JP2021525610A - 2剤型歯科用シーラント、シリンジ装置で塗布する方法、及びキット - Google Patents

2剤型歯科用シーラント、シリンジ装置で塗布する方法、及びキット Download PDF

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Abstract

第1及び第2のチャンバを含むカートリッジ(10)を備えるシリンジ装置(1)を提供することを含む、2剤型歯科用シーラントを塗布する方法が記載される。第1のチャンバは、(メタ)アクリレート樹脂と酸化硬化剤とを含む、歯科用シーラントの第1の部分を含有する。第2のチャンバは、(メタ)アクリレート樹脂と、第1のチャンバの酸化硬化剤と反応する還元硬化剤とを含む、歯科用シーラントの第2の部分を含有する。歯科用シーラントの第1及び/又は第2の部分は、酸を中和し、再石灰化を促進する単一の成分又は複数の成分を更に含む。シリンジ装置は、スタティックミキサー、及びカートリッジの一方の端部にある出口を備える分注ノズル(17)と、カートリッジの反対側の端部にあるプランジャ(20)を備える。また、歯科用シーラントを貯蔵及び適用するためのキットが記載される。

Description

齲蝕を産生する微生物が患者の歯に蓄積することに起因して生じる虫歯を防ぐために、シーラント(填塞材)が使用されることが多い。歯の形状領域のうち、シーラントを使用した治療が最も望ましいのは、一般に小窩裂溝(pits and fissures)と称される領域である。シーラントは、小窩裂溝を填塞して滑らかな形状を実現し、咀嚼能力に悪影響を及ぼすことなく微生物の蓄積を回避するために使用される。
従来の歯科用シーラントは、透明な組成物、又は白色を付与するための不透明化充填剤を含む組成物のいずれかで提供される。例えば、米国特許第4,150,012号は、2剤型の系で作製される歯科用組成物を教示しており、2つの部分のそれぞれは、重合性樹脂及び不透明化充填剤を含む。ただし、第1の容器は触媒を含み、第2の容器は、第1の容器内の触媒と反応する促進剤を含む。この歯科材料は化学的に硬化し(酸化還元反応を介して)、硬化すると不透明な歯科材料となる。
歯科用シーラントの別の例として、米国特許第6,444,725号に、硬化性樹脂、硬化剤、及び着色剤を含む審美歯科用シーラントが教示されており、組成物は、化学線に曝露される前の初期色と、組成物が化学線に曝露された後の、初期色とは異なる最終色(例えば、歯に類似した色)を有する。
色の付与には歯科用シーラントを正確に塗布できるという利点があり得るが、業界では、歯科用シーラントの無駄を最小限に抑え、シーラント処置の時間量を低減させ、また、他の利益が得られる歯科用シーラントの塗布の方法に利益が見いだされるであろう。
一実施形態では、2剤型歯科用シーラントを塗布する方法であって、第1及び第2のチャンバを含むカートリッジを備えるシリンジ装置を提供することを含む、方法が記載される。第1のチャンバは、(メタ)アクリレート樹脂と酸化硬化剤とを含む、歯科用シーラントの第1の部分を含有する。第2のチャンバは、(メタ)アクリレート樹脂と、第1のチャンバの酸化硬化剤と反応する還元硬化剤とを含む、歯科用シーラントの第2の部分を含有する。歯科用シーラントの第1及び/又は第2の部分は、酸を中和し、再石灰化を促進する単一の成分又は複数の成分を更に含む。シリンジ装置は、スタティックミキサー、及びカートリッジの一方の端部にある出口を備える分注ノズルと、カートリッジの反対側の端部にあるプランジャとを備える。プランジャは2つのロッドを含み、ロッドの一方の端部はチャンバ内の歯科用シーラントの第1及び第2の部分を封止し、プランジャロッドの反対側の端部は接続されている。方法は、プランジャに手で圧力を加え、それにより、歯科用シーラントの第1及び第2の部分を、分注ノズルのスタティックミキサー及び出口を通して歯の表面上に輸送することを含む。
別の実施形態には、歯科用シーラントを貯蔵及び適用するためのキットであって、i)シリンジ装置であって、
a)第1及び第2のチャンバを含むカートリッジであって、第1のチャンバは、(メタ)アクリレート樹脂と酸化硬化剤とを含有し、第2のチャンバは、(メタ)アクリレート樹脂と、第1のチャンバの酸化硬化剤と反応する還元硬化剤とを含有し、第1及び/又は第2のチャンバは、酸を中和し、再石灰化を促進する単一の成分又は複数の成分を更に含む、カートリッジと、
b)カートリッジの一方の端部にあるプランジャであって、プランジャが2つのロッドを含み、ロッドの一方の端部がチャンバ内の歯科用シーラントの第1及び第2の部分を封止し、プランジャロッドの反対側の端部が接続されているプランジャとを含むシリンジ装置とを備える、キットが記載される。このキットは、
ii)カートリッジの反対側の端部に装着される、スタティックミキサーを備えた少なくとも1つの着脱可能な分注ノズルを更に備える。
別の実施形態では、2剤型歯科用シーラント組成物であって、
(メタ)アクリレート樹脂と酸化硬化剤とを含む第1の部分と、(メタ)アクリレート樹脂と、第1のチャンバの酸化硬化剤と反応する還元硬化剤とを含む第2のチャンバ部分と、を含み、第1及び第2の部分がそれぞれ5000cps以下の粘度を有し、この2剤型歯科用シーラント組成物は、酸を中和し、再石灰化を促進する単一の成分又は複数の成分を更に含む、2剤型歯科用シーラント組成物が記載される。
例示的なシリンジの斜視図である。 例示的なシリンジの断面図である。 例示的なシリンジの断面図である(米国特許出願公開第2016/0270879号の図3を変更)。 例示的なスタティックミキサーの側面図である(国際公開第2016/205181号(FN76390)の図2)。
本明細書では、シリンジ装置を用いて歯科用シーラントを塗布する方法について、及び、2剤型歯科用シーラントを収容するシリンジ装置と、シリンジ装置に装着される着脱可能な分注ノズルと、2剤型歯科用シーラント組成物とを含む歯科用シーラントを貯蔵及び適用するためのキットについて、記載する。
図1は、2剤型歯科用シーラント材料を分注するのに適した例示的なシリンジ装置1を示す。シリンジ装置は、(例えば円筒形の)カートリッジ10と、プランジャ20と、分注ノズル17とを備える。
カートリッジ10は、典型的には、円筒形の外形を有する。典型的な実施形態では、カートリッジは、指かけ板113を更に備える。指かけ板113の形状は、平坦な面に置かれたときにカートリッジ10が転がらないようにする、平坦部分又は支持点を含む。よって、シリンジ1がテーブルなどの平坦な面に置かれたとき、カートリッジ10の指かけ板113の平坦部によって、シリンジがテーブルから転げ落ちるのを防ぐことができる。
シリンジ1のカートリッジ10には、2成分の歯科用シーラントが予め充填される。2剤型歯科用シーラントの1つの部分は第1のチャンバ111内に収容され、2剤型歯科用シーラントの第2の部分は第2のチャンバ112内に収容される。
図2の断面図に最もよく示されるように、シリンジ1は、第1のプランジャロッド121及び第2のプランジャロッド122を備えるプランジャ20を有する。各ロッド121、122の一方の端部は、チャンバ111及びチャンバ112内の歯科用シーラントの、第1の部分及び第2の部分を封止するように構成されている。プランジャロッドの反対側の端部は、プランジャ20の後端部16において接続されている。
カートリッジは、1本以上の歯を填塞するために十分な量の2成分の歯科用シーラントを収容する。典型的には、2成分の型歯科用シーラントの量は、1人の患者の歯をすべて填塞するのに十分である。いくつかの実施形態では、2成分の歯科用シーラントの量は、2人以上の患者の全ての歯を填塞するのに十分であり、着脱可能なノズルは患者ごとに交換される。典型的な実施形態では、シリンジは、製造業者によって、2剤型歯科用シーラント組成物で予め充填される。いくつかの実施形態では、(例えば、充填済みの)シリンジと、2剤型歯科用シーラント組成物と、1つ以上の着脱可能な分注ノズルとをまとめて、歯科用シーラントを貯蔵及び適用するためのキットとする。キットは、典型的には、キットを使用するため、及び、着脱可能なノズルをシリンジに装着するための説明書を更に含む。
口内での使用を容易にし、歯科用シーラントの無駄を最小限に抑えるために、シリンジ装置は比較的小さい。いくつかの実施形態では、図1及び図2に示す、プランジャに係合する前の充填済みのシリンジ(ノズルなし)の全長は、200mm、190mm、180mm、170mm、160mm、150mm、又は140mm以下である。充填済みのシリンジ(ノズルなし)の全長は、典型的には、100mm、110mm、120mm、又は130mm以上である。いくつかの実施形態では、カートリッジの全長は、典型的には、100mm、95mm、90mm、85mm、80mm、又は75mm以下である。カートリッジの全長は、典型的には、50mm、55mm、60mm、又は65mm以上である。内部チャンバの長さは、カートリッジの全長よりも短い。いくつかの実施形態では、内部チャンバの全長は、70mm、又は65mm以下である。カートリッジの外径は、典型的には、15mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、又は8mm以下である。外径は、典型的には、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、又は7.5mm以上である。カートリッジの総内部容積は、典型的には、5、4.5、4、3.5、3、又は2.5cc以下である。
典型的な実施形態では、第1のチャンバと第2のチャンバは、約1:1の容積比を有する。他の容積比を採用することもできる。例えば、チャンバの容積比は、1:1〜約2:1又は3:1の範囲にあってもよい。
第1の部分と第2の部分との容積比1:1での混合が意図される場合、第1及び第2のチャンバは、カートリッジの総容積の約半分を含む。よって、各チャンバの総内部容積は、典型的には、2.5、2、1.75、1.5、又は1.25cc以下である。
図3は、シリンジ1の、カートリッジ10を通る断面図を示す。カートリッジ10は、カートリッジ10を通って延びる2つのチャンバ111、112を有する。いくつかの実施形態では、チャンバは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2016/0270879号に記載されるものなどの、ほぼD字形の断面を有する。
具体的には、D字形状の外周は、複数の弓形19a、19b、19c及び19dのみによって画定される。(弓形19a、19b、19c及び19dは、それぞれ第1、第3、第2、及び第4の弓形に対応する。)分離壁に隣接する弓形19aは、外壁17に隣接する反対側の弓形19cとは異なる半径に基づく。具体的には、弓形19aは、弓形19cよりも大きい半径に基づく。よって、ほぼD字の形が実現する一方で、円形構造のみに基づく断面を有することにより、1つ以上の直線構造を有する断面と比較してより信頼性の高い封止が可能となる。更に、弓形19a、19b、19c及び19dは、2つの弓形の接合部で、その接合部を通るそれぞれの弓形の接線が一致するように接合する。すなわち、弓形19a、19b、19c及び19dは、互いに滑らかに統合して、断面の外周を画定する閉じた線を共に形成する。
好ましい実施形態では、第1の弓形の半径は、10mm〜20、30、40、又は50mmの範囲にあってもよく、第2の弓形の半径は、2mm〜5、10、15、又は20mmの範囲にあってもよく、第3及び第4の弓形の半径は0.3mm〜1、2、又は3mmの範囲にあってもよい。一実施形態では、半径19aは約14mm、半径19bは約1mm、半径19cは約4mmである。
