KR100491275B1

KR100491275B1 - 생활성유리조성물및생활성유리를사용한치료방법

Info

Publication number: KR100491275B1
Application number: KR10-1998-0705836A
Authority: KR
Inventors: 레오나드 제이. 릿코브스키; 개리 디. 해크; 데이비드 씨. 그린스팬
Original assignee: 유니버시티 오브 매릴랜드 앳 발티모어; 유에스바이오매터리얼스 코포레이션
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 2005-08-04
Also published as: CN1103750C; US6244871B1; SI9720016A; US6086374A; PL328149A1; BR9707219A; EP0877716B1; BG102722A; DE69731184T2; DE69731184D1; KR19990082114A; CN1213355A; NO983490L; OA10818A; EP0877716A1; ATE279380T1; CZ239598A3; SK102998A3; CA2244722A1; NO983490D0

Abstract

치아 페이스트, 겔 등과 같은 전달제와 함께 사용될 수 있으며, 90 ㎛ 미만의 입도를 갖고, 코어 실리카 입자로부터의 즉각적이고 장기적인 Ca 및 P의 방출에 의하여 체액과 신속하고 지속적으로 반응하여 치아 과민성의 즉각적이고 장기적인 감소 및 치아 표면의 재미네랄화를 위한 상아질 세관 상 및 그 내에 퇴적된 안정한 결정성 히드록시 카르보네이트 아파타이트 층을 형성할 수 있는 신규한 실리카 기재 생활성 유리 조성물.

Description

생활성 유리 조성물 및 생활성 유리를 사용한 치료 방법{Bioactive Glass Compositions and Methods of Treatment Using Bioactive Glass}

본 발명은 생활성 (bioactive) 유리 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 기존 조성물보다 상당히 작은 크기의 입자를 포함한 개선된 생활성 유리 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 생활성 유리 조성물의 용도를 포함하는 다양한 처리 방법에 관한 것이다.

인간의 치아 법랑은 자연적인 탈염 과정을 겪고 있다. 타액 및 음식물에 대한 법랑의 노출은 치아로부터 무기물을 서서히 용해시키고, 결과적으로 감부식성을 증가시키게 된다. 이러한 탈염 과정에 의해 법랑 표면에 초기 충치를 유발하나 이는 전형적으로 아주 작은 결함인 관계로 통상 치료하지 않은 상태로 방치된다. 또한, 충치성 상아질 탈미네랄화는 백악질과 법랑질의 결합 부위 아래의 부식으로부터 발생되는 노출된 상아질 영역이 있는 환자에서 발생할 수 있다. 따라서, 플루오르화물의 시용 및 다른 국소 치료를 포함한 이러한 자연 탈미네랄화 과정을 느리게 하는 것과 관련된 연구가 많이 이루어지고 있다.

예를 들면, 미국 특허 제5,427,768호는 인산 칼슘 고형물 및 이산화탄소에 대하여 과포화된 인산 칼슘 용액을 개시하고 있다. 상기 용액은 충치, 노출된 치근 또는 상아질과 같은 쇠약 치아상 또는 치아중에 플루오르화물의 유무에 상관없이 인산 칼슘 화합물을 침착시킨다. 미국 특허 제5,268,167호 및 제5,037,639호는 치아의 재탈미네랄화에 사용하기 위한 무정형 인산 칼슘, 무정형 플루오르화 인산 칼슘 및 무정형 인산 탄산 칼슘과 같은 무정형 칼슘 화합물의 용도를 개시하고 있다. 이들 무정형 화합물은 치아 조직에 사용할 때 치아 쇠약증의 예방 및(또는) 치료에 사용된다. 이들 방법의 단점은 (1) 시용에 필요한 낮은 pH가 하나의 자극제일 수 있다는 점, (2) 빠른 반응이 효과 기간을 매우 단축시킨다는 점, (3) 이들 방법이 용액을 사용하기 때문에 실제 반응은 다양한 환자들을 치료하기 힘들다는 점, 및 (4) 빠른 반응 및 짧은 지속 시간으로 인해, 효과를 주기 위해서는 치료 절차를 반복해야 한다는 점을 포함한다. 또한, 두가지 방법 모두 전달제를 혼합하기 전에 가압된 CO₂가 포함된 적어도 하나의 용액을 유지시킬 필요가 있기 때문에 의사 처방없이 손쉽게 팔기 어렵다.

탈미네랄화는 결국 법랑 코팅의 공동화(cavitation)를 유도하여 근본 치아 구조를 노출시킨다. 전형적으로, 이러한 형태의 부식은 부식된 영역을 드릴로 파내고, 반영구 충전재를 삽입시키므로써 치료된다. 그러나, 부식을 정지시키고 호전시키기 위한 덜 침해적인 수단이 필요하다.

예방적인 치면열구 전색제(pit and fissure sealant)는 특히 부식에 대한 위험이 있는 영역에서 부식을 방지하는 데 널리 사용되고 있다. 이들 전색제는 건조 시용 및 접착제의 사용을 필요로 하는 중합체 또는 다른 접합제를 포함하고 있다. 이들 전색제는 임시적이며 최적의 밀봉을 제공하지는 못한다.

