JP4460161B2

JP4460161B2 - 歯科修復剤

Info

Publication number: JP4460161B2
Application number: JP2000555567A
Authority: JP
Inventors: エヌ．ホームズ，ブライアン
Original assignee: 3M Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2019-01-12
Also published as: US6030606A; EP1089702A1; AU2317699A; EP1089702B1; CA2334534A1; DE69902040T2; CA2334534C; DE69902040D1; JP2002518419A; WO1999066880A1

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は、収縮が小さく、靭性が大きいという物理的性質を有する歯科修復剤に関する。より詳細には、本発明は、特定のクラスのエトキシル化ビスフェノールＡメタクリル酸エステルを含む歯科修復組成物に関する。
【０００２】
背景
重合レジンおよびフィラーを含む複合は歯科修復に広く使用されてきた。このような複合は、一般的に、フィラーを重合レジン組成物に分散することにより処方される。アルカンジオールアクリレートまたはメタクリレート、ポリアルキレングリコールアクリレートまたはメタクリレート、ビスフェノールＡアクリレートまたはメタクリレートエステル、アルコキシル化ビスフェノールＡアクリレートまたはメタクリレート、メタクリレート終結ポリウレタン、およびその混合物を含む、多数の異なるモノマーがレジンに使用されてきた。
【０００３】
発明の要約
靭性が大きく、収縮が小さく、粘度が適切であり、貯蔵安定性が長く、硬度があり、かつ強度が大きいなど、優れた組み合わせの性質を示す歯科修復組成物を同定した。これらの組成物は、以下の処方物：
ｉ）ａ）１５〜４５％のＢｉｓＥＭＡ６と、
ｂ）１５〜４５％のＵＤＭＡと、
ｃ）１０〜４０％のＢｉｓＧＭＡと、
ｄ）０〜１０％のＴＥＧＤＭＡと、
を順に含む１０〜３０％のレジン成分と、
ｉｉ）７０〜９０％のフィラーと、
を含む。
【０００４】
発明の詳細な説明
本発明の目的のために、用語「歯科修復組成物」または「歯科修復剤」は歯科複合と歯科セメントの両方を含む。複合は、歯構造にある大きな隙間を充填するのに適した高充填ペーストである。歯科セメントは、複合よりも幾分充填度が少なく、かつ粘度が小さな材料であり、一般的に、インレー、アンレーなどのさらなる材料の結合剤として用いられるか、または層において塗布および硬化されるのであれば、それ自体が充填材料として用いられる。本発明の組成物はまた、後に補てつ装置として口腔に留置するための硬化物として有用である。硬化物の構造の例として、歯冠、ブリッジ、インレー、アンレー、インプラント、さらに加工または成形して口腔環境に留置するのに望ましい最終製品にすることができる一般的な形状が挙げられる。
【０００５】
本発明の目的のために、「ＢｉｓＥＭＡ６」は、以下の式：
【化１】