図示するように、2つのほぼD字形の形状は互いに対して鏡面的に配置され、カートリッジ10は、一方の端部に概ね円筒状の外形を有し、他方の端部に、ほぼ均一な壁厚を有する、分離壁118を有する外壁117を形成するようになっている。ほぼ均一な壁厚は、例えば、射出成形(例えば、ポリプロピレン)によるカートリッジの製造を容易にする。
いくつかの実施形態では、プランジャロッド121及び122はそれぞれ、カートリッジのそれぞれのチャンバに押し込まれるように構成される。プランジャロッドは、カートリッジよりも剛性の高い材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、プランジャロッドは、ガラス繊維を50%含有するポリプロピレンで射出成形される。各プランジャロッドの断面形状は、典型的には、それぞれのチャンバの断面形状に対応する。したがって、チャンバがほぼD字形の断面を有する場合、プランジャロッドもまた、ほぼD字形の断面を有する。
いくつかの実施形態では、チャンバ内の2剤型歯科用シーラントを封止する、プランジャロッド121及び122の端部部分は、好ましくは、それぞれのチャンバの断面形状よりも寸法が大きく、具体的には一定のオフセット量で2次元的に拡大されている。一実施形態では、各プランジャロッド121及び122は、先に引用した米国特許出願公開第2016/0270879号に更に詳細に記載されているスカート型リップシールを有する。
チャンバ及びプランジャロッドは、使用前は2成分の歯科用シーラントがそれぞれのチャンバ内に封止されるように、様々な他の設計及び断面形状を有することができる。
分注ノズル17は、カートリッジ10の前端部15に着脱可能に装着される。いくつかの実施形態では、ノズルはカートリッジ10の前端部に回転可能に装着される。カートリッジ、ノズル、又はこれらの組み合わせは、カートリッジ10の2剤型歯科用シーラントと分注ノズル17との間の流体連通を提供又は防止することのできるバルブを含む。いくつかの実施形態では、カートリッジ10とノズル17の組み合わせは回転スライドバルブを形成する。バルブに関する更なる詳細は、参照により本明細書に組み込まれる国際公開第2018/057503号及び米国特許第9,427,290号に記載されている。
分注ノズル17は、スタティックミキサー40(図1には示さず、図2及び図4に示す)を含むカニューレ172を更に備える。
容積及び設計は、混合効率を最大化し、無駄を低減するように選択される。いくつかの実施形態では、スタティックミキサーがないときの分注ノズルの総容積は、典型的には0.25、0.20、0.15、又は0.10cc以下である。いくつかの実施形態では、分注ノズルの総容積は、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、又は0.03cc以下である。カニューレは、幅2、2.5、又は3mm、かつ長さ約75〜150mmの外形を有する。
様々なスタティックミキサーを利用することができる。図4は、図1及び図2に示す分注ノズル内に配置されてもよい好ましいスタティックミキサー40を示す。このようなスタティックミキサーは、参照により本明細書に組み込まれる国際公開第2015/205181号に記載されている。スタティックミキサー40は、一連の混合エレメント41a/41bを有する。各混合エレメント41a/41bは、螺旋形状又は螺旋体に基づく。そのような螺旋状の混合エレメントの構造は、基本的には、両端部で保持されて180度ねじられるか、又は巻かれた平面的なシート材料と想定され得るが、そのような構造体を製造するために、典型的には、他の方法(例えば、射出成形)が使用される。そのような混合エレメント41a/41bの全体的な外形は、柱状の螺旋に基づく。よって、各混合エレメントは、外径Dを有する。各混合エレメントは、材料の入口縁部42a/42bと、出口縁部43a/43bとを有する。混合ユニットを通る歯科材料の流れFに関して、材料は、入口縁部42a/42bで各混合エレメント41a/41bに入り、出口縁部43a/43bで各混合エレメント41a/41bから出る。スタティックミキサー40は、連続して配列された複数の混合エレメント41a/41bを有する。2つの隣接する混合エレメント41a/41bの入口縁部42a/42bと出口縁部43a/43bとは、互いに対してある角度でオフセットされている。したがって、歯科材料の2つの成分の流れは、歯科材料が混合ユニット40を通って流れる間に分割され、その分割された部分的な流れが、複数回、合流する。よって、歯科材料(の、例えば2つの部分)が混合される。入口縁部42a/42bと出口縁部43a/43bとの間のオフセット角度は、混合ユニットの長軸Aに垂直な平面において、その長軸A上の点で測定される。この例では、入口縁部42a/42bと出口縁部43a/43bとの間のオフセット角度は、90度である。換言すれば、隣接する混合エレメント41a/41bの入口縁部42a/42bと出口縁部43a/43bは、互いに交差して配置される。
図示するように、混合ユニット40は、右巻きの混合エレメント41aと左巻きの混合エレメント41bとを有し、これらは長軸Aに沿って交互の順で連続的に配置されている。右巻きの混合エレメント41と左巻きの混合エレメント41bとでは、混合エレメント41a/41bが基づく螺旋の巻き方向が異なる。
いくつかの実施形態では、混合エレメント41a/41bは、1.5mm〜1.6mmの外径Dを有する。更に、各混合エレメントは、0.6mm〜1.2mm、好ましくは0.78mmの長さLを有する。直径Dと長さLは、混合ユニット40の全ての混合エレメント41a/41bについて、好ましくは、同じである。混合エレメント41a/41bの、この特定の範囲の直径Dによって、混合を改善することができる。
分注ノズルの分注ノズル先端部173は、剛性又は可撓性であることができる。このノズル先端は、熱可塑性材料で形成することができ、又は金属製の中空針であってもよい。いくつかの実施形態では、分注ノズルの先端部は、90°〜180°の範囲の内夾角でカニューレから延びる。いくつかの実施形態では、内夾角は、95、100、105、又は110°以上である。いくつかの実施形態では、内夾角は、170、160、150、140、又は130°以下である。いくつかの実施形態では、先端部の長さは、約5mm〜15mm又は20mmの範囲であることができる。いくつかの実施形態では、先端部の長さは、14、13、12、11、又は10mm以下である。出口は、典型的には丸く、カニューレよりも狭い直径を有する。いくつかの実施形態では、出口の直径は、0.5、0.6、0.7、又は0.8mm以上、1、1.1、1.2、1.3、1.4、又は1.5mm以下の範囲である。
シリンジ1は、任意選択として、プランジャをシリンジの前端部に向かって段階的に係合させるためのアクチュエータを含んでもよい。アクチュエータを含めることは、歯科用シーラント材料の所定量(例えば、単回投与量)を分注するために有用である。この特徴は、適正な量、すなわち、小窩裂溝を填塞するのには十分でありながら、患者が咀嚼中に硬化済みのシーラントを検知するほどの余剰な量ではない量を、正確に塗布するために有用であり得る。アクチュエータを有するシリンジの一例は、参照により本明細書に組み込まれる国際公開第2017/180545号に更に記載されている。
シリンジ装置の使用中、スライドバルブが開いてチャンバ内に収容されていた流体がノズルを通って輸送され得るように、ノズルが回転する。指(例えば、人差し指及び中指)が指かけ板113に接触し、親指が、典型的にはプランジャの後端部16を押して、第1のプランジャロッド121及び第2のプランジャロッド122をシリンジ装置の前端部15に向かって移動させる。プランジャの後端部に手で圧力を加えることにより、歯科用シーラントの第1及び第2の部分を、スタティックミキサー及び出口を介して、歯の表面上(の例えば、エナメル質上)に輸送する。
2つの成分は、スタティックミキサー内で合流することによって合わせられる。成分のそれぞれは、実施例に記載の試験方法に従って測定したとき、23℃で5000cps以下の粘度を有することが好ましい。いくつかの実施形態では、成分のそれぞれの粘度は、23℃で4500、4000、3500、又は3000cps以下である。成分のそれぞれの粘度は、典型的には23℃で、200、300、400、又は500cps以上である。
更に、2つの成分の粘度は、典型的には同様であり、例えば、粘度の高い方の材料の50、45、40、35、30、25、20、15、又は10%以下だけ異なる。混合される各成分の粘度及び粘度の差が好適な範囲内にあるときは、十分に均一な混合物を出口を通して分注することができる。更に、成分は、比較的低い押出力でスタティックミキサーを通して輸送され得る。そのような低い押出力は、典型的には手動で操作されるシステムによって生み出すことができる。
いくつかの実施形態では、歯科用シーラントを塗布する方法は、歯科用シーラントを塗布する前に、歯の表面を前処理することを更に含む。このような前処理には、当該技術分野において知られているように、(例えば、酸)エッチング、プライマー処理、研磨、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
歯科用シーラントの各部分は、重合性樹脂を含む。重合性樹脂は、典型的には、(メタ)アクリレートモノマーの混合物である。1つの一般的なアクリルモノマーが、米国特許第3,066,112号に記載されている。そのようなアクリルモノマーは、ビスフェノールA又は他のビスフェノールとグリシジルメタクリレートとの反応生成物であり、反応生成物は、当該技術分野において一般に、Bis−GMAモノマーと呼ばれる。典型的には、このモノマーは、ジ(メタ)アクリレートモノマー(例えば、テトラエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレートなど)又は単官能性(メタ)アクリレートモノマー(例えば、メチルメタクリレート)などの様々な他の(例えば、低分子量、低粘度)モノマーと組み合わされる。
本明細書に記載される歯科用シーラントは、「酸化還元」硬化系を含む。酸化還元過程では、還元剤は電子を失って酸化され、酸化剤は電子を獲得して還元される。酸化剤と還元剤とを組み合わせると、その結果、硬化性樹脂の硬化(例えば、重合及び/又は架橋)を引き起こす能力をもつ開始種(フリーラジカル又はカチオンなど)が生成される。典型的には、酸化還元対は約40℃未満の温度で活性化される。
好適な酸化剤には、過酸化化合物(すなわち、ペルオキシ化合物)が挙げられ、これには、過酸化水素、並びに無機及び有機過酸化化合物(例えば、「ペル」化合物、すなわちペルオキソアニオンを有する塩)が含まれる。好適な酸化剤には、過酸化ベンゾイル、過酸化フタロイル、置換過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化カプロイル、過酸化ラウロイル、過酸化シンナモイル、過酸化アセチルベンゾイル、過酸化メチルエチルケトン、過酸化ナトリウム、過酸化水素、過酸化ジ−tertブチル、過酸化テトラリン、過酸化尿素、及び、過酸化クメンなどの過酸化物;水酸化p−メタン、水酸化ジ−イソプロピル−ベンゼン、水酸化tert−ブチル、水酸化メチルエチルケトン、及び1−ヒドロキシシクロヘキシルヒドロペルオキシド−1などの水酸化物が挙げられるが、これらに限定されない。
他の酸化化合物としては、過硫酸化合物(例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム)、過ホウ酸塩化合物(例えば過ホウ酸ナトリウム)、過塩素酸塩化合物(例えば過塩素酸ナトリウム)など;オゾン、オゾン化合物などがある。これらの酸化剤は、単独で、又は互いに混合して使用されてもよい。