라이너 (liner) 및 베이스 (base)는 드릴링에 의해 노출된 치아 표면과 같은 새로 노출된 치아 표면을 치료하는 데 사용되는 물질이다. 구멍을 뚫은 후, 구멍을 충전재로 충진시키기 전에 통상적으로 라이너 또는 베이스를 시용한다. 라이너는 얇은 코팅물이며, 베이스는 두꺼운 코팅물이다. 라이너 및 베이스 물질은 치아 물질 경계면에서 상아질의 투과성을 감소시키고, 충전 물질 주위 및 전반에 걸쳐 미세 누출에 대해 보호하고 상아질 세관을 밀봉시키도록 고안되어 있다. 초기 라이너 또는 "바니쉬(cavity varnish)"는 유기 용매중에 용해된 유기 "고무"와 같은 물질을 포함한다. 유기 용매의 증발시, 상기 고무는 남게 된다. 이들 유기 고무와 관련된 단점은 약한 결합력, 부착력 결핍, 산 취약성 등을 포함한다. 라이닝의 또다른 방법은 미국 특허 제4,538,990호에 개시되어 있으며, 디포타슘 옥살레이트와 같은 중성 옥살레이트 염 용액 1 내지 30% w/v를 유약층에 시용하고, 이어서 모노포타슘 모노히드로겐 옥살레이트와 같은 산성 옥살레이트 염 용액 0.5 내지 3% w/v를 유약층에 시용하는 것을 기재하고 있다. 이러한 방법에 의해서는 세관 밀봉 교합성이 떨어진다는 연구 결과가 나와 있다.

미국 특허 제5,296,026호는 유리 인산염 접합제 조성물, 및 치아 중의 골 및 관에 있는 구멍을 충전시킬 외과 이식 물질로서 이들을 사용하기 위한 방법을 개시하고 있다. 접합제 조성물은 치료제의 존재 또는 부재하에 수성 액체와 함께 P₂O₅, CaO, SrO 및 Na₂O를 포함한다. 분말과 액체의 혼합은 반응을 경화시키는 결과를 초래한다. 접합제가 경질 조직중에 이식될 때, 접합제는 충전재/이식재로서의 역할을 하며, 용해성 성분의 방출시키면서 치료 및 건강한 골의 유지를 도울 수 있다.

다양한 생활성 및 생적합성 유리가 골 대체 물질로서 개발되어 있다. 연구 결과는 이들 유리가 생리학적 시스템에서 골발생을 유도하거나 또는 보조할 것이라는 것을 나타내고 있다. 헨치 (Hench) 등의 문헌 [J. Biomed. Mater. Res. 5:117-141 (1971)]. 골과 상기 유리 사이의 결합은 극히 강하고 안정한 것임이 판명되었다. 피로트로브스키 (Piotrowski) 등의 문헌 [J. Biomed. Mater. Res. 9:47-61 (1975)]. 상기 유리에 대한 독성 평가는 다양한 시험관 및 생체 모델에서 골 또는 연조직에 어떠한 독성 효과도 나타내지 않았다. 윌슨 (Wilson) 등의 문헌 [J. Biomed. Mater. Res. 805-817 (1981)]. 상기 유리는 상기 유리 표면으로부터 이온 분해에 의해 유발된 pH 변화 및 상기 유리 표면에 대한 균 접착성의 결핍과 상당한 관련이 있는 항균성 또는 살균성을 나타낸다고 보고되어 있다. 스투어 (Stoor) 등의 문헌 [Bioceramics Vol. 8 p. 253-258 Wilson et al (1995)].

상기 유리의 골에 대한 결합은 유리가 수용액에 노출되면서 시작된다. 상기 유리중의 Na⁺는 pH를 증가시키게 하는 체액으로부터의 H⁺와 교환된다. Ca 및 P는 Ca-P가 풍부한 표면층을 형성하는 유리로부터 이동한다. 이러한 Ca-P가 풍부한 층은 Na, Ca 및 P 이온의 부족으로 인해 실리카가 점점 풍부해지는 층이다 (미국 특허 제4,851,046호).

치과용 고체 이식재로서의 생활성 유리의 거동은 스탠리 (Stanley) 등의 문헌 [Journal of Prostetic Dentistry, Vol. 58, pp. 607-613 (1987)]에 보고되어 있다. 복제 치아 형태를 제조하고, 성인의 뽑혀진 앞니 자리에 이식한다. 주위 골에 대한 이식재의 성공적인 부착은 6개월 후의 조직 검사에 의해 나타난다. 이러한 기술의 임상 시용은 현재 인간 치료용인 엔도스커스 릿지 메인티넌스 임플랜트 (Endosscous Ridge Maintenance Implant, ERMI(등록상표))를 이용할 수 있다. 90 내지 710 ㎛의 크기 범위 및 하기 표에 기재된 조성 범위를 이용하는 생활성 유리 미립자는 치주 골 결핍 치료에 사용되고 있다.

성분	중량 퍼센트
SiO₂	40 - 55
CaO	10 - 30
Na₂O	10 - 35
P₂O₅	2 - 8
CaF₂	0 - 25
B₂O₃	0 - 10

상기 데이터는 60%의 실리카가 생활성 용해물로부터 유래된 유리의 범위를 벗어나 있음을 나타내고 있다. 오까스끼 (Okasuki) 등의 문헌 [Nippon Seramikbusu Kyokai Gakijutsu Konbuski, Vol. 99, pp. 1-6 (1991)].