を有する化合物を意味し、上式においてｍ＋ｎは５〜８であり、好ましくは（Ｍ＋ｎ）は約６である。この構造に対応する好ましい化合物は、ＳａｒｔｏｍｅｒＣＤ５４１（ＣＡＳ番号４１６３７−３８−１）として市販されている。
【０００６】
本発明の目的のために、ＢｉｓＧＭＡは、ビスフェノールＡジグリシジルジメタクリレート（ＣＡＳ番号１５６５−９４−２）であり、ＵＤＭＡは、ウレタンメタクリレート（ＣＡＳ番号７２８６９−８６−４）であり、ＴＥＧＤＭＡは、トリエチレングリコールジメタクリレート（ＣＡＳ番号１０９−１６−０）である。
【０００７】
好ましい組成物として、前記レジンが、ａ）約３０〜４０％のＢｉｓＥＭＡ６と、ｂ）約３０〜４０％のＵＤＭＡと、ｃ）約２０〜３０％のＢｉｓＧＭＡと、ｄ）約０〜１０％のＴＥＧＤＭＡとを含む組成物が挙げられる。特に好ましい組成物として、前記レジンが、ａ）約３３〜３７％のＢｉｓＥＭＡ６と、ｂ）約３３〜３７％のＵＤＭＡと、ｃ）約２３〜２７％のＢｉｓＧＭＡと、ｄ）約０〜５％のＴＥＧＤＭＡとを含む組成物が挙げられる。
【０００８】
フィラーは、歯科修復組成物などに現在使用されているフィラーなど、医療に使用される組成物に混合するのに適した任意の材料のうちの１つまたはそれ以上から選択することができる。フィラーは細かく、その最大粒径は約５０マイクロメーター未満であり、平均粒径は約１０マイクロメーター未満であることが好ましい。フィラーの粒径分布は、単峰性でも多峰性（例えば、二峰性）でもよい。フィラーは無機材料でもよい。フィラーはまた重合レジンに溶けず、かつ任意に無機フィラーで充填された架橋有機材料でもよい。フィラーは、どのような場合でも無毒であり、かつ口腔での使用に適しているべきである。フィラーは、Ｘ線不透過性、Ｘ線透過性、または非Ｘ線不透過性でもよい。
【０００９】
適切な無機フィラーの例は、石英、窒化物（例えば、窒化ケイ素）、例えばＣｅ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｂａ、またはＡｌから誘導されたガラス、コロイド状シリカ、長石、ホウケイ酸ガラス、カオリン、タルク、チタニア、亜鉛ガラス、ジルコニア−シリカのフィラー、モース硬度が小さなフィラー（例えば、米国特許第４，６９５，２５１に記載のフィラー）、ならびにサブミクロンシリカ粒子（例えば、Ｄｅｇｕｓｓａから販売されている「Ａｅｒｏｓｉｌ」シリーズ「ＯＸ５０」、「１３０」、「１５０」、「２００」シリカ、およびＣａｂｏｔＣｏｒｐ．から販売されている「Ｃａｂ−Ｏ−ＳｉｌＭ５」シリカなどのパイロジェンシリカ）などの天然材料または合成材料である。適切な有機フィラー粒子の例として、充填または非充填の微粉化ポリカーボネート、ポリエポキシドなどが挙げられる。好ましいフィラー粒子は、水晶、サブミクロンシリカ、および米国特許第４，５０３，１６９号に記載のタイプの非ガラス微粒子である。これらのフィラーの混合物、ならびに有機材料および無機材料から作られる組み合わせフィラーもまた意図される。非処理のまたはシラノール処理したフルオロアルミノケイ酸ガラスフィラーもまた使用することができる。これらのガラスを口腔環境に留置した場合、歯の加工部位でフッ化物を放出するという利益がさらにある。
【００１０】
任意に、フィラーと重合レジンとの結合を強化するために、フィラー粒子の表面をシランカップリング剤などの表面処理で処理してもよい。このカップリング剤は、アクリレート、メタクリレートなどの反応性硬化基で官能化してもよい。
【００１１】
上記の組成物はまた、修復剤のレジン成分の重合を開始するのに適した材料を含む。本発明の修復剤は、フリーラジカル重合系を硬化する任意の適切な手段により硬化される。好ましいこのような系として、光開始系およびレドックス硬化（いわゆる「化学」硬化（光または熱に暴露することなく硬化することができるので））系が挙げられる。
【００１２】
光開始剤は、適切な波長および強度の光に暴露されると、エチレン不飽和部分のフリーラジカル架橋を促進するはずである。可視光開始剤が好ましい。光開始剤はレジン組成物に溶けることが好ましい。光開始剤は、単独で１成分型ペースト光硬化組成物に溶かすか、または過酸化物含有ペーストと組み合わせて２成分型化学硬化系に溶かして使用できることが多く、それにより２つの硬化方法（光開始硬化および「暗所での」化学開始硬化）を有する修復剤が得られる。あるいは、光開始剤を用いることを必要とせず、例えば、化学硬化される２成分系として修復剤を得ることができる。
【００１３】
好ましい可視光誘導開始剤として、カンファーキノン（一般的に、アミンなどの適切な水素供与体と組み合わされる）、ジアリールヨードニウム単純塩または金属複合塩、発色団置換ハロメチル−ｓ−トリアジンおよびハロメチルオキサジアゾールが挙げられる。特に好ましい可視光誘導光開始剤として、α−ジケトン（例えば、カンファーキノン）およびジアリールヨードニウム塩（例えば、塩化、臭化、ヨウ化、またはヘキサフルオロリン酸ジフェニルヨードニウム）と追加水素供与体（例えば、アミドおよびアミドアルコール）との組み合わせが挙げられる。
【００１４】
好ましい紫外光誘導重合開始剤として、ベンジルおよびベンゾインならびにアシロインおよびアシロインエーテルなどのケトンが挙げられる。好ましい市販の紫外光誘導重合開始剤として、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（「ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１」）およびベンゾインメチルエーテル（２−メトキシ−２−フェニルアセトフェノン）が挙げられ、両方ともＣｉｂａ−ＧｅｉｇｙＣｏｒｐ．から得られる。
【００１５】
光開始剤は、望ましい光重合速度にするのに十分な量で存在すべきである。この量は、光源、放射エネルギーに暴露される層の厚さ、および光開始剤の吸光率によってある程度決まる。一般的に、光開始剤の成分は、組成物の総重量に基づいて、約０．０１〜約５％、より好ましくは約０．０３〜約０．１％の総重量で存在する。
【００１６】
本発明の修復剤は、着色剤、香料、医薬品、安定化剤、粘度調節剤などの、歯科修復剤に適した添加物をさらに含んでもよい。ＵＶ安定化剤の例として、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン（ＵＶ−９）、２−（２’−ヒドロキシ−４’，６’−ジ−ｔｅｒｔ−ペンチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、および２−（２’−ヒドロキシ−５’−メタクリルオキシエチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾールが挙げられる。このような添加物は、任意に、レジンと共重合する反応性官能基を含んでもよい。
【００１７】
以下の実施例は本発明を例示するために示され、本発明の範囲を制限するものではない。特に指示がない限り、全ての部およびパーセンテージは重量単位である。
【００１８】
複合材料
比較のために以下の修復剤を調製または生成した。複合ＩａおよびＩｂは本発明による複合である。複合ＩＩ〜ＶＩＩＩは市販の複合材料である。
【００１９】
Ｉ．レジンおよびフィラーを、以下の通り、本発明の歯科複合材料として処方するために調製した。
【００２０】
【表１】

