JPH04329960A - 医科用または歯科用硬化性組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医科用または歯科用硬
化性組成物に関し、より詳細には医科用、歯科用材料と
して、特に病的、外的理由により生じた骨や歯牙の欠損
部や空隙への充填あるいは人工補綴物を装着するための
骨セメントや歯科用セメントとして使用し、当該箇所に
新たに新生骨や歯牙を発生させ易くし、後には生体の骨
組織、歯牙組織と一体化する、無機質材料あるいは無機
質材料と有機質材料との複合体である骨、歯牙充填用硬
化性組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】外科、整形外科領域においては、交通事
故、骨腫瘍切除等、または歯科領域においては歯槽膿漏
、歯槽骨吸収、抜歯及びう触歯牙削除等により、骨や歯
牙に欠損あるいは空隙が生じる。このような骨欠損部あ
るいは空隙部の充填、補綴のために自骨、高分子、金属
、セラミックス等種々の材料が使用されている。中でも
、自家骨は骨形成能に優れ、拒否反応が少ないなどの点
で非常に優れている。しかしながら、自家骨は本人の正
常な組織から採取せねばならないため、手術による大き
な苦痛を伴うばかりでなく、十分な量を確保できない場
合も多い。そこで近年は自家骨に代わる材料として水酸
化アパタイトが使用され始めている。水酸化アパタイト
は合成または動物の骨を焼成し、有機成分を除去する等
により得ることができ、生体親和性が非常に良いことが
知られている。しかしながら、水酸化アパタイトを微粉
末または顆粒状で充填材とした場合、血液や体液による
流出あるいは縫合後も異物として漏出されるという問題
点が指摘されている。

【０００３】また、人工補綴物を生体硬組織に装着する
場合、骨セメントを用いて接合、装着する。この骨セメ
ントにはＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ　ｍｅｔｈａ
ｃｒｙｌａｔｅ）を主体とする所謂医用高分子が多く用
いられているが、この材料は生体親和性が不十分である
ばかりでなく、硬化反応時に発生する反応熱によって生
ずる患部の痛みや未反応モノマーの生体為害性が問題と
なっている。

【０００４】一方、歯科用コンポジットや歯科用硬質レ
ジンなどと呼ばれている歯科用硬化性樹脂は歯の治療の
ための硬化性充填物、硬化性接着剤あるいは硬化性塗布
剤として用いられ、また、義歯、歯冠、その他の歯科用
硬化成形物の製造に用いられる。この硬化性樹脂は通常
硬化することができるモノマーなどの重合性化合物とそ
の重合開始剤を含み、必要によりシリカなどの充填剤や
顔料、その他の配合剤を配合したものであった。重合性
化合物としては、メチルメタクリレート（以下、ＭＭＡ
という）などの単官能性化合物（重合性不飽和基を１個
有する化合物）やポリオールポリメタクリレートなどの
多官能性化合物（重合性不飽和基を２個以上有する化合
物）の単独で、あるいは組み合わせであった。そのよう
な硬化性樹脂としては、例えば、特開昭６１−３３９号
公報、特開昭６１−３６２０４号公報、特開昭６１−３
６２０５号公報などに記載されている。また、充填剤と
して、シリカの他にはガラス粉末も使用され、歯牙色に
近似した半透明性の色調とすることができる。

【０００５】これらの組み合わせからなる硬化性組成物
によれば、硬度や接着性に関しては満足しうるが、いず
れも生体拒絶反応を生じ易く、生体親和性の観点から見
れば十分とは言えない。