第1の開始剤系の中に、硬化プロセスを開始して所望の硬化速度を提供するのに十分な量の、1つ以上の酸化剤が存在してもよい。歯科用シーラントは、典型的には、歯科材料の全成分の総重量に基づいて、酸化硬化剤の0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09又は1重量%以上、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5又は10重量%以下の範囲を構成する。いくつかの実施形態では、歯科用シーラントは、酸化硬化剤の1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、又は5重量%以上を構成する。
第1の開始剤系はまた、酸化剤の活性化及び硬化の開始のために1つ以上の官能基を有する還元剤も含む。官能基は、典型的には、アミン、メルカプタン、又はこれらの混合物から選択される。2つ以上の官能基が存在する場合、それらは同じ化合物の一部であってもよく、又は異なる化合物によって提供されてもよい。
好ましい還元剤は、芳香族第三アミンである。有用な第三アミンの例には、次式のものがあり、
Figure 2021525610
式中、各R基は、H、又は歯科材料の硬化の開始に悪影響を及ぼさない有機基であり得る。有機基は、一般に、還元剤の機能を立体的に、又は電子的に妨害しない。このような化合物の例は、1997年10月2日に公開された国際公開第97/35916号に開示されている。
好ましくはRは脂肪族基であり、RとRは独立に(すなわち、同じであるか、異なっていてもよい)H、芳香族基、及び/又は脂肪族基である(好ましくは最大20個の炭素原子を含む)。好ましくは、R及びRのうちの1つのみが芳香族基である。より好ましくは、Rは、任意選択的にヒドロキシ基で置換されたアルキル基(好ましくは最大10個の炭素原子を含む)であり、R及びRは、任意選択的にヒドロキシル基で置換されたH又はアルキル基(好ましくは最大10個の炭素原子を含む)である。特定の好ましい実施形態では、R、R、及びRはまた、樹脂の官能基と反応する重合性官能基を含むことができる。好ましくは、R、R、及びRのうちの少なくとも1つは、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、ビニル、又は上記の樹脂中に存在する他の官能基などの官能基を含む。
好ましくは、R、R、R、R、及びRは、独立に、H又は脂肪族基(好ましくは最大20個の炭素原子を含む)である。より好ましくは、R、R、R、R、及びRは、独立して、H又は任意選択的にヒドロキシ基で置換されたアルキル基(好ましくは最大10個の炭素原子を含む)である。特定の好ましい実施形態では、R、R、R、R、及びRはまた、樹脂の官能基と反応する重合性官能基を含むことができる。好ましくは、R、R、R、R、及びRのうちの少なくとも1つは、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、ビニル、又は上記の樹脂中に存在する他の官能基などの官能基を含む。
特に好ましい芳香族第三アミンは、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−p−トルイジン(DHEPT)、2−(4−ジメチルアミノフェニル)エチルアルコール(DMAPE)、4−tertブチルジメチルアニリンである。好適な他の化合物としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸などの二官能性又は多官能酸化合物を有するDMAPE、又はヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、及びデスモデュールN−330(三官能性イソシアネート)などの二官能性又は多官能性イソシアネートを有するDMAPEから誘導される化合物などがある。
第三アミンは重合性であってもよい。特に好ましい重合性芳香族第三アミンとしては、限定するものではないが、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−p−トルイジン(DHEPT−ジ−IEM又はビス−N,N−[2−(2−メタクリロロキシエチル(methacryloloxyethyl)アミノカルボニルオキシ)エチル]−p−トルイジン)へのIEM(2−イソシアナトエチルメタクリレート)の付加物、VDM(2−ビニル−4,4−ジメチルアズラクトン)(DMAPE−VDM又は4−[2(2−アクリルアミド−2−メチルプロピオニルオキシ)エチル)−N,N−ジメチルアニリン)へのDMAPEの付加物、DHEPT(DHEPT−ジ−エステル又はビス−N,N−(2−メタクリロロキシエチル)−p−トルイジン)へのメタクリレートジエステルの付加物、及びVDM(DHEPT−ジ−VDM又はビス−N,N−[2−(2−アクリルアミド−2−メチルプロピオニルオキシ)エチル]−p−トルイジン)へのDHEPTの付加物などが挙げられる。
別の好ましい還元剤はメルカプタンであり、これには、芳香族及び/又は脂肪族基、及び任意選択的に、重合可能な基を含むことができる。好ましいメルカプタンは分子量が約200超のもので、その理由は、そうしたメルカプタンは臭気が少ないからである。特に好ましいメルカプタンは、イソオクチルチオグリコレート(IOTG)及びペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)(PETMP)である。
第三アミン及びメルカプタンは、単独で、又は互いに混合して使用されてもよい。例えば、第1の開始剤系は、1つの芳香族第三アミン及び1つのメルカプタン、2つの芳香族第三アミン、2つのメルカプタン、1つの重合性芳香族第三アミンなどを含むことができる。スルフィン酸、ギ酸、アスコルビン酸、ヒドラジン、及びこれらの塩などの他の還元剤もまた、フリーラジカル重合を開始するために本明細書で使用することができる。しかしながら、好ましくは、第1の開始剤系は、芳香族第三アミン、メルカプタン、又はこれらの混合物を含む。そのような還元剤は、第1の開始剤系の成分及び第2の開始剤系の成分のどちらとしても機能し得る。
2種類以上の還元剤を使用する場合、これらは好ましくは、少なくとも1種類が他の還元剤よりも速い活性化速度を有するように選択される。
第1の開始剤系の中に、硬化プロセスを開始して所望の硬化速度を提供するために十分な量の、1種類以上の還元剤が存在してもよい。歯科用シーラントは、典型的には、歯科材料の全成分の総重量に基づいて、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09又は1重量%以上、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5又は10重量%以下の範囲の還元硬化剤を含む。いくつかの実施形態では、歯科用シーラントは、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、又は5重量%以上の還元硬化剤を含む。
少量の遷移金属化合物を添加して、レドックス硬化速度を加速させてもよい。いくつかの実施形態では、米国特許出願公開第2003/0195273号(Mitraら)に記載されているように、重合性組成物の安定性を高めるために、第二イオン塩を含むことが好ましい場合がある。酸化剤及び還元硬化剤の濃度は、最適な反応速度を提供するように選択される。反応速度が速すぎると、歯科用シーラントは分注ノズル内で早期に硬化する可能性がある。反応速度が遅すぎると、処置全体が長くなる可能性がある。いくつかの実施形態では、歯科用シーラントは、5、4、3、2、又は1分以内に硬化する。
歯科用シーラントは、第2の開始剤系を更に含んでもよい。第2の開始剤系は、フリーラジカル重合で一般的に使用される1種類以上の開始剤を含む。第2の開始剤は好ましくはフリーラジカル光開始剤で、これは、(従来の歯科用硬化光を使用して)化学線を照射すると活性化することができ、フリーラジカル重合性組成物の重合(又は硬化)を開始する。
光開始剤は、典型的には、400〜800nmの波長を有する光エネルギーに曝露されると、付加重合のためのフリーラジカルを生成することができる。歯科用シーラントが従来の歯科用硬化光で光硬化可能である場合、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,444,726号に記載されるように、硬化前に歯科用シーラントが着色されるが硬化後には歯の色になるように、このシーラントはまた、ローズベンガル又は他の光退色性着色剤を更に含んでもよい。歯科用組成物に好適な、様々な光開始剤が知られている。
いくつかの実施形態では、歯科用シーラントは、増感剤を更に含む。増感剤は、アミン還元剤によって共開始されてもよい。
増感剤は、望ましくは、モノマー中に可溶であり、かつ400超〜800ナノメートル、より好ましくは400〜約500ナノメートルの波長範囲内のいずれかの光吸収が可能である。増感剤はまた、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第3,729,313号に記載の試験手順を用いて、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジンを増感することが可能であり得る。好ましくは、この試験に合格することに加えて、増感剤はまた、貯蔵安定性をある程度考慮して選択される。
また、染料又は顔料着色剤によって付与される色に加えて、増感剤により、光退色性の色を付与してもよい。例えば、カンファーキノンは、本発明の材料に黄色を付与することができ、ローズベンガルは、材料に赤みを帯びた色を付与することができる。
好適な増感剤には、ケトン、クマリン染料(例えば、ケトクマリン)、キサンテン染料、フルオロンアクリジン(fluorone acridine)染料、チアゾール染料、チアジン染料、オキサジン染料、アジン染料、アミノケトン染料、ポルフィリン、多環芳香族炭化水素、p−置換アミノスチリルケトン化合物、アミノトリアリルメタン、メロシアニン、スクアリリウム染料及びピリジニウム染料のカテゴリ内の化合物などを挙げることができる。キサンテン染料は、分子構造がキサンテンに関連し、45000〜45999の範囲の色指数を有する染料などを含む。ケトン(例えば、モノケトン又はα−ジケトン)、ケトクマリン、アミノアリールケトン、及びp−置換アミノスチリルケトン化合物が、好ましい増感剤である。高い感度を必要とする用途においては、ジュロリジニル部分を含有する増感剤を使用するのが好ましい。
例えば、ケトン増感剤の好ましい部類は、以下の式を有する:
ACO(X)
上記式の好適なケトンとしては、モノケトン(b=0)、例えば、2,2−、4,4−又は2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、ジ−2−ピリジルケトン、ジ−2−フラニルケトン、ジ−2−チオフェニルケトン、ベンゾイン、フルオレノン、カルコン、ミヒラーケトン、2−フルオロ−9−フルオレノン、2−クロロチオキサントン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、1−又は2−アセトナフトン、9−アセチルアントラセン、2−、3−又は9−アセチルフェナントレン、4−アセチルビフェニル、プロピオフェノン、n−ブチロフェノン、バレロフェノン、2−、3−又は4−アセチルピリジン、3−アセチルクマリンなどが挙げられる。好適なジケトンとしては、アントラキノン、フェナントレンキノン、o−、m−及びp−ジアセチルベンゼン、1,3−、1,4−、1,5−、1,6−、1,7−及び1,8−ジアセチルナフタレン、1,5−、1,8−及び9,10−ジアセチルアントラセンなどのアラルキルジケトンが挙げられる。好適なα−ジケトン(b=1及びX=CO)としては、2,3−ブタンジオン、2,3−ペンタンジオン、2,3−ヘキサンジオン、3,4−ヘキサンジオン、2,3−ヘプタンジオン、3,4−ヘプタンジオン、2,3−オクタンジオン、4,5−オクタンジオン、ベンジル、2,2’−3,3’−及び4,4’−ジヒドロキシルベンジル、フリル、ジ−3,3’−インドリルエタンジオン、2,3−ボルナンジオン(カンファーキノン)、ビアセチル、1,2−シクロヘキサンジオン、1,2−ナフタキノン(1,2-naphthaquinone)、アセナフタキノン(acenaphthaquinone)などが挙げられる。
