JP2022509622A - イオン交換コーティングを有する歯科装具 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022509622000001
歯科装具は、１本以上の歯を受け入れるように構成されたキャビティの配置を有するポリマーシェルと、ポリマーシェルの少なくとも一部分上のコーティングとを含む。コーティングは、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリエステルを含むことができ、イオン交換官能基は、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出することができる。

Description

歯科矯正治療は、改善された美容的外観及び歯科機能のために、位置ずれしている歯を整復し、咬合配置を改善することを伴う。歯を整復することは、制御された力を長期間にわたって歯に加えることによって達成される。
歯は、一般に歯科矯正アライナー又は歯科矯正アライナートレイと呼ばれるポリマー製の漸増的位置調整装具を、歯科矯正治療の各治療段階で、患者の歯を覆って配置することによっても整復され得る。歯科矯正アライメントトレイは、１本以上の歯を受け入れるように構成された複数のキャビティを有するポリマーシェルを含む。ポリマーシェル内の個々のキャビティは、１本以上の歯に力を加えて、選択された歯又は歯のグループを上顎又は下顎内に弾性的かつ漸増的に整復するように形成される。一連の歯科矯正アライナートレイは、歯科矯正治療の各段階中に順次かつ交互に患者が装着するために提供され、歯を１つの歯配列から次に続く歯配列に徐々に整復して、所望の歯のアライメント状態を達成する。所望のアライメント状態が達成されると、アライナートレイ、又は一連のアライナートレイを、患者の口腔内で定期的又は連続して使用して、歯のアライメントを維持し得る。加えて、歯科矯正リテーナートレイを長期間使用して、初期歯科矯正治療後に歯のアライメントを維持し得る。マウスガード及びナイトガードはまた、運動活動中に歯を一時的に保護するために、又は歯間接触若しくは擦りによって引き起こされる損傷を防止するために使用されてもよい。
歯科矯正治療の１つの段階では、歯科装具が、数日間、数週間、又は更には数ヶ月もの長期間にわたって、１日に最長２２時間、患者の口腔内に留まることを必要とし得る。
唾液は、齲蝕に対する口の主要な防御物質である。健康な唾液流は、細菌が歯及び組織表面に付着して保護されたバイオフィルムを形成することができるようになる前に、細菌を口腔から物理的に除去することによって、虫歯を予防するのに役立つ。また、唾液流は、食品及び飲料の摂取によってもたらされる糖及び酸を希釈するのに役立つ。唾液の緩衝能は、酸を中和し、消化プロセスを補助するものである。
歯科矯正リテーナー又はアライナートレイは、患者の口腔内で使用されるが、細菌、糖、食物、及び飲料のうちの１つ以上に由来する酸性種は、アライナートレイと歯との間に閉じ込められる可能性がある。歯の表面に対するこれらの化合物の存在は、例えば、結晶質カルシウムヒドロキシアパタイトなどのリン酸カルシウム実体を含む歯硬組織を脱灰する場合がある。歯科矯正アライナーの使用の増加は、歯の表面上の酸産生剤及び／又は酸を長期間にわたって捕捉する可能性があり、これにより、歯のエナメル質の脱灰を増加させ得る。
脱灰は、歯の表面の酸を、例えば、塩基又は緩衝剤で中和することによって最小限に抑えることができる。脱灰はまた、カルシウム及び／又はリン酸（phosphate）などのイオンを導入して、正の平衡を維持するか、又は再石灰化を促進することによって低減され得る。フッ化物はまた、カルシウムベースのミネラルと反応して、低ｐＨの存在下では、可溶性がはるかに低いフッ化カルシウム又はカルシウムフルオロアパタイトを形成することもできる。
例えば、歯科矯正アライナートレイ、リテーナートレイ、マウスガード、ナイトガードなどのような歯科装具を患者の歯の上に配置することにより、歯の周囲の唾液の自然な流れを妨げる可能性があり、場合によっては、特に患者がトレイの洗浄及び歯のブラッシングのための推奨されるレジメンに一貫して従うことができない場合に、齲蝕のリスクを増加させる可能性がある。
一態様では、本開示は、治療的に有益なイオンを患者の歯の表面に供給するように構成されたイオン交換コーティング層を含む歯科装具に関する。例えば、イオン交換コーティング層は、ｐＨをより効果的に制御するイオンを歯の表面に供給して酸を中和することができ、又は歯科矯正アライナートレイと歯との間の空間にカルシウム及び／又はホスフェートを導入して、歯の表面における正の平衡を維持し、再石灰化を促進し、及び／又は脱灰化を最小限にすることができる。歯科装具上のイオン交換コーティング層はまた、歯の表面にフッ化物を供給ことができ、これは、カルシウムベースのミネラルと反応して、低ｐＨの存在下でははるかに可溶でないフッ化カルシウム又はカルシウムフルオロアパタイトを形成することができる。イオン交換コーティングされた歯科装具は、患者の口腔における歯科装具の長期使用中のリスクを低減するか、又は脱灰を軽減する。
一例では、歯科装具は、１本以上の歯を受け入れるように構成されたキャビティの配置を有するポリマーシェルと、ポリマーシェルの少なくとも一部分上のコーティングとを含む。コーティングは、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリエステルを含むことができ、イオン交換官能基は、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出することができる。
別の例は、歯科装具を製造する方法を含む。本方法は、第１の主面に複数のキャビティを備えるポリマーシェルを形成することを含み、キャビティは、１本以上の歯を受け入れるように構成されている。本方法は、ポリマーシェル上にコーティング組成物を適用することを更に含み、コーティング組成物は、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリエステルを含み、イオン交換官能基は、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出するように構成可能であり、イオン交換官能基は、第１の金属イオンを含む。
別の例は、歯科装具を製造する方法を含む。本方法は、ポリマー材料の実質的に平坦なシートの少なくとも１つの主面上にコーティング組成物を適用することを含み、コーティング組成物は、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリエステルを含み、イオン交換官能基は、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出するように構成可能であり、イオン交換官能基は、第１の金属イオンを含む。本方法は、ポリマー材料内に複数のキャビティを形成して、ポリマーシェルを形成することを更に含み、キャビティは、１本以上の歯を受け入れるように構成されている。
別の例は、歯科装具を製造する方法を含む。本方法は、ポリマー材料の実質的に平坦なシートの少なくとも１つの主面上にコーティング組成物を適用することを含み、コーティング組成物は、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリマーを含み、ポリマーは、テトラアルキルアンモニウム、アルキル化ピリジン、アルキル化イミダゾール、及びこれらの組み合わせから選択される四級アンモニウム化合物を含み、イオン交換官能基は、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出するように構成可能であり、イオン交換官能基は、第１の金属イオンを含む。本方法は、ポリマー材料内に複数のキャビティを形成して、ポリマーシェルを形成することを更に含み、キャビティは、１本以上の歯を受け入れるように構成されている。
別の例は、歯の表面の脱灰を治療する方法を含む。本方法は、歯の表面に隣接して歯科装具を配置することを含み、歯科装具は、１本以上の歯を漸増的に移動させるように構成された複数のキャビティを有するポリマーシェルを含み、ポリマーシェルは、その上にコーティングを含む。コーティングは、それに共有結合したイオン交換官能基を有するスルホポリエステルを含み、イオン交換官能基は、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に供給する。
別の例は、歯の脱灰を治療する方法を含む。本方法は、１本以上の歯を漸増的に移動させるように構成された複数のキャビティを有するポリマーシェルを提供することであって、ポリマーシェルが、その上にコーティングを含み、コーティングが、イオン交換官能基を有するスルホポリエステルを含み、イオン交換官能基が、第１の金属イオンを含む、提供することと、第１のコーティングに、第１の金属イオンとは異なる第２の金属イオンを有するイオン性溶液を適用することと、イオン交換官能基の少なくとも一部分上の第１の金属イオンを第２の金属イオンで置き換えて、第２のコーティングを形成することであって、第２のイオンが、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される治療的に有益なイオンである、形成することと、第２のコーティングが少なくとも１本の歯の表面に隣接するように第２のコーティングを配置することであって、第２のコーティングが、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出する、配置することと、を含む。
別の例は、キットを含む。キットは、歯科装具及び溶液を含む。歯科装具は、１本以上の歯を漸増的に移動させるように構成された複数のキャビティを有するポリマーシェルを含み、ポリマーシェルは、その上にコーティングを含み、コーティングは、それに共有結合したイオン交換官能基を有するスルホポリエステルを含み、イオン交換官能基は、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出する。溶液は、コーティングの治療的に有益なイオンを定期的に補充するためのイオンを含む。
別の例は、１本以上の歯を受け入れるように構成されたキャビティの配置を有するポリマーシェルと、ポリマーシェルの少なくとも一部分上のコーティングとを含む歯科装具を含む。コーティングは、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリマーを含み、ポリマーは、テトラアルキルアンモニウム、アルキル化ピリジン、アルキル化イミダゾール、及びこれらの組み合わせから選択される四級アンモニウム化合物を含む。イオン交換官能基は、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出する。
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の説明に示す。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、明細書及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになろう。
歯科アライメントトレイの概略的俯瞰斜視図である。
