KR20180040622A - 상아질 및 법랑질을 컨디셔닝하기 위한 작용제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아 복원 요법에서 컨디셔닝제로서 사용하기 위한 전이 및 주족 금속 염의 수용액에 관한 것이다.

Description

상아질 및 법랑질을 컨디셔닝하기 위한 작용제

본 발명은 치아 복원물 재료(dental restoration material)에 대한 내구성이 있고 강한 결합(bond)을 달성하기 위해 치아 구조 (상아질 및 법랑질)를 컨디셔닝(conditioning)하기 위한 제제에 관한 것이다. 상기 제제는 간단한 취급, 높은 허용 오차(error tolerance) 및 상기 결합의 개선된 장기간 내구성을 특징으로 한다.

치아의 기계가공(machining) ("드릴링(drilling)")의 경우에, 주로 미세한(microscopic) 드릴링 파편으로 이루어진 소위 스미어 층(smear layer)이 치아 표면에 형성된다. 스미어 층은 치아의 후속 복원에 사용되는 재료의 접착(adhesion)을 저해한다. 스미어 층을 제거하기 위한 표준 방법은 치아 표면을 35-37% 인산으로 처리하는 것이다. 상기 방법은 "일괄-부식(total-etch)" (TE) 또는 "부식 및 세정(etch&rinse)" 방법으로도 칭해진다. 스미어 층을 제거하는 것은 후속적으로 적용되는 치과용 접착제와 무손상이며 기계적으로 로딩가능한(loadable) 치아 표면 사이의 접촉을 가능하게 한다. 인산은 치아 법랑질 상에 뚜렷이 구별되는 미세보유성(microretentive) 에칭 패턴을 창출하여 접착제 시스템(adhesive system)에 대해 미세기계적(micromechanical) 접착제 결합을 허용한다. 상아질 상에서, 컨디셔닝제(conditioning agent)는 스미어 층으로부터 상아질 세관(dentinal tubule)을 제거하고 콜라겐 섬유를 노출시킨다. 상기 접착제에 의한 상기 세관 및 콜라겐 섬유의 침윤은 미세기계적 접합(bonding)을 야기한다 (Pashley, D.H., The evolution of dentin bonding from no-etch to total-etch to self-etch, Adhes. Tech. Sol. 2002, 1, 1-5).

TE 접착제를 사용하는 직접적인 복원 요법(restorative therapy)의 통상의 처리 절차는 다음과 같은 작업 단계를 제공한다: (1) 우식(carious) 조직의 기계적 제거; (2) 인산을 사용한 치아 표면의 에칭; (3) 물을 사용한 인산의 세정 제거(rinsing off); (4) 치과용 공기 송풍기를 사용하여 와동(cavity) 표면으로부터 과도한 물의 제거 ("건조"); (5) 접착제의 적용; (6) 용매의 블로우 오프(blowing off); (7) 접착제의 광-경화(light-curing); (8) 충전 복합재의 적용 및 임의로 복원을 완료하기 위한 추가 단계.

상기 방법의 중대한 단계는 인산을 세정 제거한 후에 치아 표면을 건조시키는 것이다. 복원물의 내구성은 사용된 접착제와 관계없이 상아질 표면의 습기(wetness)에 대단히 좌우되는 것으로 나타났다. 높은 수준의 접착력을 달성하기 위해, 접착제를 적용하기 전에 특정 잔류 습기를 설정하여야 한다 ("습식 접합 기술(wet bonding technique)"). 그러나, 인산은, 그의 강한 탈염 효과(demineralizing effect) 때문에, 상아질에 존재하는 콜라겐 피브릴을 노출시킨다. 이러한 방식으로 준비된 상아질 상에서, 공기 송풍기로 이미 약간 너무 오래 건조시키면 노출된 콜라겐 피브릴의 붕괴가 야기되어, 무손상 치아 구조와의 직접적인 접촉 및 에칭에 의해 확대되는 상기 세관 및 콜라겐 섬유의 접착제에 의한 침윤이 방해된다. 그 결과 초기 접착제 결합이 크게 감소하고, 상아질 결합의 장기간 내구성이 (특히 기계적으로 고도로 로딩된 위치, 예컨대, 예를 들어 치아 교두 상의 구조에서) 결여되며 외부 자극하에 상아질 유체의 운동성이 증가되어 수술 후 민감도의 발생률이 증가된다 (Pashley, D.H., The evolution of dentin bonding from no-etch to total-etch to self-etch, Adhes. Tech. Sol. 2002, 1, 1-5). 이들 문제는 환자에게는 매우 불쾌하고 치과 의사에게는 환자를 다시 치료해야 하기 때문에 수고로운 일이다.

그러나, 과도한 건조(over-drying)와 마찬가지로, 상아질의 불충분한 건조는 또한 부정적인 결과를 가져온다. 너무 습윤 상태의 상아질에 접착제를 적용하는 경우 수-상용성(water-compatible)이 더 큰 접착제 성분과 수-상용성이 더 작은 접착제 성분 사이에 상 분리가 존재한다. 통상의 광 개시제 시스템은 단지 거의 수-상용성이 아니기 때문에, 물이 풍부한 상(water-rich phase) 중의 접착제의 중합 가능성은 제한적이다. 생성된 접착제 층은 조성 및 중합도에 대해 불균질하여, 결과적으로 접착제 결합이 감소되고 상기 세관의 실링(sealing)이 불충분해진다.

상기 문제는 이상적인 상아질 접착력을 달성하기 위한 최적의 습기는 사용된 접착제에 크게 좌우된다는 점에서 더욱 복잡하다. 따라서 복원 치과 치료를 위한 일괄-부식 프로토콜의 대단한 중요성에도 불구하고 대안이 집중적으로 모색되어 왔다.

일괄-부식 프로토콜의 또 다른 문제는 정확히 준수하여야 하나 상이한, 상아질 (15s) 및 법랑질 (30s) 상에서의 인산의 체류 시간(dwell time)이다. 내산성이 더 강한 법랑질은 컨디셔닝을 위해 인산과의 더 긴 접촉 기간을 필요로 하기 때문에, 상기 법랑질은 통상 인산으로 먼저 15s 동안 처리한 다음에 상기 산을 또한 상아질에 적용하고 상기 처리는 추가의 15s 동안 계속한다 (Brady, L.A., total-etch or self-etch: the debate continues, DentistryIQ, 2011).

그러나, 법랑질에 에칭제를 적용하는 경우에, 무엇보다도 더 작은 와동의 경우에, 상아질과의 접촉을 완전히 배제하는 것은 불가능하여, 결과적으로 상아질 상에 산의 작용이 너무 길어진다. 너무 오랫 동안의 상아질의 에칭은 상아질 세관의 과도한 확대 및 상아질 표면의 강한 탈염 ("과도한 에칭(over-etching)")을 초래한다. 그러나, 과도한 에칭 후 수술 후 민감도의 발생률이 상당히 증가함에 따라, 접착제를 사용한 크게 확대된 상아질 세관의 완전한 실링은 아무리 낙관하여도 어렵다 (Brady, L.A., total-etch or self-etch: the debate continues, DentistryIQ, 2011).

