JPH03504874A - 強化複合レジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 強化複合レジン ［技術分野］ 本発明は歯科はうろうおよび水酸化燐灰石骨材の代替品として歯科および医科回 復における使用に適した改良された鋳造可能な合成レジンに関する。この材料は また、電気的絶縁に有用である。

［１ｒｆｔ技術］ 現在市販されている鋳造可能な合成レジン材料は、特に従来から歯科および医科 回復に応用されてきた金属と比較したとき、作業において脆いと認識されている 。しかし、合金あるいはアマルガムのような金属組織は生物適合性が制限され、 また熱および電気的導伝性が高いという問題があり、これらの欠点は健康に対し てマイナスの関連を有している。

歯科用複合レジンは鋳造可能な合成レジンから特に歯科応用のために開発されて きた。歯科用複合レジンはアクリルからエポキシさらには最近開発されたウレタ ン変形レジンに亘る、使用されるレジンマトリクスにおける広範な種類により特 徴付けられている。歯科用複合レジン材は使用、研ばか容易であり、光学的およ びまたは化学的に硬化でき、さらには比較的に硬く、強度、耐久性に優れている 。

歯科用複合レジン材は、充填粒子が高度に充填されている（　９０９６までおよ び可能であればそれ以上）こと、および主として光学的に硬化が可能であること において、はとんどの鋳造可能な合成レジンとは異なっている。

一般に、歯科用複合レジン材は、ｂｉｓ／ＧＭＡ。

ウレタン・ジメタクリレート、ＴＥＤＧＭＡ、　光起動体、アミン加速体および 重合禁止体のような二重機能モノマおよび沈殿・発熱性シリカ、ガラス（Ｂａ、 Ｂ。

Ｓｒ、ＡＩ％　Ｌ＋、−５ｉＯｚ）シリカ（結晶）あるいはセラミックの微粒子 を含む。歯科用複合レジンは使用される強化充填剤により、従来のミクロファイ ンあるいはハイブリッドに分類される。

典型的なハイブリッド組成は１５％のｂ　ｉ　ｓ　／　Ｇ　ＭＡ、１５０６のＴ ＥＤＧＭＡ、５０％の発熱性シリカ、２０％のＢａガラスおよび１％以下の光起 動体から構成されている。

生物適合性は依然として研究されているが、歯科用複合レジンは金属より生物適 合性が高いようである。

充填剤の問い充填を可能とし、重合縮小、平面引っ張り破砕強度（Ｋｌｃ）、表 面研磨性および平滑度維持性等の物理的特性を強化するために、使用される充填 粒子は一般に小さい（５μｍ以下）。

より大きな粒子（３０μｍ以下）を含む従来の歯科用複合レジンは、マトリクス レジンの不可避な表面磨耗が生じたとき修復物（充填物）の許容し得ない表面荒 れを生ずる。

現存する歯科用複合レジンはアマルガム代替え品として普遍的に与えられる必要 な物理的特性を備えていない。

本発明は、鋳造可能な合成レジンはファイバーあるいは血小板あるいはこれらの 組み合わせを混入することにより、さらに改良されるという発見に関係している 。

粒子は３次元内で同程度の大きさを有しているのに対して、ファイバーは他の２ 次元に比較して１次元に実質的な大きさを有し、血小板は１次元に比較して２次 元に実質的な大きさを有している。

特に、歯科用複合レジンのアマルガム代替品としての強度およびその許容性はフ ァイバーあるいは血小板あるいはこれらの組み合わせを混入することにより、歯 科用複合レジンの硬化および表面処理に対する許容性を実質的に減すること無く 改良される。ファイバーおよび血小板は、ファイバーあるいは血小板の再結合に 要求されるエネルギーがレジンマトリクスからの粒子に比べて大きいため、粒子 よりも大きなＫｌｃを発生する。

鋳造可能な合成レジンのファイバーによる強化に関しては従来から研究されてい る［クラウゼ等ｒＢＩｓ−Ｇ　Ｍ　Ａレジン短ガラスファイバー組成の機械的特 性」Ｊ、Ｂｉｏｍｅｄ　　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　　Ｒｅｓ、２３．１１９５−４ １２１　（１９８９）コ。この論文の著者はファイバーのみで強化されたレジン において強度が改善できることを示すことは出来なかった。