90 내지 710 ㎛의 크기 범위는 골과의 직접적인 접촉시 치주 시용에 대해 가장 효과적이라는 것으로 확인되었다. 그러나, 90 ㎛보다 작은 크기 범위는 골 위치에서의 입자의 고속 반응성 및 빠른 재흡수로 인해 비효과적이었다. 또한, 90 ㎛보다 작은 크기 범위는 보다 작은 입자가 대식세포에 의해 제거된다는 가정으로 인해 연조직 부위에서도 비효과적임이 판명되었다 (미국 특허 제4,851,046호 참조). 200 ㎛ 미만인 크기 범위는 또한 고속 반응성으로 인해 특정 골 결핍에 비효과적임이 밝혀졌다 (미국 특허 제5,204,106호 참조).

미국 특허 제4,239,113호 (이하, "'113 특허"라 칭함)는 또한 골 접합제의 용도를 기재하고 있다. '113 특허는 10 내지 200 ㎛의 입자 크기를 갖는 생활성 유리 세라믹 분말만을 개시하고 있다. 또한, '113 특허는 메틸메타크릴레이트 (공)중합체 및 다양한 광섬유의 사용을 필요로 한다.

선행 방법 또는 조성물 중 어떤 것도 매우 작은 치아 구조물의 손상내로의 침투를 포함한 치아 구조물에 대한 쉬운 시용 및 부착성, 시용 후 치아 구조물과의 계속적인 화학적 및 물리적 상호작용에 대한 기회의 조합된 잇점을 제공하지 못한다.

따라서, 본 발명의 목적은 치아 구조물에 쉽게 시용되고 쉽게 접착되며, 치아 구조물과의 화학적 및 물리적 상호작용을 할 수 있는 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 다양한 치과 증상 및 다른 증상을 치료하기 위한 생활성 유리 조성물을 사용하는 방법을 제공하는 것이다.

발명의 요약

본 발명은 예를 들면, 하기와 같은 중량 백분율을 포함하는 생활성 및 생체적합성 유리 미립자를 포함하는 생활성 유리 조성물에 관한 것이다:

SiO₂ 40 내지 60 중량 %

CaO 10 내지 30 중량%

Na₂O 10 내지 35 중량%

P₂O₅ 2 내지 8 중량%

CaF₂ 0 내지 25 중량%

B₂O₃ 0 내지 10 중량%

K₂O 0 내지 8 중량%

MgO 0 내지 5 중량%

생활성 및 생체적합성 유리 미립자는 90 ㎛ 미만의 입자 및 약 10 ㎛ 미만의 입자의 재미네랄화 유효량을 포함한다. 본 발명은 또한 재미네랄화, 열구(fissure) 및(또는) 소와(pit)의 밀봉, 치아 구조물의 라이닝, 충치 치료, 치수의 복조, 치주 수술 후 민감성 치아 구조물의 치료, 치세관 밀봉 및 조직 재생용 표면을 포함하는 치아 치료의 각종 방법에 관한 것이다.

도 1은 임상적 민감성을 평가하기 위해 구분하고 분쇄한 후, 37 % 인산으로 30 초 동안 처리하여 임의의 얼룩층을 제거한 후의 상아질의 조절 표면이다. 이 표면은 본 발명에 따른 생활성 유리로 처리하지 않았다(2000X 확대).

도 2는 임상적 민감성을 평가하기 위해 구분하고 분쇄한 후, 37 % 인산으로 30 초 동안 처리하여 임의의 얼룩층을 제거한 후의 상아질의 조절 표면이다. 이 표면은 본 발명에 따른 생활성 유리로 처리하지 않았다(3000X 확대).

도 3은 산으로 부식처리하고, 물 및 글리세린 중의 본 발명에 따른 생활성 유리 조성물로 2분 동안 처리한 상아질 표면이다(입자 크기 범위 서브미크론 내지 90 ㎛, 1000X 확대).

도 4는 산으로 부식처리하고, 이어서 물 및 글리세린 중의 본 발명에 따른 생활성 유리 조성물로 2분 동안 처리한 상아질 표면이다. 표면은 이어서 교반시키고, 2분 동안 물로 세정하였다(입자 크기 범위 서브미크론 내지 20 ㎛, 2000X 확대).

도 5는 산으로 부식처리하고, 이어서 본 발명에 따른 생활성 유리 조성물로 처리하고, 3일 동안 물에 둔 상아질 표면이다. 후속 교반은 하지 않았지만, 2분 동안 물로 세정하였다(입자 크기 범위 서브미크론 내지 90 ㎛, 2000X 확대).

도 6은 산으로 부식처리하고, 이어서 물 및 치약 중의 본 발명에 따른 생활성 유리 조성물로 2분 동안 교반하면서 처리하고, 2분 동안 물로 세정한 상아질 표면이다(입자 크기 범위 서브미크론 내지 3 ㎛, 3000X 확대).