歯を覆うように歯科アライメントトレイを配置することによって、歯科アライメントトレイを使用する方法の概略的俯瞰斜視図である。
歯科装具及びイオン水性液を含むキットの成分の概略図である。
歯科装具を保持し、歯科装具内の歯保持キャビティ内にイオン水性液を分注するように構成された再閉鎖可能な保管ユニット及び分注器の概略図である。
以下の実施例に詳述するように、様々な試料について、ｐｐｍで計算されたカルシウム濃度を示すグラフである。
図中の同様の符号は、同様の要素を示している。
図１を参照すると、歯科装具１００は、患者の上顎又は下顎の歯の１本以上の上に適合するように構成された歯保持キャビティ１０４を備える薄いポリマーシェル１０２を含む。図１に示す実施形態では、歯科装具１００は、歯科矯正アライナートレイであるが、他の実施形態では、歯科装具は、例えば、歯科矯正リテーナートレイ、マウスガード、又はナイトガードであり得る。図１の実施形態では、歯保持キャビティ１０４は、１本以上の歯を１つの歯配列から受け入れて、次に続く歯配列に弾性的に整復するように形成される。他の実施形態では、歯科リテーナートレイは、以前に再整列された１本以上の歯を受け入れて、その位置を維持するように形成された歯保持キャビティ１０４を含んでもよく、マウスガード又はナイトガードは、スポーツ活動中に歯を保護するように、又は上顎及び下顎の歯が互いに擦り付けられ、歯表面への早期摩耗を引き起こすことを防止するように形成された歯保持キャビティ１０４を含む。
イオン交換は、固体、例えばイオン交換層と液体との間のイオンの可逆交換である。イオン交換中の固体は、固体の構造の永久的変化を経験することなくイオンを交換することができる。シェル１０２の第１の主外面１０６、若しくは患者の歯に接触するシェル１０２の第２の主内面１０８、又はその両方は、治療的に有益なイオンを患者の口腔内に供給して、口腔衛生を改善するイオン交換コーティング層１１０を含む。例えば、イオン交換コーティング層１１０は、歯の表面に隣接する領域内のｐＨのバランスを取り、脱カルシウムを最小限に抑えることができる。イオン交換コーティング層１１０は、使用及び再利用することができる。イオン交換コーティング１１０の再生反応は、イオン交換コーティング１１０が永久的に変化しないように可逆的である。
いくつかの実施形態では、イオン交換コーティング層１１０は、実質的に透明なシェル１０２上に約１ｎｍ～約２００ｎｍの厚さで適用されたとき、約４００ｎｍ～約７５０ｎｍの可視光に対して実質的に透過性である。様々な実施形態では、シェル１０２と層１１０とを組み合わせた厚さを通した可視光透過率は、少なくとも約５０％、又は約７５％、又は約８５％、又は約９０％、又は約９５％である。
いくつかの実施形態では、イオン交換コーティング層１１０は、染料又は顔料を含み、例えば、装飾的となり得るか、又は患者の歯の外観を改善するように選択され得る、所望の色をもたらすことができる。
イオン交換コーティング層１１０は、カチオン及び／又はアニオンを歯の表面に供給するイオン交換官能基を含む。いくつかの例では、カチオンを歯の表面に供給するイオン交換官能基は、強酸樹脂（例えば、スルホン酸基（ＲＳＯ３Ｈ）を含有する）、例えば、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム若しくはポリ（２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸）（ＰｏｌｙＡＭＰＳ）、又は弱酸樹脂（例えば、カルボン酸基（ＲＣＯＯＨ）を含有する）であり得る。カチオン交換樹脂は、プロトン（Ｈ＋）及び金属イオンを含むカチオン性（Ｍ＋ｎ）種を交換することができる。例えば、イオン交換コーティング層１１０は、Ｃａ２＋を有するカチオン交換樹脂で予備帯電させ、及び／又は再帯電させることができる。イオンは、プロトン（Ｈ＋）及びＣａ２＋以外の金属イオンを含む、代替的又は異なるカチオン（Ｍ＋ｎ）種の存在下で、歯の近位に放出され得る。Ｃａ２＋イオンを部分的又は完全に枯渇させると、イオン交換コーティング層１１０は、プロトン（Ｈ＋）及び金属イオンを含む他の（Ｍ＋ｎ）種を変位させるであろうＣａ２＋源で再帯電させることができる。
同様に、アニオン性樹脂では、イオン交換コーティング層１１０は、アニオン（Ｘｍ－）を可逆的に放出して、脱灰を最小限に抑えることができる。アニオンは、水酸化物（ＨＯ－）、フッ化物（Ｆ－）、及び様々なリン酸イオン（ＰＯ４ ｍ－）（ＰＯ４ ３－及びＰＯ４ ２－を含む）を含むことができ、様々なアニオンを有する口腔環境において可逆的に置換され得る。いくつかの例では、アニオンを歯の表面に供給するイオン交換官能基は、四級アミン（ＲＮ（ＣＨ）３）３ ＋ＯＨ－）（例えば、ポリ（アクリルアミド－Ｎ－プロピルトリメチルアンモニウムクロリド）などのトリエチルアンモニウム基）（ポリＡＰＴＡＣ）としての強塩基交換体など、並びに一級、二級、及び／又は三級アミン（例えば、ポリエチレンアミン）を含有する弱塩基交換体などの、アミンであり得る。
弱酸カチオン交換樹脂では、イオン交換コーティング層１１０は、主に二官能性モノマー（例えば、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ））で架橋されたアクリル酸又はメタクリル酸に基づくことができる。製造方法は、加水分解前に生じる懸濁重合中の酸のエステルで開始して、官能性酸基を生成することを含むことができる。弱酸カチオンを有する層１１０は、水素イオンに対して親和性を有することができ、強酸で再生することができる。強酸カチオンを有する層１１０では、層１１０は、カチオンを交換し、中性塩を分割することができる、スチレンとＤＶＢとのスルホン化コポリマーを含むことができる。
弱塩基性樹脂を有するイオン交換コーティング層１１０では、層１１０は機械的及び化学的安定性を有することができる。強塩基樹脂では、１型及び２型の２つの部類が存在し得る。１型官能基は、クロロメチル化後のトリメチルアミンとコポリマーとの反応によって作製される四級化アミン生成物であり得る。２型樹脂の再生効率は、１型樹脂よりも大きくすることができる。２型の官能基は、スチレン－ＤＶＢコポリマーとジメチルエタノールアミンとの反応によって得ることができる。
限定することを意図するものではない様々な実施形態では、イオン交換コーティング層１１０は、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、並びにこれらの混合物及び組み合わせなどのイオンを、患者の口腔内に供給することができる。例えば、いくつかの実施形態では、イオン交換コーティング層１１０によって供給される好適なカルシウム化合物は、Ｃａ２＋イオンを含むカルシウム化合物を含む。好適なカルシウム化合物としては、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、カゼイン酸カルシウム、塩化カルシウム、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、グリセロリン酸カルシウム、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、カルシウムポリカルボフィル、プロピオン酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム、硫酸カルシウム、並びにこれらの混合物及び組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。これらの化合物により、患者の歯の表面におけるカルシウムヒドロキシアパタイトの脱灰は最小限に留まることが見出された。
いくつかの実施形態では、イオン交換コーティング層１１０によって供給される歯再石灰化化合物は、リン酸塩化合物を含む。好適なリン酸塩化合物としては、リン酸アルミニウム、骨質リン酸塩、リン酸カルシウム、オルトリン酸カルシウム、二塩基性無水リン酸カルシウム、リン酸カルシウム－骨灰、二塩基性リン酸カルシウム二水和物、二塩基性無水リン酸カルシウム、二塩基性リン酸カルシウム二水和物、三塩基性リン酸カルシウム、二塩基性リン酸カルシウム二水和物、リン酸二カルシウム、中性リン酸カルシウム、オルトリン酸カルシウム、リン酸三カルシウム、沈降リン酸カルシウム、三級リン酸カルシウム、ウイトロカイト、リン酸マグネシウム、リン酸カリウム、二塩基性リン酸二カリウム、オルトリン酸水素二カリウム、一リン酸二カリウム、リン酸二カリウム、一塩基性リン酸カリウム、リン酸カリウム、重リン酸カリウム、オルトリン酸二水素カリウム、リン酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、無水リン酸ナトリウム、二塩基性リン酸ナトリウム、オルトリン酸水素二ナトリウム、オルトリン酸水素二ナトリウム十二水和物、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二ナトリウム、並びにこれらの混合物及び組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
歯のミネラル表面に組み込まれたフッ化物化合物は、エナメル質の脱灰を阻害し、歯を保護するのに役立つ。歯のミネラル表面に吸収されたフッ化物化合物は、唾液又は他の供給源からのカルシウムイオン及びリン酸イオンを誘引し、これはフルオロアパタイトの形成をもたらし、脱灰に対して歯を保護する。いかなる理論にも束縛されるものではないが、現在利用可能な証拠は、フルオロアパタイトが、自然発生ヒドロキシアパタイトよりも低い溶解度を呈することを示し、これは、歯が毎日直面する不可避の酸曝露に抵抗するのに役立ち得ることを示している。
イオン交換コーティング層１１０は、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリマーを含む。イオン交換官能基は、患者の口の口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンの制御放出を歯の表面に供給する。層１１０中のイオン交換官能基としては、カルボキシレート、ホスフェート、ホスホネート、サルフェート、スルホネート、並びにこれらの混合物及び組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
限定することを意図しないいくつかの実施形態では、イオン交換コーティング層１１０中のポリマーは、それに結合された金属スルホン酸基ＲＳＯ３ －を有する芳香族核を有する主鎖（式中、Ｒは、ヒドロキシ、カルボキシ、アミノ、及びこれらの組み合わせから選択される官能基である）を含むスルホポリエステル又はポリエステルである。金属スルホン酸基は、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋、ＮＨ４ ＋、Ａｇ＋、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択される、一価金属イオンを含み得る。
スルホポリエステルは、水性環境中に懸濁された小さな負に帯電した凝集体を自発的に形成することができ、イオン交換コーティング層１１０に特によく適している。好適なスルホポリエステルは、ジカルボン酸、二官能性スルホモノマー、及びジオールからの繰り返し単位を含む。