［発明の開示］ 驚いた二とに、粒子とファイバー強化との特別な組み合わせを有する鋳造可能な 合成レジンは、従来の鋳造可能な合成レジンあるいはファイバーのみにより強化 された鋳造可能な合成レジンに比べて、強度および破砕強度において改良される ことが見出だされた。本発明の新しい鋳造可能な合成レジンは、それらの改良さ れた機械的な特性により、従来の鋳造可能な合成レジンに比べてより広範な応用 が可能である。

本発明は、鋳造可能なレジンと、直径が５０μｍ以下、好ましくは１０−２０μ ｍのファイバーが５−５０体積？６１好ましくは２５−３５％と、粒径が０．１ −５０μｍ、望ましくは５μｍ以下の平均粒径を有する第１の充填粒子と、１０ １０−１ＯＯｎ好ましくは約４０ｎｍの究極の粒径範囲及び望ましくは５０ｍ２ ｇ　−１あるいはそれ以下の表面積を有する５−２５体積！１１６、好ましくは １０−２０％の第２の充填粒子とからなる充填強化されたレジンマトリクスを提 供するものである。

究極の粒径とは、マトリクス内に存在する粒径であり、第２の充填粒子の集塊を 含むものを意味している。

適当なレジンはアクリル、エポキシおよびウレタンを含む。そのようなレジンの 例としては、Ｂｉｓ　　Ｇｋｌ　Ａ％ＥＧＤＭＡおよびＴＥＧＭＡである。さら に他のレジンの例としては、オリゴグリコールジメタアクリル、オリゴビスフェ ノール　Ａ　ジメタアクリルおよびウレタンメタクリレートである。

種々のタイプのファイバー、例えばボロシリケート（Ｅガラス）ファイバー、シ リカファイバー、セラミックファイバー、メタルファイバーおよびポリメリック ファイバーが用いられる。長いファイバー（ガラスあるいはカーボン／グラファ イト）が固定された歯科技工体あるいは移植体として用いられる。非常に短いフ ァイバーおよび血小板は歯の修復に特に適している。

ファイバーは空気の混入を除去するため真空ミキサー内てレジンと混合すること ができる。歯科用複合レジンに対してはファイバーには他の充填粒子が混入され 、かつ、空気の混入を除去するため真空ミキサー内でレジンと混合される。歯科 用複合レジンに対しては、ファイバーは望ましくは５０：１の縦横比を有してい る。

ファイバーの長さは一般に５μｍ−２，５μｍ１好ましくは５μｍ−１ｍｍ、さ らに好ましくは５０−５００μ口ｌである。５−５０μｍの径に対しては、歯科 用複合レジンに対する長さは、０．２５−２．５ｍｍである。ただし、レジンが ブリッジを製造するために用いられる場合は、より長いファイバーが用いられる 。

現存する歯科用複合レジン組成に対して全てのタイプのファイバーが種々の濃度 で添加することができ、二の結果、５０６程度の低い濃度であってもＫｌｃの相 当程度の増加をもたらすことができる。

充填粒子とファイバーとの協同的な組み合わせにより、ファイバーは実質的に歯 科用複合レジンの強度および破砕抵抗を増加する。各組み合わせに対してファイ バー濃度が６０−７０％に至るまでの間に、約３０５０００のファイバーの際に 最適値に達し、他の充填剤の減少に伴い有効な効果は急速に減少する。

適当な充填粒子としては、シリカ、多孔質アモルファスシリカ（珪藻土）、長石 、マイカおよび滑石である。

多孔質アモルファスシリカ（珪藻土）のような充填剤は、レジンマトリクスと非 常に強固に結合し、実質的に非常に短いファイバーとして作用して同様な濃度の 他の微粒子（ガラス、シリカ等）に比較して著しくＫｌｃを増大する。それらは 、自然の歯が備える高い光沢を再現するために表面を研磨する際に微小粒子が必 須である従来の歯科用複合レジンに対して、最大のＫｌｃ値を発生する。従来の 微粒子歯科用複合レジンに比較して、充填剤を添加した場合Ｋｌｃ値を２倍以上 増加することができる。第２の充填粒子は例えば、発熱性シリカあるいはチタニ ア、ジルコニアあるいはアルミナでよい。

一般に本発明の強化された歯科用複合レジンは従来の歯科用複合レジンに対して 、強度の増加を示し、強度をＭ　Ｎ　／　ｍ　　３　／　２におけるＫｌｃで測 定した場合、２００９６から４００％の増加を示す。