도 7은 산으로 부식처리하고, 이어서 물 및 치약 중의 본 발명에 따른 생활성 유리 조성물로 2분 동안 교반하면서 처리하고, 2분 동안 물로 세정한 상아질 표면이다(입자 크기 범위 서브미크론 내지 3 ㎛, 3500X 확대).

도 8 및 도 9는 각각 인산으로 산 부식처리하고, 이어서 본 발명에 따른 생활성 유리 조성물로 2분 동안 처리하고, 인산염 완충 용액에 5일 동안 담가둔 상아질 표면을 포함한다(입자 크기 범위 서브미크론).

도 10은 산으로 부식처리하고, 이어서 본 발명에 따른 생활성 유리 조성물로 한 번 시용하여 처리한 상아질 표면을 나타낸다.

도 11은 산으로 부식처리하고, 이어서 본 발명에 따른 생활성 유리 조성물로 세 번 따로 시용하여 처리한 상아질 표면을 나타낸다.

도 12는 최적 크기 및 성형된 미립자 생활성 유리로 처리된 샘플 상에서 수행된 푸리에 변환 분광법 (FTIR)이다.

발명의 상세한 설명

본 발명은 예를 들면, 법랑질 재미네랄화, 초기 충치 재미네랄화, 우치칠 재미네랄화, 충치 예방, 부식 정지, 부식 역전, 항충치, 치면열구 전색제, 예방 페이스트, 불화물 치료, 상아질 전색제 등에 유용한 생활성 유리 조성물을 제공한다. 또한, 치약, 라이너, 베이스, 겔 및 회복재 (예를 들면, 팩킹, 간접 치수복조제 등)에 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 조성물은 또한 치주 수술 후 상아질 민감성을 감소시키고 조직 부착을 증가시키기 위한 표면의 처리에 유용하다. 본 발명의 조성물은 각종 상아질 및 기타 상태와 관련된 각종 손상의 치료에 활성이고, 실질적으로 치아 구조물을 재미네랄화함으로써 치아에 화학적 및 물리적으로 결합되어 있다.

본 명세서에서 언급한 바와 같이, 재미네랄화는 히드록시아파타이트의 형성이다. 히드록시아파타이트의 형성은 생활성 유리 조성물을 수용액에 노출시킴으로써 시작한다. 생활성 유리 중의 나트륨 이온 (Na⁺)은 체액내의 H⁺ 이온과 교환되어 pH를 증가시키는 것으로 생각된다. 이어서, 칼슘 및 인이 생활성 유리로부터 이동하여 칼슘-인 풍부 표면층을 형성한다. 생활성 유리 중의 나트륨 이온이 연속하여 용액의 수소 이온과 교환되기 때문에, 아래에 놓인 실리카 풍부 영역은 천천히 증가한다. 시간이 지난 후, 칼슘-인 풍부 층이 히드록시아파타이트 재료 속으로 결정화된다. 콜라겐은 아파타이트 응집체와 구조적으로 결합할 수 있다. 이하, 재미네랄화 유효량은 히드록시아파타이트를 형성할 수 있는 임의의 양이다.

본 명세서에서 사용된 용어 "치아 구조물"은 법랑질, 상아질, 치수, 치근 구조물, 백악질, 근상아질, 관상 상아질, 임의의 상아질 제품 등을 포함하는 치아의 임의의 특징을 의미하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 생활성 유리는 가(假)체액에 놓이는 경우, 시험관 내에서 히드록시카르보네이트 아파타이트의 층을 형성하는 유리 조성물이다. 예를 들면, 다음 중량%의 조성물이 생활성 유리를 제공한다:

SiO₂ 40 내지 60

CaO 10 내지 30

Na₂O 10 내지 35

P₂O₅ 2 내지 8

CaF₂ 0 내지 25

B₂O₃ 0 내지 10

K₂O 0 내지 8

MgO 0 내지 5

이러한 성질을 갖는 생활성 유리는 치아 구조물과의 상호작용에 더욱 효과적인 재료를 제공한다. 본 발명에 따른 생체적합성 유리는 커다란 반대 면역 반응을 일으키지 않는 것이다.

본 발명에 따라, 특정 입자 크기의 생활성 유리가 전술한 상태의 치료에 특히 유용하다는 것이 밝혀졌다. 특히, 작은 입자와 매우 작은 입자를 혼합하는 본 발명에 의해 놀라운 결과가 얻어진다. 예를 들면, 치아 구조물과 결합할 수 있는 작은 입자 (예를 들면, 약 90 ㎛ 미만) 뿐만 아니라 보다 더 작은 입자 (예를 들면, 약 10 미만)를 포함한 조성물이 배합물에 사용되는 경우, 이러한 입자 중 큰 것은 치아 구조물에 부착되고, 이온성 저장소로서 작용하지만, 보다 더 작은 입자는 각종 치아 구조물의 불규칙한 표면 내부로 들어가 머무를 수 있다. 이러한 입자들 중 큰 것은 추가의 칼슘 및 인의 저장소를 제공하며, 재미네랄화 또는 작은 입자에 의해 시작되는 인산칼슘 층의 침착이 개시된다. 추가의 칼슘 및 인은 모든 치아 구조물 뿐만 아니라 상아질 세관과 같은 치아 구조물의 불규칙한 표면의 내부 또는 개구에 부착된 입자에서 누출될 수 있다. 따라서, 이는 전체 반응의 연속을 제공하고, 불규칙한 표면의 내부 또는 개구 상에 있어서 불규칙한 표면을 효과적으로 코팅하거나 채울 수 있는 보다 작은 이들 입자의 연속적인 성장을 제공한다. 칼슘 및 인 이온의 초과 농도는 더 작은 입자가 상대적 고표면적에 의해 이들 이온을 빨리 써버리기 때문에, 이들 보다 작은 입자가 생성되는 연속적 반응을 위해 필요하다. 이들 입자 중 보다 큰 입자는 더 천천히 반응하고 이들의 이온을 더 천천히 방출하여 장기적인 효과를 나타낼 것이다. 또한, 이러한 입자 중 큰 입자는 작은 입자가 불규칙한 표면에 들어가 반응하도록 불규칙한 표면이 많은 치아 표면을 기계적으로 연마한다.