【００２１】
平均粒径０．６〜０．９マイクロメーターのジルコニアシリカフィラー１００部を、２０〜３０Ｃの溶液温度で脱イオン水と混合し、ｐＨをトリフルオロ酢酸（０．２７８部）で３〜３．３に調節する。Ａ−１７４シランを、以下に示したように１０部または７部の量でスラリーに添加し、このブレンドを２時間にわたって混合する。２時間の終わりに、ｐＨを水酸化カルシウムで中和する。フィラーを乾燥し、破砕し、７４または１００ミクロンのふるいにかける。
【００２２】
複合は以下の通りであった。
複合Ｉａ
１５．９２％レジン処方物
８３．５７％シラン処理フィラー（１０％シラン処理）
０．５１％色素（アルミナ、黄色、黒色）
コンポジッドＩｂ
１６．６９％レジン処方物
８２．８０％シラン処理フィラー（７％シラン処理）
０．５１％色素（アルミナ、黄色、黒色）
ＩＩ．Ｚ１００^TM歯科複合（３ＭＣｏ．）
ＩＩＩ．Ｈｅｒｃｕｌｉｔｅ^TMＸＲＶ歯科複合（ＫｅｒｒＣｏ．）
ＩＶ．ＴＰＨ^TM歯科複合（ＣａｕｌｋＣｏ．）
Ｖ．Ｃｈａｒｉｓｍａ^TM歯科複合（Ｋｕｌｚｅｒ）
ＶＩ．Ｐｒｏｄｉｇｙ^TM歯科複合（Ｋｅｒｒ）
ＶＩＩ．Ｔｅｔｒｉｃ^TM歯科複合（Ｖｉｖａｄｅｎｔ）
ＶＩＩＩ．Ｐ５０^TM歯科複合（３ＭＣｏ．）
【００２３】
実施例１
直径引っ張り強さ（ｄｉａｍｅｔｒａｌｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ）および圧縮強さ（ＣＳ）
直径引っ張り強さ（ＤＴＳ）および圧縮強さ（ＣＳ）から、ひずみ下での歯科材料の靭性が測定される。
【００２４】
ＤＴＳおよびＣＳ測定のために、混合し硬化していない複合試料を内径４ｍｍのガラス管に注入した。充填した管に２．８８ｋｇ／ｃｍ²（４０ｐｓｉ）の圧力をかけ、続いて、圧力をかけながらＶｉｓｉｌｕｘ^TM２（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ）歯科用硬化光に暴露することにより硬化させた。硬化した試料を、９０％＋の相対湿度、約３７℃で１時間放置した。次いで、それらをダイヤモンドソーで切断して、直径引っ張り強さ測定のために約２ｍｍ長の円筒プラグを、圧縮強さの測定のために約８ｍｍ長の円筒プラグを形成した。各試料の５個の試料をＣＳのために調製し、１０個の試料をＤＴＳのために調製した。これらのプラグを、約３７℃で約２４時間、蒸留水中で保存し、それらのＤＴＳおよびＣＳを、ＩＳＯ仕様７４８９（またはＡｍｅｒｉｃａｎＤｅｎｔａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（「ＡＤＡ」仕様番号２７））に従い、ＩｎｓｔｒｏｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｅｓｔｉｎｇＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ（モデル４５００シリーズ）を用いて測定した。
【００２５】
【表２】