歯科用シーラント(の、例えば第1及び/又は第2の部分)は、再石灰化を促進する成分を更に含み、これらは、カルシウムイオン、リン含有イオン(例えば、リン酸塩)、フッ化物イオン、又はこれらの組み合わせなどを放出する材料などである。いくつかの実施形態では、歯科用シーラントは、カルシウム塩などの、カルシウムイオンを放出する化合物を更に含む。カルシウム塩の例には、グリセロールリン酸カルシウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、カゼインカルシウム、クエン酸カルシウム、グルビオン酸カルシウム、グルセプチン酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、水酸化カルシウム、カルシウムヒドロキシアパタイト、乳酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、酸化カルシウム、パントテン酸カルシウム、リン酸カルシウム、ポリカルボフィルカルシウム、プロピオン酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム、及び硫酸カルシウムなどが挙げられる。いくつかの実施形態では、例えば、酸化カルシウムの場合、カルシウムイオンを放出する化合物はまた、酸を中和する。このように、単一の成分が、再石灰化を促進し、かつ酸を中和する。他の実施形態では、カルシウムイオンを放出する化合物は酸を中和しない。この実施形態では、歯科用シーラントは、基本材料である別の成分を更に含む。
いくつかの実施形態では、歯科用シーラントは、AlF、NaAlF、及びこれらの混合物などの、フッ化物イオンの放出によって再石灰化を促進する材料を含む。フッ化物イオンを放出する他の成分には、米国特許第5,332,429号に記載されているものなどの、シラノール処理フルオロアルミノシリケートガラス充填剤が挙げられる。米国特許第4,871,786号に記載されているものなどの有機フッ化物源も好適である。
いくつかの実施形態では、歯科用シーラントは、リンイオンの放出によって再石灰化を促進する材料を更に含む。好適なリン化合物には、P、AlPO、及びこれらの混合物などが挙げられる。グリセロールリン酸カルシウムなどのいくつかの塩は、カルシウムイオン及びリンイオンの両方を放出する。
再石灰化を促進するこのような成分の濃度は、典型的には、歯科用シーラント全体の1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、又は5重量%以上であり、典型的には約10重量%以下である。しかしながら、再石灰化を促進する成分が酸の中和も行う場合は、より高い濃度を使用してもよい。
歯科用シーラントの第1及び/又は第2の部分は、酸を中和する塩基性成分を更に含む。歯科用シーラントの場合、この基本成分は、硬化済みの歯科用シーラントと接触する細菌又は食品源に由来する酸を中和することができると推測される。
酸を中和する成分は、典型的には、重合性樹脂及び還元硬化剤を含む歯科用シーラントの(例えば、第2の)部分と合わせられる。
好ましい実施形態では、歯科用シーラントは、塩基性のコア材料を含む封入された材料を含む。1つの好ましい実施形態では、無機シェル材料がコア材料を取り囲む。シェル材料及びシェルの厚さは、塩基性コア材料の制御及び/又は遅延放出若しくは反応を可能にするように選択することができる。いくつかの実施形態では、塩基性コア材料の放出は、長時間の後に塩基性を増加させるために利用される。このような封入された材料は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2017/063829号に更に記載されている。
あるいは、歯科用シーラントは、封入されていない塩基性の材料を含んでもよい。したがって、「塩基性のコア」に関する次の説明は、封入されていない「塩基性材料」にも当てはまる。
封入された充填剤は、塩基性コア材料を含む。塩基性の(例えば、コア)材料、並びにコアを形成する元になる材料(例えば、化合物)は、一般に25℃で固体である。塩基性の(例えば、コア)材料は、単一の粒子、又は、より小さな複数の会合した粒子であり得る。本明細書で使用するとき、用語「会合した(associated)」は、凝集化(aggregated)及び/又は凝塊化(agglomerated)した2つ以上の一次粒子の群を指す。同様に、用語「会合していない(non-associated)」は、凝集及び/又は凝塊形成を含まない2つ以上の一次粒子の群を指す。
いくつかの実施形態では、塩基性の(例えばコア)材料は、複数の凝集化粒子を含んでもよい。「凝集」又は「凝集化」は、一次粒子間の強い会合を指す。例えば、一次粒子は、互いに化学的に結合され得る。凝集化した塩基性(例えば、コア)粒子が凝集体として残るように塩基性の(例えば、コア)材料を作製し、それを封入している間には、典型的には、凝集体がより小さい粒子(例えば、一次粒子)に分解されることは起こらない。同様に、用語「凝集していない(non-aggregated)」は、他の一次粒子との強い会合を含まない一次粒子を指す。
他の実施形態では、塩基性の(例えば、コア)材料は、複数の凝塊化粒子を含んでもよい。本明細書で使用するとき、用語「凝塊形成」又は「凝塊化」は、一次粒子の弱い会合を指す。例えば、一次粒子は、電荷又は極性によりまとまって保持されていてもよい。塩基性の(例えば、コア)材料を作製する間、及びそれを封入している間に、凝塊がより小さい粒子(例えば、一次粒子)に分解されることが起こり得る。同様に、用語「凝塊化していない(non-agglomerated)」は、他の一次粒子との弱い会合を含まない一次粒子を指す。
塩基性の(例えば、コア)材料の(例えば、一次粒子、会合粒子、又は凝塊化粒子の)平均粒径は、典型的には、例えば沈降分析器を使用して測定したとき、0.2、0.5、1、2、3、4、又は5マイクロメートル以上、かつ典型的には、1mm、750マイクロメートル、又は500マイクロメートル以下である。いくつかの実施形態では、塩基性の(例えば、コア)材料の(例えば、一次粒子、会合粒子、又は凝塊化粒子の)平均粒径は、典型的には、250、200、150、100、又は50マイクロメートル以下である。いくつかの実施形態では、塩基性の(例えば、コア)材料の(例えば、一次粒子、会合粒子、又は凝塊化粒子の)平均粒径は、典型的には、45、40、35、30、25、又は20マイクロメートル以下である。シェルは典型的には薄いので、封入された材料もまた、今説明した平均粒径の範囲内に入り得る。
コア材料は、塩基性である。化学的に塩基性の材料は、電子を供与し、プロトンを受容し、典型的には水溶液中にヒドロキシルイオンを提供する材料である。
封入された材料のコアを含めて、材料は、それらが、十分な量の高pKa成分を含むこと、脱イオン水に添加されると(実施例に更に記載される試験方法に従って)塩基性pHをもたらすこと、又は酸性緩衝剤に添加されると(実施例に更に記載される試験方法に従って)塩基性pHをもたらすことを含む、以下に記載される1つ以上の特性を有するか又は示すならば、塩基性と見なされる。
塩基性材料は、酸性及び酸性緩衝液と反応してpHの上昇を生じさせるように機能する。pHの変化及びpH変化率は、塩基性成分の強度、その中の塩基性成分の化学的及び物理的形態、並びに塩基性の(例えば、コア)材料内の塩基性成分の量に依存する。
いくつかの実施形態では、塩基性の材料(例えば、封入された材料のコア)は、強塩基性である。強塩基性材料は、典型的には、約11〜14の範囲のpKaを有する、十分な量の強塩基性材料(例えば、化合物)を含み、かつこれから調製される。強塩基性化合物の例としては、アルカリ及びアルカリ土類金属の酸化物及び水酸化物、並びにアルカリリン酸塩などの強塩基性塩が挙げられる。強塩基性の(例えば、コア)化合物の具体例としては、Na、K、Ca、Sr、及びBaの酸化物及び水酸化物;Na、K、Ca、Sr、及びBaのケイ酸塩;並びにNa、K、Ca、Sr、及びBaのアルミン酸塩が挙げられる。強塩基性ケイ酸塩及びガラスは、典型的には、カチオンモル基準で、シリカ1モル当たり少なくとも1、2、又は3モルの強塩基性の(例えば、コア)化合物(例えば、CaO)を含む。同様に、強塩基性アルミン酸塩は、典型的には、カチオンモル基準で、アルミナ1モル当たり少なくとも1、2、又は3モルの強塩基性の(例えば、コア)化合物(例えば、CaO)を含む。
いくつかの実施形態では、強塩基性材料は、少なくとも1つの強塩基性化合物と、塩基性が弱い又は中性の材料との組み合わせの異種物理的混合物であり得る。例えば、強塩基性材料は、シリカと水酸化ナトリウムとの物理的混合物であってもよい。水酸化ナトリウムは、13.8のpKaを有する強塩基性材料である。水酸化ナトリウムの0.1N水溶液は、13のpHを有する。重量パーセント基準で、1リットルの水中の96重量%のシリカと4重量%の水酸化ナトリウムとの混合物の1グラムは、水酸化ナトリウムの0.1N水溶液を提供することになる。封入された材料が物理的混合物である場合、実質的に全ての強塩基性化合物は、シェルの分解時にアクセス可能である。したがって、この実施形態では、塩基性の(例えば、コア)材料は、脱イオン水中に8.5又は9以上の遅延pHを提供するために(実施例に記載の試験方法に従って)、少量(例えば、少なくとも1、2、又は3重量%の強塩基性材料)を含んでもよい。しかしながら、酸性緩衝溶液中に、8.5又は9以上の遅延pHを提供するために、より高い濃度の化学的に塩基性の(例えば、コア)材料が必要であり得る。例えば、強塩基性材料のpKaに応じて、強塩基性材料の量は、封入された材料全体の5、6、7、8、9、又は10重量%以上であり得る。
他の実施形態では、塩基性の材料(例えば、封入された材料のコア)は、少なくとも1つの強塩基性の材料(例えば、化合物)及び他の成分(アルカリ土類ケイ酸塩など)を含み、かつこれらから調製される多成分結晶性化合物である。更に他の実施形態では、塩基性の材料(例えば、封入された材料のコア)は、少なくとも1つの強塩基性材料(例えば、化合物)から調製された多成分非晶質ガラスとして特徴付けることができる。強塩基性材料(例えば、化合物)は、ガラス構造体内に均質又は不均質に分布させることができる。塩基性の材料(例えば、封入された材料のコア)がガラスなどの溶融多成分材料である場合、強塩基性化合物の濃度(X線蛍光(XRF)又は誘導結合プラズマ(ICP)によって決定することができる)は、典型的には、塩基性の(例えば、コア)材料全体に基づいて、25、30、35、40、45、又は50重量%以上、75重量%以下又はこれを超える範囲である。
いくつかの好ましい実施形態では、塩基性の(例えば、コア)材料は、11.6のpKaを有するCaOを含み、かつこれから調製される。CaOは、カルシウムイオン源を提供することと組み合わせて、pHの上昇の遅延の両方をもたらすために利用することができる。CaOの量は、典型的には、5、10、15、20、又は25重量%以上、75重量%以下又はこれを超え得る。Caの量は、このような値の約71%である。CaOを含む強塩基性多成分の(例えば、コア)材料の具体的な例としては、ポルトランドセメント(60〜70%重量%のCaOを含有することが報告されている)、ケイ酸三カルシウム(CaOを約75重量%含有する)、及び3M Advanced Material Divisionから入手可能であるような生体活性ガラス(約25重量%のCaO、及び約25重量%のNaOを含有する)が挙げられる。