【０００６】これまで開発されてきた医科用または歯科
用硬化性材料は上記の如く、それぞれ一長一短があり、
その用途に応じて使い分ける必要があるが、医科用また
は歯科用硬化性材料としては硬化特性が十分であること
及び生体親和性を有することは共通の要求特性であり、
これらを両方とも満足するのが望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
技術的課題を解決するためになされたものであって、そ
の目的とするところは上記趣旨からも明らかなように補
綴材や充填材として要求される十分な硬化性、強度を有
すると共に生体親和性に優れた医科用または歯科用硬化
性組成物を提供する点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明の医科用または歯科用硬化性組成物とは、アパタイ
ト結晶及び／またはリン酸カルシウム結晶を含むリン酸
カルシウム系失透ガラス粉末と、ラジカル重合性不飽和
化合物及び重合開始剤からなる点に要旨を有するもので
ある。本発明者らは上記要求を満足する医科用または歯
科用硬化性組成物の開発を目指し、種々研究を重ねた結
果、アパタイト結晶及び／またはリン酸カルシウム結晶
を含むリン酸カルシウム系失透ガラス粉末と、ラジカル
重合性不飽和化合物及び重合開始剤とを混合、練和する
ことによって硬化性及び生体親和性のいずれの点でも優
れた硬化性組成物が得られることを見出し、本発明を完
成するに至った。

【０００９】

【作用】以下に本発明について具体的に説明する。本発
明のリン酸カルシウム系失透ガラス粉末は、アパタイト
結晶及び／またはリン酸カルシウム結晶を含有したもの
でなければならない。これらの結晶は骨の主成分であり
、骨の形成を促進させるものである。これは単にガラス
に上記結晶を添加、混合したものではなく、結晶安定化
した結晶相がガラス中に分散した所謂失透ガラスでなけ
ればならない。この結晶相は生体親和性を付与する上で
必要不可欠なものである。更に上記結晶相にガラスが共
存することも必須条件である。このガラスは優れた強度
を提供するのに不可欠なものであって、上記の結晶相と
ガラス相が共存した所謂失透ガラスにおいて生体親和性
、硬化性のいずれの点でも優れた硬化性組成物となる。 これらの結晶相を生成させるためには原料中に主要成分
となるカルシウム塩やリン酸塩化物が適量含有すること
が不可欠である。特に、本発明の材料は、溶融したガラ
スを再加熱して結晶化させたり、溶融したガラスを徐冷
して結晶化させるのではなく、溶融したガラス生成物を
急冷して、その一部を結晶化させ失透ガラスを得る点に
特色があり、失透させるための原料の選択や調合は極め
て重要である。結晶相とガラス相が共存した所謂結晶化
ガラスを作製する際に、常法では生成したガラスを再度
加熱処理したり、溶融状態にあるガラスを徐冷して生成
した結晶化ガラスを得るのに対して、本発明に使用する
失透ガラスは溶融状態にあるガラスを急冷して失透させ
るために、ガラス内部に結晶相を含む失透ガラスを得る
ことができる。従って、生体親和性の良い結晶成分を含
有しながら、物性の優れた硬化性組成物を得ることがで
きる。ここで言う物性とは、硬化体の強度及び溶解安定
性等である。

【００１０】本発明の失透ガラスの原料組成は例えば次
のように表すことができる： ＣａＯ：２０〜６０重量％ Ｐ２Ｏ５：５〜３２重量％ ＳｉＯ２：１５〜３０重量％ Ａｌ２Ｏ３：３〜３７重量％ Ｆ２：１〜１０重量％ ＭｇＯ：０〜２重量％

【００１１】以下に組成を限定した理由を述べる。Ｃａ
Ｏが２０重量％未満では、水酸化アパタイトを主体とし
たリン酸カルシウム系結晶が晶出せず、従って、生体親
和性は悪いものとなり、逆にＣａＯが６０重量％を超え
る場合は、全体に占めるガラス成分が少なくなる。即ち
、ガラス強度に劣るものとなる。

【００１２】また、Ｐ２Ｏ５が５重量％未満では、リン
酸カルシウム系結晶が晶出し得ず、生体との親和性がな
く、逆にＰ２Ｏ５が３２重量％を超える場合には、化学
的耐久性がわるく、生体内での侵食が見られ不適当であ
る。