더욱이, 인산은 콜라겐 조직에서 자연적으로 발생하는 매트릭스 메탈로프로테이나제 (MMP) 및 시스테인 카텝신을 활성화시키는 것으로 공지되어 있다. 접착제의 공급 후, 그렇지 않으면 심지어 와동에 접착제의 공급이 올바르게 수행된 경우에도, 이들 효소는 노출된 콜라겐 네트워크(network)의 점차적인 분해(degradation)를 유발한다. 콜라겐 네트워크가 접착제 층에서 주목할 만한 부피를 차지하기 때문에, 그의 분해는 와동을 남기고 치아-접착제 결합의 기계적 적제 하중(loading capacity)을 감소시킨다. 복원된 치아 조직에서 상아질 콜라겐의 효소적 분해에 대한 수많은 시험관내 조사에 의하면 심지어 비교적 짧은 기간 후에도 접합 효과가 상당히 감소한 것으로 나타났다 (Tjaderhane, L. et al., Optimizing dentin bond durability: Control of collagen degradation by matrix 금속loproteinases and cysteine cathepsins, Dent. Mater. 2013, 29, 116-135).

언급된 문제들 때문에, 일괄-부식 프로토콜은 적용 오류에 영향을 받기 쉽고 종종 원하는 결과를 초래하지 않는다. 인산의 사용상의 단점을 피하는 것을 기대하여, 수많은 대안적인 컨디셔닝제가 개발되었다. 문헌 [Johnson, G. et al., Dentin bonding systems: a review of current products and techniques, The Journal of the American Dental Association, 1991, 122, 34-41]은 11종의 상이한 시판되는 상아질 접착제를 조사하며, 문헌 [v.Meerbeek, M. et al., Morphological aspects of the resin-dentin interdiffusion zone with different dentin adhesive systems, J. Dent. Res. 1992, 71, 1530-40]은 27종의 상아질 접착제를 서로 비교한다. 이들 간행물에 기재된 물질은, 치아 표면의 전처리를 위해, 인산 이외에, 아미노산, 착화제, 무기 또는 유기 산 (때때로 금속 염과 혼합됨)을 포함한다.

산의 유형, 추가의 첨가제, 농도 및 적용의 지속 기간에 따라, 이들 대안적인 컨디셔닝제는 때때로 상아질 형태에 긍정적인 영향을 미친다. 그러나, 인산과 비교하여, 이들은 통상 법랑질의 더 저조한 컨디셔닝을 야기하여, 결과적으로 접착제와 법랑질 사이의 접착제 결합은 내구성이 더 작게 된다. 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 바와 같이, 이것은 통상적으로 변연 폐쇄 특질(marginal seal quality)의 감소와 수복물의 수명 감소를 동반한다. 따라서, 강한 법랑질 접착력 및 고도의 법랑질 변연 특질을 달성하기 위해, 인산을 사용하는 일괄-부식 기술이 여전히 가장 효과적인 방법을 대표한다 (Lopes, G.C. et al.; Enamel acid etching: a review, Compend. Contin. Educ. Dent. 2007, 28, 662-669).

본 발명의 목적은 법랑질 접착력 및 변연 폐쇄 특질에 대하여 인산을 사용하는 일괄-부식 방법에 필적할 만한 결과를 제공하나 상기 방법의 상기-기재된 단점을 갖지 않는, 치아의 치료를 위한 컨디셔닝제를 제공하는 것이다. 특히, 상기 컨디셔닝제는 치아 표면의 잔류 습기의 정도와 관계없이 높은 수준의 접착력을 산출하며 콜라겐의 분해를 유도하지 않아야 한다. 게다가, 상기 컨디셔닝제는 상이한 노출 시간을 관찰할 필요없이 치아 법랑질 및 상아질에 동시에 사용할 수 있어야 한다. 마지막으로, 상기 컨디셔닝제는 상아질의 과도한 에칭을 통해 수술 후 민감도의 발생을 유발하지 않아야 한다.

이러한 목적은 전이 금속의 적어도 1종의 염 및/또는 주족 금속(main group 금속)의 적어도 1종의 염을 포함하는 수용액에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명은 도면 및 실시예에 의하여 이하에 보다 상세히 설명된다.
도 1은 제조 직후, 24시간 및 48시간 보관 후, 탈염된 치아 슬라이스를 나타낸다. 산으로 탈염한 후에, 치아의 콜라겐 매트릭스가 남아 있다. 이것은 보관 동안에 변하지 않았으며, 즉 콜라겐이 탈염에 의해 분해되지 않았다.
도 2는 제I형 콜라게나제의 첨가 후 탈염된 치아 슬라이스를 나타낸다. 48h 이내에, 콜라게나제는 콜라겐 매트릭스를 거의 완전히 분해한다.
도 3은 콜라게나제 처리 전에 60s 동안 2% 지르코닐 클로라이드 (ZrOCl₂) 용액에 침지된 탈염된 치아 슬라이스를 나타낸다. 도 3은 콜라겐 매트릭스의 분해가 지르코늄 염에 의해 실제로 완전히 억제되었음을 나타낸다.
도 4는 1% 지르코닐 클로라이드 용액에 침지된 탈염된 치아 슬라이스를 나타낸다. 여기에서 또한, 콜라겐 매트릭스의 분해가 완전히 억제된다.
도 5는 30s 및 15s 동안 37% 인산으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 6은 30s 및 15s 동안 물과 글리세롤의 1:1 혼합물 중 ZrOCl₂의 4% 용액 (용액 A)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 7은 30s 및 15s 동안 물과 글리세롤의 1:1 혼합물 중 Zr(SO₄)₂의 4% 용액 (용액 B)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 8은 15s 동안 물과 글리세롤의 1:1 혼합물 중 ZrO(NO₃)₂의 4% 용액 (용액 D)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 9는 15s 동안 물 중 ZrO(NO₃)₂의 6% 용액 (용액 E)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 10은 15s 동안 물과 글리세롤의 1:1 혼합물 중 ZrO(NO₃)₂의 10% 용액 (용액 F)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 11은 15s 동안 물과 글리세롤의 1:1 혼합물 중 ZrO(NO₃)₂의 15% 용액 (용액 G)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 12는 15s 동안 물과 PEG 400의 1:1 혼합물 중 ZrO(NO₃)₂의 10% 용액 (용액 H)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 13은 15s 동안 물, 글리세롤, 증점제 및 안료의 혼합물 중 ZrO(NO₃)₂의 10% 용액 (용액 I)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 14는 30s 및 15s 동안 물과 글리세롤의 혼합물 중 TiOSO₄의 0.5% 용액 (용액 J)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 15는 30s 및 15s 동안 물 중 SnCl₄의 4% 용액 (용액 K)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 16은 30s 및 15s 동안 물 중 Bi(NO₃)₃의 2% 용액 (용액 L)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 17은 30s 및 15s 동안 물 중 Hf(SO₄)₂의 4% 용액 (용액 M)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 18은 30s 및 15s 동안 물 중 HfCl₄의 4% 용액 (용액 N)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 19는 30s 및 15s 동안 물 중 6% ZrO(NO₃)₂ 및 4% ZnSO₄를 포함하는 용액 (용액 O)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 20은 30s 및 15s 동안 물 중 6% ZrO(NO₃)₂ 및 4% CuSO₄를 포함하는 용액 (용액 P)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
도 21은 30s 및 15s 동안 물 중 6% ZrO(NO₃)₂ 및 4% Al₂(SO₄)₃를 포함하는 용액 (용액 Q)으로 에칭한 후 소의 치아 법랑질 및 소의 상아질 상의 에칭 패턴을 나타낸다.
실시예
실시예 1
컨디셔닝제의 제조
상기 성분들을 혼합함으로써, 표 1에 명시된 조성을 가진 전이 금속 용액을 제조하였다.
<표 1>