他の実施形態では、封入された材料の塩基性の材料(例えば、封入された材料のコア)は、弱塩基性である。弱塩基性材料は、8以上であるが11未満の範囲のpKaを有する実質的な量の少なくとも1つの材料(例えば、化合物)を含む。いくつかの実施形態では、弱塩基性材料は、8.5、9、9.5、10、10.5以上のpKaを有する。弱塩基性の(例えば、コア)化合物の例としては、Cu、Zn、及びFeの酸化物、並びにNaF、酢酸Ca、及びリン酸水素などの弱塩基性塩が挙げられる。
あるいは、弱塩基性の(例えば、コア)材料は、より少量の強塩基性化合物を含み得るか、又はこれから調製されてもよい。弱塩基性の(例えば、コア)材料は、単独では、典型的には、酸性溶液のpHを適切に上昇させるのに十分な量のヒドロキシルイオンを提供することはできない。しかしながら、弱塩基性の(例えば、コア)材料は、単独で、水のpHを適切に上昇させるのに十分な量のヒドロキシルイオンを提供することができる。更に、(例えば、封入された)弱塩基性の(例えば、コア)材料は、(例えば、封入された)強塩基性の(例えば、コア)材料と組み合わせて使用することができる。
(例えば、封入された)塩基性材料は、典型的には、酸化還元硬化系の還元剤ではない。還元剤の封入は、酸化還元硬化反応を遅延させるであろう。更に、還元剤は、典型的には比較的低濃度で利用される弱塩基であるため、封入された還元剤単独では、pHの所望の上昇をもたらさない。
好ましい実施形態では、塩基性の(例えば、コア)材料は、本明細書では6、6.5、又は7以上8未満のpKaを有するものとして定義される1つ以上の中性化合物を更に含み、かつこれから調製される。いくつかの実施形態では、かかる中性化合物は、脱イオン水中、及び/又は弱酸溶液、及び/又は弱塩基溶液中で低い溶解度を示す。弱酸溶液は、典型的には、7未満であるが4を超えるpHを有する。弱塩基溶液は、典型的には、7超であるが10未満のpHを有する。低溶解度とは、1リットル当たり100グラム(すなわち、10重量%)未満が溶解することを意味する。いくつかの実施形態では、1リットル当たり50、25、5、又は1グラム未満が溶解する。中性化合物としては、例えば、シリカ、ジルコニア、チタニア、アルミナ、及びこれらの組み合わせが挙げられる。7超のpKaはわずかに塩基性であるが、このような塩基性は、前述したように、弱塩基性の(例えば、コア)材料のものよりも小さく、かつ強塩基性(例えば、コア)材料のものよりも有意に小さい。
(例えば、コア)材料が、塩基性材料(例えば、化合物)のみから、又は中性材料との塩基性材料の組み合わせを含み、かつこれらから調製される場合、(例えば、コア)材料の塩基性は、成分の重量に基づいて推定することができる。よって、(例えば、コア)材料は、前述した塩基性材料(例えば、化合物)の量を含む。ただし、コア材料が酸性材料(例えば、化合物)を更に含む場合は、塩基性の推定は難しくなることがある。特に、その組成又は組成分析に基づいて(例えば、コア)材料の塩基性を推定することが困難である実施形態については、塩基性の(例えば、コア)材料又は封入されたコア材料の塩基性は、脱イオン水中又は酸性(例えば、緩衝液)溶液中の特定の量の材料のpHの変化によって定義することができる。これらの試験はまた、(例えば、コア)材料又は封入されたコア材料が実際に塩基性であることを確認するために使用され得る。
例えば、フルオロアルミノシリケート(FAS)ガラスは、約19重量%の強塩基性化合物(SrO)から調製された均質なガラス構造であり、残りは中性(SiO)及び他の化合物から調製される。先に引用した78772に記載の試験方法に従って脱イオン水中で試験したとき、FASガラスは、pHを15分以内に6.5まで低下させ、したがって弱酸性コア材料と見なされる。
いくつかの実施形態では、(例えば、コア)材料又は封入されたコア材料の塩基性は、脱イオン水25g中の特定の量(0.25g)の材料のpHの変化によって決定することができる。封入されていない塩基性の(例えば、コア)材料は、典型的には、脱イオン水のpHを中性から8.5又は9以上のpHに変化させる。これは、典型的には、1、2、3、4、又は5分以内に生じるが、最長1時間又は24時間を要してもよい。
好ましい実施形態では、塩基性の(例えば、コア)材料又は封入された材料の塩基性は、緩衝溶液中の特定の量(0.25g)の材料のpHの変化によって決定することができ、この溶液は、脱イオン水15gと25℃で4.00のpHに調整された(塩酸で)、4のpHを有する10gの水性フタル酸水素カリウム緩衝液(例えば、緩衝液BDH5018)である。この試験は、本明細書では「緩衝試験」と称される。強塩基性の(例えば、コア)材料又は封入された材料が緩衝試験に供されると、これは8.5又は9以上のpHに達することもあり得る。脱イオン水と比較して酸性溶液を塩基性pHに変化させるために、より多量のヒドロキシルイオンが必要であることが理解される。したがって、このpH変化は、脱イオン水中の同じ材料と比較して、より長い時間がかかり得る。いくつかの実施形態では、このようなpH変化は、5、10、又は15分以内に生じるが、最長1時間又は24時間を要してもよい。
弱塩基性の(例えば、コア)材料は、緩衝試験に従って試験したときに、pHの小さな上昇をもたらし得る。例えば、pHは4から5に上昇し得る。しかしながら、弱塩基性の(例えば、コア)材料は、緩衝試験に従って試験したとき、pHを8.5又は9以上のpHに到達させるのに十分な量のヒドロキシルイオンを提供しない。
したがって、封入された塩基性コア材料が水又は緩衝液に添加されると、本明細書に記載されるように、最初に(すなわち、水又は緩衝液中の材料の浸漬直後)、pHを変化させないが、シェル及び塩基性コア材料に応じて様々な速度でpHが上昇する。
いくつかの実施形態では、塩基性の(例えば、コア)材料は、様々な天然及び合成セメントの場合など、水と混合されたときに硬化性又は自己硬化性である。従来の天然(例えば、ポルトランド)セメント及び合成セメントは、典型的には、多量のケイ酸カルシウム(例えば、3CaO−SiO、2CaO−SiO)を単独で、又は1つ以上のカルシウムアルミネート(例えば、3CaO−Al、4CaO−Al−Fe)と組み合わせて含む。
いくつかの実施形態では、封入された材料は、封入された(例えば、歯科用)充填剤である。
封入された(例えば、歯科用)充填剤は、3〜4のpHを有する水又は酸性溶液中で、前述したように、低溶解度を有する相当量の中性金属酸化物を含むことができる。中性金属酸化物としては、例えば、シリカ、ジルコニア、チタニア、及びアルミナが挙げられる。中性金属酸化物の量は、塩基性の(例えば、コア)材料の総重量の10、15、20、25、30重量%以上、50、60、70、80、又は90重量%以下の範囲であり得る。ケイ酸カルシウム及び封入されたケイ酸カルシウムもまた、シリカを含有することから、充填剤として特徴付けられてもよい。
歯科用シーラントは、前述のように再石灰化を促進する材料を含む。これらの材料は、封入された充填剤のコア内に存在することができ、FASガラスなどの第2の充填剤として提供することができ、又は硬化性歯科用シーラント組成物中に別個の成分として提供することができる。
いくつかの実施形態では、コア又は第2の充填剤材料は、約5〜40重量%の範囲の量で、AlF、NaAlF、及びこれらの混合物などのフッ化物化合物を含み、かつこれらから調製される。いくつかの実施形態では、AlFの量は、コア又は第2の充填剤材料の10〜30重量%の範囲である。いくつかの実施形態では、NaAlFは、コア又は第2の充填剤材料の2〜10重量%の範囲である。
いくつかの実施形態では、コア又は第2の充填剤材料は、2〜25重量%の範囲の量で、P、AlPO、及びこれらの混合物などのリン化合物を含み、かつこれらから調製される。いくつかの実施形態では、Pの量は、コア又は第2の充填剤材料の2〜15重量%の範囲である。いくつかの実施形態では、AlPOの量は、コア又は第2の充填剤材料の2〜10重量%の範囲である。
塩基性の(例えば、コア)材料は、任意の好適な方法で封入することができる。いくつかの実施形態では、塩基性の(例えば、コア)材料は、当該技術分野において周知の技術である、蒸着、原子層堆積(ALD)、スパッタリング、又は蒸発などの任意の好適な方法で金属酸化物を含む無機シェルに封入することができる。
シェル材料は、弱塩基性材料であってもよい。しかしながら、シェル材料の塩基性は、特に前述の緩衝試験又はディスク緩衝試験に従って、所望のpH変化を生じさせるために十分ではない(続いて記載されるように)。
いくつかの実施形態では、シェル、又は換言すれば封入材は、5、10、15、20、又は25nm以上の平均厚さを有する。シェルの厚さは、最大250、500、750、又は1000nm(1マイクロメートル)の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、例えば、封入された歯科用充填剤の場合、シェルの厚さは、典型的には、50、75、100、150、又は200nm以下の範囲である。
重量%基準では、シェル材料は、典型的には、封入された材料全体の0.1、0.2、0.3、0.4、又は0.5重量%以上である。重量%基準のシェル材料の量は、封入された材料全体の最大15又は20重量%以下の範囲であり得るが、より典型的には10、9、8、7、6、又は5重量%以下である。いくつかの実施形態では、重量%基準のシェル材料の量は、4.5、4、3.5、3、2、又は1重量%以下である。
好ましい実施形態では、シェル材料及びシェルの厚さは、塩基性コア材料の制御及び/又は遅延放出若しくは反応を可能にするように選択することができる。
好ましい実施形態では、シェルは最初に不透過性である(すなわち、組成物及びコア材料からの材料は、シェルを通じた単純な拡散によって相互作用することができない)。相互作用は、シェルが他の材料との相互作用(例えば、分解、腐食、又は溶解)によって変化した後に生じる。組成物(例えば、2剤型の組成物)は、シェルを分解する水又は酸などの成分を含むように設計することができる。他の実施形態では、使用中に水又は酸性成分と接触するようになることにより、シェルの分解が起こり得る。この実施形態では、供給源又は水若しくは酸性成分は、生体液(例えば、歯又は骨を取り囲む軟組織内に保持された唾液若しくは水)であり得る。
いくつかの実施形態では、(例えば、封入された)塩基性材料の濃度は、典型的には、硬化性歯科用シーラント組成物の第2の部分の2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、又は65重量%以上、100%以下の範囲である。硬化性(例えば、歯科用組成物)の全体は、(例えば、封入された)塩基性材料のそのような濃度の半分を含む。したがって、(例えば、封入された)塩基性材料の濃度は、典型的には、硬化性歯科用シーラント組成物の全体の1、1.5、2、2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20、22.5、25、27.5、30、又は32.5重量%以上、50重量%以下の範囲である。濃度は、塩基性の(例えば、封入された)材料の強度及び、歯科用シーラント組成物の意図された特性に基づいて選択することができる。