【００２６】
本実施例は、市販の修復材料と比較して、本発明の修復剤の性質の組み合わせが優れていることを証明する。
【００２７】
実施例２
ゲル後収縮
材料と方法
積み重ねた２軸ひずみゲージ（ＣＥＡ−０６−０３２ＷＴ−１２０，ＭｉｃｒｏＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓＧｒｏｕｐ，Ｒａｌｅｉｇｈ，ＮＣ，ＵＳＡ）を使用して、複合試料を光硬化させた時の２つの垂直方向での収縮ひずみを測定した。上記の自己温度補償ひずみゲージは、これらの実験の温度範囲（２０〜４０Ｃ）において平坦な温度反応を示す。ひずみ調節装置（２１０１Ａシリーズ，ＭｉｃｒｏＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓＧｒｏｕｐ，Ｒａｌｅｉｇｈ，ＮＣ，ＵＳＡ）は、クオーターブリッジ回路と内蔵基準抵抗によりひずみゲージの電気抵抗変化を電圧変化に変換した。６０秒の光暴露とさらに４分のモニタリングからなるひずみ出力測定サイクルを各試料に適用した。材料性質はマクロスケールで均一かつ等方性であったので、垂直ひずみを平均した。硬化光源（Ｖｉｓｉｌｕｘ^TM２，３ＭＤｅｎｔａｌＰｒｏｄｕｃｔｓＤｉｖｉｓｉｏｎ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ，ＵＳＡ）の強度は、ＣｕｒｅＲｉｔｅＶｉｓｉｂｌｅ硬化光度計（モデル＃８０００，ＥＦＯＳＩｎｃ．，Ｗｉｌｌｉａｍｓｖｉｌｌｅ，ＮｅｗＹｏｒｋ，ＵＳＡ）による測定と同様に５６６ｍＷ／ｃｍ２であった。
【００２８】
複合試料（２５ｍｇ）をひずみゲージの上に置いた。ここで実際の測定表面またはゲージ長は０．８１ｍｍであった。硬化光ガイドを試料の２ｍ上に配置した。電子シャッターを使用して、十分な硬化光強度に達するまで複合試料への光をさえぎり、暴露期間の終わりに光をさえぎった。これにより、硬化光の強度が最大まで増加する時に観察される０．５秒の「ウォームアップ」期間がなくなった。３連の複合試料を６０秒間光硬化した。ひずみと時間との関係を、ひずみゲージにより記録された２つのひずみを平均することにより作成した。平均曲線を、各時点での３つの試料からのひずみの平均を計算することにより作成した。最終収縮を、光を消した４分後のひずみとして記録した。結果を、３ＭＺ１００^TM複合の性能と比較して標準化した。
【００２９】
ワット収縮
ワット収縮（Ｗａｔｔｓ）試験では、重合後の体積変化に関する収縮を測定する。１４５ｍｇの複合試料を秤量する。ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＰｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎＳｈｒｉｎｋａｇｅＫｉｎｅｔｉｃｓｉｎＶｉｓｉｂｌｅ−Ｌｉｇｈｔ−ＣｕｒｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ：ＭｅｔｈｏｄｓＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ（ＤｅｎｔａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｏｃｔｏｂｅｒ１９９１，２８１〜２８６頁）に記載の手順を用いて試料を調製した。各試料について３連行った。結果を、３ＭＺ１００^TM複合の性能と比較して標準化した。
【００３０】
【表３】