실시예 2
상아질 접착력의 결정
치아 구조에 대한 접착력의 결정은 울트라덴트(Ultradent) 프로토콜 (ISO 29022)에 따라 수행하였다. 이를 위해, 본 발명에 따른 용액 A-Q를 각각의 경우에 준비된 치아 표면에 적용하였다. 속질(pulp) 및 치아목의 제거 후 법랑질-상아질 접합부까지 냉-경화(cold-curing) 폴리에스테르-스티렌 수지에 포매된 소의 앞니를 시험 기질(test substrate)로서 제공하였다. 시험체의 제조 직전에, 포매된 치아는 수-냉각을 동반하여 P120 SiC 연마지를 사용하여 실린더 면(cylinder face)에 대하여 평행한 연삭기(grinding machine) 평면으로 연삭하였다. 일반적인 육안 검사에 의해 상아질 층이 노출된 것을 확인하였다. 그 다음에 P120 연삭 단계의 어떠한 흔적이 보이지 않을 때까지 샘플을 P400 SiC 연마지로 연삭하였다. 그 다음에, P400 연마지로 연삭된 치아 표면을 더 이상의 기계적 작용없이 치아당 대략 10s 동안 흐르는 미지근한 물 (25-35℃)로 세정하였다. 그 다음에 치아는 접착제의 적용 때까지 23-37℃로 조절된 수돗물에 보관하였다.
그 다음에 치아는 표면에 어떠한 물도 보이지 않을 때까지 압축 공기로 블로우 건조시켰다. 예칭제는 브러시-유사 치과용 어플리케이터 ("마이크로브러시")를 사용하여 적용하였다. 페이스트-유사 제제의 경우에, 컨디셔닝제는 주사기를 사용하여 적용하였다. 접착 결합될 치아 표면은 컨디셔닝제의 연속 층으로 피복하였다. 상기 층을 예정된 체류 시간 동안 흔들림 없이 치아에 머물게 하였다. 15 내지 30s의 체류 시간 후, 더 이상 잔류물이 보이지 않을 때까지 치과 종합 치료대의 물 분사로 컨디셔닝제를 세정 제거하였다. 상기 세정 후, 에칭된 상아질 표면을 표 2에 명시된 방법에 따라 건조시켰다.
그 후에, 각각의 접착제 두 방울을 혼합 플레이트 상에 놓고 마이크로브로시를 사용하여 전처리된 치아 표면에 적용하였다. 접착제는 이하에 기재된 바와 같이 제조업자의 사용 설명서에 따라 사용하였다. 그 다음에 접착제는 처음에는 약하게 그 다음에 점점 더 강한 공기 스트림으로, 강한 공기 스트림 하에 움직이지 않는 필름이 형성될 때까지 대략 2-8 cm의 거리로부터 블로우시켰다. 그 다음에 이 접착제 층을 광중합 장치 (블루페이스 스타일(Bluephase Style); 이보클라 비바덴트(Ivoclar Vivadent))로 10s 동안 경화시켰다.
이러한 방식으로 준비된 치아는 준비된 면을 위쪽으로 하여 울트라덴트 어플리케이션 장치(application device)에 도입되고 보안 고정 나사를 약간 조임으로써 어플리케이션 몰드(application mould) 금형에 고정시켰다. 그 다음에, 사용되는 충전 복합재 (테트릭 에보세람 벌크필(Tetric EvoCeram BulkFill); 이보클라 비바덴트)를 어플리케이션 몰드의 개방을 1 - 1.5 mm의 층 두께로 적용한 다음에 블루페이스 스타일에 의해 노광함으로써 20s 동안 경화시켰다. 중합이 완료된 후, 고정 나사를 느슨하게 할 수 있었고 복합 플러그(composite plug) 상에 복합 컨덴서(condenser)로 온화한 압력에 의해 클램핑 장치로부터 복합 시험편을 제거 할 수 있었다. 각각의 일련의 측정의 경우, 5개의 시험편을 준비하고 접착력을 측정하기 전에 37 ± 1℃에서 24h 동안 수돗물에 보관하였다.
실제 접착력 측정 전에, 복합 플러그의 직경을 슬라이드 게이지로 소수 둘째자리까지 정확하게 측정하였고 이 값을 시험기의 평가 소프트웨어 (테스트엑스퍼트(testXpert); 즈윅-로엘(ZWICK-ROELL))에 기록하였다.
접착력의 결정을 위해, ZWICK 010 범용 시험기 (즈윅-로엘)를 사용하였다. 시험편을 ISO 29022에 따라 클램핑 장치에서 절삭면을 아래쪽으로 ("크라운 다운(crown down)") 고정시킨 다음에, 그의 반원형 몰딩이 복합 플러그를 정확히 고착시키고 전단 장치가 치아에 대항하여 평평하게 놓이도록 전단 장치를 위치시켰다. 측정 절차의 시작시에, 전단 장치를 1 mm/분으로 낮추고 이로 인해 시험편이 파단될 때까지 기판 표면에 평행한 전단 응력을 시험편에 로딩하였다. 접착 강도는 파단시 적용되는 파단력 및 복합 플러그 아래의 접착 표면의 지수로 계산된다. 데이터는 메가파스칼 (MPa) 단위로 제시된다.
절대 접착 계수 이외에, 접착 계수의 조사는 시험편의 파손(failure)시 파단 유형(type of fracture)을 또한 포함하였다. 시험편은 상아질에서는 "응집력 면에서" 또는 상아질과 접착제 사이에는 "접착력 면에서" 전단 로딩에 대해 목표에 미치지 못하였다. 응집 파단(cohesive fracture)은 통상, >20 MPa의 접착 계수에서 ISO 29022에 따라 상아질에 대한 측정 동안에 발생하며 무손상 치아 구조와 접착제 사이의 직접적인 접촉을 나타낸다. 다른 한편으로, 접착 파단(adhesive fracture)은 통상, <20 MPa의 접착 계수에서 발생하며 무손상 치아 구조 상에서 접착제에 불침투성인 분리 층 (예를 들어 붕괴된 콜라겐)을 나타낸다.
확립된 인산에 비하여 본 발명에 따른 컨디셔닝 용액의 기술적 내성을 시험하기 위해, 일부 경우에 상층 표면의 습기를 상이한 기간의 건조에 의하여 적용하기 전에 접착 계수의 조사를 위해 변화시켰다. 다음과 같은 수분 수준이 생성되었다 (표 2):
<표 2>

전단 결합 강도 값은 시판 치과용 접착제 익사이트(Excite) F (이보클라 비바덴트 아게(Ivoclar Vivadent AG)) 및 프라임 앤드 본드(Prime & Bond) NT (덴츠플라이(Dentsply))를 사용하여 언급된 ISO 표준에 따라 결정하였다. 선택된 접착제는 인산으로 에칭된 치아 표면 상에 사용하기 위한 일괄-부식 접착제로서 의도된 것이며, 이들 제품에 통상 사용되는 두 가지 용매 (익사이트 F: 에탄올, 프라임 앤드 본드 NT: 아세톤)를 갖는다. 두 접착제 모두를 제조업자에 의해 제공된 사용 설명서에 따라 에칭된 치아 표면 상에 사용하였다.
익사이트 F: 이 접착제 층을 에칭된 치아 표면에 마이크로브러시로 적용하고, 온화한 압력으로 10s 동안 마사지한 다음에, 움직이지 않는 필름이 형성될 때까지 공기 송풍기로 통기시켰다. 후자는 광중합 장치 (블루페이스 스타일; 이보클라 비바덴트)로 10s 동안 노광하였다. 그 다음에 복합 플러그 (테트릭 에보세람 벌크필; 이보클라 비바덴트)를 기재된 바와 같이 이식(graft)한 다음에 전단 결합 강도를 측정하였다.
프라임 앤드 본드 NT: 이 접착제의 연속 층을 에칭된 치아 표면에 마이크로브러시에 의해 적용하였다. 치아 표면이 20s의 체류 시간 후에 더 이상 젖어 반짝이지 않는다면, 사용 설명서에 따라 추가 접착제 층을 적용하였다. 그 다음에 연속적으로 반짝이는 필름이 형성될 때까지 공기 송풍기로 통기시켰다. 후자는 광중합 장치 (블루페이스 스타일; 이보클라 비바덴트)로 10s 동안 노광하였다. 그 후에, 기재된 바와 같이, 복합 플러그 (테트릭 에보세람 벌크필; 이보클라 비바덴트)를 이식하고 전단 결합 강도를 측정하였다. 결과를 표 3에 요약하였다.
<표 3>

