０％ｗ／ｗ）および繊維を含まない「コントロール」歯科用樹脂（黒い線）の硬化収縮歪プロファイルを示す。 「コントロール」歯科用樹脂および例２に記載されるようなサンプル２〜５の曲げ弾性率（ＭＰａ）を示す棒グラフである。 例３で記載したように処理され、例３および例４で記載したようにサンプル６〜９の調製に使用されたカットＳ２ガラス繊維（長さ０．５ｍｍ×直径５ミクロン）の一連のＳＥＭ画像である。 未処理の繊維のＳＥＭ画像である。 未処理の繊維のＳＥＭ画像である。 塩酸処理繊維の４時間のＳＥＭ画像である。 塩酸処理繊維の２４時間のＳＥＭ画像である。 硫酸処理繊維の４時間のＳＥＭ画像である。 硫酸処理繊維の２４時間のＳＥＭ画像である。 未処理および処理された繊維の界面剪断強度を示す棒グラフである。ｙ軸は界面剪断強度（ＩＦＳＳ、ＭＰａ）である。 処理された繊維（長さ０．２５ｍｍ、直径５ミクロンのＳ２ガラス、ＡＲ＝５０、４時間塩酸処理）と混合された「コントロール２」コンポジットのＳＥＭ画像であり、実質的にランダムに配向した樹脂内の繊維の実質的に均一な分布を示す。 例４に記載されるような「コントロール」歯科用樹脂およびサンプル６〜９の曲げ強度（ＭＰａ）および曲げ弾性率（ＧＰａ）を示す棒グラフである。
第１の態様では、本発明は、
− 重合性樹脂、および
− 約０．５％〜約２５％ｗ／ｗの、約３μｍ〜約９μｍの直径および約６０μｍ〜約２ｍｍの長さを有する繊維
を含む歯科用コンポジットを提供する。
重合性樹脂は、歯科用途に適した任意の重合性樹脂であってよい。典型的には、歯科用樹脂は、モノマー（またはプレポリマー）を含む合成樹脂である。本発明の歯科用コンポジットでの使用に適した多くの市販の歯科用樹脂がある（例えば、歯科用修復材料または接着剤で現在使用されている、または使用されてきたもの）。
重合性樹脂の例には、アクリラートモノマー（例えば（モノ（メタ）アクリラート、ジ（メタ）アクリラート、トリ（メタ）アクリラート））またはジメタクリラートモノマー（例えばＰＥＧＭＡ、ＵＤＭＡ、ＨＤＤＭＡおよびＴＥＧＤＭＡ）などのアクリラートを含む樹脂が含まれる。重合性樹脂の他の例には、グラスアイオノマーセメントなどのアイオノマーが含まれる。アイオノマーは、電気的に中性のモノマー単位とイオン化されたモノマー単位のフラクション（通常は１５モルパーセント以下）の両方の繰り返し単位を含むポリマーである。ほとんどのアイオノマーは、中性部分およびイオン化部分（通常はカルボン酸基）のコポリマーである。重合性樹脂は、通常、流動性があり、未固化状態（未硬化または湿潤状態）の場合に操作し易く、重合を開始して固化するために特定の形態の活性化が必要である。樹脂が重合して固化されたら、水溶液（例えば唾液）に不溶性であり、摩耗（例えば歯の動き）に耐性があるはずである。
樹脂は、当技術分野で知られている方法によって固定または固化（硬化）させることができる。一般的な方法には、例えば、光への曝露（例えば４００〜４７０ｎｍ）、空気への曝露による酸化、樹脂に存在する化学的酸化剤（通常、使用直前に樹脂に混合される）への曝露による酸化、または樹脂の重合を開始するその他の形態の化学反応が含まれる。
本発明の歯科用コンポジットに使用され得る多くの市販の歯科用樹脂がある。このような市販の樹脂の例には、Ｂｅａｕｔｉｆｉｌ ＩＩ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｇｉｏｍｅｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ、Ｂｅａｕｔｉｆｉｌ Ｆｌｏｗ Ｐｌｕｓ Ｆ０３ Ｆｌｏｗａｂｌｅ ＧｉｏｍｅｒおよびＳＤＩ Ａｕｒａが含まれる。
本発明の歯科用コンポジットは、約３μｍ〜約９μｍ（例えば、約３μｍ〜約８μｍ、約３μｍ〜約６μｍ、約４μｍ〜約８μｍ、約４μｍ〜約６μｍまたは約５μｍ）の直径および約６０μｍ〜約２ｍｍ（例えば、約６０μｍ〜約１ｍｍ、約６０μｍ〜約７５０μｍ、約１００μｍ〜約１５００μｍ、約１５０μｍ〜約１０００μｍ、約２００μｍ〜約１０００μｍ、約２００μｍ〜約８００μｍ、約２００μｍ〜約５００μｍまたは約２００μｍ〜約３００μｍ）の長さを有する繊維を含む。本発明の歯科用コンポジットは、歯科用コンポジットの総重量に基づいて、約０．５％〜約２５％ｗ／ｗ（例えば、約１％〜約２５％ｗ／ｗ、約１％〜約２０％ｗ／ｗ、約１％〜約１５％ｗ／ｗ、約１％〜約１０％ｗ／ｗ、約２％〜約２５％ｗ／ｗ、約２％〜約２０％ｗ／ｗ、約２％〜約１５％ｗ／ｗ、約２％〜約１０％ｗ／ｗ、約５％〜約２５％ｗ／ｗ、約５％〜約２０％ｗ／ｗ、約５％〜約１５％ｗ／ｗ、約１０％〜約２５％ｗ／ｗ、約１０％〜約２０％ｗ／ｗ、約１０％〜約１５％ｗ／ｗ、約１５％〜約２５％ｗ／ｗ、約１５％〜約２０％ｗ／ｗまたは約２０％〜約２５％ｗ／ｗの量のこうした繊維を含む。繊維は、重合性樹脂と混合される、またはその中に分散される。
いくつかの実施形態では、これらの特定の寸法を有するこれらの量の繊維を含めることにより、未固化状態で流動可能な歯科用コンポジットが得られ（これにより、歯科用コンポジットをＥｖｅｒＸ ＰｏｓｔｅｒｉｏｒおよびＺａｋａｒｉａ ｅｔ ａｌ．のＦＲＣよりも容易に適用および仕上げることができる）、固化後は耐久性が良好で、耐摩耗性も許容できる。
より多くの量の繊維を含む歯科用コンポジットは、作業がより困難であり、より少ない量の繊維を含むコンポジットは、耐久性が低く、耐摩耗性が低い場合がある。例えば、歯科用コンポジットに０．５％ｗ／ｗ未満の繊維を使用すると、固化状態では耐久性および耐摩耗性が低下する歯科用コンポジットが生成されるが、歯科用コンポジットに２５％ｗ／ｗを超える繊維を使用すると、作業がより困難であり、さらに固化状態で強度が低下する可能性がある歯科用コンポジットをもたらす。いくつかの実施形態では、約１％ｗ／ｗ〜約１０％ｗ／ｗの繊維が本発明の歯科用コンポジットに使用され、より好ましくは約５％ｗ／ｗの繊維が歯科用コンポジットに使用される。