【００１３】また、ＳｉＯ２が１５重量％未満では、全
体に占めるガラス成分が少なく、透明性が低下し、逆に
、ＳｉＯ２が３０重量％を超える場合には、ガラス粉末
中に占めるリン酸カルシウム結晶相の割合が相対的に少
なくなり、生体親和性も低下する。

【００１４】また、Ａｌ２Ｏ３が３重量％未満では、ガ
ラス強度の低下を招き、逆に、Ａｌ２Ｏ３が３７重量％
を超える場合にはＳｉＯ２と同様に生体親和性の低下を
招く。

【００１５】Ｆ２は融剤として効果があり、歯科領域で
応用した場合、１〜１０重量％の添加で、フッ素の徐放
効果が見られるが、１０重量％を超えた場合は失透ガラ
ス本来の機械的強度の低下及び化学的耐久性の低下を招
く。

【００１６】また、ガラス溶融温度の制御や、生成する
結晶量の制御を目的にＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ及びＢ２Ｏ３か
らなる群から選択された１種以上の成分を添加しても良
い。しかし、多量に添加した場合は、リン酸カルシウム
系結晶の晶出を極度に抑制し生体親和性の低下を招く。 従って、これらの成分の添加量は２重量％以下である。

【００１７】次に、ラジカル重合性不飽和化合物は特に
限定されず、公知のものが用いられる。具体的には（メ
タ）アクリル酸エステルすなわちメチル（メタ）アクリ
レート、エチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチ
ル（メタ）アクリレート、ビスフェノール−Ａ−ジ（メ
タ）アクリレート、２，２’−ビス［（メタ）アクリロ
キシ−エトキシフェニル］プロパン、２，２’−ビス［
γ−（メタ）アクリロキシ−β−ヒドロキシプロポキシ
フエニル］プロパン、ネオペンチルグリコールジ（メタ
）アクリレート、モノ、ジ、トリまたはテトラエチレン
グリコールジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。

【００１８】更に、生体硬組織との接着性を付与するた
めに、分子内に−ＣＯＯＨ基、 有するビニル系モノマーも好適である。これらの単量体
は単独で、または２種以上混合して用いられる。

【００１９】重合開始剤は特に限定されず、通常硬化剤
として用いられる有機過酸化物の内からジベンゾイルパ
ーオキサイド、ジ−ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイ
ド、ジラウロイルパーオキサイド等のジアシルパーオキ
サイドが好ましく用いられる。また、アミン化合物はア
リール基にアミノ基の結合した第２級、または第３級ア
ミンとしてＮ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ル−ｐ−トルイジン、Ｎ−メチル−Ｎ−β−ヒドロキシ
エチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジ（β−ヒドロキシエチル）
アニリン、Ｎ，Ｎ−ジ（β−ヒドロキシエチル）−ｐ−
トルイジン、Ｎ−メチルアニリン、Ｎ−メチル−ｐ−ト
ルイジン等が好ましく用いられる。また、これらのアミ
ン化合物は塩酸、酢酸、リン酸などの塩化合物になって
もよい。

【００２０】更に、光重合の触媒系としては、３８０〜
５００ｎｍの紫外可視領域における吸収特性をもつα−
ジケトンなかでもカンファーキノン、ベンジル、ジアセ
チル、フエナントラキノン、アセナフテンキノン、２，
３−ペンタンジオン、２，３−、３，４−ヘプタンジオ
ンまたは２，３−、３，４−もしくは４，５−オクタン
ジオン等が特に好ましい。また、還元剤としては、前述
のアミン化合物の他、ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート、４・（Ｎ，Ｎ・ジメチルアミノ）安息香酸イソア
ミル等が好適である。