先に引用した78772WO003の表4〜7を参照すると、一実施形態では、封入されていない(例えば、ポルトランドセメント又はケイ酸三カルシウム)塩基性材料は、前述の緩衝試験に供されたときに、1分以内に塩基性のpH(例えば、8.5、9、9.5、10、又は10.5以上)をもたらす。しかしながら、封入された(例えば、ポルトランドセメント又はケイ酸三カルシウム)塩基性材料は、この緩衝試験によれば、2、3、4、5、6、7、8、9又は10分以上にわたり、塩基性のpH(例えば、8.5、9、9.5、10、又は10.5以上)をもたらさない。いくつかの実施形態では、封入された(例えば、ポルトランドセメント)塩基性材料は、15、20、25、30、35、40、又は45分間にわたり、塩基性のpH(例えば、8.5、9、9.5、10、又は10.5以上)をもたらさない。いくつかの実施形態では、封入された(例えば、ポルトランドセメント)塩基性材料は、100、200、又は300分間にわたり、塩基性のpH(例えば、8.5、9、9.5、10、又は10.5以上)をもたらさない。
別の実施形態では、封入されていない(例えば、生体活性ガラス)塩基性材料は、前述の緩衝試験に供されたとき、5分以内に塩基性のpH(例えば、8.5、9、9.5、10、又は10.5以上)をもたらす。しかしながら、封入された(例えば、生体活性ガラス)塩基性材料は、この緩衝試験によれば、30〜40分間にわたり、塩基性pH(例えば、8.5、9、9.5、10、又は10.5以上)をもたらさない。
別の実施形態では、封入されていない(例えば、ポルトランドセメント)塩基性材料は、脱イオン水中で試験したときに、20秒以内に11.5の塩基性pHをもたらす。しかしながら、封入された(例えば、ポルトランドセメント)塩基性材料は、脱イオン水中で試験したときに、20秒以内に8.5以上の塩基性pHをもたらす。別の実施形態では、封入されていない(例えば、生体活性ガラス)塩基性材料は、脱イオン水中で試験したときに、20秒以内に10.5の塩基性pHをもたらす。しかしながら、封入された(例えば、生体活性ガラス)塩基性材料は、脱イオン水中で試験したときに、20秒以内に9.8以上の塩基性pHをもたらす。したがって、酸性(例えば、緩衝液)溶液のpHの変化は、脱イオン水よりも著しく遅い速度で生じ得る。
好ましい実施形態では、塩基性(例えば、コア)材料が遅れて放出される又は反応することを利用して、硬化した歯科用シーラント材料の塩基性を向上させ、後に、硬化済みの歯科用シーラントの近傍の口内環境内に形成される酸を中和することができる。封入されていない強塩基性材料は、pHの、所望される大幅な(しかし、望ましくない急速な)上昇を生じさせ得る。封入された、同じ塩基性材料は、pHの所望の上昇を、ただし長い時間の後にもたらすことができ、すなわち、塩基性材料(例えば、ヒドロキシルイオン)を、ゆっくりと連続的に放出することができる。
封入された、又は封入されていない塩基性材料を含む硬化した歯科用シーラント組成物などの(例えば、生物学的)キャリア材料の塩基性は、2mLのプラスチック遠心管内に収容された1.5mLの10mMのNaHPO(一般的にPBSとして知られる)緩衝液中に浸漬された硬化した(hardened)(すなわち、硬化済みの(cured))材料のディスク(3.1mm×高さ1.3mm)のpH変化を測定することによって評価することができる。PBS緩衝液は、8gのNaCl、0.2gのKCL、1.44gのNaHPO、及び0.24gのKHPOを、800mLの蒸留HOに溶解し、HClでpHを7.4に調整し、追加の蒸留水で体積を1Lに調整し、オートクレーブにより滅菌することによって調製することができる。この試験は、その後、本明細書では「ディスク緩衝試験」と称される。
ディスク緩衝試験に利用されてもよい代表的な2剤型硬化性歯科用シーラント組成物が、次の実施例に更に記載されている。
いくつかの実施形態では、封入された、又は封入されていない塩基性材料を含む硬化デンタルシーラント組成物は、緩衝液のpHを15時間又は39時間以内に0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、又は0.30以上だけ上昇させる。
硬化した歯科用シーラント組成物は、水中で最初は中性(7〜7.5のpH)であり、1時間〜1日の範囲の様々な期間後、いくつかの実施形態では2、3、4、5、6、若しくは7日間以下の範囲、又はそれより長い様々な期間後に、塩基性(8、8.5、9、9.5、10、10.5又は11以上のpH)が上昇する。しかしながら、放出された塩基が口腔環境に存在する酸を中和するとき、硬化した歯科用シーラント組成物は、塩基性(例えばコア)材料の放出速度に等しい速度で進行する中和反応により、中性(pH7〜7.5)のままであり得る。
一実施形態では、封入された、又は封入されていない塩基性材料は、16.25重量%超の封入された塩基性材料を含む組成物の場合、46、72、100、147、260、360、又は500時間以内に、塩基性のpH(例えば、8.5、9、9.5、10、又は10.5以上)をもたらす。
歯科用シーラント組成物は、任意選択として、香味料、抗菌剤、芳香剤、安定剤、粘度調整剤、レオロジー調整剤、阻害剤、及び(歯科用シーラントがUV光への曝露によって硬化されない実施形態では)紫外線(UV)吸収剤を含む、口腔環境での使用に好適な追加の補助剤を含んでもよい。他の好適な補助剤には、蛍光及び/又はオパール色を付与する剤がある。
いくつかの実施形態では、硬化済みの歯科用シーラントは、歯に類似した白色の外観を有する。この実施形態では、歯科用シーラントの少なくとも1つの部分は、典型的には不透明化充填剤を更に含む。好適な充填剤としては、例えば、チタニア、ジルコニア、アルミナ、又はシリカが挙げられる。不透明化充填剤の平均粒径は、典型的には、0.1又は0.2ミクロン以上、0.7又は1ミクロン以下の範囲である。いくつかの実施形態では、塩基性コア材料及び無機シェル材料を含む、封入された材料は、後に記載されるように、単独又は一次の不透明化充填剤である。
不透明化充填剤の濃度は、典型的には、0.05、0.10、0.15、0.2重量%以上、5重量%以下の範囲であってもよい。
不透明化充填剤の好ましい量は、不透明化充填剤及び硬化樹脂系の粒径分布及び屈折率に応じて変化する。充填剤と硬化樹脂の屈折率の差が大きいほど、充填剤は不透明化の点において、より効率的である。
典型的な実施形態では、ヒュームドシリカなどの懸濁化剤を使用することができる。ヒュームドシリカは、Cabot Corporationから商品名「Cab−O−Sil」として、また、Degussa,Inc.から商品名「Aerosil」として市販されている。懸濁化剤は、組成物を増粘し、それによって粘度を増加させることができる。
懸濁化剤の濃度は、典型的には、0.05、0.10、0.15、0.2重量%以上、5重量%以下の範囲であってもよい。より高い濃度の塩基性材料が用いられる場合には、懸濁化剤の濃度は、十分に低い粘度を維持するために低減されてもよい。
典型的な実施形態では、不透明化充填剤及び懸濁化剤は、疎水性(例えば、オルガノシラン)表面処理を含む。参照により本明細書に組み込まれる米国特許第3,066,112号に記載されている手順を使用して、充填剤を処理することができる。この目的に有用な反応性オルガノシランは、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(Union Carbideから市販されている「A−174」)である。
本明細書に記載の歯科用シーラント組成物は、典型的には、まず、重合性樹脂を酸化剤又は還元剤、並びに他の任意選択的な添加剤と一緒に混合することによって調製される。次いで、不透明化充填剤及び懸濁化剤が、均質な分散体が得られるまで高剪断力の条件下で混合される。
本発明を、以下の実施例により更に説明する。
材料
カンファーキノン(CPQ)、ベンゾイルペルオキシド−LUPEROX A75(BPO)、2−(4−ジメチルアミノ)フェニル)エタノール(DMAPE)、トリエチレングリコールジメタクリレート(TEGDMA)、及びビスフェノールAグリセロエートジメタクリレート(BisGMA)は、Sigma−Aldrichから入手した。
2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)は、PMC Specialties Incorporated(Cincinnati,OH)から入手した。
ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)は、Evonik Corporation(Piscataway,NJ)から入手した。
ポルトランドセメント:白色ポルトランドセメント(Federal White Type1、ASTM表記C150)を、Federal White Cement(Woodstock,Ontario,Canada)から購入した。製造業者によって報告される組成物の主成分は、ケイ酸三カルシウム(3CaO−SiO)、ケイ酸二カルシウム(2CaO−SiO)、アルミン酸三カルシウム(3CaO−Al)、アルミノフェライト四カルシウム(4CaO−Al−Fe)、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、硫酸カリウム、及び硫酸ナトリウムである。ポルトランドセメントは、複数の成分を含む強塩基性材料である。各主要成分(酸化マグネシウム、硫酸カリウム、及び硫酸ナトリウムの微量成分を除く)は、かなりの量の強塩基(CaO)を含有する。ポルトランドセメントは、典型的には約61%〜69%のCaO、約18%〜24%のSiO、約2%〜6%のAl、約1%〜6%のFe、約0.5%〜5%のMgOを含有する。
計算
以下の式1〜6を使用して、実施例1〜2に記載のプロセスによって調製された封入された材料についてのシェル厚さ、コア材料の重量%、及びシェル材料の重量%を計算した。計算において、コア材料の総表面積は、コア材料粉末の粒子を球体として(表面積=4π(d/2)、体積=(4/3)(π)(d/2))と表すことによって決定した。
式1:
Figure 2021525610
STem(cm)=封入された材料のシェル厚さ。
mo(cm)=APCVDプロセスにより調製された金属酸化物の体積。
SA(cm)=コア材料粉末の総表面積。
式2:
Figure 2021525610
FRcg(cm/分)=キャリアガスの流速(AlMe、TiCl、SiClについて)。
CT(分)=コーティング時間。
CA=前駆体材料のモル当たりのカチオン。
MWmo(g/mol)=カチオンのモル当たりの金属酸化物の分子量(AlについてはMWmo=51g/mol、TiOについてはMWmo=80g/mol、SiOについてはMWmo=60g/mol)。
mo(g/cm)=酸化金属の密度(Alについては、Dmo=3.0、TiOについてはDmo=3.0、SiOについては、Dmo=2.2)。
%P=キャリアガス中に含有された金属酸化物前駆体のモル百分率(AlMeについての%P=1.33%、TiClについての%P=1.33%、SiClについての%P=35.7%)。
EDE=実施例で使用されるAPCVDプロセスの推定付着効率(AlについてのEDE=0.5、TiOについてのEDE=0.6、SiOについてのEDE=0.4)。
式3:
Figure 2021525610
cp=コア材料粉末粒子の数。
式4:
Figure 2021525610
Mcp(g)=APCVDプロセスで使用されるコア粉末材料の量(生体活性ガラス、ポルトランドセメント、ケイ酸三カルシウム)。
Msm(g)=APCVDプロセスによって堆積された金属酸化物(Al、TiO、SiO)の量。
Msm(g)=Vmo mo
cp(g/cm)=コア粉末材料の密度(生体活性ガラスについてはDcp=2.65、ポルトランドセメントについてはDcp=3.11)。
d(cm)=コア粒子の直径。
式5及び6−封入された材料の重量百分率(重量%):
Figure 2021525610
コアの重量パーセント=(100−シェルの重量パーセント)。
測定