いくつかの実施形態では、繊維の直径および長さは、歯科用コンポジットの特性に大きな影響を与える。いくつかの実施形態では、６０μｍ〜２ｍｍの繊維の使用は、硬化／固化された歯科用コンポジットの優れた機械的特性および未硬化の歯科用コンポジットの望ましい取り扱い特性を提供する。直径が３μｍ未満の場合、健康上の懸念が発生する可能性がある（例えば、以前は３μｍ未満の粒子状物質が中皮腫などの健康問題に関連付けられていた）。９μｍより大きい直径を有することは、未硬化の歯科用組成物の取り扱い、操作および適合に悪影響を与える。一実施形態では、繊維の直径は約３μｍ〜約６μｍである。一実施形態では、平均繊維直径は約５μｍである。
２ｍｍより長い、または９μｍより厚い繊維を使用するとまた、表面品質が低下する（例えば、ボイド、不十分な研磨性、光沢および研磨保持性）。約６０μｍ未満の長さを有する繊維の使用は、一般に、硬化／固化歯科用コンポジットの不十分な機械的特性を提供し、約２ｍｍを超える長さを有する繊維の使用は、一般に、未硬化状態での不十分な取り扱い特性を有する歯科用コンポジットを提供する。
いくつかの実施形態では、歯科用コンポジットはまた、上記で指定したものとは異なる寸法を有するいくつかの追加の繊維（すなわち、３μｍ未満または９μｍより大きい直径および／または６０μｍ未満または２ｍｍより大きい長さを有する繊維）を含んでいてもよい。そのような実施形態では、約３μｍ〜約９μｍの直径および約６０μｍ〜約２ｍｍの長さを有する繊維は、通常、総繊維含有量の５０％ｗ／ｗを超える（例えば総繊維含有量の６０％ｗ／ｗを超える、７０％ｗ／ｗを超える、７５％ｗ／ｗを超える、８０％ｗ／ｗを超える、９０％ｗ／ｗを超える、９５％ｗ／ｗを超える、９８％ｗ／ｗを超える、９９％ｗ／ｗを超える、または９９．５％ｗ／ｗを超える）。
歯科用コンポジットが、上記で指定したものとは異なる寸法を有するいくつかの追加の繊維（すなわち、３μｍ未満または９μｍより大きい直径および／または６０μｍより短いまたは２ｍｍより大きい長さを有する繊維）を含む実施形態では、歯科用コンポジットの総繊維含有量は、歯科用コンポジットの総重量に基づいて、好ましくは約２５％ｗ／ｗ未満である。言い換えれば、約３μｍ〜約９μｍの直径および約６０μｍ〜約２ｍｍの長さを有する繊維を含んで、３μｍ未満または９μｍより大きい直径および／または６０μｍより短いまたは２ｍｍより大きい長さを有する繊維を含む繊維の総量は、好ましくは歯科用コンポジットの約２５％ｗ／ｗ未満である。
いくつかの実施形態では、歯科用コンポジット中の５０％ｗ／ｗを超える（例えば、８０％を超える、９０％を超える、９５％を超える、または９９％を超える）繊維は、約６０μｍ〜１５００μｍ（例えば、約６０μｍ〜約７５０μｍ、約１００μｍ〜約１５００μｍ、約１５０μｍ〜約１０００μｍ、約２００μｍ〜約１０００μｍ、約２００μｍ〜約８００μｍ、約２００μｍ〜約５００μｍまたは約２００μｍ〜約３００μｍ）の長さを有する。
アスペクト比（すなわち、繊維の長さと繊維の直径との比、「ＡＲ」）も、所望の特性を有する歯科用コンポジットを提供することにおいて役割を果たすと考えられる。ミル粉砕ガラス繊維に見られるような非常に低いＡＲ繊維（ＡＲは１０未満）は、ＡＲが高い繊維よりも固化ＦＲＣに望ましくない物理的特性を提供する。非常に高いＡＲ（１００を超えるＡＲ）を有する繊維を含むＦＲＣは、固化状態では強力であるが、未固化状態で操作および使用することは困難である。
一実施形態では、繊維のアスペクト比は約２０〜約２００である。一実施形態では、繊維のアスペクト比は約３０〜約１００である。
一実施形態では、繊維は、２つ以上の繊維集団を含み、１つの繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）は、少なくとも１つの他の繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）とは異なる。２つ以上の繊維集団を組み合わせることにより、未硬化状態および／または固化状態で異なる特性（例えば、未硬化状態での流動性および固化状態での強度および摩耗特性）を有する歯科用コンポジットを調製できる。いくつかの実施形態では、平均アスペクト比の差は、５％より大きい（例えば５％〜５００％、５％〜２００％、５％〜１００％、１０％〜５００％、１０％〜２００％、１０％〜１００％、５０％〜５００％、５０％〜２００％または５０％〜１００％）。一実施形態では、１つの繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）は、約２０〜約１００（例えば、約２０〜約７０、約５０〜約１００または約５０〜約７０）であり、少なくとも１つの他の繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）は、約７０〜約２００（例えば、約１００〜約２００、約７０〜約１５０、または約１００〜約１５０）である。いくつかの実施形態では、１つの繊維集団は、別の繊維集団と同じ直径を有するが、長さが異なる（例えば、１つの繊維集団は、直径５μｍおよび長さ約２５０μｍ（ＡＲ＝５０）であり、別の繊維集団は、直径５μｍ、長さ約５００μｍ（ＡＲ＝１００）である）。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの他の繊維集団に対する１つの集団での繊維の割合は、約１０：１〜約１：１０（例えば約５：１〜約１：５、約２：１〜約１：２または約１：１）である。いくつかの実施形態では、繊維の約５０％〜約９０％が約２０〜約１００のＡＲを有し、繊維の約１０％〜約５０％が約７０〜約２００のＡＲを有する。