이 효과는 다양한 분야에 매우 유익하다. 예를 들면, 충치 또는 부식을 예방하는 데 있어서, 본 발명의 조성물은 가장 작은 불규칙한 표면의 깊이내로 침투하여, 그의 저장된 이온 공급물을 소모한 후 성장할 수 있도록 근처의 더 큰 입자로부터 이온의 계속적인 공급을 받을 수 있다. 또한, 이것은 소와 및 열구를 밀봉하는 데 매우 유용하며, 휠씬 더 효과적이고 오래 지속되는 밀봉이 얻어진다.

본 발명의 일부 실시태양에서는, 극히 작은 입자가 사용된다. 예를 들면, 2 ㎛ 내지 1 ㎛ 이하의 범위에 있는 입자가 대략 1 - 2 ㎛ 직경인 상아질 세관 내에 꼭 맞게 된다. 이들 세관의 폐색은 예컨데 치주 수술 후에 민감도의 상당한 감소를 가져온다. 바람직하게는, 2 ㎛ 직경 미만의 입자와 45 ㎛ 직경을 초과하는 입자의 혼합물이 사용된다. 이 조합은 특히 효과적인 조성물을 생성하는 것으로 밝혀졌다.

본 발명에 따른 조성물은 일반적으로 설정 시간을 필요로 하지 않는다. 이전의 조성물은 솔질, 음식 중의 순한 산에의 노출, 침의 흐름 또는 통상적으로 치아와 접촉하는 다른 액체에 의해 야기되는 기계적 마모에 의해 쉽게 세척 제거된다. 그런데, 본 발명에 따른 일부의 조성물은 상당한 교반, 물에 의한 세정 ,및 5일 동안 모조된 침에의 장기적인 담금에 대해 대체적으로 견딜 수 있었다. 더구나, 본 발명의 많은 작은 입자는, 치아 구조물의 표면, 및 입안에 자연적으로 존재하는 유체에 접촉하자마자 치아 구조물과 화학적으로 반응하여 상기 구조물에 부착하기 때문에 설정 시간을 요하지 않는다. 본 발명에 따른 조성물이 1회 시용시 효과적이라 할지라도, 수회의 시용이 더 효과적일 것이다.

놀랍게도, 본 발명의 상대적으로 작은 생활성 유리 미립자는 면역 반응을 별로 일으키지 않는다. 더구나, 상기 미립자는 일반적으로 대식세포에 의해 삼켜지지 않으며, 이 분야에서 비활성으로 된다.

본 발명의 조성물은 치아 구조물의 지속적인 재미네랄화하여 새로운 구조층을 형성하는 생활성 층을 제공할 수 있다. 이는 푸리에 변환 적외선 분광법에 의해 확인된, 본 발명에 따른 조성물로 처리된 후 상아질 표면상의 히드록시카보네이트 아파타이트 층의 재형성에 의해 검증되었다.

본 발명에 따른 한 실시태양에서, 입자는 약 20 ㎛의 크기를 가지고 있고, 그 입자 중 약 30%가 10 ㎛ 미만으로 되어 있다. 본 발명에 따른 다른 실시태양에서, 입자는 10 ㎛의 평균 크기를 가지고 있고, 입자 중 25% 이상이 2 ㎛ 이하로 되어 있다.

본 발명의 조성물은 치약으로 제제화될 수 있다. 실제, 본 발명의 입자는 현재 치약에 현재 사용되는 실리카를 대체할 수 있다. 유리 조성물에 플루오르화물을 첨가하는 것은 치아 구조물을 개선 및 강화시킬 것이다. 생활성 유리를 치아에 직접 사용하는 것 이외에, 본 발명의 생활성 유리 조성물은 염수 또는 증류수 기재 매질 중에서 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 구강 세척액 또는 겔로 제제화될 수 있거나, 또는 치과의사에 의해 페이스트로서 사용될 수 있다.

다음의 실시예는 비제한적인 것이다.