粘度測定値は、Brookfield DV−I+粘度計を使用して、HELIPATHスタンド及びタイプA Tバースピンドル(AMETEK Brookfield(Middleboro,MA))を用いて測定した。測定は、23℃で、100s−1の剪断速度で実施した。粘度測定値が安定したとき(典型的には0.5〜2分以内)、試験結果を取得した。粘度はセンチポアズ(cP)単位で報告される。
実施例1.封入された材料1(PCコア及びAOシェル)
ポルトランドセメント(PC)を、常圧化学気相成長法(APCVD)を用いて酸化アルミニウム(AO)系材料で封入した。ポルトランドセメント粉末を、トリメチルアルミニウム(Strem Chemicals(Newburyport,MA)から入手し、ステンレススチールバブラーから分注された)を、流動床反応器内の水蒸気と反応させることによってコーティングした。反応器は、ガラスフリット漏斗管(直径12cm、高さ30cm)であった。反応器は、反応器の本体に平行に経路付けされたフリットの下方から延びる入口管と、フリットの上方の延長された頂部領域とを有して、所望の反応器高さ及び前駆体注入器管及び排気出口用の取り付け具を可能にした。温度は、油浴を使用して180℃に制御した。窒素キャリアガスを、液体前駆体の標準的なバブラー構成で使用した。バブラーを約22℃の周囲温度に維持した。トリメチルアルミナ(TMA)バブラーを通る流量は、1773cm/分であった。水バブラーを通る流量は、5307cm/分であった。総コーティング時間は、120分であった。反応器に添加したポルトランドセメントの量は800gであり、ポルトランドセメント粉末の粒径は20ミクロンであった。
反応器に添加する前に、AVEKA CCE遠心空気分類器モデル100(AVEKA CCE LLC(Cottage Grove,MN))を使用して、微細粒子及び粗粒子をポルトランドセメント試料から除去した。第1の工程では、初期試料の合計で約24%の粗部分を除去し、次いで第2の工程では、約25%の微細部分を残りの試料から除去した。得られたポルトランドセメント粉末は、(Coulter Counter Multisizer 3(Beckman Coulter Company(Brea,CA))を使用して測定したときに)20ミクロンの平均粒径を有した。
封入された材料1を、46nmのシェル厚さを有するように計算した。計算された重量パーセント(重量%)は、98.8重量%のコア材料及び1.2重量%のシェル材料であった。
実施例2.封入された材料2(PCコア及びAOシェル)
ポルトランドセメント(PC)を、常圧化学気相成長法(APCVD)を用いて酸化アルミニウム(AO)系材料で封入した。ポルトランドセメント粉末を、トリメチルアルミニウム(Strem Chemicalsから入手し、ステンレススチールバブラーから分配された)を、流動床反応器内の水蒸気と反応させることによってコーティングした。反応器は、ガラスフリット漏斗管(直径12cm、高さ30cm)であった。反応器は、反応器の本体に平行に経路付けされたフリットの下方から延びる入口管と、フリットの上方の延長された頂部領域とを有して、所望の反応器高さ及び前駆体注入器管及び排気出口用の取り付け具を可能にした。温度は、油浴を使用して180℃に制御した。窒素キャリアガスを、液体前駆体の標準的なバブラー構成で使用した。バブラーを約22℃の周囲温度に維持した。トリメチルアルミナ(TMA)バブラーを通る流量は、2670cm/分であった。水バブラーを通る流量は、8032cm/分であった。総コーティング時間は、190分であった。反応器に添加したポルトランドセメントの量は1500gであり、ポルトランドセメント粉末の粒径は20ミクロンであった。
反応器に添加する前に、AVEKA CCE遠心空気分類器モデル100(AVEKA CCE LLC)を使用して、微細粒子及び粗粒子をポルトランドセメント試料から除去した。第1の工程では、初期試料の合計で約24%の粗部分を除去し、次いで第2の工程では、約25%の微細部分を残りの試料から除去した。得られたポルトランドセメント粉末は、(Coulter Counter Multisizer 3(Beckman Coulter Company)を使用して測定したときに)20ミクロンの平均粒径を有した。
封入された材料2を、58nmのシェル厚さを有するように計算した。計算された重量パーセント(重量%)は、98.5重量%のコア材料及び1.5重量%のシェル材料であった。
実施例3.
ペーストAA−1の組成を表1に報告する(各成分は、重量%で報告)。ペーストAA−1をバルクで調製した。BisGMA及びTEGDMAを合わせ(1:1重量比)、均質になるまで撹拌した。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をBPO及びCPQと混合した。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER(FlackTek Incorporated(Landrum,SC))に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加えた。カップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、ペーストAA−1の均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。ペーストAA−1の粘度は、1130±9cP(23℃、剪断速度100s−1)であった。
ペーストBB−1の組成を表2に報告する(各成分は、重量%で報告)。BisGMA及びTEGDMAを合わせ(1:1重量比)、均質になるまで撹拌した。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をDMAPE及びBHTと混合した。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加えた。カップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。封入された材料1をカップに加えた。カップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、ペーストBB−1の均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。ペーストBB−1の粘度は、1450±12cP(23℃、剪断速度100s−1)であった。
Figure 2021525610
Figure 2021525610
実施例4.
ペーストBB−2の組成を表3に報告する(各成分は、重量%で報告)。BisGMA及びTEGDMAを合わせ(1:1重量比)、均質になるまで撹拌した。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をDMAPE及びBHTと混合した。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加えた。カップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。封入された材料2をカップに加えた。カップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、ペーストBB−1の均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。
ペーストAA−1及びBB−2を37℃のチャンバ内で平衡させた後、混合板上で約1:1の体積比で混合した。得られたシーラント組成物は、2分後に硬化した。
AA−1及びBB−2を、室温条件(約23℃)で、硬化光を使用せずに(暗硬化)、混合板上で1:1の体積比で混合すると、試料は2分後に硬化しなかった。
代替的に、ペーストAA−1及びBB−2を、室温条件(約23℃)で、混合板上で1:1の体積比で混合し、Elipar(商標)DeepCure−S LED硬化光(3M Oral Care(Maplewood,MN))を使用して直ちに硬化させた。シーラント組成物は、光に10秒間曝露された後に硬化した。
Figure 2021525610
実施例5.
ペーストAA−2の組成を表4に報告する(各成分は、重量%で報告)。ペーストAA−2をバルクで調製した。BisGMA及びTEGDMAを合わせ(1:1重量比)、均質になるまで撹拌した。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をBPO及びCPQと混合した。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加えた。カップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、ペーストAA−2の均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。
ペーストBB−3の組成を表5に報告する(各成分は、重量%で報告)。BisGMA及びTEGDMAを合わせ(1:1重量比)、均質になるまで撹拌した。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をDMAPE及びBHTと混合した。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加えた。カップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。封入された材料2をカップに加えた。カップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、ペーストBB−2の均質な混合物が得られるまで内容物を2400rpmで混合した。
ペーストAA−2及びBB−3を、室温条件(約23℃)で、硬化光を使用せずに(暗硬化)、混合板上で1:1の体積比で混合した。得られたシーラント組成物は、1分以内に硬化した。
代替的に、ペーストAA−2及びBB−3を、室温条件(約23℃)で、混合板上で1:1の体積比で混合し、Elipar(商標)DeepCure−S LED硬化光(3M Oral Care)を使用して直ちに硬化させた。得られたシーラント組成物は、光に10秒間曝露された後に硬化した。
Figure 2021525610
Figure 2021525610
実施例6.
図1〜図4に記載の分注ノズル及びスタティックミキサーを備える2チャンバのシリンジ装置を使用した。シリンジ装置の寸法は、カートリッジ長=73.8mm、カートリッジ外径=8.4mm、各チャンバの容積=1mL、分注ノズルの総容積=0.03mL、分注ノズル出口オリフィスの直径=0.85mm、ノズル先端部長さ=9mm、ノズル先端部の内夾角=120°であった。図4に記載のスタティックミキサーを、分注ノズルのカニューレ部分に挿入した。一連の混合パドルの全長は15mmであった。2つのチャンバはそれぞれ、ほぼD字形の断面を有し、D字形は互いに対して鏡面的に配向された。
シリンジの1つのチャンバを、ペーストAA−2で部分的に充填した(体積で2/3)。第2のチャンバを、ペーストBB−3で部分的に充填した(体積で2/3)。プランジャを押し下げると、充填済みのシリンジは、1:1の体積比のペーストAA−2とペーストBB−3を分注ノズルに計量した。ヒトの口腔内の上歯列弓のタイポドント模型を、各歯に深い裂溝を有した状態で使用した。シリンジ装置を使用して、模型の10本の歯の表面にシーラント組成物の薄いコーティングを塗布した。塗布時に、シーラント組成物が裂溝内に浸透したことが観察された。10本の歯にシーラント組成物を塗布する総時間は、約45秒であった。シーラント組成物は、歯への塗布後、約45秒で硬化した。
実施例7.