本発明の歯科用コンポジットに使用される繊維は、ポリマー繊維またはガラス繊維などの任意の繊維または繊維状材料であってよい。様々なタイプの繊維が市販されており、直径（および直径の分布）が異なる。一実施形態では、繊維は高強度繊維である。高強度繊維とは、約１ＧＰａを超える引張強度（ＡＳＴＭ Ｃ１５５７−１４で測定）および／または約１５０ＭＰａより大きい曲げ強度（ＩＳＯ ４０４９の３点曲げ試験を使用）を有する繊維である。
いくつかの実施形態では、本発明の歯科用コンポジットは、ポリマー繊維を含む。ポリマー繊維は、制御された繊維引抜を利用することにより、破壊靭性の改善に役立ち得る。制御された繊維引抜は、マトリックスから引抜かれる繊維によって過剰なエネルギー（歯および／または修復材への応力によって生成される）が吸収されるプロセスであり、それによって壊滅的な障害（つまり、修復材の破壊）を回避する。
一実施形態では、本発明で使用される繊維はガラス繊維である。市販のガラス繊維の長さは通常２ｍｍより大きい。約６０μｍ〜約２ｍｍの長さ、およびその範囲内の所望の長さ分布を有するガラス繊維は、様々な技術によって調製することができる。ガラス繊維の所望の長さ、および長さ分布は、例えば、長いガラス繊維を個別に切断することによって得られてもよい。代替的に、バッチプロセスを使用して、繊維長さを所望の長さに短縮してもよい。以下に記載の例（例１および２）では、市販のカットＳ２ガラス繊維と、自社製のガラス繊維切断ツールを使用して切断したガラス繊維の両方を使用した。自社製のガラス繊維切断ツールを使用して、ガラス繊維の長さから繊維を個別に所望の長さ（０．２５ｍｍ〜２ｍｍ）に切断した。自社製のガラス繊維切断ツールは、高強度の円形ブレードを（調整可能な間隔で）積み重ねた手動で操作するツールであり、繊維を０．２５ｍｍ〜２ｍｍの長さに切断する。
一実施形態では、ガラス繊維は、アルミノケイ酸塩ガラス、バリウムガラス、フッ素ガラス、石英、溶融シリカ、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノフルオロケイ酸塩ガラス、高カルシウムガラス、高マグネシウムガラスおよびそれらの混合物から選択され得る。一実施形態では、ガラスはＳガラス（構造用ガラス）である。Ｓガラスは、典型的には、無視できる程度のＣａＯ含有量および高いＭｇＯ含有量を有するアルミノケイ酸塩ガラスである。Ｓガラスは、その高い引張強度または弾性率のため、「硬いガラス」としてそのように呼ばれている。使用され得る他のタイプのガラス、ガラス繊維またはファイバガラスの例には、Ｅガラス（１％ｗ／ｗ未満のアルカリ酸化物を含むアルミノホウケイ酸塩ガラス）、Ａガラス（ほとんどまたはまったく酸化ホウ素を含まないアルカリ石灰ガラス）、Ｅ−ＣＲガラス（約１％ｗ／ｗ未満のアルカリ酸化物を有する電気的／化学的耐性アルミノ石灰ケイ酸塩ガラス）、Ｃガラス（酸化ホウ素含有量の高いアルカリ石灰ガラス）、Ｄガラス（誘電率が低いことから名付けられたホウケイ酸塩ガラス）およびＲガラス（強化として高い機械的要件に使用されるＭｇＯおよびＣａＯの含有量が無視できるほどのアルミノケイ酸塩ガラス）が含まれる。
ガラス繊維は、多くの様々な直径で市販されている。所望のアスペクト比を有するガラス繊維を得ることは、典型的には、所望の直径を有するガラス繊維を選択し、それに応じて長さを切断することを含む。
いくつかの実施形態では、繊維は、樹脂との結合を強化するために表面処理された（例えば、表面改質）繊維である。いくつかの実施形態では、樹脂との結合を強化するための処理は、固化／硬化状態の樹脂中の繊維の界面剪断強度（ＩＦＳＳ）の増加を提供する。いくつかの実施形態では、増加したＩＦＳＳは、硬化した歯科用コンポジットの強度および／または耐摩耗性を改善する。いくつかの実施形態では、繊維は処理されたガラス繊維であり、ガラス繊維は、ガラス繊維を強アルカリ（例えばＮａＯＨおよびＫＯＨ）と接触させること、ガラス繊維をフッ化水素酸と接触させること、ガラス繊維をリン酸と接触させること、ガラス繊維を硫酸と接触させること、ガラス繊維を塩酸と接触させること、またはガラス繊維をシラン化剤と接触させること、特にガラス繊維を硫酸または塩酸と接触させることのうちの１つ以上によって処理されている。いくつかの実施形態では、ガラス繊維は、アルカリ、フッ化水素酸、リン酸、硫酸、塩酸または上記の２つ以上の組み合わせと接触させられる。いくつかの実施形態では、ガラス繊維は、強アルカリ処理ガラス繊維、フッ化水素酸処理ガラス繊維、リン酸処理ガラス繊維、硫酸処理ガラス繊維、塩酸処理ガラス繊維、または上記の２つ以上の組み合わせである。いくつかの実施形態では、ガラス繊維は、硫酸処理ガラス繊維、塩酸処理ガラス繊維、硫酸および塩酸処理ガラス繊維、または上記の２つ以上の組み合わせである。いくつかの実施形態では、ガラス繊維は、シラン化ガラス繊維である。本明細書で言及されるように、「シラン化」は、シラン化剤（例えば、シラン化合物、特に二官能性シラン化合物、例えば３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリラート（ＴＭＳＰＭＡ））での（繊維の）処理を指す。いくつかの実施形態では、ガラス繊維は処理され（例えば、上記で言及したアルカリまたは酸、例えば塩酸および／または硫酸で処理される）、次いでシラン化（ｓｉｌａｎａｔｅｄ）される。