スルホポリエステルに好適なジカルボン酸としては、ナフタレンジカルボン酸、又はナフタレン－２，６－ジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸エステルが挙げられるが、これらに限定されない。ナフタレンジカルボキシレートモノマーは、その遊離酸又はエステル化誘導体の形態であってもよい。芳香環のそれぞれがカルボキシル（カルボキシレート）基のうちの１つを保有するとき、高Ｔｇ（ガラス転移温度）ポリエステル樹脂が容易に得られる。
ポリエステルの二官能性スルホモノマー成分は、金属スルホン酸基（－－ＳＯ３ －）を含有するジカルボン酸若しくはそのエステル、金属スルホン酸基を含有するジオール、又は金属スルホン酸基を含有するヒドロキシ酸であってもよい。いくつかの実施形態では、層１１０の金属スルホン酸基中の金属としては、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋、Ｍｇ＋＋、Ｃａ２＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｚｎ２＋、Ｓｒ２＋、Ａｇ＋、Ｓｎ２＋、１～４個の炭素原子を有するアルキル又はヒドロキシアルキル基で置換されたアンモニウム、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。金属はまた、二価アルカリ金属イオンから選択することができる。ポリエステルの二官能性スルホモノマー成分は、金属スルホン酸基（ＲＳＯ３ －）を含有するジカルボン酸若しくはそのエステル、金属スルホン酸基を含有するジオール、又は金属スルホン酸基を含有するヒドロキシ酸であってもよい。
二官能性スルホモノマーは、芳香族核に結合した少なくとも１つのスルホネート基を含有し、官能基は、ヒドロキシ、カルボキシ、又はアミノである。有利な二官能性スルホモノマー成分は、スルホン酸塩基が、ベンゼン、ナフタレン、ジフェニル、オキシジフェニル、スルホニルジフェニル又はメチレンジフェニル核などの芳香族酸核に結合しているものである。スルホモノマーの例としては、スルホフタル酸、スルホテレフタル酸、スルホイソフタル酸、５－スルホイソフタル酸ナトリウム、４－スルホナフタレン－２，７－ジカルボン酸、及びこれらのエステルが挙げられる。メタロスルホアリールスルホネートを、スルホモノマーとして用いることもできる。
スルホモノマーは、スルホポリエステルに水分散性を付与する量で存在する。いくつかの実施例では、スルホモノマーは、全ジカルボン酸含有量のモルの合計に基づいて、約５～約４０モル％の量で、約１５～約２５モル％の量で、約５モル％超の量で、又は約５０モル％未満の量で存在する。
ポリエステルのジオール成分は、少なくとも３５モル％の、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロパン－１，２－ジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、及び２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオールから選択されるジオールからなる。ジオール成分はまた、上記ジオールの混合物を含んでもよい。加えて、ジオール成分は、最大６５モル％の、好ましくは６～２０個の炭素原子を有する他の脂環式ジオール、又は好ましくは３～２０個の炭素原子を有する脂肪族ジオールを含み得る。脂肪族ジオールの部類に含まれるのは、４～８００個の炭素原子を有するポリジオールなどのエーテル結合を有する脂肪族ジオールである。追加のジオールの例は、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパン－１，３－ジオール、ブタン－１，４－ジオール、ペンタン－１，５－ジオール、ヘキサン－１，６－ジオール、３－メチルペンタンジオール－（２，４）、２－メチルペンタンジオール－（１，４）、２，２，４－トリメチルペンタン－ジオール－（１，３）、２－エチルヘキサンジオール－（１，３）、２，２－ジエチルプロパン－ジオール－（１，３），ヘキサンジオール－（１，３）、１，４－ジ－（ヒドロキシエトキシ）－ベンゼン、２，２－ビス－（４－ヒドロキシシクロヘキシル）－プロパン、２，４－ジヒドロキシ－１，１，３，３－テトラメチル－シクロブタン、２，２－ビス－（３－ヒドロキシエトキシフェニル）－プロパン、及び２，２－ビス－（４－ヒドロキシプロポキシフェニル）－プロパンが挙げられる。ポリエステルのジオール成分は、少なくとも９５モル％の、エチレングリコール、プロパン－１，２－ジオール、プロパン－１．３－ジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、及び２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオールから選択されるジオールを含有してもよい。
スルホポリエステルは、当該技術分野において周知の従来の重縮合手順によって調製することができる。いくつかの実施形態では、スルホポリエステルは、グリコール及び芳香族二酸を重合することによって調製される。具体的には、水分散性スルホポリエステルを生成するために使用されるモノマーのいくつかには、イソフタル酸（ＩＰＡ）、５－スルホイソフタル酸ナトリウム（５－ＳＳＩＰＡ）、１，４－シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）、及びジエチレングリコール（ＤＥＧ）が挙げられる。
カチオンの選択は、得られるスルホポリエステルの特性に影響を及ぼし得る。スルホポリエステルを、例えば、スルホン酸ナトリウム塩を用いて調製することができ、その後イオン交換によって、このイオンを異なるイオン、例えば、カルシウムと置き換え、したがって、ポリマーの特性を変更することができる。一般に、ナトリウム塩が通常、二価金属塩であるポリマー製造成分中により可溶性であるため、この手順は、二価塩を用いてポリマーを調製することが好ましい場合がある。二価金属イオン及び三価金属イオンを含有するポリマーは、通常、一価イオンを含有するポリマーよりも弾性が低く、ゴム状でない。
カチオン性及びアニオン性ポリマーは、ポリマー１グラム当たりのアニオン性基又はカチオン性基のミリ当量（ｍｅｑ）として通常表される電荷密度によって特徴付けることができる。水分散性スルホポリエステルの計算された電荷密度は、約０．３～約０．９ｍｅｑ／ｇの範囲であり得る（以下の表１を参照）。高い電荷密度を有するスルホポリエステルは、水中に分散し、分散体中により小さい凝集体を形成することができる。低電荷密度を有するスルホポリエステルは、耐水性／耐湿性の向上したフィルムを製造することができる。
いくつかの水分散性スルホポリエステルは、約５ｋＤａ～約１５ｋＤａの数平均分子量Ｍｎ、重量平均分子量ＭＷ＝２０～３０ｋＤａ、及び約２の多分散指数ＭＷ／Ｍｎを有し得る。スルホポリエステルは、約０℃～約６５℃のＴｇの範囲に及び得る。（表１を参照）。
イオン交換コーティング層１１０に好適なスルホポリエステルとしては、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ，ＴＮから商品名ＥＡＳＴＭＡＮ ＡＱ及びＥＡＳＴＥＫで入手可能であるもの（以下の表１を参照）が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2022509622000002
スルホポリエステルの可撓性は、様々な可塑剤、例えば、プロピレングリコール、グリセリン、クエン酸トリエチル（ＴＥＣ）、及び２－ブトキシエタノールで改質することができる。シェル１０２に選択されたポリマー材料に応じて、歯科装具の最終用途、及び患者のニーズに応じて、より多くの又はより少ない可撓性が必要とされ得る。
いくつかの実施形態では、２つ以上のスルホポリエステルがイオン交換コーティング層１１０内に存在して、層の所望の特性を提供するか、又はカルシウムイオンの取り込みなどの有効なイオン交換を維持することができる。
別の実施形態では、層１１０のイオン交換官能基は、テトラアルキルアンモニウム、アルキル化ピリジン、アルキル化イミダゾール、ホスホニウム、及びこれらの組み合わせから選択される四級アンモニウム化合物を含むことができる。四級アンモニウム化合物を含むこれらのイオン交換官能基は、例えば、フッ化物などの対イオンを保持するのを助けるために、炭素主鎖に繋ぎ止めることができる。いくつかの実施形態では、層１１０のイオン交換官能基は、カルボキシレート、ホスフェート、ホスホネート、サルフェート、スルホネート、及びこれらの組み合わせ、並びに四級アンモニウム、イミダゾリウム、ピリジニウム、ホスホニウム、及びこれらの組み合わせから選択される。
歯科矯正装具１００のシェル１０２は、概ね患者の歯に適合する弾性ポリマー材料であり、透明、半透明、又は不透明であってもよい。いくつかの実施形態では、シェル１０２は、例えば、ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレタン、アクリル、ポリスルホン、ポリプロリレン、ポリプロピレン／エチレンコポリマー、環状オレフィンポリマー／コポリマー、ポリ－４－メチル－１－ペンテン又はポリエステル／ポリカーボネートコポリマー、スチレン系ポリマー材料、ポリアミド、ポリメチルペンテン、ポリエーテルエーテルケトン、及びこれらの組み合わせから選択される、非晶質熱可塑性ポリマー、半結晶性熱可塑性ポリマー、及び透明な熱可塑性ポリマーのうちの１つ以上を含み得る、透明又は実質的に透明なポリマー材料である。別の実施形態では、シェル１０２は、透明又は実質的に透明な半結晶性熱可塑性樹脂、結晶性熱可塑性樹脂、及び複合材、例えば、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル／ポリカーボネートコポリマー、ポリオレフィン、環状オレフィンポリマー、スチレン系コポリマー、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリトリメチレンテレフタレート、パリレン（ポリ（ｐ－キシレン）、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択されてもよい。いくつかの実施形態では、シェル１０２は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国仮特許出願第６２／７３６，７７４号及びＰＣＴ特許出願第ＵＳ２０１８／０４３３８０号に記載されるように、パリレンを部分的に含んでもよく、実質的にパリレンを含んでもよく、又は本質的にパリレンから完全に構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、シェル１０２は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートグリコール、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレートグリコール、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択されるポリマー材料である。シェル１０２の弾性ポリマー材料として好適な市販材料の一例は、限定することを意図するものではないが、ＰＥＴｇである。好適なＰＥＴｇ樹脂は、例えば、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ，ＴＮ）；ＳＫ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｉｒｖｉｎｅ，ＣＡ）；ＤｏｗＤｕＰｏｎｔ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）；Ｐａｃｕｒ（Ｏｓｈｋｏｓｈ，ＷＩ）；及びＳｃｈｅｕ Ｄｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈ（Ｉｓｅｒｌｏｈｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）などの様々な商業的供給業者から入手することができる。
