JPWO2020111079A1 - 歯科用組成物 - Google Patents
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Classifications
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- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/884—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising natural or synthetic resins
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Abstract
Description
[1]重合性単量体(A)、フィラー(B)および重合開始剤(C)を含む歯科用組成物であって、前記重合性単量体(A)が、芳香環を有し水酸基を有しない多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)と、脂環式骨格を有する多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)とを含み、前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)と前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)との質量比が前者/後者=30/70〜95/5である、歯科用組成物。
[2]前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)が、下記一般式(1)で表される芳香族ジ(メタ)アクリル酸エステルである、[1]に記載の歯科用組成物。
[3]前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)が、2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシ(ポリ)エトキシフェニル)プロパン(エチレンオキシ基の平均付加数は2〜30)である、[1]に記載の歯科用組成物。
[4]前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)における脂環式骨格を構成する炭素原子の総数が5〜20である、[1]〜[3]のいずれかに記載の歯科用組成物。
[5]前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)が、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールジ(メタ)アクリレートおよびエチレンオキシド変性水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[4]のいずれかに記載の歯科用組成物。
[6]25℃におけるステンレス板に対する付着力が4.0N以下である、[1]〜[5]のいずれかに記載の歯科用組成物。
[7]重合収縮応力が12.0MPa以下である、[1]〜[6]のいずれかに記載の歯科用組成物。
本発明の歯科用組成物は、重合性単量体(A)、フィラー(B)および重合開始剤(C)を含む。そして、前記重合性単量体(A)は、芳香環を有し水酸基を有しない多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)と、脂環式骨格を有する多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)とを含み、前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)と前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)との質量比が前者/後者=30/70〜95/5である。
重合性単量体(A)は、芳香環を有し水酸基を有しない多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)と、脂環式骨格を有する多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)とを含む。
多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)は、芳香環を有するとともに、水酸基を有しない多官能の(メタ)アクリル系単量体であれば、その種類に特に制限はなく、これらの要件を満たす(メタ)アクリル酸エステルや(メタ)アクリルアミドなどの重合性単量体を好ましく用いることができる。多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)は、歯科材料としての実績や安全性などの観点から、(メタ)アクリル酸エステルであることが好ましく、メタクリル酸エステルであることがより好ましい。
多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)としては、前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)に該当しないものであって、少なくとも1つの脂環式骨格を有する多官能の(メタ)アクリル系単量体を用いることができ、例えば、これらの要件を満たす(メタ)アクリル酸エステルや(メタ)アクリルアミドなどの重合性単量体を好ましく用いることができる。多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)は、歯科材料としての実績や安全性などの観点から、(メタ)アクリル酸エステルであることが好ましく、メタクリル酸エステルであることがより好ましい。