いくつかの実施形態では、繊維は、歯科用コンポジット中で実質的にランダムに配向される。言い換えれば、繊維は連続的に並べられておらず、感知できる程度に整列されていない。繊維がランダムに配向していると、歯科用コンポジットが一方向では、感知できる程度まで他の方向よりもさらに収縮しない（等方性強度および／または収縮）。他の実施形態では、繊維の割合（例えば、約１０％、２５％、５０％、７５％、９０％、９５％または９９％を超える）は、互いの約４５°以内（例えば、互いの約３０°、１５°、１０°、５°、または１°以内）で異方性強度および／または収縮を提供する。そのような異方性（例えば、整列／平行）は、歯の中央部分（歯髄腔）の修復および補強などの特定の用途において有利である可能性がある。
歯科用コンポジットはまた、１つ以上の他の成分、例えばフィラー（例えばシリカ粒子、石英粒子、ガラス粒子、ジルコニア、イオン放出粒子、ポリマー粒子および粉末状コンポジット粒子）、着色剤（例えば、二酸化チタンおよび酸化鉄）、結合剤（例えば、二官能性シラン化合物などの繊維／フィラー／着色剤などの硬化樹脂と結合するまたは結合を改善する試剤）、樹脂の重合を開始する光開始剤（例えば、カンファーキノン／アミン、ＴＰＯおよびＢＡＰＯ）、樹脂の重合を触媒する触媒（例えば二酸化チタンのような光触媒）および防腐剤（例えばＢＨＴのような安定剤または抑制剤）を含んでいてもよい。
有利には、本発明の歯科用コンポジットは、樹脂の重合前は流動性である（すなわち、未硬化の歯科用コンポジットは流動性である）。これは、医師による操作、配置、および成形が容易であるなどの有利な特性を与える。さらに、流動性の歯科用コンポジットを使用すると、表面エネルギーが、任意に重力を利用して、歯科用コンポジットがギャップを橋渡しし、歯の窩洞を埋め、自然な形状の輪郭の形成を有利に可能にするので、より良いおよび／またはより簡単な仕上げにつながる可能性がある。さらに、そのような流動性の歯科用コンポジットは、歯の窩洞に配置されて硬化されると、所望の仕上がり外観を得るために、より少ない研削および／または研磨を必要とし得る。以前の流動性歯科用コンポジットは、強度および耐久性の問題があるため、口の応力負荷領域での使用は推奨されていない。
有利なことに、本発明の歯科用コンポジットは、固化したときに象牙質と同様の特性を有するように製造され得る。例えば、象牙質は通常、約２６０ＭＰａの曲げ強度および約１７ＧＰａの曲げ弾性率を有する。
本発明は、流動可能な未固化（未硬化）状態の歯科用コンポジット、ならびに固化（硬化）状態の歯科用コンポジットを包含する。
第２の態様では、本発明は、第１の態様の歯科用コンポジットを形成および硬化することによって作製された歯科用修復物（例えば、詰め物）を提供する。
第３の態様では、本発明は、歯科用コンポジットを製造するためのプロセスを提供し、このプロセスは、重合性樹脂および約３μｍ〜約９μｍの直径、および約６０μｍ〜約２ｍｍの長さを有する繊維を混合する工程を含む。混合は、例えば繊維を樹脂に導入する、または樹脂を繊維に添加し、その後、例えばスパチュラを用いて混合するなど、任意の適切な手段によって達成され得る。混合方法は、歯科用コンポジットの特性に影響を与える可能性がある。例えば、気泡を導入する方法による混合は、それらの気泡を含む歯科用繊維をもたらす可能性があり、したがってより低い強度を有する硬化した歯科用コンポジットを提供する。代替的に、いくつかの混合方法は、繊維を特定の方向に向けることができ、これは、異方性強度特性を有する歯科用コンポジットをもたらす可能性がある。いくつかの実施形態では、ランダムに配向された繊維を含むＦＲＣは、超音波処理を含む混合技術（例えば、超音波処理器または超音波ミキサ）によって得られる。未硬化の歯科用コンポジットの単純な流れは、繊維を整列させる傾向がある。繊維は通常、流れの方向に自己整列するため、その末端を押し出しで混合する方法では、ある程度の異方性が生じる可能性がある。状況によっては、未硬化の歯科用コンポジットのランダムに配向した繊維が、歯の中に材料を配置する間に整列し得る。例えば、繊維配向は、特定の直径（例えば、約０．４ｍｍ〜約１ｍｍ、より小さな直径のノズルがより大きな繊維整列を提供する）を有するノズルを通しての流動性材料の送達によって影響を受ける可能性がある。
より短い繊維は、配置中の整列に対してより耐性があり、より長い繊維と比較してよりランダムに配向されたままである傾向があると考えられる。また、長い繊維は窩洞の壁に沿って整列する傾向があり、これは小さな窩洞ではより顕著になると考えられる。
一実施形態では、樹脂は、歯科用コンポジットの総重量に基づいて歯科用コンポジットの約０．５％〜約２５％ｗ／ｗ（例えば、約１％〜約２５％ｗ／ｗ、約１％〜約２０％ｗ／ｗ、約１％〜約１５％ｗ／ｗ、約１％〜約１０％ｗ／ｗ、約２％〜約２５％ｗ／ｗ、約２％〜約２０％ｗ／ｗ、約２％〜約１５％ｗ／ｗ、約２％〜約１０％ｗ／ｗ、約５％〜約２５％ｗ／ｗ、約５％〜約２０％ｗ／ｗ、約５％〜約１５％ｗ／ｗ、約１０％〜約２５％ｗ／ｗ、約１０％〜約２０％ｗ／ｗ、約１０％〜約１５％ｗ／ｗ、約１５％〜約２５％ｗ／ｗ、約１５％〜約２０％ｗ／ｗまたは約２０％〜約２５％ｗ／ｗ）の量で繊維を含む歯科用コンポジットを提供するような量の繊維と混合される。一実施形態では、プロセスは、繊維と樹脂を混合する前に繊維を処理して、樹脂との結合が改善された繊維表面を提供する繊維調製工程をさらに含む。繊維は必ずしも樹脂に強く接着するとは限らず、繊維調製工程を含むことで、樹脂とのより強い結合を形成し、それによって樹脂内の繊維の結合を強化または改善するために繊維の表面を調製するように作用する。これは、繊維が固化／硬化状態で樹脂により確実に結合され、硬化した歯科用コンポジットの強度および／または耐摩耗性を改善できる。一実施形態では、繊維はガラス繊維であり、繊維調製工程は、ガラス繊維を強アルカリと接触させること、繊維をフッ化水素酸と接触させること、繊維をリン酸と接触させること、繊維を硫酸と接触させること、繊維を塩酸と接触させること、繊維をシラン化剤と接触させること、繊維をプラズマエッチングすること、または上記の２つ以上の組み合わせから選択される。繊維の調製工程は、表面の物理的特性に影響を与える（例えば表面を粗くする）、または繊維の表面化学を変更する（例えば繊維の表面に存在する化学官能基を変換または反応させる）、またはその両方を含み得る。表面基の化学変換／修飾は、樹脂内の化学結合の改善にもつながり得る。いくつかの実施形態では、繊維はガラス繊維であり、ガラス繊維は、硫酸、塩酸またはそれらの混合物と接触され、任意に、次いでシラン化される。