いくつかの実施形態では、シェル１０２は、単一のポリマー材料で作製されてもよく、又は異なるポリマー材料の複数の層を含んでもよい。
一実施形態では、シェル１０２は、実質的に透明なポリマー材料である。本出願において、実質的に透明という用語は、電磁スペクトルのうち、ヒトの眼が感じる波長領域（約４００ｎｍ～約７５０ｎｍ）の光を通すが、他の領域の光を通さない材料を指す。いくつかの実施形態では、シェル１０２に選択されたポリマー材料の反射縁部は、ヒトの眼の感度からちょうど外れて、約７５０ｎｍを超える必要がある。
イオン交換コーティング層１１０は、任意の好適なコーティング技術によって、シェル１０２の表面１０６、１０８上に形成され得る。１つの非限定的な実施形態では、イオン交換コーティング層は、メイヤーロッドを用いて実質的に平坦なポリマーフィルム上に適用され、ポリマーフィルムは歯科装具に形成される。イオン交換コーティング層１００を適用するための他の技術としては、その後に歯科装具に熱成形される平坦なフィルム上、又は以前に形成された歯科装具上のいずれかへの、蒸着、スパッタリング、噴霧、浸漬などが挙げられる。
イオン交換コーティング層１１０は、ポリマー基材上に薄膜として形成することができ、薄膜は、患者の口腔内での好適な期間にわたって持続性ベースの金属イオン放出をもたらすのに必要とされるものよりも小さい厚さを有するべきである。様々な実施形態では、例えば、イオン交換コーティング層１１０の厚さは、コーティング用に選択された金属（例えば、コーティング層の溶解性及び耐摩耗性に影響を及ぼし得る）に応じて、少なくとも部分的に変化する。様々な実施形態では、イオン交換コーティング層１１０は、層１１０がシェル１０２の寸法公差又は可撓性に干渉しないように十分に薄くなければならない。例えば、好適なイオン交換コーティング層は、約１マイクロメートル（μｍ）～約５μｍ、又は約１μｍ～約３μｍの厚さを有するが、例えば、ある期間にわたって必要とされるイオン放出の程度に応じて、より薄い又はより厚いコーティングが使用されてもよい。
イオン交換コーティング層が適用されるポリマーシートの主面は、任意に、例えば、この層と基材との間の付着性を強化するために、イオン交換コーティング層を適用することの前に、化学的又は機械的に処理されてもよい。
次いで、複数のキャビティがポリマー材料のシート内に形成されて歯科装具を形成してもよく、このキャビティは、１本以上の歯を受け入れるように構成される。キャビティは、熱成形、レーザー加工、化学的又は物理的エッチング、及びこれらの組み合わせを含む、任意の好適な技法によって形成され得る。
適用されたイオン交換コーティングは、形成された歯科装具の側面で連続していても不連続でもよく、いくつかの実施形態では、有効量のイオンを歯の表面に提供するために、シェルの歯様キャビティにおける被覆率は、約７０％超、８０％超、９０％超、又は９５％超である必要がある。いくつかの実施形態では、イオン交換コーティングは、シェルの歯様キャビティにおいて１００％の被覆率をもたらす完全に連続した層で存在する。いくつかの実施形態では、いずれかの方向における任意の不連続又は個別のコーティングの表面積の寸法は、１００ｎｍより大きく、これにより、不連続又は個別のイオン交換コーティングがポリマー基材の表面に非常に良好に結合されることが確実となる。
別の実施形態では、歯形状のキャビティは、ポリマー材料のシート内に形成されて、シェル様の歯科矯正用歯科装具を形成してもよく、その後、イオン交換コーティングの層をキャビティの全部又は所望の部分を覆うように適用してもよい。いくつかの実施形態では、イオン交換コーティングの層は、歯保持キャビティの反対側の歯科装具の外面の全部又は所望の部分にも適用されてよい。
別の実施形態では、シェル様歯科装具は、ステレオリソグラフィなどの三次元（３Ｄ）プリンティングプロセス（例えば、積層造形(additive manufacturing)）を使用して形成されてもよく、その後、イオン交換コーティング層が、歯保持キャビティの内面上、若しくは外面上、又はその両方に適用されてもよい。
いくつかの例示的な実施形態では、歯科装具は、それに共有結合したイオン交換官能基を有する少なくとも１つのポリマーを含む第１のコーティング組成物を、ポリマー材料の実質的に平坦なシートの少なくとも１つの主面上に適用することによって、作製することができる。様々な実施形態では、第１のコーティング組成物は、水及び任意の界面活性剤を更に含む。
好適な界面活性剤としては、従来のアニオン性、カチオン性及び／又は非イオン性界面活性剤、例えば、ジアルキルスルホスクシネートのＮａ、Ｋ及びＮＨ４塩、硫酸化油のＮａ、Ｋ及びＮＨ４塩、アルキルスルホン酸のＮａ、Ｋ及びＮＨ４塩、硫酸アルキルのＮａ、Ｋ及びＮＨ４塩、スルホン酸のアルキル金属塩、脂肪族アルコール、エトキシ化脂肪酸及び／又は脂肪酸アミド、並びにステアリン酸Ｎａ及びオレイン酸Ｎａなどの脂肪酸のＮａ、Ｋ及びＮＨ４塩が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかのアニオン性界面活性剤としては、スルホン酸基に結合したアルキル又は（アルキル）アリール基、硫酸半エステル基（ポリグリコールエーテル基に結合した）、ホスホン酸基、リン酸類似体、及びリン酸基又はカルボン酸基が挙げられる。カチオン性界面活性剤としては、四級アンモニウム塩基に結合したアルキル又は（アルキル）アリール基が挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、ポリグリコールエーテル化合物及びポリエチレンオキシド化合物が挙げられる。いくつかの例示的な実施形態では、界面活性剤の例としては、ナトリウムビス（トリデシル）スルホスクシンネート、ジ（２－エチルヘキシル）ナトリウムスルホスクシンネート、ナトリウムジヘキシルスルホスクシンネート、ナトリウムジシクロヘキシルスルホスクシンネート、ジアミルナトリウムスルホスクシンネート、ナトリウムジイソブチルスルホスクシンネート、二ナトリウムイソデシルスルホスクシンネート、スルホスクシン酸の二ナトリウムエトキシル化アルコール半エステル、二ナトリウムアルキルアミドポリエトキシスルホスクシンネート、四ナトリウムＮ－（１，２－ジカルボキシエチル）－Ｎ－オクタデシルスルホスクシンナメート、二ナトリウムＮ－オクタスルホスクシンナメート、硫酸化エトキシル化ノニルフェノール、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノールなどが挙げられる。
第１のコーティング組成物を乾燥させて、ポリマー材料の平坦なシート内に歯保持キャビティを熱成形する前に、第１のコーティングを形成することができる。
次いで、第１の金属イオンとは異なる第２の治療的に有益な金属イオンを含む第２のコーティング組成物を、熱成形ポリマーシェル上の第１のコーティングに適用する。第２のコーティング組成物は、水及び任意の界面活性剤を更に含む。
第１のコーティング中の第１の金属イオンは、次いで、治療的に有益な第２の金属イオンで実質的に置き換えられ、ポリマーシェル上に第２の治療用コーティングを形成し、次いで任意に乾燥させることができる。第２の治療用コーティングは、口腔環境において、治療的に有益なイオンのうちの少なくとも１つの制御放出を歯の表面に供給することができる。
限定することを意図しないいくつかの例示的な実施形態では、治療的に有益な第２の金属イオンは、二価アルカリ金属カチオンであり、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ２＋、Ｓｒ２＋、Ｓｎ２＋、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択することができる。追加の実施形態では、第２の金属イオンは、例えば、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される金属アニオンである。
第２のコーティング組成物は、第１のイオンに対して第２の治療的に有益なイオンを交換して第２のコーティング組成物を形成することができる任意のイオン性溶液を含んでもよく、Ｃａ２＋イオンを交換することができる好適な第２のコーティング組成物の非限定的な例としては、ＣａＣｌ２、Ｃａ（ＮＯ３）２、グルコン酸カルシウム、グルコン酸乳酸カルシウム、並びにこれらの混合物及び組み合わせが挙げられる。
第２の治療用コーティングの厚さは、意図される用途に応じて広く異なり得、好適な例は、約１ミクロン超、約１ミクロン～約１０ミクロン、及び約１ミクロン～約５ミクロンの厚さを有する。
ここで図２を参照すると、１つの例示的な実施形態では、歯科装具１００のシェル１０２は、患者の歯２００に概ね適合するが、患者の最初の歯の配置とのアライメントからわずかに外れる弾性ポリマー材料である。いくつかの実施形態では、シェル１０２は、実質的に同じ形状又は成形型を有する一群又は一連のシェルのうちの１つであってもよいが、異なる材料から形成されて、患者の歯を動かす必要に応じて異なる剛性又は弾力性を提供する。このようにして、一実施形態では、患者又はユーザーは、各治療段階中、患者の好ましい使用時間又は各治療段階に望まれる治療期間に応じて、歯科矯正装具のうちの１つを交互に使用してもよい。
一例では、図２は、歯科矯正リテーナーの場合のように、歯の位置を維持する目的で、一般に患者の歯に適合する、弾性ポリマー材料である歯科装具１００のシェル１０２を表し得る。図２はまた、歯科装具１００のシェル１０２を表してもよく、歯科装具の主要な目的の１つは、イオン交換コーティングを介して、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンの制御放出を歯の表面に供給することである。
シェル１０２を歯２００の上に保持するためのワイヤ又は他の手段が設けられなくてもよいが、いくつかの実施形態では、歯に個別のアンカーをシェル１０２内の対応する受け部又は開口部と共に設け、シェル１０２がそのようなアンカーが存在しなければ不可能な維持力又は他の方向の歯科矯正力を適用することができるようにすることが望ましい又は必要であり得る。
シェル１０２は、例えば、日中及び夜間使用、機能中又は非機能中（咀嚼中対非咀嚼中）、社会的場面（外観がより重要となり得る）及び非社会的場面（審美的外観が重要要因ではない場合がある）に合わせて、又は、歯の移動を加速したいという患者の要望に基づいて（任意に、各治療段階で、剛直性の低い装置ではなく、より剛直な装具をより長時間使用することによって）、カスタマイズされてもよい。