例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、エイコデシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリロイルモルホリン、シクロへキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等の脂環式(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート(通称:TEGDMA)、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]プロパン(通称:Bis−GMA)、1,2−ビス[3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ]エタン、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、[2,2,4−トリメチルヘキサメチレンビス(2−力ルバモイルオキシエチル)]ジメタクリレート(通称:UDMA)、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1,5−ペンチルジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、N,N’−(2,2,4−トリメチルヘキサメチレン)ビス[2−(アミノカルボキシ)プロパン−1,3−ジオール]テトラ(メタ)アクリレート、1,7−ジ(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラ(メタ)アクリロイルオキシメチル−4−オキサヘプタンなどが挙げられる。
本発明の歯科用組成物はフィラー(B)を含む。フィラー(B)としては、歯科用組成物のフィラーとして用いられている公知の無機フィラーを用いることができる。当該無機フィラーとしては、例えば、各種ガラス類(例えば、二酸化ケイ素(石英、石英ガラス、シリカゲル等)、ケイ素を主成分とし各種重金属とともにホウ素および/またはアルミニウムを含有するものなど)、アルミナ、各種セラミック類、珪藻土、カオリン、粘土鉱物(モンモリロナイト等)、活性白土、合成ゼオライト、マイカ、シリカ、フッ化カルシウム、フッ化イッテルビウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化ジルコニウム(ジルコニア)、二酸化チタン(チタニア)、ヒドロキシアパタイトなどが挙げられる。
本発明の歯科用組成物は重合開始剤(C)を含む。重合開始剤(C)としては、一般的に使用可能な重合開始剤を用いることができ、特に歯科用途に用いられる重合開始剤を好ましく用いることができる。重合開始剤(C)としては、例えば、光重合開始剤および化学重合開始剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を使用することができ、光重合開始剤が好ましい。
本発明の歯科用組成物は、重合促進剤をさらに含んでいてもよい。重合促進剤としては公知の重合促進剤を用いることができ、例えば、アミン類、スルフィン酸類(塩を含む)、アルデヒド類、チオール化合物などが挙げられる。重合促進剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の歯科用組成物は、重合禁止剤をさらに含んでいてもよい。重合禁止剤としては、例えば、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン、ヒドロキノン、ジブチルヒドロキノン、ジブチルヒドロキノンモノメチルエーテル、ヒドロキノンモノメチルエーテル、2,6−ジ−t−ブチルフェノールなどが挙げられる。重合禁止剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の歯科用組成物は、上記の成分以外にも、発明の効果を阻害しない範囲で目的に応じて、pH調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、抗菌剤、蛍光剤、表面活性剤、分散剤等の他の成分をさらに含んでいてもよい。
本発明の歯科用組成物の調製方法に特に制限はなく、各成分を所定の配合量で配合することにより得ることができる。この際の配合順序に特に制限はなく、各成分を一括して配合してもよいし、2回以上に分けて配合してもよい。また、必要に応じて混合ないし練合したり、あるいは、真空脱泡処理等の脱泡処理を施したりしてもよい。得られた歯科用組成物は、単一の容器(シリンジ等)に充填するなどして、1材型の歯科用組成物とすることができる。
本発明の歯科用組成物は、歯科用接着剤、歯科用セメント、歯科用コーティング材、歯科用コンポジットレジン、金属やセラミックスの歯科用前処理材などの各種歯科材料として用いることができる。中でも、本発明の歯科用組成物は、天然歯の一部分または全体を代替し得る歯科材料として好適に使用することができ、歯科用コンポジットレジンとして特に好適に使用することができる。
・歯科用組成物の25℃におけるステンレス板に対する付着力(操作性)