一実施形態では、プロセスは、繊維と樹脂とを含む混合物を超音波処理する工程をさらに含む。混合物を超音波処理すると、繊維および樹脂をより均一に混合するのに役立つ。繊維および樹脂の混合物を超音波処理すると、樹脂内の繊維配向がよりランダムに分布することもある。繊維および樹脂の混合物を超音波処理するとまた、空気が混合物に混入することを必ずしも含まない混合をもたらす。例えば、超音波処理は、空気を混合物に導入することなく繊維および樹脂混合物を混合してもよく、混合プロセス中に混合物から混入気泡を排出するのにも役立ち得る。気泡除去（および繊維の改善された表面湿潤）はまた、減圧下で混合することにより行われ得る。
例
以下の非限定的な例を参照することにより、本発明を以下にさらに記載する。
例１
「コントロール」歯科用コンポジットを例１および例２で使用した。「コントロール」歯科用コンポジットは、以下からなっていた、
− １，６−ビス（メタクリルオキシ−２−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）、
− トリエチレングリコールジメタクリラート（ＴＥＧＤＭＡ）、
− カンファーキノン（ＣＱ）、
− エチル−４−ジメチルアミノベンゾアート（ＥＤＢ）、および
− ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、（合計４３．４％）、
プラス
− ０．７ミクロンのストロンチウムガラス（５５％）、および
− エアロゾル（１．６％）。
この「コントロール」歯科用コンポジットは、コントロールサンプルとして使用され、例１および２において以下に記載される繊維強化歯科用コンポジットサンプル１〜５の調製にも使用された。
未処理のＳガラス繊維（例１〜３で使用したＳガラス繊維を表す）のＳＥＭ画像を図１に示す。図２は、サンプル２〜４、６および７（以下の例２〜４に記載）で使用されたガラス繊維の繊維長さの分布のグラフである。
サンプル１
繊維強化歯科用コンポジット（サンプル１）は、コントロール歯科用コンポジットおよび処理されたガラス繊維（歯科用コンポジットの総重量に基づいて１０％ｗ／ｗ）を使用して調製した。処理されたガラス繊維（硫酸でエッチングされ、３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリラート（ＴＭＳＰＭＡ）で処理してシラン化されたもの）は、長さ０．５ｍｍおよび直径５ミクロンであった。処理されたガラス繊維のＳＥＭ画像を図３に示す。
コントロールの歯科用コンポジットを手動でガラス繊維と混合した（スパチュラを用いて手動で混合）。次いで、歯科用コンポジットを、硬化ランプ（波長４７０ｎｍ）を使用して１５秒間光硬化させた。
繊維強化歯科用コンポジット（サンプル１）および「コントロール」の硬化収縮歪を図４に示す。
例２
サンプル２〜５は、例１で上記で記載したサンプル１と同様の方法で調製した。サンプル２〜５では、以下に示すように、使用するガラス繊維の量および寸法が異なっていた。
図２は、サンプル２〜４で使用したガラス繊維の繊維長さの分布のグラフである。サンプル２〜４で使用したガラス繊維のＳＥＭ画像を図１に示す。
サンプル２
５％ｗ／ｗの長さ０．２５ｍｍ×直径５ミクロンのＳ２ガラスを含むコントロール歯科用コンポジット。
サンプル３
１０％ｗ／ｗの長さ０．２５ｍｍ×直径５ミクロンのＳ２ガラスを有するコントロール歯科用コンポジット
サンプル４
１５％ｗ／ｗの長さ０．２５ｍｍ×直径５ミクロンのＳ２ガラスを有するコントロール歯科用コンポジット。
サンプル５
５％ｗ／ｗの長さ０．５ｍｍ×直径５ミクロンのＳ２ガラスを使用したコントロール歯科用コンポジット。
次いで、「コントロール」（すなわち、繊維なし）およびサンプル２〜５の曲げ弾性率を、ＩＳＯ ４０４９の３点曲げ試験方法を使用して測定したが、結果を図５にまとめる。
例３
第２のコントロール歯科用コンポジット（「コントロール２」）を例３および例４で使用した。「コントロール２」歯科用コンポジットは、以下からなっていた、
− １，６−ビス（メタクリルオキシ−２−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）、
− トリエチレングリコールジメタクリラート（ＴＥＧＤＭＡ）、
− カンファーキノン（ＣＱ）、
− エチル−４−ジメチルアミノベンゾアート（ＥＤＢ）、および
− ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、（合計４８．４％）、
プラス
− ０．７ミクロンのストロンチウムガラス（５０％）、および
− エアロゾル（１．６％）。
「コントロール２」歯科用コンポジットをコントロールサンプルとして使用し、例３で記載された繊維強化歯科用コンポジットの調製にも使用し、ガラス繊維の表面改質が界面特性に及ぼす影響を調べ、さらに以下の例４で記載されるサンプル６〜９の調製でも使用したが、ここではコントロールコンポジット中の一定割合のフィラー（ストロンチウムガラス）が繊維で置き換えられた。