例えば、一態様では、患者には、歯の位置を保持するために主に使用され得る透明な歯科装具と、各治療段階で歯を移動させるために主に使用され得る不透明な歯科装具と、を提供してもよい。したがって、日中、社会的場面で、さもなければ患者が身体的外観をより切実に意識する環境で、患者は透明な装具を使用し得る。更に、夕方又は夜間、非社会的場面で、さもなければ身体的外観があまり重要でない環境で、患者は、異なる量の力を提供するように構成された、さもなければ、より剛直な構成を有して各治療段階での歯の移動を加速する、不透明な装具を使用し得る。このアプローチは繰り返されて、各治療段階中に装具の対の各々が交互に使用されてもよい。
図２を参照すると、システム及び方法は、歯科矯正治療の各治療段階に対して、各々同じ材料又は異なる材料から形成された、複数の漸進的位置調整装具を含む。歯科装具は、患者の上顎又は下顎２０２において個々の歯２００を漸増的に整復するように構成されてもよく、キャビティ１０４は、１本以上の歯を漸増的に移動させるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、キャビティ１０４は、選択された歯が整復されるように構成され、一方でその他の歯は、整復しようとする１本又は複数の歯に対して弾性的な整復力を加えたときに、整復装具を所定の位置に保持するための基部又はアンカー領域として表される。
歯２００の上に弾性ポジショナーであり得るシェル１０２を配置することにより、制御された力が特定の場所に加えられ、歯を新たな配置に徐々に移動させる。異なる構成を有する逐次的な装具を用いたこのプロセスの繰り返しにより、最終的に患者の歯を、一連の中間配置を経て最終的な所望の配置に移動させる。
いくつかの実施形態では、歯科装具は、歯の表面の脱灰を治療する方法において使用され得る。本方法は、歯の表面に隣接して歯科装具を配置することを含むことができ、歯科装具は、歯保持キャビティを有するポリマーシェルを有する。ポリマーシェルは、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリマーを有するコーティングを有し、イオン交換官能基は、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンの制御放出を歯の表面に供給するよう構成されている。いくつかの例では、ポリマーは、治療的に有益なカチオン若しくはアニオン、又は両方のいずれかを歯の表面に供給することができる。例えば、歯の表面に供給される治療的に有益なイオンは、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択することができる。いくつかの例では、歯の表面の脱灰を治療する方法は、１本以上の歯を、患者の口腔内の不正咬合位置から所望の位置に漸増的に移動させる追加の工程を含むことができる。
いくつかの実施形態では、ポリマーシェルはイオン交換官能基を有するコーティングを含み、イオン交換官能基は、第１の金属イオンを含む。次いで、コーティングされたポリマーシェルは、第１の金属イオンとは異なる第２の歯科治療用金属イオンを有するイオン性溶液に曝露することができる。歯の表面に供給される治療的に有益なイオンは、例えば、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択することができる。いくつかの例では、イオン性溶液は、イオンを含有する水溶液とすることができ、いくつかの実施形態では、水溶液は、約１重量％～約１０重量％の治療的に有益なイオンの水溶液であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、イオン性溶液は、Ｃａ２＋イオンを含むことができ、好適なイオン性溶液の非限定的な例としては、ＣａＢｒ２、ＣａＣｌ２などの水溶液が挙げられる。
イオン性溶液では、歯科装具上のコーティング上のイオン交換官能基の少なくとも一部分上の第１の金属イオンは、第２の金属イオンと置き換えられて、第２の治療的に有益なコーティングを形成する。例えば、第２の治療的に有益な金属イオンは、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択することができる。次いで、第２の治療的に有益な金属コーティングを有する歯科装具は、少なくとも１本の歯の表面に隣接して患者の口腔内に配置される。第２の治療用的に有益なコーティングは、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンの制御放出を歯の表面に供給する。
いくつかの実施形態では、コーティング層は、有効量の治療的に有効なイオンを含有する洗浄／補充溶液と共に使用されて、歯科矯正装具が患者の歯の周囲に装着されていないときに層のイオンを補充するのを助けることができる。図３を参照すると、様々な実施形態では、システムは、イオン交換コーティングをその上に備える歯科装具３０１及びイオン性溶液３０８を含むキット３００の形態で供給されてもよい。一実施形態では、イオン性溶液３０８は、例えば、歯科装具３０１への適切な適用のための使用説明書３２２と共に、例えば、圧搾可能なボトル又は折り畳み式チューブなどの容器３２０内に供給されてもよい。別の実施形態では、イオン性溶液３０８は分注器３３０に供給されてもよく、分注器３３０は、例えば、歯科装具３０１の患者の口腔内への各挿入のために所定量のイオン性溶液３０８を分注するように構成された注射器、トリガ作動ガン、又はポンプ３３２を含む。別の実施形態では、分注器３３０は、歯科装具３０１の各挿入のために所定量のイオン性溶液３０８を自動的に分注するように構成されてもよい。別の実施形態では、キットは、任意に、例えば、歯科装具が患者の口腔内にはない間に歯科装具３０１を一時的に保管するためのホルダー又は自動洗浄装置として機能し得る保管ケース３４０、保管ケース又は自動洗浄装置と共に使用するために水に溶解可能な液体洗浄若しくは消毒溶液又は固形錠剤３５０、自動分注器又は洗浄装置のための充電器、使用説明書など、追加の品目を含んでもよい。
図４に示されるように、１つの例示的な実施形態では、再閉鎖可能な保管ユニット及び分注器４３０は、歯保持キャビティ４０４を含むシェル様歯科装具４０１を保持するように形成された、発泡体アプリケータパッド４５０を含む。水性イオン性液体（図４には示されていない）が、分注器４３０のヒンジ付きカバー４５６内の開口部４５４内に分配されると、水性イオン性液体は、分注器の底部４６０のリザーバ４５８内に集まる。発泡体アプリケータパッド４５０は、リザーバ４５８から水性イオン性液体を吸収する。カバー４５６が閉じられ、分注器４３０の底部４６０と係合すると、歯科装具４０１は、発泡体アプリケータパッド４５０に押し付けられる。発泡体アプリケータパッド４５０は、歯科装具４０１のキャビティ４０４内に所定の測定量の水性イオン性液体を分注する。
本開示のデバイスは、以下の非限定的な実施例に更に記載される。
一般的に、プロセスは以下を含んだ：
１．ＰＥＴシートを、イオン交換部位として作用するスルホン基を含むスルホポリエステルコーティングでコーティングし、
２．コーティングされたＰＥＴシートをＣａＢｒ２溶液に浸漬し、ここでは、Ｎａ＋イオンが、Ｃａ２＋イオンで置き換えられ、
３．次いで、Ｃａ２＋対イオンは、コーティングされたフィルムの一部となり、
４．ＤＩ水（又は口腔環境）に導入されるとき、Ｃａ２＋はイオン交換された。
実験
材料
Ｅａｓｔｅｋ１０００Ｄは、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから受け取り、更なる精製なしに受け取ったままの状態で使用した（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ，ＴＮから入手可能）。Ｄｙｎｏｌ ６０７は、使用前に１０重量％に希釈した（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．，Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）。ＷＢ－５０スルホン化ポリエステルは、３Ｍ ＣｏｍｐａｎｙのＦｉｌｍ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｈａｉｎ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ（ＦＭＳＣＯ）によって合成された（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍａｐｌｅｗｏｏｄ，ＭＮから入手可能）。
ＷＢ－５０水溶性スルホポリエステルの合成
きれいな乾燥したオイルジャケット付き１００ガロンステンレス鋼反応器に、以下の材料を添加した。
１２５．１ｌｂ（５６．７ｋｇ）のテレフタル酸（ＴＡ）、
２３．４ｌｂ（１０．６ｋｇ）のスルホイソフタル酸ナトリウム（ＳＳＩＰＡ）、
１２３．７ｌｂ（５６．１ｋｇ）のイソフタル酸（ＩＰＡ）、
１２３．７ｌｂ（５６．１ｋｇ）のネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）、
１４６．８ｌｂ（６６．６ｋｇ）のエチレングリコール（ＥＧ）、
１２６．６ｇの三酢酸アンチモン（ＡＴ）、及び
３１８．５ｇの酢酸ナトリウム（ＳＡ）
ケトルを３０ｐｓｉｇの窒素圧力下に置いた。容器の内容物を加熱し、典型的なポエイエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）エステル交換を行った。バッチを約４８５°Ｆ（約２５２℃）に加熱した。エステル化が完了したと判定したら、ケトル内の圧力をゆっくりと逃がした。
典型的なポリエステル重合が開始した。ケトルをゆっくりと真空にし、熱を加えた。過剰なグリコールを除去した。最終的に、ケトルは、約５２５°Ｆの温度及び１．５ｍｍＨｇまで低い真空に達した。約０．５０ｄＬ／ｇの目標の初期粘度（ＩＶ）が達成されたら、バッチを加圧し（窒素下で）、トレイに排出させた。これらの樹脂のトレイを粉砕し、ＷＢ－５０溶液の製造に利用した。得られたポリマーは、約：
５．５ｍｏｌ％のＳＳＩＰＡ、４７．５ｍｏｌ％のＴＡ、及び４７ｍｏｌ％のＩＰＡ（酸ベースで）と、
７５ｍｏｌ％のＮＰＧ及び２５ｍｏｌ％のＥＧ（ジオールベースで）とから構成された。
スルホン化ポリエステル及び溶液調製物の分散
固体ＷＢ５０スルホン化ポリエステルを、実験室規模の設備に適合された典型的な製造手順に従って水中に分散させた。固体ポリエステル（２０ｇ）を最初に２５０ｍＬの２つ口丸底フラスコに添加した。水：ＩＰＡ混合物（４：１の質量比、１００ｇ）をフラスコに添加した。フラスコに熱電対を装備し、熱電対を水溶液及び還流凝縮器に窒素下で沈めた。溶液を磁気撹拌棒で撹拌し、加熱した油浴を用いて還流（約８５℃）加熱した。均質な溶液が形成されると、溶液を１時間還流させて、ポリエステルを確実に完全に分散させた。次いで、還流凝縮器を取り外し、ガラスショートパス蒸留ヘッドに置き換えた。次いで、溶液を９４℃に加熱し、イソプロパノールを丸底フラスコに回収した（蒸留ヘッド上の温度計読み取り値は約８４℃を読み取った）。この溶液を、系が留出物の回収を停止するまで保持した。次いで、溶液を室温に冷却し、１２０メッシュステンレス鋼スクリーンを通して濾過して小さな沈殿物を除去した。次いで、ＷＢ５０溶液を、様々な比でＥａｓｔｅｋ １０００Ｄと混合し、２０ｍＬのスルホン化ポリエステル溶液当たり２滴のＤｙｎｏｌ溶液を添加した。