¹ 이메일 프리퍼레이터 블루(Email Preparator blue), 이보클라 비바덴트(Ivoclar Vivadent): 37% 인산 (비교 실시예)
표 3의 데이터는 습윤 상아질 상에 사용하는 경우의 컨디셔닝제 A-B 및 E-Q의 경우, 접착제와 관계없이 적당한 부착 결과 및 통상적인 인산과 동등한 효과가 초래함을 나타낸다. 상아질이 더 강하게 건조되거나 심지어 과도한 건조된 경우, 인산으로 처리 한 표면의 접착 계수는 예상대로 상당히 감소하였다. 다른 한편으로, 대표적으로 이와 관련하여 시험된 컨디셔닝제 A-G 및 I는 전형적으로 건조 공정에 의해 거의 영향을 받지 않았거나 전혀 영향을 받지 않았다.
실시예 3
치아 법랑질에 대한 접착력의 결정
치아 법랑질에 대한 접착력의 측정은 실시예 2와 유사하게 수행되었다. 거의 순수한 무기 조직으로서의 법랑질이 어떠한 콜라겐 피브릴도 함유하지 않았기 때문에, 건조 시간은 변하지 않았다. 따라서, 법랑질 접착력을 시험하기 위해, 단지 건조 기질을 조사하였으며; 에칭제의 세정 제거 후, 표면을 치과 종합 치료대로부터 강한 공기 스트림으로 대략 5s 동안 건조시켰다. 목표는 치과 의사에게 친숙한 백악질-백색 법랑질 표면의 이미지를 얻는 것이었다. 확립된 표준 30s에 비하여 15s로 감소된 에칭 기간의 효과를 시험하기 위해, 선택된 샘플에 대해 두 가지 체류 기간을 조사하였다. 접착 계수에 대한 결과는 표 4에 제시하였다.
표 4에 나타낸 법랑질 접착 값은, 시험된 접착제와 관계없이, 측정의 정확도 이내에서 컨디셔닝제 A - Q의 경우 통상적인 인산에 필적할 만하다. 치아 기질의 성질의 변동 때문에 심지어 더 낮게 나타나는 값은 임상적으로 적당한 결합을 보장하기에 충분히 높다. 기질의 경도 때문에, 법랑질 샘플은 항상 접착력 면에서 목표에 미치지 못하므로, 파손 유형 (파단 패턴)은 여기에서 언급되지 않았다.
<표 4>

¹ 이메일 프리퍼레이터 블루, 이보클라 비바덴트: 37% 인산 (비교 실시예)
실시예 4
치아 법랑질의 변연 특질(margin quality)의 결정
법랑질 결합의 평가에 중요한 변연 품질을 측정하였다. 변연 품질은 소의 치아의 원형 와동에서 복합재와 치아 사이의 접합부의 무결점(fault-free) 비율을 나타낸다. 예를 들어, 치아-복합재 접합부의 60%에서 결함 예컨대 균열(crack), 융기(bulge) 또는 틈(gap)이 관찰될 수 있는 경우, 변연 품질은 40%이다. 평가는 주사 전자 현미경 (SEM) "VP DSM"(차이즈(Zeiss), 독일)에 의해 수행하였다.
변연 품질을 결정하기 위해, 각각의 일련의 측정에 대해 5개의 시험편을 준비하였다. 와동의 준비는 각각의 경우에 수 냉각 (직경: 4 ㎜, 깊이: 2.5 ㎜)을 동반하여 40,000 rpm으로 다이아몬드 연마 바(bur) 사용하여 수행하였다. 이를 위해, 첫 번째 드릴링에는 코메트(Komet) 번호 909/040 다이아몬드 연마 바 (4 mm)를 사용하고 마무리에는 실린더형 다이아몬드 연마 바 번호 2504 (1.9 mm, 25 ㎛)를 사용하였다. 에칭제 (용액 B)는 마이크로브러시에 의해 적용하여 와동 벽을 덮고 흔들림 없이 15s 동안 작용시켰다. 그 다음에 에칭제를 분사되는 물로 세정 제거하고 와동 표면은 백악질-백색 법랑질이 보일 때까지 송풍기로 블로우 건조시켰다. 건조한 표면에 익사이트 F 접착제 (이보클라 비바덴트)를 사용 설명서에 따라 적용하고, 작용시키고, 블로우 건조시키고 광-경화 (블루페이스 스타일; 이보클라 비바덴트)시켰다. 그 다음에 충전 복합재 (테트릭 에보세람; 이보클라 비바덴트)를 이러한 방식으로 준비된 와동에 2 mm 증분(increment)으로 도입하고 각각의 증분을 그 다음 증분 전에 광-경화시켰다. 마지막으로, 채워진 충전물을 연마 (SiC 연마지, P600-그릿, 1200-그릿, 2500-그릿, 0.5 ㎛의 마스터프렙(Masterprep) (뷸러(Buehler)) / 연마 디스크 (4000-그릿))하고 37℃에서 증류수에서 48 h 동안 보관하였다.
주사 전자 현미경 (SEM)에 의한 후속 검사 동안에 진공 인공물(artefact)을 방지하기 위해, 시험편의 복제품 (인상 실리콘(Impression silicone): "가상 엑스트라 라이트 바디(Virtual extra light body)", 고속 세트(fast set); 압력 용기; 2 bar)에 대해 검사를 수행하였다. 진공에서 실리콘의 증발을 통한 버블의 형성을 방지하기 위해 에폭시 수지 (스티캐스트(Stycast))로 경화시킨 후 이들 인상재를 주조하였다. 마지막으로, 전자 빔의 충전을 방지하기 위해 실버 콘택트(contact silver)를 이들 복제품에 적용하였다.
변연 폐쇄 특질의 분석은 SEM에 의해 300배 배율로 수행하였다. 실린더형 와동 (φ4 mm)의 전체 변연은 40개의 변연 섹션(section)으로 나누어지고, 일정 변연의 백분율을 각각의 변연 섹션에 할당하였다. 그 다음에 상기 백분율의 합계는 변연 섹션의 수 (=40)로 나누어졌다. 변연 섹션이 쉽게 알 수 있는 틈, 불규칙성 또는 변연 파단없이 그 자체로 제시되면 일반적인 것으로 판단되었다. 무결점 변연의 비율이 평균 70% 초과이면 양호한 변연 품질이 있는 것이다. 컨디셔닝제 B와 익사이트 F 접착제에 대한 본 검사의 결과는 표 5에 제시하였다.
<표 5>