【００２１】なお、本発明は上述の如きものからなるが
、失透ガラス中の水酸化アパタイトやリン酸カルシウム
系結晶の他に、ウォラストナイト結晶（ＣａＯ・ＳｉＯ
２）、ジオプサイド結晶（ＭｇＯ・ＣａＯ・２ＳｉＯ２
）、フォルステライト結晶（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）など
のアルカリ土類金属珪酸塩結晶をわずかながら含有する
ことがあり得るが、いずれも本発明における失透ガラス
に包含される。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に説明する
が、下記実施例は本発明を限定するものではなく、前・
後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明
の技術的範囲に含まれるものである。なお、下記実施例
中の化合物の略号は以下の意である： Ｂｉｓ−ＧＭＡ：２，２−ビス［４−（３−メタクリロ
キシ）−２−ヒドロキシプロポキシフェニル］プロパン
；３Ｇ：トリエチレングリコールジメタクリレート；Ｈ
ＥＭＡ：２−ヒドロキシエチルメタクリレート；ＢＨＴ
：２，６−ジターシャリーブチル−ｐ−クレゾール。

【００２３】実施例１ ＣａＯ：４３．１重量％、Ｐ２Ｏ５：１８．６重量％、
ＳｉＯ２：２０．９重量％、Ａｌ２Ｏ３：１１．９重量
％、ＭｇＯ：０．５重量％、Ｆ２：５．０重量％となる
ようにガラス原料を調合し、１６００℃で２時間溶融さ
せた後、水中急冷させて失透ガラスを得た。これをＸ線
回折法により同定したところ、水酸化アパタイト結晶、
リン酸三カルシウム結晶及び非晶質相を確認した。

【００２４】次に、得られた失透ガラス粉末を微粉砕し
て平均粒径５μｍの粉末とし、常法によりγ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシランで表面処理した。シ
ラン処理失透ガラス粉末１００ｇに対し、ベンゾイルパ
ーオキサイド２ｇを均一に混合して粉剤Ａを得た。３Ｇ
５０ｇ、ＨＥＭＡ５０ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トル
イジン１ｇとハイドロキノン０．００２ｇを加え、液剤
Ｂを得た。Ａ剤：Ｂ剤＝３：１にて混和し、物性を測定
した結果、硬化時間１０分、圧縮強度２０００ｋｇ／ｃ
ｍ２であった。

【００２５】更に、この混和物を３週令ウィスター系ラ
ットの大腿骨部２カ所ら穿孔した骨髄腔に充填し、３カ
月後に切り出して常法に従い研磨薄片を作製して検鏡し
たところ充填物の周囲に新生骨がとり囲むように侵入し
ており、強固に結合しているのが確認された。

【００２６】なお、平均粒径５μｍのリン酸カルシウム
系失透ガラスの代わりに平均粒径５μｍのアルミノシリ
ケートガラス粉末と平均粒径３μｍの水酸化アパタイト
結晶粉末を重量比１：１に混合したものを実施例１と同
様に３週令ウィスター系ラットの大腿骨部２カ所に穿孔
した骨髄腔に充填し、３カ月後に切り出して常法に従い
研磨薄片を作製して検鏡したところ、充填部位の周囲の
一部にしか新生骨が認められなかった。

【００２７】ＣａＯ：３２．０重量％、Ｐ２Ｏ５：９．
０重量％、ＳｉＯ２：２４．５重量％、Ａｌ２Ｏ３：２
９．０重量％、ＭｇＯ：０．５重量％、Ｆ２：５．０重
量％となるようにガラス原料を調合し、１６００℃で２
時間溶融させた後、空中放冷させて失透ガラスを得た。 これをポットミルにて平均粒径が３μｍになるように微
粉化した。 得られた失透ガラス粉末についてはＸ線回折法によると
ガラス相と結晶相が共存し、結晶は水酸化アパタイトで
あり、ガラス相と水酸化アパタイトは７：３であった。 その結果を図１に示す。