後述の実施例または比較例で得られた歯科用組成物(ペースト)を真空脱泡後、シリンジに充填し、25℃で24時間静置したものを付着力試験の試料とした。該ペーストをシリンジから押し出して、下底面φ11mm×上面φ13mm×高さ8mmの容量を有するカップに充填した。小型卓上試験機(株式会社島津製作所製、商品名「EZ Test」)に、φ10mm×5mmのステンレス製の円柱(ステンレス板)を先端に有した治具を取り付け、充填したペースト表面に、該治具に取り付けられたステンレス製の円柱の底面を軽く接触させた後、クロスヘッドスピード50mm/分で引き上げた際の最大応力を25℃で測定した。同様の試験を2回行い、その平均値を付着力とし、これを操作性の指標とした。付着力の値が小さい程、操作性に優れることを示す。付着力は4.0N以下が好ましく、3.0N以下がより好ましく、2.0N以下がさらに好ましく、1.5N以下が特に好ましく、1.0N以下が最も好ましい。
厚さ4.0mmのガラス板上に設置したリング状の金型(ステンレス製、内径5.5mm×厚さ0.8mm)内に、後述の実施例または比較例で得られた歯科用組成物(ペースト)を充填した。前記ガラス板は、粒径50μmのアルミナパウダーでサンドブラスト処理したものを使用した。充填したペースト上に、万能試験機(株式会社島津製作所製、商品名「オートグラフAG−I 100kN」)と連結したステンレス製治具(φ5mm)を設置した。次いで、歯科重合用LED光照射器(株式会社モリタ製、商品名「ペンキュアー2000」)を用いて、ガラス板越しに20秒間ペーストに光照射してペーストを硬化させた。この際、かかる光照射によって進行する歯科用組成物の重合反応による硬化に伴う重合収縮応力を、上記万能試験機で測定した(n=3)。測定値の平均値を重合収縮応力として表1に示す。重合収縮応力は12.0MPa以下が好ましく、11.0MPa以下がより好ましく、10.0MPa以下がさらに好ましく、9.8MPa以下が特に好ましい。
後述の実施例または比較例で得られた歯科用組成物を真空脱泡後、ステンレス製の金型(寸法2mm×2mm×25mm)に充填し、上下をスライドガラスで圧接し、歯科重合用LED光照射器(株式会社モリタ製、商品名「ペンキュアー2000」)を用いて、1点10秒で片面を5点ずつスライドガラスの両面に光を照射して硬化させて硬化物の試験片を得た。なお、各実施例および比較例について試験片を5本ずつ作製した。また試験片は、金型から取り出した後、37℃の蒸留水中に24時間保管した。各試験片について、JIS T 6514:2015およびISO4049:2009に準拠して、精密万能試験機(株式会社島津製作所製、商品名「オートグラフAG−I 100kN」)を用いて、支点間距離20mm、クロスヘッドスピード1mm/分の条件下で3点曲げ試験を行い、得られた各試験片の測定値の平均値を曲げ強さとした。曲げ強さは100MPa以上が好ましく、120MPa以上がより好ましく、140MPa以上がさらに好ましく、150MPa以上が特に好ましい。
スライドガラス上に、カバーガラス、さらにその上にφ20mm、厚さ1mmのステンレス製金型をセットし、該金型内に後述の実施例または比較例で得られた歯科用組成物を少し溢れる程度に充填した。さらにその上からカバーガラス、続いてスライドガラスをかぶせ、金型から余剰な歯科用組成物を押し出すように上から力を加えた。これを、LED重合機(株式会社モリタ製、商品名「ライトV」)を用いて表裏各2分間ずつ照射し硬化させ、カバーガラスおよびスライドガラス、金型を除去することで硬化物の試料を得た。
硬化物の透明性は、分光測色計(コニカミノルタジャパン株式会社製、商品名「CM−3610d」、JIS Z 8722:2009の条件cに準拠)を用いて評価した(n=1)。具体的には、試料の背後に標準白板を置いて色度を測定した場合のJIS Z 8781−4:2013のL*a*b*表色系における明度指数L*を表す明度(L1)と、同じ試料の背後に標準黒板を置いて色度を測定した場合のL*a*b*表色系における明度指数L*を表す明度(L2)を測定し、両者の差(ΔL=L1−L2)を算出して、透明性の指標とした。ΔLの値が大きいほど透明性が高いことを意味し、より天然歯に近づけることができる点から、ΔLは20.0以上が好ましく、25.0以上がより好ましく、30.0以上がさらに好ましい。
・芳香環を有し水酸基を有しない多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)
D2.6E:2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン(エチレンオキシ基の平均付加数:2.6)
D4E:2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン(エチレンオキシ基の平均付加数:4)
D10E:2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン(エチレンオキシ基の平均付加数:10)
・芳香環および水酸基をともに有する多官能(メタ)アクリル系単量体
Bis−GMA:2,2−ビス[4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]プロパン
・脂環式骨格を有する多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)
TCDDM:トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールジメタクリレート
HBPEM−10:エチレンオキシド変性水添ビスフェノールAジメタクリレート(エチレンオキシ基の平均付加数:10)
・脂環式骨格を有しない多官能(メタ)アクリル系単量体
TEGDMA:トリエチレングリコールジメタクリレート
CQ:カンファーキノン
TPO:2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド
・重合促進剤
PDE:4−(N,N−ジメチルアミノ)安息香酸エチル