例３では、コントロールの歯科用コンポジット「コントロール２」および異なる方法で処理されたガラス繊維を使用して、繊維強化歯科用コンポジットを調製した。ガラス繊維（長さ０．５ｍｍ×直径５ミクロンのＳ２ガラス、ＡＲ＝１００）は、硫酸または塩酸を使用して４または２４時間処理された後、３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリラートで処理されてシラン化された。これらの異なるエッチング条件下での未処理および処理されたガラス繊維のＳＥＭ画像を図６に示す。次いで、これらのガラス繊維を、以下の例４に記載されるプロセスと類似のプロセスを使用してコンポジットに組み込んで、繊維強化歯科用コンポジットを提供した。
ガラス繊維の表面改質が界面特性に及ぼす影響を評価するために、繊維および樹脂の界面剪断強度（ＩＦＳＳ）の変化を、微小液滴引抜試験を使用して調査した。マイクロマニピュレータを使用して単一繊維上に樹脂の液滴を堆積させることにより、微小液滴試料を調製した。光硬化後、液滴の埋め込み長さが測定され、１９０〜４３０μｍの範囲であった。液滴をマイクロバイス（２０μｍに維持されたギャップ）内に配置し、引抜力を測定した。ＩＦＳＳは次の式を使用して計算された、
τｉ＝Ｆ／（πｄｆｌｅ）
式中、τｉはＩＦＳＳを指し、Ｆは界面剥離前の最大荷重であり、ｄｆは繊維直径であり、ｌｅは繊維埋め込み長さである。図７は、未処理の繊維および処理された繊維（ＨＣｌで４時間、ＨＣｌで２４時間、Ｈ２ＳＯ４で４時間、Ｈ２ＳＯ４で２４時間）の界面剪断強度を示し、ここで未処理繊維と比較して処理された繊維について増加が観察される。
例４
サンプル６〜９を調製するために、「コントロール２」歯科用コンポジットを、自動ミキサを使用して真空下で処理されたガラス繊維と混合した。次いで、歯科用コンポジットを、硬化ランプ（波長４７０ｎｍ）を使用して６０秒間光硬化させた。図８は、コンポジット内の処理された繊維の分布を示すＳＥＭ画像である。図８は、硬化したコンポジット内で繊維が均一に分散し、ランダムに配向していることを示す。
サンプル６〜９は、上記のパラグラフで記載の方法を使用して、以下に示すように、ガラス繊維の量および寸法を変えて調製した。
サンプル６
１０％ｗ／ｗのストロンチウムガラスフィラー（コンポジットの総重量に基づいて）を有する「コントロール２」歯科用コンポジットを、１０％ｗ／ｗ（コンポジットの総重量に基づいて）の長さ０．２５ｍｍ×直径５ミクロンのＳ２ガラス（ＡＲ＝５０）に置き換え、４０％ｗ／ｗのストロンチウムガラスフィラーおよび１０％ｗ／ｗのガラス繊維（コンポジットの総重量に基づく）を有する繊維強化歯科用コンポジットを得た。サンプル６で使用した繊維は、塩酸を使用して４時間エッチングされ、次いでシラン化された。
サンプル７
５％ｗ／ｗのストロンチウムガラスフィラー（コンポジットの総重量に基づく）を有する「コントロール２」歯科用コンポジットを５％ｗ／ｗ（コンポジットの総重量に基づく）の長さ０．２５ｍｍ×直径５ミクロンＳ２ガラス（ＡＲ＝５０）に置き換え、４５％ｗ／ｗのストロンチウムガラスフィラーおよび５％ｗ／ｗのガラス繊維（コンポジットの総重量に基づく）を有する繊維強化歯科用コンポジットを得た。サンプル７で使用した繊維は、塩酸を使用して４時間エッチングされ、次いでシラン化された。
サンプル８
５％ｗ／ｗのストロンチウムガラスフィラー（コンポジットの総重量に基づく）を有する「コントロール２」歯科用コンポジットを５％ｗ／ｗ（コンポジットの総重量に基づく）の長さ０．３５ｍｍ×直径５ミクロンＳ２ガラス（ＡＲ＝７０）に置き換え、４５％ｗ／ｗのストロンチウムガラスフィラーおよび５％ｗ／ｗのガラス繊維（コンポジットの総重量に基づく）を有する繊維強化歯科用コンポジットを得た。サンプル８で使用した繊維は、塩酸を使用して４時間エッチングされ、次いでシラン化された。
サンプル９
５％ｗ／ｗのストロンチウムガラスフィラー（コンポジットの総重量に基づく）を有する「コントロール２」歯科用コンポジットを５％ｗ／ｗ（コンポジットの総重量に基づく）の長さ０．５ｍｍ×直径５ミクロンＳ２ガラス（ＡＲ＝１００）に置き換え、４５％ｗ／ｗのストロンチウムガラスフィラーおよび５％ｗ／ｗのガラス繊維（コンポジットの総重量に基づく）を有する繊維強化歯科用コンポジットを得た。サンプル９で使用した繊維は、塩酸を使用して４時間エッチングされ、次いでシラン化された。
次いで、「コントロール２」（すなわち、繊維なし）およびサンプル６〜９の曲げ強度および弾性率を、ＩＳＯ ４０４９の３点曲げ試験方法を使用して測定したが、結果を図９にまとめる。
本発明のすべての歯科用コンポジット（サンプル１〜９）は、コントロールよりも高い曲げ弾性率を示し、サンプル６〜９のすべては、コントロールよりも高い曲げ強度を示し、高応力領域で使用するための本発明の歯科用コンポジットのより大きな適合性を示した。
本明細書で従来技術の刊行物を参照する場合、そのような参照は、その刊行物がオーストラリアまたは他の国における当該分野の共通の一般知識の一部を形成することを認めるものではないことが理解されるべきである。
以下の特許請求の範囲および本発明の前述の記載において、文脈が明白な言語または必要な含意のために他に必要とする場合を除いて、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの変形は包括的意味で使用され、すなわち、述べられた特徴の存在を特定するが、本発明の様々な実施形態におけるさらなる特徴の存在または追加を排除しない。