¹ 이메일 프리퍼레이터 블루, 이보클라 비바덴트: 37% 인산 (비교 실시예)
표 5가 나타내는 바와 같이, 컨디셔닝제 B는 37% 인산을 사용하는 통상적인 절차에 필적할 만한 변연 품질을 제공한다.
실시예 5
콜라겐 분해의 억제
매트릭스 메탈로프로테이나제 (MMP)에 의해 유도된 콜라겐 분해에 미치는 지르코늄 염 용액의 영향을 조사하기 위해 1 mm 두께를 가진 소의 치아의 슬라이스를 정밀 원형 톱으로 준비하였다. 치아 슬라이스를 실온에서 2M HCl에 넣음으로써 완전히 탈염시킨 다음에, 시트레이트 완충제로 산-제거(acid-free) 세척하였다.
콜라겐의 효소 분해에 미치는 에칭 겔 효과를 조사하기 위해, "콜라게나제 기질 키트" (플루카(Fluka); 번호 27672/27670)에서 사용된 바와 같이 콜라게나제 제I형을 MMP를 대표하는 것으로 사용하였다.
참조 샘플은 이 세척 단계 후에 더 이상 처리되지 않고 직접 조사하였다. 다른 한편으로, 시험 샘플을 1% 또는 2% 지르코닐 클로라이드 용액에 60s 동안 침치한 다음에 증류수로 세심하게 세정하였다. 블랭크 시험은 콜라게나제도 지르코늄 염 용액으로도 처리하지 않았다.
콜라겐 샘플을 페트리 접시에 넣고 제I형 콜라게나제의 완충 용액으로 오버레이(overlay)하였다. 지르코늄 염 용액으로 처리하지 않은 샘플의 경우에, 실험실 진탕기를 사용하여 온화한 교반을 동반하여 37℃에서 샘플을 인큐베이션하여 탈염된 치아 슬라이스의 효소 분해를 야기하였다. 도 1 내지 도 4는 이 시험의 경우에 결정된 결과를 나타낸다.
도 1은 콜라게나제도 없고 지르코늄 염도 없는 블랭크 시험을 나타낸다. 심지오 48시간의 보관 후에도 탈염된 치아 슬라이스에서 어떠한 변화도 검출되지 않았는데, 즉 콜라겐이 분해되지 않았다.
도 2는 48 h 이내에 콜라게나제를 첨가하면 탈염된 치아 슬라이스의 거의 완전한 분해를 야기한다는 것을 나타낸다. 상당한 분해는 이미 24 h 후에 검출가능하다.
도 3 및 도 4에서 상아질 콜라겐과 지르코늄 염 용액의 심지어 짧은 접촉도 효소 분해에 대항하여 안정화를 야기한다는 것을 알 수 있다. 심지어 48 h 후에도, 지르코늄-처리된 샘플의 경우에 어떠한 분해도 보이지 않았다.
실시예 6
법랑질 및 상아질 상의 에칭 패턴의 결정
본 발명에 따른 컨디셔닝 용액에 의하여 미세보유성 에칭 패턴의 형성을 확인하기 위하여, 소의 법랑질 및 소의 상아질을 실시예 1로부터의 제제와 접촉시키고, 예정된 체류 시간 후 물로 세정하고 표면을 주사 전자 현미경으로 검사하였다. 통상적으로 사용되는 인산은 비교용로 사용되었다. 에칭제와 관계없이, 상아질에 대한 체류 시간은 15s이며 법랑질에 대한 체류 시간은 15 내지 30s이었다. 동일한 배율에서의 결과는 도 5 내지 21에 나타냈다.
도 5 내지 도 21은 상아질의 경우 인산과 본 발명에 따른 컨디셔닝 사이의 상당한 차이를 나타낸다. 따라서, 이미 15s 후, 인산은 스미어 층을 제거하고 인산에 의해 얇게 에칭되어 얇게 수평을 이루는 세관(tubule) 변연의 정전하의 결과로서 전자빔으로 형성되는 백색면 상에서 쉽게 알 수 있는 현저한 탈염 현상 및 스미어 층을 제거하여 모든 세관의 개방을 초래한다 (도 5).
다른 한편으로, 본 발명에 따른 컨디셔닝제의 사용의 경우에 (도 6-21), 세관은 상아질 표면 바로 아래에 대체적으로 실링된 채로 남아있다. 인산 처리 후와 달리, 정전하를 야기하는 과도하게 에칭된 세관 변연의 탈염 현상은 거의 보이지 않았다. 따라서, 본 발명에 따른 제제에 의한 상아질의 과도한 에칭은 배제될 수 있다.
상아질과 대조적으로, 도 5-21은 법랑질의 경우 본 발명에 따른 인산과 컨디셔닝제 사이에 어떠한 유의한 차이도 없음을 나타낸다. 모든 금속 염 용액은 조사된 모든 경우에 적용된 접착제에 대한 양호한 접합 효과를 보장하는 법랑질 상에 보유성 패턴의 형성을 야기하였다.

본 발명에 따르면, 원소 주기율표의 제4 내지 제6 주기의 금속이 바람직하다. 놀랍게도 이러한 용액은 치아 복원 요법(dental restoration therapy)의 경우에 컨디셔닝제로서 사용하기에 적합하다는 것이 밝혀졌다.

본 발명에 따르면, 치아 복원 요법을 위한 컨디셔닝제란 치아 표면에, 즉 치아 법랑질 및/또는 상아질에, 특히 치아의 기계가공 후 존재하는 스미어 층에 직접 적용될 수 있으며, 치아 법랑질 및/또는 상아질에 대한 후속 치아 복원물 재료, 예컨대 예를 들어 접착제의 접착력을 개선시킴으로써, 이들 재료의 적용을 위해 치아 표면을 준비하는 작용제를 의미한다.

전이 금속 및 주족 금속 염의 수용액은 치아 구조를 에칭하는 것이 가능하고, 심지어는 무기 또는 유기 산을 첨가하지 않아도 스미어 층을 적어도 부분적으로 용해시키는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌다.

본 발명에 따르면, 다가 금속의 염의 용액, 특히 금속이 +2, 특히 +3 또는 +4의 원자가를 가진 금속 염의 용액이 바람직하다. 원소 주기율표의 4족 (CAS 족 IV B)뿐만 아니라 주족 14 및 15 (CAS 족 IV A 및 V A)의 금속의 염이 특히 바람직하고, Zr^{4 +}, Hf^{4 +}, Sn^{4 +} 및 Bi^{3 +} 및 Ti^{4 +}의 염, 특히 Zr^{4 +}, Hf^{4 +}, Sn^{4 +} 및 Bi^{3 +}의 염이 매우 특히 바람직하다. 이들 중에서 Zr^{4 +}, Hf^{4 +}, Bi^{3 +} 및 Ti^{4 +}의 염, 특히 Zr^{4 +}, Hf^{4 +}, 및 Bi^{3 +}이 가장 바람직하다. 상기 염은 단독으로 또는 상기 염의 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다.

모든 경우에, 금속 염 이외에 어떠한 추가된 산도 함유하지 않은 그러한 금속 염 용액이 본 발명에 따라 매우 특히 바람직하며, 여기서 산이란 브뢴스테드 산, 즉 pK 값이 <9인 양성자-공여 산을 의미한다. 따라서 본 발명에 따른 금속 염 용액은 바람직하게는 어떠한 광산도, 어떠한 인산도 그리고 어떠한 유기 산 예컨대 카르복실 산, 포스폰산 및 술폰산도 함유하지 않는다.

본 발명에 따라 사용되는 금속 염은 바람직하게는 강산, 특히 광산의 염이며, 즉 이들은 바람직하게는, 임의로 옥소음이온(oxoanion)과의 혼합된 염으로서, 음이온으로서 Cl^-, Br^-, I^-, NO₃ ^-, SO₄ ^2-를 함유한다.

일반적으로, 아쿠아 착물의 형성 또는 원하는 농도 범위에서 균질한 용액의 달성을 저해하거나 완충 효과를 갖는 어떠한 음이온도 함유하지 않은 그러한 염이 바람직하다. 따라서 본 발명에 따른 용액은 바람직하게는 어떠한 EDTA, 어떠한 니트릴로트리아세트산 (NTA), 어떠한 포르메이트, 아세테이트, 카르보네이트, 히드로겐 카르보네이트 및 pKa 값이 > 3인 산의 어떠한 염도 함유하지 않는다.