【００３１】
実施例３
バーコル硬さ
各複合試料を、それぞれＶｉｓｉｌｕｘ^TM２硬化光（３Ｍ）を４０秒間用いて、ポリエステル（ＰＥＴ）フィルムとガラススライドとの間にはさまれた２．５ｍｍ厚テフロンモールドに入れて硬化させた。照射後に、ＰＥＴフィルムを取り除き、モールド下部の試料の硬さを、インデンターを備えるＢａｒｂｅｒ−ＣｏｌｅｍａｎＩｍｐｒｅｓｓｏｒ（手で操作できる携帯型硬度計；モデルＧＹＺＪ９３４−１；Ｂａｒｂｅｒ−ＣｏｌｅｍａｎＣｏ．ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｄｉｖｉｓｉｏｎ，ＬｏｖａｓＰａｒｋ，ＩＮ）を用いて測定した。上部および下部のバーコル硬さを、光を暴露して５分および２４時間後に測定した。
【００３２】
試験した各複合について３つの試料を照射し、各サンプルの下部で５回測定した。これらの測定値を各組成物について平均した。結果を、３ＭＺ１００^TM複合の性能と比較して標準化した。
【００３３】
【表４】

【００３４】
実施例４
破壊靭性
複合試験試料の破壊靭性（ＦＴ）を、米国特許第５，３３２，４２９号（この開示内容は本明細書中に参考として援用される）の１７欄６３行〜１８欄２７行に開示される短い棒状の試料を用いて５連で測定した。結果を、３ＭＺ１００^TM複合の性能と比較して標準化した。試験前少なくとも４８時間、試料を水中で保存した。
【００３５】
【表５】

Claims

ｉ）ａ）下記式を有する１５〜４５％のＢｉｓＥＭＡ６

（式中、ｍ＋ｎは５〜８である）と、
ｂ）１５〜４５％のウレタンジメタクリレート（ＵＤＭＡ）と、
ｃ）１０〜４０％のビスフェノールＡジグリシジルジメタクリレート（ＢｉｓＧＭＡ）と、
ｄ）０〜１０％のトリエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）と、
を含む１０〜３０％のレジン成分と、
ｉｉ）７０〜９０％のフィラーと、
を含む、歯科修復組成物。
前記組成物は光開始剤を含む、請求項１に記載の歯科修復組成物。
ｉ）ａ）下記式を有する１５〜４５％のＢｉｓＥＭＡ６

（式中、ｍ＋ｎは５〜８である）と、
ｂ）１５〜４５％のＵＤＭＡと、
ｃ）１０〜４０％のＢｉｓＧＭＡと、
ｄ）０〜１０％のＴＥＧＤＭＡと、
を含む１０〜３０％のレジン成分と、
ｉｉ）７０〜９０％のフィラーと、
を含む、組成物から作成される歯科補綴装置。