ポリエステルフィルムの溶液コーティング
スルホン化ポリエステルの水溶液を、ＲＳ０６メイヤーロッドを使用して、３ミリメートルのスルホン化ポリエステル下塗りＰＥＴ上にコーティングした。コーティングをバッチオーブン内で９０℃で５分間乾燥させて、水の除去を確実にした。コーティング厚さは、約３μｍ厚であると推定される。
イオン交換
ＤＩ水中の様々な重量分率（１％及び１０％）の臭化カルシウムの溶液を調製し、２インチ（５ｃｍ）幅のコーティングされたＰＥＴ（及びコーティングされていない対照）ストリップを溶液に浸漬した。イオン交換を平衡にするために、フィルムを４８時間浸漬した。イオン交換後、フィルムを取り出し、ＤＩ水ですすぎ、ティッシュクリーナー（例えば、Ｋｉｍｂｅｒｌｙ－Ｃｌａｒｋ，Ｒｏｓｗｅｌｌ，ＧＡから入手可能なＫｉｍｗｉｐｅ）で乾燥させて、過剰な溶液を表面から除去した。
ＸＲＦ試料の調製
データ収集の前に、Ｑｕａｌｉｔｅｓｔ ＡＰＣ－３０００自動空気圧クリッカープレス（ＡＰＣ，Ｗｅｓｔ Ｋｉｎｇｓｔｏｎ，ＲＩから入手可能）及び直径３７ｍｍの円形試料カッターを使用して、各受け取ったままの状態の試料から１つのアリコートを切断した。次いで、得られたアリコートをステンレス鋼Ｘ線蛍光（ＸＲＦ）試料ホルダーに入れ、アルミニウム中空キャビティマウントを使用して定位置に固定し、ロジウム（Ｒｈ）Ｘ線源、真空雰囲気、及び直径２０ｍｍの測定領域を装備したＲｉｇａｋｕ Ｐｒｉｍｕｓ ＩＩ波長分散Ｘ線蛍光分光計（Ｒｉｇａｋｕ，Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎから入手可能）を使用して、周期表の元素［炭素（Ｃ）からウラン（Ｕ）まで含む］の大部分について分析した。各アリコートを３回分析し、平均及び標準偏差を計算し、検出した各元素について報告した。
結果
カルシウム含有量
カルシウムイオン交換効率を、ＸＲＦを用いて測定した。測定可能な量のカルシウムイオンがコーティングされたフィルム試料中に存在し、表２に示されるように、溶液への曝露前に試料間で、及び異なる濃度で浸漬された試料間で統計的に有意な差が観察された。更に、コーティングされていないＰＥＴ試料は、水溶液中に浸漬した後に有意なカルシウム組成を示さなかった。
概要
半定量ＸＲＦ分析によって得られ、百万分率（ｐｐｍ）で報告されたカルシウム（Ｃａ）濃度を表２に列挙する。結果に基づいて、以下が留意された。
１． ５０：５０の対照試料、ＰＥＴ対照試料、及びＰＥＴ１％試料を除いて、全ての試料においてカルシウム（Ｃａ）を検出した。
２． Ｅａｓｔｅｋ試料セット及び７５：２５試料セットのみの両方について、カルシウム（Ｃａ）量は、１０％試料中で最も高く、続いてカルシウム（Ｃａ）の量は、１％試料及び対照試料でそれぞれ減少した。対照試料中のカルシウム（Ｃａ）レベルは、Ｅａｓｔｅｋ及び７５：２５試料セットの両方についてそれぞれ１％及び１０％の試料と比較して有意に低かったことに留意されたい。
３． Ｅ５０：５０試料セットのみについて、カルシウム（Ｃａ）量は、１０％試料中で最も高く、続いてカルシウム（Ｃａ）の量は、１％試料で減少した。対照試料においてカルシウム（Ｃａ）は検出されなかった。
４． ＰＥＴ試料のみについては、カルシウム（Ｃａ）は、１０％試料のみで検出した。
５． 各試料セット内の１％試料のみについては、カルシウム（Ｃａ）量がＥａｓｔｅｋ試料から７５：２５試料に向かって増加したが、７５：２５試料から５０：５０試料に向かって減少したことに留意されたい。ＰＥＴ試料においてカルシウム（Ｃａ）は検出されなかった。
６． 各試料セット内の１０％試料のみについては、カルシウム（Ｃａ）量がＥａｓｔｅｋ試料から７５：２５試料に、また５０：５０試料に向かって増加したが、５０：５０試料からＰＥＴ試料に向かって有意に減少したことに留意されたい。Ｅａｓｔｅｋの１０％試料のみ、７５：２５，及び５０：５０試料セットを比較すると、カルシウム（Ｃａ）の量は、Ｅａｓｔｅｋ １０００の割合の減少と共に増加した（又は、ＷＢ５０の割合の増加とともに増加した）。
他の元素、特に炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）は、ナトリウム（Ｎａ）及び硫黄（Ｓ）と共に、試料の大部分においても検出された。
試料の説明
Ｅａｓｔｅｋは、Ｅａｓｔｅｋ １０００でコーティングされたＰＥＴフィルムであり、７５：２５は、７５％のＥａｓｔｅｋ １０００／２５％のＷＢ５０のブレンドでコーティングされたＰＥＴフィルムであり、５０：５０は、５０％のＥａｓｔｅｋ １０００／５０％のＷＢ５０のブレンドでコーティングされたＰＥＴフィルムであり、ＰＥＴは、コーティングされていないＰＥＴフィルムである。
Figure 2022509622000003
更に、表３～５から、イオン交換中にナトリウムイオンが移動したように思われる。
Figure 2022509622000004
Figure 2022509622000005
Figure 2022509622000006
受領した試料のそれぞれから１つのアリコートを得、各アリコートを３回分析した。半定量結果（質量パーセント［％］で報告）を表２～５に列挙し、得られたアリコート中の平均分析物濃度を反映する。報告された不確定性は、対応する平均と同じ小数点以下を四捨五入した偏差を有する平均濃度に少なくとも３つの有効数字を提供するために四捨五入された、３つの測定値の１つの標準偏差である。データセクションに作表された結果において「検出されない」と表示された要素は、検出限界未満であったか、又は、ＸＲＦ機器によって利用される炭素（Ｃ）からウラン（Ｕ）までの元素範囲内になかったかのいずれかであった。
半定量ＸＲＦ分析のＳＱＸプログラム（Ｒｉｇａｋｕによって提供される）は、試料について観察された総強度によって個々の元素強度データを分割し、基本パラメータアルゴリズム及び開発された感度ライブラリを使用した吸収／強化効果を考慮する。結果を、利用される元素範囲（この場合、炭素［Ｃ］からウラン［Ｕ］までのみ）内で１００％に正規化した。試料がこの正規化に含まれない元素を含有する場合、報告された元素についての元素濃度は、真の値よりも高くなり得る。
ＳＱＸを介して得られる結果は、試料間の相対比較に有用であり得るが、元素濃度の絶対測定に注意を伴って使用されるべきである。完全定量分析は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）などのマトリクスマッチングＸＲＦ標準又は別の元素分析技術のいずれかを必要とし得る。
本発明の様々な実施形態を説明した。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。
実施形態Ａ．歯科装具であって、
１本以上の歯を受け入れるように構成されたキャビティの配置を有するポリマーシェルと、
ポリマーシェルの少なくとも一部分上のコーティングであって、コーティングが、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリエステルを含み、イオン交換官能基が、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出する、コーティングと、を含む、歯科装具。
実施形態Ｂ．イオン交換官能基が、カチオンを歯の表面に供給する、実施形態Ａに記載の歯科装具。
実施形態Ｃ．イオン交換官能基が、アニオンを歯の表面に供給する、実施形態Ａ又はＢに記載の歯科装具。
実施形態Ｄ．歯の表面に供給されるイオンが、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される、実施形態Ａ～Ｃのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｅ．イオン交換官能基が、カルボキシレート、ホスフェート、ホスホネート、サルフェート、スルホネート、及びこれらの組み合わせから選択される、実施形態Ａ～Ｄのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｆ．ポリエステルが、スルホポリエステルを含む、実施形態Ａ、Ｂ、Ｄ及びＥのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｇ．ポリエステルが、それに結合された金属スルホン酸基ＲＳＯ３－を有する芳香族核を有する主鎖（式中、Ｒは、ヒドロキシ、カルボキシ、アミノ、及びこれらの組み合わせから選択される官能基である）を含む、実施形態Ａ～Ｆのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｈ．金属スルホン酸基中の金属が、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋、Ｍｇ＋＋、Ｃａ２＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｚｎ２＋、Ｓｒ２＋、Ａｇ＋、Ｓｎ２＋、１～４個の炭素原子を有するアルキル又はヒドロキシアルキル基で置換されたアンモニウム、及びこれらの組み合わせから選択される、実施形態Ａ～Ｇのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｉ．金属が、二価アルカリ金属イオンから選択される、実施形態Ｈに記載の歯科装具。
実施形態Ｊ．金属イオンが、Ｃａ２＋である、実施形態Ｉに記載の歯科装具。
実施形態Ｋ．イオン交換官能基が、テトラアルキルアンモニウム、アルキル化ピリジン、アルキル化イミダゾール、ホスホニウム、及びこれらの組み合わせから選択される四級アンモニウム化合物を含む、実施形態Ａ～Ｊのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｌ．イオン交換官能基が、カルボキシレート、ホスフェート、ホスホネート、サルフェート、スルホネート、及びこれらの組み合わせ、並びに四級アンモニウム、イミダゾリウム、ピリジニウム、ホスホニウム及びこれらの組み合わせから選択される、実施形態Ａ～Ｋのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｍ．イオン交換化合物から歯の表面に供給されるイオンが、Ｆ－である、実施形態Ａ～Ｌのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｎ．キャビティが、１本以上の歯を漸増的に移動させるように構成されている、実施形態Ａ～Ｍのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｏ．シェルが、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル／ポリカーボネートコポリマー、ポリオレフィン、環状オレフィンポリマー、スチレン系コポリマー、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリトリメチレンテレフタレート、パリレン、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択されるポリマーを含む、実施形態Ａ～Ｎのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｐ．コーティングが、約１μｍ～約５μｍの厚さを有する、実施形態Ａ～Ｏのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｑ．コーティングが、約３μｍの厚さを有する、実施形態Ａ～Ｐのいずれか１つに記載の歯科装具。