특히 본 발명에 따라 적합한 전이 및 주족 금속 염 용액은 SnCl₄, 특히 ZrOCl₂, ZrO(NO₃)₂, Zr(SO₄)₂, Hf(SO₄)₂, HfCl₄, Hf(NO₃)₄, TiOSO₄, Bi(NO₃)₃ 또는 그의 혼합물의 용액이다.

상기 언급된 금속 염 이외에, 본 발명에 따른 전이 및 주족 금속 염 용액은 바람직하게는 기타 주족 및/또는 전이 금속의 1종 이상의 염을 추가적으로 포함할 수 있으며, 여기서 +2 내지 +3의 원자가를 가진 금속의 주족 금속 염이 특히 바람직하고 전이 금속의 경우에 +2의 원자가를 가진 금속이 특히 바람직하다. 알루미늄, 구리 또는 아연의 염, 특히 Cu^{2 +}, Zn^{2 +} 및 Al^{3 +}의 염, 예컨대 예를 들어 Al(NO₃)₃, CuSO₄ 및 ZnSO₄가 매우 특히 바람직하다. 이들 금속은 MMP에 대항하여 용액의 효과를 강화시킨다는 것이 밝혀졌다. 금속염 용액은 유리하게는 추가 금속염으로서 주석 염, 바람직하게는 Sn⁴⁺의 염, 더 바람직하게는 SnCl₄를 또한 포함할 수 있다. 추가 염으로서 주석 염의 사용은 금속 염 용액이 적어도 하나의 추가 금속 염을 포함하여야 함을 의미한다.

특히 바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 제제는 전이 및 주족 금속의 1종 이상의 염의 수용액 또는 수성-유기 용액으로 실질적으로 이루어지며 산, 예컨대 유기 또는 무기 산의 어떠한 첨가물을 함유하지 않는다.

본 발명에 따른 금속 염 용액은 상아질 및 치아 법랑질을 에칭하는 것이 가능하고, 스미어 층을 전부 또는 부분적으로 용해시키는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌다. 이 효과의 정확한 이유는 공지되어 있지 않다. 상기 금속 염은 수용액 중에서 소위 아쿠오 착물, 즉 리간드로서 적어도 1개의 물 분자를 함유하는 착물을 형성하고, 이들 착물은 반응 방정식 (1)에 따라 H⁺를 공여함으로써 산성적으로 반응하는 것으로 추정된다:

따라서, 본 발명에 따르면, 아쿠오 착물을 형성하는 그러한 전이 및 주족 금속의 염, 특히, 25℃에서 수용액 중의 pKa 값이 -2 내지 +4 (Bi³⁺, Sn⁴⁺, Hf⁴⁺, Zr⁴⁺, Ti⁴⁺), 바람직하게는 -1 내지 +2 (Bi³⁺, Hf⁴⁺, Zr⁴⁺)인 아쿠오 착물을 형성하는 것들이 바람직하다 (문헌 [S. J. Hawkes, Journal of Chemical Education, Vol. 73, No. 6, (1996), 516-517] 참조).

금속 양이온 Me는 그의 전하 밀도에 의해 배위수(co-ordinated water)의 분극 및 따라서 염 용액의 산도를 결정한다. 본 발명에 따르면, 전이 금속 염은 높은 전하를 가진 금속 양이온, 즉 적어도 2가 금속 양이온 (Me²⁺)을 함유하며, 3가- 또는 4가 금속 양이온 (Me³⁺ 또는 Me⁴⁺)이 특히 바람직하다.

반응 방정식 (1)에서 공여된 양성자는 반응 방정식 (2)에 따라 치아 법랑질, 상아질 및 스미어 층으로부터 히드록실아파타이트의 용출을 수행하는 것으로 추정된다:

그 다음에, 방출된 포스페이트 음이온은 반응 방정식 (3)에 따라 전이 금속염의 금속 양이온과 함께 포스페이트를 형성할 수 있다 (예를 들어 Me = Zr^{4 +}의 경우):

본 발명에 따르면, 그의 금속 양이온이 낮은 용해도의 포스페이트, 즉 사용 조건 하에 침전되는 포스페이트를 형성하는 그러한 전이 금속염이 바람직하다. 여기에서, 낮은 용해도란 <10^-4, 바람직하게는 <10^-6, 특히 바람직하게는 <10^-8의 20℃에서 물에서의 용해도 곱을 의미한다.

첨가된 산, 특히 인산 또는 여러자리(polydentate) 유기 산 예컨대 옥살산, 말레산 또는 시트르산의 부재는, 금속 이온의 활성을 증가시켜 낮은 용해도의 금속 포스페이트의 형성을 촉진한다. 이것이 본 발명에 따른 용액이 바람직하게는 어떠한 첨가된 산 또는 착물화제 예컨대 EDTA도 함유하지 않는 이유이다.

포스페이트 이온의 침전은 반응 방정식 (2)에 따른 평형을 우측 방향으로 이동시켜서 단지 어렵게 에칭될 수 있는 치아 법랑질의 용출을 촉진한다. 컨디셔닝제를 다 사용하는 경우 반응이 종료된다.

법랑질에 대한 양호한 에칭 효과에도 불구하고 놀랍게도 본 발명에 따른 전이 및 주족 금속 염 용액은 상아질의 과도한 에칭을 야기하기 않는다는 것이 밝혀졌다. 콜라겐의 배위 기, 예컨대 예를 들어 -OH, -COOH, -CONH- 또는 -NH₂에의 결합에 의하여, 전이 금속염은 스미어 층에 존재하는 콜라겐 파편의 가교 결합을 야기하여 단백질 함량이 증가된 영역 (예를 들어 스미어 층으로 충전된 상아질 세관의 내부 부피)이 덜 강하게 에칭되는 것으로 추정된다. 상아질의 미네랄 상과 에칭제의 확산-구동 반응은 세정에 의해 제거되는 느슨하게 부착하고 있는 금속 염-콜라겐 층에 의해 둔화된다. 이러한 방식에 의해, 더 민감한 상아질의 과도한 에칭이 예방되고 수술 후 민감도의 위험이 상당히 감소되며, 한편 원하는 더 강한 에칭 효과가 콜라겐-미함유 치아 법랑질 상에서 발생한다.

무기 또는 유기 산 및 킬레이트제의 부재는 콜라겐 가교 결합에 대해 또한 유리한데 그 이유는 상기 산 및 킬레이트제가 콜라겐의 관능기와 금속 양이온의 반응을 저해하기 때문이다.

금속 염 및 그의 농도의 선택에 의하여, 치아 컨디셔닝 동안에 본 발명에 따른 용액의 활성은 방정식 (1) 및 (3)에 따라 조정될 수 있다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 금속 염 용액을 사용한 상아질의 에칭은 과도한 건조에 대한 저항성을 현저하게 증가시킨다. 임상적 사용에서 이것은 확립된 인산 컨디셔닝과 비교하여 기술적 내성(technical tolerance)의 매우 유리한 증가를 나타낸다. 에칭 공정 동안에 콜라겐 섬유와 전이 및 주족 금속 염의 이온 가교 결합이 또한 이에 관여하며, 이는 과도한 건조의 경우에 붕괴에 대항하여 콜라겐 섬유를 안정화시키는 것으로 추정된다.