뽑은 치아로부터 얻은 인간의 치아 상아질의 표준화된 슬라브를 사용하여 시험관내 실험을 수행하였다. 이들 디스크는 이소메트(Isomet) 다이아몬드 톱(Buchler Ltd.)을 사용하여 뽑은 치아로부터 절단되었다. 이 디스크는 1.0 mm 두께로 치아의 크기이었다. 폐색 표면은 320 내지 600 그리트(grit)의 일련의 습윤 실리콘-카바이드 종이 상에서 분쇄되었다. 이것은 테스트 표면을 표준화하기 위해 수행되었다. 그 표면은 60초 동안 37% 인산으로 처리하여 분쇄 과정동안 생성된 얼룩 층을 제거하고 상아질 세관을 열고 확대하였다(도 1 및 2 참조). 이 표면을 20 초동안 증류수로 헹구고, 오일이 없는 공기 기류로 건조하였다. 각 슬라브를 반으로 쪼개고 실험 재료를 실시예에서 기술된 바와 같이 표본의 반쪽에 올려놓았다. 열리고 확대된 세관을 갖는 미처리된 슬라브가 도 1 및 2에 도시되어 있다

주사 전자 현미경 검사가 각 그룹의 슬라브 표면상에서 수행되었다. 이 슬라브는 은 페이스트를 사용하여 주사 전자 현미경 스터브상에 장착하였다. 모든 표본을 진공 건조하고, 스퍼터 코팅하고, JEOL-T200 주사 전자 현미경으로 검사하였다.

<실시예 1>

출발 물질은 SiO₂45 중량%, CaO 24.5 중량%, Na₂O 24.5 중량%, P₂O₅ 6 중량%를 포함하는 혼합물이다. 이 혼합물을 2 시간 동안 1350℃의 피복된 백금 도가니에서 용융시켜 균일화를 달성하였다. 그후, 이 혼합물을 0℃에서 탈이온수로 냉각시켰다. 프릿화된 유리를 볼 밀 (ball mill), 임팩트 밀 (impact mill)등의 적절한 밀링 장치에 위치시켰다. 이 유리를 2시간 동안 밀링하여 적절한 크기 범위로 분리하였다.

이 방법을 사용하여 90 ㎛ 이하의 입자 크기 범위를 얻었고, 주사 전자 현미경 검사법 및 레이저 광 산란기술 (Coulter LS 100)에 의해 이를 확인하였다. 이 혼합물을 상기한 상아질 슬라브상에 위치시켰다.

상아질에의 노출 시간은 스크루빙을 하는 2분부터 교반이 없는 3일까지 다양하였다. 세관의 폐색은 도 3 - 7에 도시되어 있다. 다양한 크기의 입자(1-5㎛)가 존재하는 상아질 세관의 전체 및 부분 폐색을 도 3-7에서 볼 수 있다. 또한, 볼 수 있는 더 큰 입자가 화학적 조성물용의 저장소로서 작용할 것이다. 히드록시아파타이트 결정의 조기 형성은 FTIR로 확인 결과 상아질 표면상에서 시작되고 있다.

<실시예 2>

도 8 및 9는 실시예 1 에 따라 제조한 1 ㎛ 이하의 입자를 사용하여 얻은 결과를 나타낸다. 도 8 및 9의 샘플은, 인산으로 산 에칭하고, 2 분 동안 생활성 유리로 처리하고, 5일 동안 인산염 완충 염수 중에서 담가 둔 상아질 표면이다. FTIR으로 확인된 바와 같이, 저장소 활성도에 있어 큰 입자의 결여로 완전한 재생성이 더 적었다.

<실시예 3>

본 발명에 따른 조성물의 수회 사용과 관련된 잇점을 설명하기 위해 실시예 3을 수행하였다. 먼저, 산 에칭된 상아질 표면을 2분 동안 생활성 입자 유리로 1회 처리하였고, 도 10에 도시하였다. 산 에칭되고 2분 동안 3회 처리된 상아질 표면이 도 11에 도시되어 있다.

도 10은 상아질 표면 위에 결합을 갖는 세관의 상당한 침투 및 폐색을 보여 준다. 도 10에는 큰 입자가 많이 보이지 않는다. 도 11에는 세관의 상당한 침투 및 폐색이 훨씬 더 많이 있고, 다수의 입자가 존재한다. 이것은 Ca 및 P 이온의 큰 저장소의 존재 증가 뿐만 아니라 세관을 포함하는 수회 사용과 관련된 잇점을 보여 준다, 또한, 이것은 표면에 이미 결합된 더 작은 입자에 더 큰 입자의 입자간 용접을 보여 준다.

<실시예 4>

실시예 4는 45 ㎛보다 큰 크기를 갖는 입자와 함께 2 ㎛ 미만의 입자를 사용하는 것과 관련된 잇점을 더 설명한다. 재미네랄화 작용을 설명하기 위해 다음 샘플에 대한 FTIR 스펙트라를 도 12에 포함시킨다.

샘플 제1번 대조군 (비처리 상아질 표면)

샘플 제2번 산 부식된 상아질 표면

샘플 제3번 입도 2 ㎛ 미만의 생활성 유리 입자로 2분 동안 처리

샘플 제4번 생활성 유리 입자 (40 %는 2 ㎛ 미만이고, 15 %는 8 내지 2 ㎛ 범위에 있고, 15 %는 8 내지 20 ㎛ 범위에 있고, 15 %는 20 내지 38 ㎛ 범위에 있고, 15 %는 38 내지 90 ㎛ 범위에 있음)로 처리.