【００２８】実施例１と同様にシラン処理した失透ガラ
ス粉末３ｇに対して、Ｂｉｓ−ＧＭＡ７０重量部、３Ｇ
３０重量部、カンファーキノン０．３重量部及び４−（
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）安息香酸イソアミル０．６重
量部、ＢＨＴ０．１５重量部からなるビニルモノマー混
合物１ｇを遮光下で混和してペーストを調製した。歯科
用光重合器（サンキュアライト）にて６０秒間光照射し
て物性を調べたところ、硬化深度５．０ｍｍ、圧縮強度
３５４０ｋｇ／ｃｍ２、表面硬度Ｈｋ６０であった。

【００２９】実施例３ 実施例１のシラン処理失透ガラス粉末を使用して下記組
成となるようにＡ剤、Ｂ剤を調製した。 Ａ剤（液） 　　Ｂｉｓ−ＧＭＡ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　５０重量部　　１，
４−ブタンジオールジメタクリレート　　　　　　　　
　４０重量部　　テトラ（メタクリロキシエチル）ピロ
ホスフェート　　１０重量部　　ベンゾイルパーオキサ
イド　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１．０重量部　　ＢＨＴ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　０．１重量部Ｂ剤（粉） 　　表面処理した失透ガラス粉末　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１００重量部　　ベンゼンスルフィン
酸ソーダ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　０．５重量部　　Ｎ，Ｎ−ジエタノール−ｐ−トルイ
ジン　　　　　　　　　　　　　０．５重量部

【００３
０】抜去された人大臼歯咬合面に直径４ｍｍ、深さ３ｍ
ｍの円筒状窩洞を注水下、ダイヤモンドポイントで形成
し、該窩洞に適合するインレーを１４Ｋ金合金にて鋳造
した。次に、該鋳造物の被表面を３０μｍの酸化アルミ
ニウム粒子でサンドブラスト研磨した。窩洞は、酸エッ
チングを行わないで水洗のみてを行い、気銃でよく乾燥
した。粉と液を０．４ｇ対０．１ｇの割合で１分間練り
合わせ、柔らかいペーストを得た。該ペーストを窩洞壁
面に塗り付け、ただちにインレーを窩洞内に嵌め込んだ
。接着１０分後に、３７℃水中に浸漬し、２４時間後に
６０℃と４℃のフクシン水溶液中に交互に１分間浸漬し
、１００サイクルのパーコレーションテストを行ったと
ころ、フクシンの侵入は窩洞内のエナメル質層上端の深
さまでであり、象牙質層には全く認められなかった。

【００３１】以上の結果からも明らかなように、本発明
で規定する要件を満足する医科用または歯科用硬化性組
成物は良好な硬化特性を示し、かつ生体親和性も良好で
あることが判る。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば既述の構成を採用するこ
とによって硬化性に優れ、硬化体強度も十分に有し、か
つ生体親和性に優れた新しい医科用または歯科用硬化性
組成物を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例２で得られたリン酸カルシウム系失透ガ
ラス粉末のＸ線回折図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アパタイト結晶及び／またはリン酸カ
   ルシウムを含むリン酸カルシウム系失透ガラス粉末と、
   ラジカル重合性不飽和化合物及び重合開始剤からなるこ
   とを特徴とする医科用または歯科用硬化性組成物。
2. 【請求項２】　　リン酸カルシウム系失透ガラス粉末が
   ＣａＯ、Ｐ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２及びＦ２から
   なる必須成分または該必須成分と、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ及
   びＢ２Ｏ３からなる群から選択された１種以上の成分と
   を溶融し、これを急冷して失透させたものである請求項
   １記載の組成物。
3. 【請求項３】　　ラジカル重合性不飽和化合物が脂肪族
   及び芳香族（メタ）アクリル酸エステルである請求項１
   記載の組成物。
4. 【請求項４】　　重合開始剤が有機過酸化物とアミン化
   合物、またはα−ジケトンと還元剤により構成される請
   求項１記載の組成物。