더욱이, 본 발명에 따른 전이 및 주족 금속 염 용액은 매트릭스 메탈로프로테이나제 또는 시스테인 카텝신의 활성화를 야기하지 않는다는 것이 밝혀졌다. 더 정확히 말하면, 금속 염 용액의 사용은 MMP 활성을 감소시켜 상아질 결합의 장기간 내구성을 증가시킨다. 이것은 아마도 또한 전이 및 주족 금속 염과 상아질 단백질의 상호 작용으로 인한 것이다. 금속 이온, 특히 다가 금속 이온의 단백질 예컨대 콜라겐 또는 콜라겐 보유 효소(collagen-borne enzyme)에의 결합은 도입된 전하에 의하여 그의 3차 구조에서 내구성 있는 변화를 초래할 수 있다. 매트릭스 메탈로프로테이나제 또는 시스테인 카텝신의 경우에 특히 본 발명에 따라 바람직한 다가 금속 염과의 접촉은 임의의 경우에 급격한 감소 또는 심지어는 3차 구조에서의 변화로 인한, 활성의 완전한 손실을 야기한다.

본 발명에 따라 사용되는 금속 염, 특히 본 발명에 따라 바람직한 금속 염은 금속 염은 매우 생물학적으로 적합성이며 고유한 색상을 갖지 않는다. 상기 금속 염은 크롬, 니켈, 철, 오스뮴, 바나듐 또는 은 염에 흔히 있는 바와 같이, 치아 상에 착색된 침착물을 형성하지 않는다. 게다가, 상기 염은 구강 내 사용에 적합한 용매 또는 용매 혼합물에 충분히 가용성이다.

본 발명에 따르면, 0.5 내지 25 wt.-%, 특히 바람직하게는 2 내지 15 wt.-%, 매우 특히 바람직하게는 4 내지 10 wt.-% 전이 및/또는 주족 금속 염(들), 특히 ZrOCl₂, ZrO(NO₃)₂, Zr(SO₄)₂, Hf(SO₄)₂, HfCl₄, Hf(NO₃)₄, TiOSO₄, Bi(NO₃)₃, SnCl₄ 또는 그의 혼합물을 포함하는 용액이 바람직하다.

특히 금속 Cu²⁺, Zn²⁺ 및 Al³⁺의 가능한 첨가로서 언급된 금속 염은 바람직하게는 0.01% 내지 5%의 농도로 도입된다.

게다가, 본 발명에 따른 용액은 적어도 1종의 용매, 즉 물 또는 물과 유기 용매의 혼합물을 포함한다. 1종 이상의 유기 용매의 첨가는 예를 들어 표면 습윤화, 제제의 안정성 및/또는 세정성을 개선시키기 위해 유리할 수 있다. 바람직한 유기 용매는 글리세롤, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 폴리에틸렌 글리콜 및 그의 혼합물, 특히 글리세롤이다.

2 내지 15　wt.-% 전이 및/또는 주족 금속 염, 36 내지 98　wt.-% 물 및 0 내지 49 wt.-% 유기 용매를 포함하는 용액, 또는 4 내지 10 wt.-% 전이 및/또는 주족 금속 염, 42 내지 96 wt.-% 물 및 0 내지 48 wt.-% 유기 용매를 포함하는 용액이 특히 바람직하다.

게다가, 본 발명에 따른 에칭제는 유리하게는 1종 이상의 첨가제, 예컨대 증점제, 염료, 항박테리아제, 방부제, 향료, 향기 및 유동 보조제를 포함할 수 있다.

증점제는 쉽게 관리할 수 있는 점조도를 설정하는 역할을 하며 이는 치아에 드립-프리(drip-free) 및 핀포인트(pinpoint) 적용을 가능하게 한다. 증점제는 무기 또는 유기 물질로부터 선택될 수 있다. 바람직한 무기 물질은 나노미립자 흄드 실리카, 예컨대 예를 들어 에어로실이다. 바람직한 유기 물질은 셀룰로스 유도체, 폴리우레탄을 기재로 하는 회합성 증점제, 및 폴리에틸렌 옥시드이다. 유기 증점제와 무기 증점제의 혼합물을 또한 사용할 수 있다. 바람직한 증점제는 폴리에틸렌 옥시드, 실리카, 특히 그의 혼합물이다.

염료는 처리된 표면을 국소화할 수 있고 세정 동안에 에칭제를 완전히 제거할 수 있기 위해 치아 상에 에칭제를 쉽게 검출할 수 있게 하는 역할을 한다. 착색제는 에칭제를 세정 제거하는 경우 쉽게 그리고 완전히 제거될 수 있어야 한다. 염료는 무기 또는 유기 화합물로 이루어질 수 있다. 특히 안료, 예를 들어 코발트 스피넬은 무기 염료로서 고려된다. 바람직한 유기 염료는 가용성 화합물, 예컨대 예를 들어 메틸렌 블루, 및 분산성 안료, 예컨대 예를 들어 구리 프탈로시아닌이다.

첨가제는 원하는 효과를 달성하기 위해, 즉 예를 들어 특정 점도 또는 색상을 설정하기 위해, 필요한 양으로 임의로 첨가된다.

본 발명에 따른 치과 재료는 자연 치아 (상아질 및 치아 법랑질)의 표면을 컨디셔닝하기 위해 주로 적합하다. 이것은 치과 의사에 의해 구강 내에서 전형적으로 수행되는 치료적 사용이다. 예시적인 사용은 치과용 시멘트, 충전 복합재, 코팅 재료 및 베니어링(veneering) 재료의 적용 전에 치아 표면의 컨디셔닝, 특히 치아 복원 요법의 경우에, 즉 손상된 치아의 복원의 경우에, 예를 들어 복원 충전 요법(restorative filling therapy)의 경우에 치아 표면의 컨디셔닝이다. 본 발명은 또한, 치아 표면의 구강 내 및 구강 외 에칭을 위한 본 발명에 따른 금속 염 용액의 용도뿐만 아니라 치아 치료 동안에 매트릭스 메탈로프로테이나제(들) 및/또는 시스테인 카텝신(들)의 불활성화를 위한 상기 용액의 용도에 관한 것이다.

본 발명에 따른 용액의 사용은 인산을 기재로 하는 공지된 에칭제와 필적할 만한 방식으로 수행한다.

복원 충전 요법은 바람직하게는 다음과 같은 방법 단계를 포함한다:

(1) 탈염 조직의 기계적 파내기(excavation)에 의한 우식 병변의 준비.

(2) 예를 들어 브러시-유사(brush-like) 치과용 어플리케이터(dental applicator) ("마이크로브러시(microbruch)")를 사용하여, 또는 페이스트-유사 제제의 경우에는 주사기를 사용하여, 접착 결합될 치아 표면에 본 발명에 따른 컨디셔닝제의 적용. 여기에서, 컨디셔닝제는 단지 치아에 적용되며; 체류 시간 동안에 컨디셔닝제를 이동시킬 필요는 없다.

(3) 예정된 체류 시간 (5-120s, 바람직하게는 10-90s, 특히 바람직하게는 15-60s) 후, 컨디셔닝제는 분사되는 물로 치아 표면에서 세정 제거된다. 인산의 경우에서와 달리, 상아질의 과도한 에칭을 피하기 위해 법랑질 및 상아질에 대한 체류 시간의 차이는 필요하지는 않다. 상아질에 대한 체류 시간은 인산의 경우에서와 달리, 과도한 에칭을 피하기 위해 엄격히 제한할 필요는 또한 없다. 법랑질 및 상아질에 대한 똑같이 긴 체류 시간이 바람직한데 그 이유는 이것이 일상적인 임상 업무에서 달성하기가 가장 쉽기 때문이다.