本発明の合成物はプレキャスト、原位置重合あるいは原位置部分重合、除去およ び後硬化が可能である。

［発明を実施するための最良の形態］ 好ましい組成は約３０体積％のレジン、約３０体積Ｏｏのファイバー、約３０体 積％の第１の充填粒子、そして約１０体積％の第２の充填粒子からなっている。

以下の実施例は本発明の好ましい実施例を示すもの次の組成の強化レジンが用意 された。

レジン（Ｂｉｓ／ＧＭＡ１２％、Ｔ　Ｅ　Ｇ　Ｄ　Ｍ　Ａ　１２０６）シリカ（ 平均１７μｍ）　　　　　　　　　　　２９％発熱性シリカ（平均５０μｍ）　 　　　　　　　　　９％ボロシルファイバー（直径１５μｍ１長さ４００−８０ ０μｍ　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　３８　％適当な大きさの乳棒 および乳鉢内でレジンに予め混合した充填剤を少量ずつ徐々に導入してペースト を生成する。添加された充填剤はさらに少量の充填剤を加える前に完全に混合さ れる。充填剤の含有率が増加するにしたがって剪断力が要求される。ペーストは ａ合物内に空気が混入しないように真空中におくことが好ましい。

生成された合成物は２つのペースト組成を用いて化学的に硬化することができる が、単一のペーストにより光硬化することが好ましい。レジンには特定の応用に 適するように、ＵＶあるいは可視光に感する適当な光起動体、アミン加速体およ び適量の禁止体が混入される。

実施例１のレジンは１．６ＭＮ／ｍ”の平面歪み破砕強度（Ｋｌｃ）を有してい る。

実施例２ 次の組成の強化レジンが用意された。

レジン（Ｂ　ｉ　ｓ／ＧＭＡＳＴＥＧＤＭＡ）　　　２８％シリカ（平均１７μ ｍ）　　　　　　　　　　２７％発熱性シリカ（平均５０μｍ）　　　　　　　 　　　９％ボロシルファイバー（直径１５μｍ１長さ４００−８００μｍ　）　 　　　　　　　　　　　　　　　　　３６９６レジンは実施例１に記載された方 法により生成される。レジン含有量を増加することにより、ファイバーとレジン の最適な濡れが達成でき、この実施例のレジンにおいてＫｌｃを２．５に増加で きる。

実施例３ 次の組成の強化レジンが用意された。

レジン（Ｂ　ｉ　ｓ／ＧＭＡ／ＴＥＧＤＭＡ）　　　２９％シリカ（平均１７μ ｍ　）　　　　　　　　　　　　３６９゜発熱性シリカ（平均５０μｍ）　　　 　　　　　　１２％ボロシルファイバー（直径１５μｍ、長さ４００−８００μ ｍ　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　２３９６レジンは実施例１に記載 された方法により生成される。このレジンは１．２ＭＮ／ｍ′５のＫｌｃを有す る。

実施例４ 次の組成の強化レジンが用意された。

レジン（Ｂ　ｉ　ｓ　／　Ｇ　Ｍ　Ａ　／　Ｔ　Ｅ　Ｇ　Ｄ　Ｍ　Ａ　）　　　 ２９９（１ンリカ（平均１７μｍ）　　　　　　　　　　　２４’、。

発熱性シリカ（平均５０μｍ）　　　　　　　　　１４９６ボロシルフアイバー （直径１５μｍ１長さ４００−８００　ｐ　ｍ　）　　　　　　　　　　　　　 　　　　　３３９６レジンは実施例１に記載された方法により生成される。実施 例３の組成における幾らかのシリカをファイバーに置換え、ファイバー量を２３ ％から３３％に増加する二とにより、Ｋｌｃを２．８ＭＮ／ｍ”に倍増できる。

［産業上の応用］ 本発明のレジンマトリクスは歯科修復においてアマルガムの代わりに利用できる 。それらはまた、歯科修復における歯科用移植体のようなコア材あるいは、水酸 化燐灰石骨修理材の代替品としてとして利用できる。