実施形態Ｒ．歯科装具を製造する方法であって、
第１の主面に複数のキャビティを備えるポリマーシェルを形成することであって、キャビティが、１本以上の歯を受け入れるように構成されている、形成することと、
ポリマーシェル上にコーティング組成物を適用することであって、コーティング組成物が、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリエステルを含み、イオン交換官能基が、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出するように構成可能であり、イオン交換官能基が、第１の金属イオンを含む、適用することと、を含む、方法。
実施形態Ｓ．コーティング組成物を乾燥させて、ポリマーシェル上に第１のコーティングを形成することを更に含む、実施形態Ｒに記載の方法。
実施形態Ｔ．第１のコーティングに、第１の金属イオンとは異なる第２の金属イオンを有するイオン性溶液を適用して、イオン交換官能基の少なくとも一部分上の第１の金属イオンを、第２の金属イオンで置き換えて、第２のコーティングを形成することを更に含み、第２のイオンが、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される治療的に有益なイオンである、実施形態Ｓに記載の方法。
実施形態Ｕ．第２のコーティングを乾燥させて、ポリマーシェル上に治療用コーティングを形成して、歯科装具を作製することを更に含み、治療用コーティングが、口腔環境において、治療的に有益なイオンのうちの少なくとも１つの制御放出を歯の表面に供給するように構成されている、実施形態Ｔに記載の方法。
実施形態Ｖ．治療用コーティングが、約１ミクロン～約５ミクロンの厚さである、実施形態Ｒ～Ｕのいずれか１つに記載の方法。
実施形態Ｗ．治療的に有益な金属イオンが、カルシウムである、実施形態Ｔ～Ｖのいずれか１つに記載の方法。
実施形態Ｘ．コーティング組成物が、水及び界面活性剤を更に含む、実施形態Ｒ～Ｗのいずれか１つに記載の方法。
実施形態Ｙ．ポリエステルが、スルホポリエステルを含む、実施形態Ｒ～Ｘのいずれか１つに記載の方法。
実施形態Ｚ．ポリエステルが、それに結合された金属スルホン酸基ＲＳＯ３－を有する芳香族核を有する主鎖（式中、Ｒは、ヒドロキシ、カルボキシ、アミノ、及びこれらの組み合わせから選択される官能基である）を含む、実施形態Ｒ～Ｘのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＡ．金属スルホン酸基上の第１の金属イオンが、一価金属イオンである、実施形態Ｚに記載の方法。
実施形態ＡＢ．一価金属イオンが、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋、Ａｇ＋、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択される、実施形態ＡＡに記載の方法。
実施形態ＡＣ．第２の金属イオンが、二価アルカリ金属イオンである、実施形態Ｔに記載の方法。
実施形態ＡＤ．二価アルカリ金属イオンが、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ２＋、Ｓｒ２＋、Ｓｎ２＋、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択される、実施形態ＡＣに記載の方法。
実施形態ＡＥ．二価アルカリ金属イオンが、Ｃａ２＋である、実施形態ＡＤに記載の方法。
実施形態ＡＦ．イオン交換化合物が、テトラアルキルアンモニウム、アルキル化ピリジン、アルキル化イミダゾール、及びこれらの組み合わせから選択される四級アンモニウム化合物を含む、実施形態Ｒ～ＡＥのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＧ．第２の金属イオンが、Ｆ－である、実施形態Ｔに記載の方法。
実施形態ＡＨ．シェルが、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル／ポリカーボネートコポリマー、ポリオレフィン、環状オレフィンポリマー、スチレン系コポリマー、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリトリメチレンテレフタレート、パリレン、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択されるポリマーを含む、実施形態Ｒ～ＡＧのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＩ．コーティング組成物を適用する前に、ポリマーシェルの表面を処理することを更に含む、実施形態Ｒ～ＡＨのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＪ．ポリマーシェルが、３次元プリンティングプロセスで形成される、実施形態Ｒ～ＡＩのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＫ．ポリマーシェルが、キャビティを作製するためにポリマーシートを熱成形することによって形成される、実施形態Ｒ～ＡＪのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＬ．歯科装具を製造する方法であって、
ポリマー材料の実質的に平坦なシートの少なくとも１つの主面上にコーティング組成物を適用することであって、コーティング組成物が、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリエステルを含み、イオン交換官能基が、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出するように構成可能であり、イオン交換官能基が、第１の金属イオンを含む、適用することと、
ポリマー材料内に複数のキャビティを形成して、ポリマーシェルを形成することであって、キャビティが、１本以上の歯を受け入れるように構成される、形成することと、を含む、方法。
実施形態ＡＭ．コーティング組成物を適用する前に主面を処理することを更に含む、実施形態ＡＬに記載の方法。
実施形態ＡＮ．キャビティを形成する前に、コーティング組成物を乾燥させて第１のコーティングを形成することを更に含む、実施形態ＡＬ又はＡＭに記載の方法。
実施形態ＡＯ．ポリマー材料中のキャビティが、熱的に形成される、実施形態ＡＬ～ＡＮのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＰ．第１の金属イオンとは異なる第２の金属イオンを有するイオン性溶液を第１のコーティングに適用することと、
第１の金属イオンの少なくとも一部を第２の金属イオンで置き換えて第２のコーティングを形成することを更に含み、第２の金属イオンは、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される治療的に有益なイオンである、実施形態ＡＬ～ＡＯのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＱ．第２のコーティングを乾燥させて、ポリマーシェル上に治療用コーティングを形成して、歯科装具を作製することを更に含み、治療用コーティングが、口腔環境において、治療的に有益なイオンのうちの少なくとも１つの制御放出を歯の表面に供給する、実施形態ＡＬ～ＡＰのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＲ．治療用コーティングが、約１ミクロン～約５ミクロンの厚さである、実施形態ＡＱに記載の方法。
実施形態ＡＳ．治療的に有益なイオンが、カルシウムである、実施形態ＡＰ～ＡＲのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＴ．コーティング組成物が、水及び界面活性剤を更に含む、実施形態ＡＬ～ＡＳのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＵ．ポリエステルが、スルホポリエステルを含む、実施形態ＡＬ～ＡＴのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＶ．ポリエステルが、それに結合された金属スルホン酸基ＲＳＯ３－を有する芳香族核を有する主鎖（式中、Ｒは、ヒドロキシ、カルボキシ、アミノ、及びこれらの組み合わせから選択される官能基である）を含む、実施形態ＡＬ～ＡＵのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＷ．金属スルホン酸基が、一価金属イオンを含む、実施形態ＡＶに記載の方法。
実施形態ＡＸ．一価金属イオンが、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋、ＮＨ４ ＋、Ａｇ＋、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択される、実施形態ＡＷに記載の方法。
実施形態ＡＹ．イオン性溶液が、ＣａＣｌ２、Ｃａ（ＮＯ３）２、グルコン酸カルシウム、グルコン酸乳酸カルシウム、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択される、実施形態ＡＬ～ＡＸのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＺ．第２の金属イオンが、二価アルカリ金属イオンである、実施形態ＡＬ～ＡＹのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＡＡ．二価アルカリ金属イオンが、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ２＋、Ｓｒ２＋、Ｓｎ２＋、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択される、実施形態ＡＺに記載の方法。
実施形態ＡＡＢ．二価アルカリ金属イオンが、Ｃａ２＋である、実施形態ＡＡＡに記載の方法。
実施形態ＡＡＣ．シェルが、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル／ポリカーボネートコポリマー、ポリオレフィン、環状オレフィンポリマー、スチレン系コポリマー、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリトリメチレンテレフタレート、パリレン、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択されるポリマーを含む、実施形態ＡＬ～ＡＡＢのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＡＤ．ポリマー材料が、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートグリコール、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレートグリコール、並びにこれらの混合物及び組み合わせから選択される、実施形態ＡＭ～ＡＡＣのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＡＥ．歯科装具を製造する方法であって、