도 12에 제시된 대로, 대조군 샘플은 히드록시카보네이트 아파타이트 (HCA) 스펙트럼의 대표도를 제공한다. 파동수 1150 내지 500 사이의 피크 모양이 HCA에 있어 매우 특징적이다. 샘플 2에서, 이 피크, 특히 1150 내지 900 범위의 피크는 산 부식 처리 후 분열된다. 이것은 치아 구조물의 광물 성분인 칼슘 및 인의 손실을 가리킨다. 샘플 3은 치아 구조물에서 Ca 및 P의 부분적인 재미네랄화를 보여준다. 샘플 4는 최적 크기 및 모양의 생활성 유리 혼합물로 처리되었고, 거의 완전한 재미네랄화를 보여준다. 도 11은 샘플 4의 광 현미경 사진이다.

<실시예 5>

비교예 5는 단지 2 ㎛ 미만 또는 53 내지 90μ의 입자를 사용하는 것을 넘어 45 ㎛보다 큰 크기의 입자와 함께 10 ㎛ 미만의 입자 사용과 관련된 잇점을 보여준다. 하기에서 설명된 대로 처리 표면과 더불어 미처리 상아질 표면의 대조군 샘플을 사용하였다.

사용 횟수	샘플 조성	스코어	관찰
1회	53-90 μ대조군	20	큰 입자가 존재하는 약 50 % 폐색 세관입자 존재하지 않음
1회	<2 μ대조군	20	50 % 초과의 폐쇄 세관, 큰 입자는 보이지 않음개방 세관
1회	50 % 53-90 μ50 % <2 μ대조군	+30	75 %+ 세관 폐색개방 세관
수회	53-90 μ대조군	20	큰 입자가 존재하는 세관의 부분적인 폐쇄최소 폐색이 관찰됨
수회	<2 μ대조군	20	작은 입자가 존재하는 세관의 부분적인 폐쇄최소 폐색이 관찰됨
수회	50 % 53-90 μ50 % <2 μ대조군	+30	최상의 결과-세관 폐쇄됨; 개방 세관을 발견하기 어려움최소 폐색이 관찰됨

상기 표의 모든 샘플을 24 시간 동안 습한 환경에 두고, 이어서 48 시간 동안 건조시켰다.

상기에서 제시된 대로, 2 ㎛ 미만 및 53 내지 90μ 입자의 조합이 최상의 결과를 주었다. 두가지 크기 범위의 입자의 존재는, 세관 내에 머무른 더 작은 입자가 그 자신의 Ca 및 P를 소비한 후에도 계속해서 성장하게 하고, Ca 및 P 이온의 저장기로 작용하는 근처에 있는 다른 큰 입자로부터의 상기 이온을 사용할 수 있게 한다고 생각된다.

<그 밖의 실시예>

다음 실시예들에 대한 출발 물질의 조성은 SiO₂의 수준이 45 %, 55 %, 및 60 %라는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하였다. 또한, 제조 방법도 달랐다. 이 혼합물을 덮개가 있는 백금 도가니에서 2 시간 동안 1350 ℃에서 용융시켜 균질화시켰다. 이 혼합물을 슬래브에 붓고, 실온으로 식히고 해머로 분쇄하였다. 이어서 분쇄된 유리 조각을 표준 망사 스크린을 통해 체질하여 분리하였다. 이어서 조각들을 분리하여 보유하였다.

이런 방법을 사용하여 90 ㎛ 미만의 입도 범위를 얻었고, 스캐닝 전자 현미경 및 레이저 광 분산 기술 (Coulter LS 100)에 의해 확인하였다. 이 혼합물을 앞서 설명된 상아질 슬래브에 놓았다.

45 %, 55 %, 및 60 %의 SiO₂를 함유하는 샘플을 실시예 1에서 보여진 바와 동일한 결과를 갖는 제제에 사용하였다. 또한, 이런 데이터의 해결의 열쇠는 입도 범위의 존재에 있었다. 이 실시예에서는 상아질 표면 상에 실시예 1에서와 같은 반응을 보여주는 1 ㎛ 이하 내지 90 ㎛의 입도 범위를 갖는 60 % 이하의 실리카가 존재한다.

본 발명이 하나 이상의 실시양태로 설명된다 해도, 이런 설명은 청구의 범위를 어떤 식으로도 제한하지는 않는다.

본 출원은 본원에서 참고로 인용하고 있는 문헌으로서 공동계류중인 미국 특허 출원 제08/597,936호(1996년 2월 7일자로 출원)의 CIP (일부 연속) 출원이다. 또한, 본 출원은 본원에서 참고로 인용하고 있는 문헌으로서 공동계류중인 미국 특허 가출원 번호 제60/010,795호(1996년 1월 29일자로 출원)의 CIP 출원이다.

Claims

하기 성분을 포함하며, 90 ㎛ 미만의 입자 및 재미네랄화 유효량의 10 ㎛ 미만의 입자를 함유하는 생활성의 생체 적합성 유리 미립자를 포함하는 생활성 유리 조성물.