Claims (40)

  1. 重合性樹脂、および
    約０．５％〜約２５％ｗ／ｗの、約３μｍ〜約９μｍの直径および約６０μｍ〜約２ｍｍの長さを有する繊維
    を含む歯科用コンポジット。
  2. 前記繊維の直径が約３μｍ〜約６μｍである、請求項１に記載のコンポジット。
  3. 前記平均繊維直径が約５μｍである、請求項１に記載のコンポジット。
  4. 前記繊維の長さが約６０μｍ〜約７５０μｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンポジット。
  5. 前記繊維のアスペクト比（ＡＲ）が約２０〜約２００である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンポジット。
  6. 前記繊維のアスペクト比（ＡＲ）が約３０〜約１００である、請求項５に記載のコンポジット。
  7. 前記繊維が、２つ以上の繊維集団を含み、１つの繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）が、少なくとも１つの他の繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）とは異なる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコンポジット。
  8. １つの繊維集団の前記平均アスペクト比（ＡＲ）が、約２０〜約１００であり、前記少なくとも１つの他の繊維集団の前記平均アスペクト比（ＡＲ）が約７０〜約２００である、請求項７に記載のコンポジット。
  9. ８０％ｗ／ｗを超える前記繊維が約２００μｍ〜約５００μｍの長さを有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のコンポジット。
  10. 前記繊維が前記歯科用コンポジットの約１％〜約１０％ｗ／ｗを構成する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のコンポジット。
  11. 前記繊維が、前記歯科用コンポジットの約５％ｗ／ｗを構成する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコンポジット。
  12. 前記繊維がガラスで構成される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコンポジット。
  13. 前記ガラスが、アルミノケイ酸塩ガラス、バリウムガラス、フッ素ガラス、石英、溶融シリカ、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノフルオロケイ酸塩ガラス、高カルシウムガラス、高マグネシウムガラスおよびそれらの混合物から選択される、請求項１２に記載のコンポジット。
  14. 前記ガラスがＳガラスである、請求項１２に記載のコンポジット。
  15. 前記繊維が前記歯科用コンポジット中で実質的にランダムに配向している、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のコンポジット。
  16. 前記繊維が、前記樹脂との結合を強化するために表面処理された繊維である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のコンポジット。
  17. 前記繊維が、硫酸処理ガラス繊維、塩酸処理ガラス繊維、硫酸および塩酸処理ガラス繊維、または上記の２つ以上の組み合わせである、請求項１６に記載のコンポジット。
  18. 前記繊維がシラン化ガラス繊維である、請求項１６または１７に記載のコンポジット。
  19. 歯科用コンポジットを製造するためのプロセスであって、前記プロセスが、重合性樹脂および約３μｍ〜約９μｍの直径、および約６０μｍ〜約２ｍｍの長さを有する繊維を混合する工程を含む、プロセス。
  20. 前記繊維が前記歯科用コンポジットの約０．５％〜約２５％ｗ／ｗを構成する、請求項１９に記載のプロセス。
  21. 前記繊維の直径が約３μｍ〜約６μｍである、請求項１９または２０に記載のプロセス。
  22. 前記平均繊維直径が約５μｍである、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載のプロセス。
  23. 前記繊維の長さが約６０μｍ〜約７５０μｍである、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載のプロセス。
  24. 前記繊維のアスペクト比（ＡＲ）が約２０〜約２００である、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載のプロセス。
  25. 前記繊維のアスペクト比（ＡＲ）が約３０〜約１００である、請求項２４に記載のプロセス。
  26. 前記繊維が、２つ以上の繊維集団を含み、１つの繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）が、少なくとも１つの他の繊維集団の平均アスペクト比（ＡＲ）とは異なる、請求項１９〜２５のいずれか一項に記載のプロセス。
  27. １つの繊維集団の前記平均アスペクト比（ＡＲ）が、約２０〜約１００であり、前記少なくとも１つの他の繊維集団の前記平均アスペクト比（ＡＲ）が約７０〜約２００である、請求項２６に記載のプロセス。
  28. ８０％ｗ／ｗを超える前記繊維が約２００μｍ〜約５００μｍの長さを有する、請求項１９〜２７のいずれか一項に記載のプロセス。
  29. 前記繊維が前記歯科用コンポジットの約１％〜約１０％ｗ／ｗを構成する、請求項１９〜２８のいずれか一項に記載のプロセス。
  30. 前記繊維が、前記歯科用コンポジットの約５％ｗ／ｗを構成する、請求項１９〜２９のいずれか一項に記載のプロセス。
  31. 前記繊維がガラスで構成される、請求項１９〜３０のいずれか一項に記載のプロセス。
  32. 前記ガラスが、アルミノケイ酸塩ガラス、バリウムガラス、フッ素ガラス、石英、溶融シリカ、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノフルオロケイ酸塩ガラス、高カルシウムガラス、高マグネシウムガラスおよびそれらの混合物から選択される、請求項３１に記載のプロセス。
  33. 前記ガラスがＳガラスである、請求項３１に記載のプロセス。
  34. 前記繊維が前記歯科用コンポジット中で実質的にランダムに配向している、請求項１９〜３３のいずれか一項に記載のプロセス。
  35. 前記樹脂および繊維を混合する前に前記樹脂との結合が改善された繊維表面を提供するために前記繊維を処理する繊維調製工程をさらに含む、請求項１９〜３４のいずれか一項に記載のプロセス。
  36. 前記繊維はガラス繊維であり、前記繊維調製工程は、前記繊維を強アルカリと接触させること、前記繊維をフッ化水素酸と接触させること、前記繊維をリン酸と接触させること、前記繊維を硫酸と接触させること、前記繊維を塩酸と接触させること、前記繊維をシラン化剤と接触させること、前記繊維をプラズマエッチングすること、または上記の２つ以上の組み合わせを含む、請求項３５に記載のプロセス。
  37. 前記ガラス繊維が、硫酸、塩酸またはそれらの混合物と接触され、次いでシラン化される、請求項３６に記載のプロセス。
  38. 繊維と樹脂との混合物を超音波処理する工程をさらに含む、請求項１９〜３７のいずれか一項に記載のプロセス。
  39. 請求項１９〜３８のいずれか一項に記載のプロセスにより調製された歯科用コンポジット。
  40. 歯の修復における、請求項１〜１８および３９のいずれか一項で定義された歯科用コンポジットの使用。