ポリマー材料の実質的に平坦なシートの少なくとも１つの主面上にコーティング組成物を適用することであって、コーティング組成物が、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリマーを含み、ポリマーが、テトラアルキルアンモニウム、アルキル化ピリジン、アルキル化イミダゾール、及びこれらの組み合わせから選択される四級アンモニウム化合物を含み、イオン交換官能基が、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出するように構成可能であり、イオン交換官能基が、第１の金属イオンを含む、適用することと、
ポリマー材料内に複数のキャビティを形成して、ポリマーシェルを形成することであって、キャビティが、１本以上の歯を受け入れるように構成される、形成することと、を含む、方法。
実施形態ＡＡＦ．第２の金属イオンが、Ｆ－である、実施形態ＡＡＤに記載の方法。
実施形態ＡＡＧ．歯の表面の脱灰を治療する方法であって、方法が、歯科装具を歯の表面に隣接して配置することを含み、歯科装具が、１本以上の歯を漸増的に移動させるように構成された複数のキャビティを有するポリマーシェルを含み、ポリマーシェルが、その上にコーティングを含み、コーティングが、それに共有結合したイオン交換官能基を有するスルホポリエステルを含み、イオン交換官能基が、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に供給する、方法。
実施形態ＡＡＨ．ポリマーが、カチオンを歯の表面に供給する、実施形態ＡＡＦに記載の方法。
実施形態ＡＡＩ．ポリマーが、アニオンを歯の表面に供給する、実施形態ＡＡＦ又はＡＡＧに記載の方法。
実施形態ＡＡＪ．歯の表面に供給される治療的に有益なイオンが、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される、実施形態ＡＡＦ～ＡＡＨのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＡＫ．歯の表面に供給される治療的に有益なイオンが、カルシウムである、実施形態ＡＡＦ～ＡＡＩのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＡＬ．ポリマーが、金属スルホン基及び四級アンモニウム基のうちの少なくとも１つを含む、実施形態ＡＡＦ～ＡＡＪのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＡＡＭ．歯の脱灰を治療する方法であって、
１本以上の歯を漸増的に移動させるように構成された複数のキャビティを有するポリマーシェルを提供することであって、ポリマーシェルが、その上にコーティングを含み、コーティングがイオン交換官能基を有するスルホポリエステルを含み、イオン交換官能基が、第１の金属イオンを含む、提供することと、
第１の金属イオンとは異なる第２の金属イオンを有するイオン性溶液を第１のコーティングに適用することと、
イオン交換官能基の少なくとも一部分上の第１の金属イオンを第２の金属イオンで置き換えて第２のコーティングを形成することであって、第２のイオンが、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される治療的に有益なイオンである、形成することと、
第２のコーティングが少なくとも１本の歯の表面に隣接するように第２のコーティングを配置することであって、第２のコーティングが、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出する、配置することと、を含む、方法。
実施形態ＡＡＮ．イオン性溶液が、カルシウムイオンを含む、実施形態ＡＡＬに記載の方法。
実施形態ＡＡＯ．イオン性溶液が、ＣａＢｒ２である、実施形態ＡＡＭに記載の方法。
実施形態ＡＡＰ．１本以上の歯を漸増的に移動させるように構成された複数のキャビティを有するポリマーシェルを含む歯科装具であって、ポリマーシェルが、その上にコーティングを含み、コーティングが、それに共有結合したイオン交換官能基を有するスルホポリエステルを含み、イオン交換官能基が、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出する、歯科装具と、
コーティングの治療的に有益なイオンを定期的に補充するためのイオンを含む溶液と、を含む、キット。
実施形態ＡＡＱ．歯科装具のための格納トレイを更に含み、格納トレイが、歯科装具を格納するためのウェルと、治療的に有益なイオンを補充するのに十分な量の溶液とを含む、実施形態ＡＡＯに記載のキット。
実施形態ＡＡＲ．歯科装具及び溶液の使用説明書を更に含む、実施形態ＡＡＯ又はＡＡＰに記載のキット。
実施形態ＡＡＳ．歯の表面に供給されるイオンが、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される、実施形態ＡＡＯ～ＡＡＱのいずれか１つに記載のキット。
実施形態ＡＡＴ．歯の表面に供給されるイオンが、カルシウムである、実施形態ＡＡＯ～ＡＡＲのいずれか１つに記載のキット。
実施形態ＡＡＵ．溶液が、カルシウムイオンを含む水溶液である、実施形態ＡＡＯ～ＡＡＳのいずれか１つに記載のキット。
実施形態ＡＡＶ．溶液が、１％のＣａＣｌ２水溶液である、実施形態ＡＡＴに記載のキット。
実施形態ＡＡＷ．溶液が、１０％のＣａＣｌ２水溶液である、実施形態ＡＡＴに記載のキット。
実施形態ＡＡＸ．歯科装具であって、
１本以上の歯を受け入れるように構成されたキャビティの配置を有するポリマーシェルと、
ポリマーシェルの少なくとも一部分上のコーティングであって、コーティングが、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリマーを含み、ポリマーが、テトラアルキルアンモニウム、アルキル化ピリジン、アルキル化イミダゾール、及びこれらの組み合わせから選択される四級アンモニウム化合物を含み、イオン交換官能基が、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出する、コーティングと、を含む、歯科装具。

Claims (15)

  1. 歯科装具であって、
    １本以上の歯を受け入れるように構成されたキャビティの配置を有するポリマーシェルと、
    前記ポリマーシェルの少なくとも一部分上のコーティングであって、前記コーティングが、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリエステルを含み、前記イオン交換官能基が、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出する、コーティングと、を含む、歯科装具。
  2. 前記イオン交換官能基が、アニオンを前記歯の表面に供給する、請求項１に記載の歯科装具。
  3. 前記歯の表面に供給される前記イオンが、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の歯科装具。
  4. 前記ポリエステルが、スルホポリエステルを含む、請求項１に記載の歯科装具。
  5. 前記ポリエステルが、それに結合された金属スルホン酸基ＲＳＯ３－を有する芳香族核を有する主鎖（式中、Ｒは、ヒドロキシ、カルボキシ、アミノ、及びこれらの組み合わせから選択される官能基である）を含む、請求項１に記載の歯科装具。
  6. 前記金属スルホン酸基中の前記金属が、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｋ＋、Ｍｇ＋＋、Ｃａ２＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｚｎ２＋、Ｓｒ２＋、Ａｇ＋、Ｓｎ２＋、１～４個の炭素原子を有するアルキル又はヒドロキシアルキル基で置換されたアンモニウム、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項５に記載の歯科装具。
  7. 歯科装具を製造する方法であって、
    その第１の主面に複数のキャビティを備えるポリマーシェルを形成することであって、前記キャビティが、１本以上の歯を受け入れるように構成されている、形成することと、
    前記ポリマーシェル上にコーティング組成物を適用することであって、前記コーティング組成物が、それに共有結合したイオン交換官能基を有するポリエステルを含み、前記イオン交換官能基が、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出するように構成可能であり、前記イオン交換官能基が、第１の金属イオンを含む、適用することと、を含む、方法。
  8. 前記コーティング組成物を乾燥させて、前記ポリマーシェル上に第１のコーティングを形成することを更に含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記第１のコーティングに、前記第１の金属イオンとは異なる第２の金属イオンを有するイオン性溶液を適用して、前記イオン交換官能基の少なくとも一部分上の前記第１の金属イオンを、第２の金属イオンで置き換えて、第２のコーティングを形成することを更に含み、前記第２のイオンが、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される治療的に有益なイオンである、請求項８に記載の方法。
  10. 前記第２のコーティングを乾燥させて、前記ポリマーシェル上に治療用コーティングを形成して、前記歯科装具を作製することを更に含み、前記治療用コーティングが、口腔環境において、前記治療的に有益なイオンのうちの少なくとも１つの制御放出を歯の表面に供給するように構成されている、請求項９に記載の方法。
  11. 前記ポリエステルが、スルホポリエステルを含む、請求項６に記載の方法。
  12. １本以上の歯を漸増的に移動させるように構成された複数のキャビティを有するポリマーシェルを含む歯科装具であって、前記ポリマーシェルが、その上にコーティングを含み、前記コーティングが、それに共有結合したイオン交換官能基を有するスルホポリエステルを含み、前記イオン交換官能基が、口腔環境において、少なくとも１つの治療的に有益なイオンを歯の表面に放出する、歯科装具と、
    前記コーティングの前記治療的に有益なイオンを定期的に補充するためのイオンを含む溶液と、を含む、キット。
  13. 前記歯科装具のための格納トレイを更に含み、前記格納トレイが、前記歯科装具を格納するためのウェルと、前記治療的に有益なイオンを補充するのに十分な量の前記溶液とを含む、請求項１２に記載のキット。
  14. 前記歯の表面に供給される前記イオンが、カルシウム、フッ化物、ホスフェート、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項１２に記載のキット。
  15. 前記溶液が、カルシウムイオンを含む水溶液である、請求項１２に記載のキット。
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