ガラスイオノマおよびサーメット（低Ｋｌｃ）のような他の歯色歯科修復材は、 ファイバー、血小板あるいはこれらの組み合わせにより著しく強化される。

ブレカストあるいは原位置重合にかかわらず、歯科用移植体および固定歯科技工 体（クラウンおよびブリッジ）に用いる歯科用複合レジンの強化には、より長い ガラスあるいはカーボン／グラファイトファイバーが適する。

本発明のマトリクスは改良された電気的絶縁体鋳造レジンを提供する。

本発明の材料の生物適合性および機械的特性により、それらはまた義骨として使 用できる。

国際調査報告 λ彎佃ズＴｏ警Ｃ−−αＯ−♀スχ】和）〈訳’Ｉ”（Ｎｍ譚元原Ｕ　ｐｙｐｕ ｏｓｘｃｎ題＝≧シσ匪匹凶ｎＡＵ　　５Ｂ４３７７８６ ５　、１８８／２５／１

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．５０μｍまたはそれより小さい直径を有する５−５０体積％のファイバーと 、０．１−５０μｍの粒径を有する１０−６５体積％の第１の充填粒子と、１０ −１００ｎｍの究極の粒径を有する５−２５体積％の第２の充填粒子を含む鋳造 可能なレジンからなる充填強化された強化複合レジンマトリクス。
2. ２．前記ファイバーはボロシリケート（Ｅガラス）ファイバー、シリカファイバ ー、セラミックファイバー、メタルファイバー、カーボンファイバーあるいは重 合ファイバーである特許請求の範囲１記載の強化複合レジンマトリクス。
3. ３．前記ファイバーの量が２５−３５体積％である特許請求の範囲１または２記 載の強化複合レジンマトリクス。
4. ４．前足ファイバーの直径が１０−２０μｍである特許請求の範囲１乃至３のい ずれかに記載の強化複合レジンマトリクス。
5. ５．前記ファイバーの長さが５μｍ−２．５ｍｍである特許請求の範囲１乃至４ のいずれかに記載の強化複合レジンマトリクス。
6. ６．前記ファイバーの長さが５μｍ−１ｍｍである特許請求の範囲１乃至５のい ずれかに記載の強化複合レジンマトリクス。
7. ７．前記ファイバーの長さが５０−５００μｍである特許請求の範囲１乃至６の いずれかに記載の強化複合レジンマトリクス。
8. ８．前記ファイバーは５０：１の縦横比を有する特許請求の範囲１乃至７のいず れかに記載の強化複合レジンマトリクス。
9. ９．前記第１の充填粒子は、シリカ、多孔質アモルファスシリカ（珪藻土）、長 石、マイカあるいは滑石である特許請求の範囲１乃至８のいずれかに記載の強化 複合レジンマトリクス。
10. １０．前記第１の充填粒子の量は、４０−５０体積％である特許請求の範囲１乃 至９のいずれかに記載の強化複合レジンマトリクス。
11. １１．前記第１の充填粒子の粒径範囲は、５μｍより小さい特許請求の範囲１乃 至１０のいずれかに記載の強化複合レジンマトリクス。
12. １２．前記第２の充填粒子は、発熱性シリカあるいは微小チタニア、ジルコニア あるいはアルミナである特許請求の範囲１乃至１１のいずれかに記載の強化複合 レジンマトリクス。
13. １３．前記第２の充填粒子の量は、１０−２０体積％である特許請求の範囲１乃 至１２のいずれかに記載の強化複合レジンマトリクス。
14. １４．前記第２の充填粒子の粒径は、約４．０ｎｍである特許請求の範囲１乃至 １３のいずれかに記載の強化複合レジンマトリクス。
15. １５．前記第２の充填粒子の表面積は、５０ｍ２ｇ−１またはそれより少ない特 許請求の範囲１乃至１４のいずれかに記載の強化複合レジンマトリクス。
16. １６．前記レジンはアクリル、エポキシあるいはウレタンである特許請求の範囲 １乃至１５のいずれかに記載の強化複合レジンマトリクス。
17. １７．前記レジンはオリゴジメタアクリル、オリゴグリコールジメタアクリル、 オリゴビスフェノールＡジメクアクリルおよびウレタンジメククリレートあるい はウレタンメタクリレートである特許請求の範囲１６に記載の強化複合レジンマ トリクス。
18. １８．前記レジンはＢｉｓＧＭＡ、ＥＧＤＭＡあるいはＴＥＧＭＡである特許請 求の範囲１６に記載の強化複合レジンマトリクス。