JP2020522704A 2017-10-20 2018-10-19 歯科用コンポジット Active JP7244884B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2017904240A AU2017904240A0 (en) 2017-10-20 Dental Composite
AU2017904240 2017-10-20
PCT/AU2018/051141 WO2019075528A1 (en) 2017-10-20 2018-10-19 DENTAL COMPOSITE

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2021502960A true JP2021502960A (ja) 2021-02-04
JP2021502960A5 JP2021502960A5 (ja) 2021-11-25
JP7244884B2 JP7244884B2 (ja) 2023-03-23

Family

ID=66173159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020522704A Active JP7244884B2 (ja) 2017-10-20 2018-10-19 歯科用コンポジット

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11185476B2 (ja)
EP (1) EP3697369A4 (ja)
JP (1) JP7244884B2 (ja)
CN (1) CN111491599B (ja)
AU (1) AU2018352478B2 (ja)
WO (1) WO2019075528A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2022399278A1 (en) * 2021-12-03 2024-05-30 Newsouth Innovations Pty Limited "3d-printable biocomposites"

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130023600A1 (en) * 2011-06-20 2013-01-24 Kerr Corporation Dental compositions containing short-cut fibers
EP2959882A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 Stick Tech OY A composite material and its uses

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4064566A (en) * 1976-04-06 1977-12-27 Nasa Method of adhering bone to a rigid substrate using a graphite fiber reinforced bone cement
DE3819777A1 (de) * 1988-06-10 1989-12-21 Bayer Ag Fuellstoffhaltige, polymerisierbare massen und deren verwendung
FI102945B (fi) * 1995-02-24 1999-03-31 Stick Tech Oy Prepreg, menetelmä sen valmistamiseksi, mainittuun prepregiin pohjautu va komposiitti ja sen käyttö
DE602004015575D1 (de) * 2004-05-26 2008-09-18 Dentsply Detrey Gmbh Zahnzementzusammensetzung enthaltend Kompositpartikeln mit gepfropften polysauren Polymerketten
FI20065465A0 (fi) * 2006-06-30 2006-06-30 Stichtech Oy Kuitulujitetut komposiitit ja menetelmä niiden valmistamiseksi
US20140303284A1 (en) * 2013-03-15 2014-10-09 The Sherwin-Williams Company Expoxyfluorosilicones and modified polyacrylic resins for coating compositions

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130023600A1 (en) * 2011-06-20 2013-01-24 Kerr Corporation Dental compositions containing short-cut fibers
EP2959882A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 Stick Tech OY A composite material and its uses

Also Published As

Publication number Publication date
EP3697369A1 (en) 2020-08-26
US20200261324A1 (en) 2020-08-20
CN111491599A (zh) 2020-08-04
AU2018352478A1 (en) 2020-04-23
AU2018352478B2 (en) 2023-12-21
WO2019075528A1 (en) 2019-04-25
US11185476B2 (en) 2021-11-30
EP3697369A4 (en) 2021-08-11
JP7244884B2 (ja) 2023-03-23
CN111491599B (zh) 2023-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2656864C (en) Fiber-reinforced dental composites and method for the manufacture thereof
Owens Jr et al. A comparison of shear bond strengths of three visible light-cured orthodontic adhesives
US7632878B2 (en) Dental releasing materials
US7354969B2 (en) Dental and medical polymer composites and compositions
EP1368430B1 (en) Dental and medical polymer composites and compositions
KR101382364B1 (ko) 치과용 복합재료 조성물
Alkatheeri et al. Halloysite nanotube incorporation into adhesive systems—effect on bond strength to human dentin
Shinagawa et al. Early bond strengths of 4-META/MMA-TBB resin cements to CAD/CAM resin composite
Lee et al. The effect of additional etching and curing mechanism of composite resin on the dentin bond strength
Bakhadher Modification of glass ionomer restorative material: A review of literature
US6270348B1 (en) Chopped fiber reinforced dental material
JP5366362B2 (ja) 歯科用方法及び装置
JP7244884B2 (ja) 歯科用コンポジット
Ilday et al. The influence of different fiber-reinforced composites on shear bond strengths when bonded to enamel and dentin structures
JP2001354509A (ja) グラスアイオノマーセメント用ガラス粉末
Soliman et al. Mechanical properties of the new ketac™ universal glass ionomer restorative material: effect of resin coating
Anstice et al. The chemistry of modern dental filling materials
JP2003095837A (ja) グラスアイオノマーセメント用ガラス粉末
Aksornmuang et al. Effect of viscosity of dual-cure luting resin composite core materials on bond strength to fiber posts with various surface treatments
JPH0314282B2 (ja)
Janani et al. Fiber-reinforced composite in dentistry-A review
JP2007091689A (ja) 歯科用グラスアイオノマーセメント液
Ghiorghe et al. Electronic microscopy studies on the adhesion of total etch adhesive systems in glass-ionomers and compomers
Naguib et al. Influence of inorganic nanoparticles on dental materials’ mechanical properties. A narrative review
JPH06107516A (ja) 複合修復材

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20200925

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20201009

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20200928

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211018

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221004

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230214

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230302

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7244884

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150