SiO₂ 40 내지 60 중량%

CaO 10 내지 30 중량%

Na₂O 10 내지 35 중량%

P₂O₅ 2 내지 8 중량%

CaF₂ 0 내지 25 중량%

B₂O₃ 0 내지 10 중량%

K₂O 0 내지 8 중량%

MgO 0 내지 5 중량%
치아 부식을 예방하기 위한 제1항의 조성물.
치아 부식을 치료하기 위한 제1항의 조성물.
초기 충치를 예방하기 위한 제1항의 조성물.
법랑질을 재미네랄화하기 위한 제1항의 조성물.
초기 충치를 재미네랄화하기 위한 제1항의 조성물.
치아 구조물의 열구를 밀봉하기 위한 제1항의 조성물.
치아 구조물의 소와를 밀봉하기 위한 제1항의 조성물.
치아 구조물의 라이닝 (lining)을 위한 제1항의 조성물.
치수를 복조하기 위한 제1항의 조성물.
치아 과민성을 치료하기 위한 제1항의 조성물.
치주 수술 후 치아 구조물을 치료하기 위한 제1항의 조성물.
제1항의 조성물 및 치약, 라이너, 베이스, 겔, 회복 물질, 글리세린 겔, 구강세척제, 예방 페이스트 또는 간접 치수복조제 또는 이들의 혼합물을 포함하는 치아 치료용 조성물.
하기 성분을 포함하며, 45 내지 90 ㎛의 입자 및 재미네랄화 유효량의 10 ㎛ 미만의 입자를 함유하는 생활성의 생체 적합성 유리 미립자를 포함하는 생활성 유리 조성물.

SiO₂ 40 내지 60 중량%

CaO 10 내지 30 중량%

Na₂O 10 내지 35 중량%

P₂O₅ 2 내지 8 중량%

CaF₂ 0 내지 25 중량%

B₂O₃ 0 내지 10 중량%

K₂O 0 내지 8 중량%

MgO 0 내지 5 중량%
치아 부식의 예방을 위한 제14항의 조성물.
치아 부식의 치료를 위한 제14항의 조성물.
초기 충치의 예방을 위한 제14항의 조성물.
법랑질의 재미네랄화를 위한 제14항의 조성물.
초기 충치의 재미네랄화를 위한 제14항의 조성물.
치아 구조물의 열구를 밀봉하기 위한 제14항의 조성물.
치아 구조물의 소와를 밀봉하기 위한 제14항의 조성물.
치아 구조물의 라이닝을 위한 제14항의 조성물.
치수의 복조를 위한 제14항의 조성물.
치아 과민성의 치료를 위한 제14항의 조성물.
치주 수술 후 치아 구조물을 치료하기 위한 제14항의 조성물.
제14항의 조성물 및 치약, 라이너, 베이스, 겔, 회복 물질, 글리세린 겔, 구강세척제, 예방 페이스트 또는 간접 치수복조제 또는 이들의 혼합물을 포함하는 치아 치료용 조성물.
90 ㎛ 미만의 입자 및 재미네랄화 유효량의 10 ㎛ 미만의 입자를 함유하는 생활성의 생체 적합성 유리 미립자를 포함하는 생활성 유리 조성물.
90 ㎛ 미만의 입자 및 재미네랄화 유효량의 5 ㎛ 미만의 입자를 함유하는 생활성의 생체 적합성 유리 미립자를 포함하는 생활성 유리 조성물.
90 ㎛ 미만의 입자 및 재미네랄화 유효량의 2 ㎛ 미만의 입자를 함유하는 생활성의 생체 적합성 유리 미립자를 포함하는 생활성 유리 조성물.
치아 부식의 예방을 위한 제27항의 조성물.
치아 부식의 치료를 위한 제27항의 조성물.
초기 충치의 예방을 위한 제27항의 조성물.
법랑질의 재미네랄화를 위한 제27항의 조성물.
초기 충치의 재미네랄화를 위한 제27항의 조성물.
치아 구조물의 열구를 밀봉하기 위한 제27항의 조성물.
치아 구조물의 소와를 밀봉하기 위한 제27항의 조성물.
치아 구조물의 라이닝을 위한 제27항의 조성물.
치수의 복조를 위한 제27항의 조성물.
치아 과민성의 치료를 위한 제27항의 조성물.
치주 수술 후 치아 구조물을 치료하기 위한 제27항의 조성물.
제27항의 조성물 및 치약, 라이너, 베이스, 겔, 회복 물질, 글리세린 겔, 구강세척제, 예방 페이스트 또는 간접 치수복조제 또는 이들의 혼합물을 포함하는 치아 치료용 조성물.
하기 성분을 포함하며, 53 내지 90 ㎛ 미만의 입자 및 재미네랄화 유효량의 2 ㎛ 미만의 입자를 함유하는 생활성의 생체 적합성 유리 미립자를 포함하는 생활성 유리 조성물.

SiO₂ 40 내지 60 중량%

CaO 10 내지 30 중량%

Na₂O 10 내지 35 중량%

P₂O₅ 2 내지 8 중량%

CaF₂ 0 내지 25 중량%

B₂O₃ 0 내지 10 중량%

K₂O 0 내지 8 중량%

MgO 0 내지 5 중량%