実施例6に記載の2チャンバのシリンジ装置を使用した。シリンジの1つのチャンバを、ペーストAA−1で部分的に充填した(体積で2/3)。第2のチャンバを、ペーストBB−1で部分的に充填した(体積で2/3)。プランジャを押し下げると、充填済みのシリンジは、1:1の体積比のペーストAA−1とペーストBB−1を分注ノズルに計量した。シリンジ装置を使用して、テフロンディスク金型(直径3.1mm、高さ1.3mm)をペーストで充填した。次いで、ELIPAR S10硬化光(3M Oral Care)を金型の各側面に20秒間使用して、ペーストを硬化させた。得られた成形ディスクを金型から直ちに取り出し、15gの脱イオン水と10gのpH4緩衝液(Buffer BDH5018、VWR International)として混合された緩衝液を0.5mL含む、2mLプラスチック遠心管の中に入れた。ディスクを、緩衝液の中に完全に浸漬させた。管に栓をして、室温で保管した。
緩衝液のpHを、ORION PERPHECT ROSS pH Micro Electrode(カタログ番号8220BNWP、Thermo Fisher Scientific Company(Waltham,PA))を使用して測定した。各測定の前に試料を穏やかに振盪した。pH測定は、緩衝液にディスクを浸漬した直後(表中「0時間」)、浸漬の15時間後、及び、39時間後に行った。
比較例の成形ディスクを準備し、ペーストBB−1を、封入された材料1を含有しないペーストBB−C1に置き換えたことを唯一の変更点として、記載の手順に従って試験した(表6)。pH特性を表7に報告する。
Figure 2021525610
実施例8.
続いて、ペーストBB−1が封入された材料2を含まなかったことを唯一の変更点として、ペーストBB−1内の封入された材料1を、同量の封入されていないポルトランドセメント(重量%=10%)と置き換えたことを除き、実施例7に記載したものと同じ手順及び試験方法に従った。pH特性を表6に報告する。
Figure 2021525610
実施例9.
ペーストBB−4の組成を表8に報告する(各成分は、重量%で報告)。BisGMAとTEGDMAは、均質になるまで撹拌して混合(1:1重量比)することができる。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をDMAPE及びBHTと混合する。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を約2400rpmで混合する。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで約2400rpmで内容物を混合する。封入された材料1をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、ペーストBB−4の均質な混合物が得られるまで、内容物を約2400rpmで混合する。
ペーストAA−1とBB−4を混合板上で約1:1の体積比で混ぜ合わせて、得られたシーラント組成物を提供する。
実施例10.
ペーストBB−5の組成を表8に報告する(各成分は、重量%で報告)。BisGMAとTEGDMAは、均質になるまで撹拌して混合(1:1重量比)することができる。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をDMAPE及びBHTと混合する。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を約2400rpmで混合する。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで約2400rpmで内容物を混合する。封入された材料1をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、ペーストBB−5の均質な混合物が得られるまで、内容物を約2400rpmで混合する。
ペーストAA−1とBB−5を混合板上で約1:1の体積比で混ぜ合わせて、得られたシーラント組成物を提供する。
実施例11.
ペーストBB−6の組成を表8に報告する(各成分は、重量%で報告)。BisGMAとTEGDMAは、均質になるまで撹拌して混合(1:1重量比)することができる。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をDMAPE及びBHTと混合する。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を約2400rpmで混合する。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで約2400rpmで内容物を混合する。封入された材料1をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、ペーストBB−6の均質な混合物が得られるまで、内容物を約2400rpmで混合する。
ペーストAA−1とBB−6を混合板上で約1:1の体積比で混ぜ合わせて、得られたシーラント組成物を提供する。
実施例12.
ペーストBB−7の組成を表8に報告する(各成分は、重量%で報告)。BisGMAとTEGDMAは、均質になるまで撹拌して混合(1:1重量比)することができる。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をDMAPE及びBHTと混合する。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を約2400rpmで混合する。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで約2400rpmで内容物を混合する。封入された材料1をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、ペーストBB−7の均質な混合物が得られるまで、内容物を約2400rpmで混合する。
ペーストAA−1とBB−7を混合板上で約1:1の体積比で混ぜ合わせて、得られたシーラント組成物を提供する。
実施例13.
ペーストBB−8の組成を表8に報告する(各成分は、重量%で報告)。BisGMAとTEGDMAは、均質になるまで撹拌して混合(1:1重量比)することができる。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をDMAPE及びBHTと混合する。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を約2400rpmで混合する。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで約2400rpmで内容物を混合する。封入された材料1をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、ペーストBB−8の均質な混合物が得られるまで、内容物を約2400rpmで混合する。
ペーストAA−1とBB−8を混合板上で約1:1の体積比で混ぜ合わせて、得られたシーラント組成物を提供する。
実施例14.
ペーストBB−9の組成を表8に報告する(各成分は、重量%で報告)。BisGMAとTEGDMAは、均質になるまで撹拌して混合(1:1重量比)することができる。混合カップ内で、BisGMA/TEGDMA混合物をDMAPE及びBHTと混合する。充填したカップをFlackTek SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を約2400rpmで混合する。ヒュームドシリカ(AEROSIL R972)をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、均質な混合物が得られるまで約2400rpmで内容物を混合する。封入された材料1をカップに加える。カップをFlackTeK SPEEDMIXER内に置き、ペーストBB−9の均質な混合物が得られるまで、内容物を約2400rpmで混合する。
ペーストAA−1とBB−9を混合板上で約1:1の体積比で混ぜ合わせて、得られたシーラント組成物を提供する。
Figure 2021525610

Claims (23)

  1. 2剤型歯科用シーラントを塗布する方法であって、
    シリンジ装置を提供することであって、前記シリンジ装置は、
    第1及び第2のチャンバを含むカートリッジであって、
    前記第1のチャンバは、(メタ)アクリレート樹脂と酸化硬化剤とを含む、前記歯科用シーラントの第1の部分を含有し、
    前記第2のチャンバは、(メタ)アクリレート樹脂と、前記第1のチャンバの前記酸化硬化剤と反応する還元硬化剤とを含む、前記歯科用シーラントの第2の部分を含有し、
    前記歯科用シーラントの前記第1及び/又は第2の部分は、酸を中和し、再石灰化を促進する単一の成分又は複数の成分を更に含む、カートリッジと、
    スタティックミキサー、及び前記カートリッジの一方の端部にある出口を備える分注ノズルと、
    前記カートリッジの反対側の端部にあるプランジャであって、前記プランジャが2つのロッドを含み、前記ロッドの一方の端部が前記チャンバ内の前記歯科用シーラントの前記第1及び第2の部分を封止し、前記プランジャロッドの反対側の端部が接続されているプランジャと
    を含む、シリンジ装置を提供することと、
    前記プランジャに手で圧力を加え、それにより、前記歯科用シーラントの前記第1及び第2の部分を、前記分注ノズルの前記スタティックミキサー及び前記出口を通して歯の表面上に輸送することと、を含む方法。
  2. 前記カートリッジは、5、4.5、4、3.5、3、又は2.5cc以下の容積を有する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1のチャンバと前記第2のチャンバは、約1:1の容積比を有する、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記分注ノズルは、0.25、0.20、0.15、0.10、又は0.05cc以下の容積を有する、請求項1〜3に記載の方法。
  5. 前記第1の部分及び前記第2の部分はそれぞれ、5000cps以下の粘度を有する、請求項1〜4に記載の方法。
  6. 前記第1及び第2の部分は、前記スタティックミキサーを通して輸送される間に均一な混合物を形成するために好適な粘度をそれぞれ有する、請求項5に記載の方法。
  7. 前記出口は、1.5、又は1mm以下の直径を有する、請求項1〜6に記載の方法。
  8. 前記歯科用シーラントは、前記歯科用シーラントを化学線に曝露することなく硬化する、請求項1〜7に記載の方法。
  9. 前記歯科用シーラントは、5、4、3、2、又は1分以内に硬化する、請求項1〜8に記載の方法。
  10. 前記第1又は第2のチャンバは、光開始剤を更に含む、請求項1に記載の方法。
  11. 歯の表面を前処理することを更に含み、前記前処理は、前記歯科用シーラントを塗布する前に行われる、請求項1〜10に記載の方法。
  12. 前記前処理は、エッチング、プライマー処理、研磨、又はこれらの組み合わせを含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記2剤型歯科用シーラントは、請求項16〜23によって更に特徴付けられる、請求項1〜12に記載の方法。
  14. 歯科用シーラントを貯蔵及び適用するためのキットであって、
    i)シリンジ装置であって、
    a)第1及び第2のチャンバを含むカートリッジであって、
    前記第1のチャンバは、(メタ)アクリレート樹脂と酸化硬化剤とを含有し、
    前記第2のチャンバは、(メタ)アクリレート樹脂と、前記第1のチャンバの前記酸化硬化剤と反応する還元硬化剤とを含有し、
    前記第1及び/又は第2のチャンバは、酸を中和し、再石灰化を促進する単一の成分又は複数の成分を更に含む、カートリッジと、
    b)前記カートリッジの一方の端部にあるプランジャであって、前記プランジャが2つのロッドを含み、前記ロッドの一方の端部が前記チャンバ内の前記歯科用シーラントの前記第1及び第2の部分を封止し、前記プランジャロッドの反対側の端部が接続されているプランジャと
    を含むシリンジ装置と、
    ii)前記カートリッジの反対側の端部に装着される、スタティックミキサーを備えた少なくとも1つの着脱可能な分注ノズルと、
    を含むキット。
  15. 前記2剤型歯科用シーラントは、請求項16〜23に従って更に特徴付けられる、請求項14に記載の方法。
  16. 2剤型歯科用シーラント組成物であって、
    (メタ)アクリレート樹脂と酸化硬化剤とを含む第1の部分と、
    (メタ)アクリレート樹脂と、前記第1のチャンバの前記酸化硬化剤と反応する還元硬化剤とを含む第2のチャンバ部分と、を含み、
    前記第1及び第2の部分がそれぞれ5000cps以下の粘度を有し、前記2剤型歯科用シーラント組成物が、酸を中和し、再石灰化を促進する単一の成分又は複数の成分を更に含む、2剤型歯科用シーラント組成物。
  17. 前記酸化硬化剤が過酸化物である、請求項16に記載の2剤型歯科用シーラント組成物。
  18. 前記還元硬化剤がアミンである、請求項16〜17に記載の2剤型歯科用シーラント組成物。
  19. 前記塩基性の材料がカルシウムイオンを放出する、請求項16〜18に記載の2剤型歯科用シーラント組成物。
  20. 前記酸を中和する成分が、8〜14のpKaを有する成分を25、30、35、40、又は45重量%以上含む塩基性の材料である、請求項16〜19に記載の2剤型歯科用シーラント組成物。
  21. 前記酸を中和する成分が、封入された塩基性の材料である、請求項16〜20に記載の2剤型歯科用シーラント組成物。
  22. 前記封入された材料が、塩基性のコア材料と、前記コアを取り囲む、金属酸化物を含む無機シェル材料とを含む、請求項21に記載の2剤型歯科用シーラント組成物。
  23. 前記無機シェル材料が、6以上8未満のpKaを有する金属酸化物を含む、請求項22に記載の2剤型歯科用シーラント組成物。
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