・重合禁止剤
BHT:3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン
フィラーとしては、以下の製造例で得られたものを使用した。
・無機フィラー(UF2.0)の製造
バリウムボロアルミノシリケートガラス「GM27884 UltraFine UF2.0」(ショット社製、平均粒子径:2.0μm)100質量部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン1.4質量部およびトルエン173質量部を三口フラスコに入れ、2時間、室温下で撹拌した。トルエンを減圧下で留去した後、40℃で16時間真空乾燥を行い、さらに90℃で3時間加熱し、表面処理層が設けられた無機フィラー(UF2.0)を得た。
・無機フィラー(NF180)の製造
バリウムボロアルミノシリケートガラス「GM27884 NanoFine180」(ショット社製、平均粒子径:0.18μm)100質量部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン7質量部およびトルエン173質量部を三口フラスコに入れ、2時間、室温下で撹拌した。トルエンを減圧下で留去した後、40℃で16時間真空乾燥を行い、さらに90℃で3時間加熱し、表面処理層が設けられた無機フィラー(NF180)を得た。
・無機フィラー(UF1.0)の製造
バリウムボロアルミノシリケートガラス「GM27884 UltraFine UF1.0」(ショット社製、平均粒子径:1.0μm)100質量部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン5質量部およびトルエン173質量部を三口フラスコに入れ、2時間、室温下で撹拌した。トルエンを減圧下で留去した後、40℃で16時間真空乾燥を行い、さらに90℃で3時間加熱し、表面処理層が設けられた無機フィラー(UF1.0)を得た。
・無機フィラー(Ar130)の製造
火炎加水分解法で作製される略球状超微粒子「アエロジル130」(日本アエロジル株式会社製、平均粒子径:0.02μm)100質量部を、40質量部のγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランで表面処理し、無機フィラー(Ar130)を得た。
・有機無機複合フィラー(CF)の製造
予め重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を1質量%溶解した、Bis−GMAとTEGDMAとの混合物(質量比1:1)100質量部に対して、無機フィラーとして製造例2で得られたNF180を100質量部添加して混合しペースト化した。これを100℃、減圧雰囲気下で5時間加熱重合した。得られた硬化物を、振動ボールミルを用いて、平均粒子径が5μmとなるまで粉砕した。得られた粉砕フィラー100gを、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン2質量%含有エタノール溶液200mL中、90℃で5時間還流することで表面処理を行い、有機無機複合フィラー(CF)を得た。
表1に示す材料を表1に示す割合で混合することにより歯科用組成物を得た。当該歯科用組成物を用いて、上記した試験方法により各種物性を評価した。結果を表1に示した。
Claims (7)
- 重合性単量体(A)、フィラー(B)および重合開始剤(C)を含む歯科用組成物であって、前記重合性単量体(A)が、芳香環を有し水酸基を有しない多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)と、脂環式骨格を有する多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)とを含み、前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)と前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)との質量比が前者/後者=30/70〜95/5である、歯科用組成物。
- 前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−1)が、2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシ(ポリ)エトキシフェニル)プロパン(エチレンオキシ基の平均付加数は2〜30)である、請求項1に記載の歯科用組成物。
- 前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)における脂環式骨格を構成する炭素原子の総数が5〜20である、請求項1〜3のいずれかに記載の歯科用組成物。
- 前記多官能(メタ)アクリル系単量体(a−2)が、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールジ(メタ)アクリレートおよびエチレンオキシド変性水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜4のいずれかに記載の歯科用組成物。
- 25℃におけるステンレス板に対する付着力が4.0N以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の歯科用組成物。
- 重合収縮応力が12.0MPa以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の歯科用組成物。
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