(4) 치아 표면은 에칭된 법랑질이 백악질-백색(chalky-white) 외관을 나타낼 때까지 공기 스트림으로 건조시킨다. 이 작업 단계에서, 인산으로 에칭된 상아질이 종종 과도하게 건조되어, 그 결과 콜라겐 피브릴이 붕괴된다. 따라서, 통상적인 절차에서, 블로우 건조(blow-drying) 후, 상아질은 종종 예를 들어 습윤 마이크로브러시로 선택적으로 다시 습윤화된다. 본 발명에 따른 에칭제를 사용하는 경우, 블로우 건조 후 상아질의 재-습윤화가 불필요하다.

(5) 에칭된 치아 표면에 치과용 접착제를 적용한다.

(6) 접착제는 공기 스트림으로 불로우시킨 다음에 예를 들어 빛으로 경화시킨다.

(7) 접착제 및 충전의 유형에 적합한 충전 복합재를 와동에 도입하고 광-경화시킨다.

임의의 시판되는 치과용 접착제를 접착제로서 사용할 수 있다. 이는 사용 설명서에 따라 사용된다. 이 방법이 또한 본 발명의 대상이다.

본 발명에 따른 에칭제는 인산을 에칭제로서 통상 사용하는 모든 치과용 용도에 적합하다. 본 발명에 따른 금속염 용액이 컨디셔닝제로서 유리하게 사용될 수 있는 추가의 치료적 용도는 다음과 같다:

- 미리 제작된 금속성, 세라믹 또는 중합체성 복원물 예컨대 크라운(crown), 브릿지(bridge), 인레이(inlay), 온레이(onlay)의 접착제 시멘팅에 의한 고정된 치과보철(prosthodontic)의 보안 고정(securing). 여기에서, 과정은, 접착제 처리 (컨디셔닝)가 완료된 후에 낮은 점도의 시멘트(cement) 또는 보안 고정 복합재(securing composite)에 의하여 치아에 복원물을 보안 고정시키는 것을 제외하고는 상기 기재된 바와 같다. 보안 고정 복합재의 경화는 통상의 방식으로, 예를 들어 자가-경화(self-curing) 또는 광-경화에 의해 실시된다.

- 예방적 조치, 예컨대 치아 열구의 실링. 교합 치아 열구의 실링의 경우에, 금속 염 용액을 치아에 적용하고, 에칭제를 세정 제거하고 치아 표면의 블로우 건조 후에, 자유-유동성(free-flowing) 열구-실란트(sealant), 예를 들어 메타크릴레이트계 자유-유동성 복합 재료를 적용한 다음에 경화시킨다.

- 치과 교정 조치, 예컨대 브래킷(bracket) 또는 치아 교정기(dental brace)의 보안 교정. 여기에서, 금속 염 용액을 치아의 관련 부분에 적용하고, 에칭제를 세정 제거하고 치아 표면의 블로우 건조 후에, 특수 보안 고정 복합재를 사용하고 이와 함께 금속성 또는 세라믹 와이어 보정기(wire retainer)를 치아 상에 보안 고정시킨다. 그 다음에 보안 고정 복합재를 경화시킨다.

본 발명에 따른 금속 염 용액은 또한, 예를 들어 치아 복원물 예컨대 보철물, 인공 치아, 인레이, 온레이, 크라운 및 브릿지의 표면을 전처리하기 위해, 구강 외에서, 즉 치료적이 아닌 것으로 사용될 수 있다. 이 전처리는 예를 들어, 특히 유리 세라믹 복원물로부터 예를 들어 단백질성 불순물을 제거함으로써, 접착 보안 고정의 경우에 접착력을 향상시키고/거나 표면을 청결하게 하는 데 도움이 된다.

Claims (22)

1. 치아용 컨디셔닝제로서 치료적 사용을 위한 1종 이상의 전이 및/또는 주족 금속 염을 포함하는 수용액.
2. 제1항에 있어서, 1종 이상의 전이 및/또는 주족 금속 염이 원소 주기율표의 4족 및/또는 14 또는 15 주족의 금속의 염인 용액.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전이 및/또는 주족 금속 염이 3가 또는 4가 금속 이온의 염인 용액.
4. 제3항에 있어서, 금속 이온이 Zr^{4 +}, Hf^{4 +}, Ti^{4 +}, Bi³⁺ 또는 Sn^{4 +}인 용액.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 전이 또는 주족 금속 염이, 임의로 옥소음이온과의 혼합된 염으로서, 음이온으로서 Cl^-, Br^-, I^-, NO₃ ^-, SO₄ ^2-를 포함하는 것인 용액.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전이 및/또는 주족 금속 염으로서 ZrOCl₂, ZrO(NO₃)₂, Zr(SO₄)₂, Hf(SO₄)₂, HfCl₄, Hf(NO₃)₄, TiOSO₄, Bi(NO₃)₃, SnCl₄ 또는 이들 염의 혼합물을 포함하는 용액.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, Cu^{2 +}, Zn^{2 +}, Al³⁺의 염 및 그의 혼합물로부터 선택되는 추가의 금속 염을 추가로 포함하는 용액.
8. 제7항에 있어서, Al(NO₃)₃, CuSO₄, ZnSO₄ 또는 그의 혼합물을 추가로 포함하는 용액.
9. 제3항에 있어서, 금속 이온이 Zr^{4 +}, Hf^{4 +}, Ti^{4 +}, 또는 Bi^{3 +}인 용액.
10. 제9항에 있어서, 전이 또는 주족 금속 염이, 임의로 옥소음이온과의 혼합된 염으로서, 음이온으로서 Cl^-, Br^-, I^-, NO₃ ^-, SO₄ ^2-를 포함하는 것인 용액.
11. 제9항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 전이 및/또는 주족 금속 염으로서 ZrOCl₂, ZrO(NO₃)₂, Zr(SO₄)₂, Hf(SO₄)₂, HfCl₄, Hf(NO₃)₄, TiOSO₄, Bi(NO₃)₃ 또는 이들 염의 혼합물을 포함하는 용액.
12. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, Cu²⁺, Zn²⁺, Al³⁺, Sn⁴⁺의 염 및 그의 혼합물로부터 선택되는 추가의 금속 염을 추가로 포함하는 용액.
13. 제12항에 있어서, 추가의 금속 염으로서 Al(NO₃)₃, CuSO₄, ZnSO₄, SnCl₄ 또는 그의 혼합물을 포함하는 용액.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 어떠한 첨가된 산도 함유하지 않은 용액.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 0.5 내지 25 wt.-% 전이 및/또는 주족 금속 염(들)을 포함하는 용액.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 2 내지 15 wt.-% 전이 및/또는 주족 금속 염, 36 내지 98 wt.-% 물 및 0 내지 49 wt.-% 유기 용매, 또는 4 내지 10 wt.-% 전이 및/또는 주족 금속 염, 42 내지 96 wt.-% 물 및 0 내지 48 wt.-% 유기 용매를 포함하는 용액.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 용매로서 글리세롤, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 프로판디올, 부탄디올 및 폴리에틸렌 글리콜 또는 그의 혼합물을 포함하는 용액.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 치아 복원 요법, 손상된 치아의 복원, 또는 복원 충전 요법에서 치아 표면의 컨디셔닝에서, 치과용 시멘트, 충전 복합재, 코팅 재료 및 베니어링 재료의 적용 전에 치아 표면을 위한 컨디셔닝제로서 사용하기 위한 용액.
19. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제 시멘팅에 의한 고정된 치과보철의 보안 고정에서, 예방적 조치 예컨대 치아 열구의 실링에서, 또는 치과 교정 조치 예컨대 브래킷의 보안 고정에서 컨디셔닝제로서 사용하기 위한 용액.
20. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 치아 표면을 에칭하기 위한 용액.
21. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 매트릭스 메탈로프로테이나제(들) 및/또는 시스테인 카텝신(들)의 불활성화를 위한 용액.
22. 치아 복원물, 보철물, 인공 치아, 인레이, 온레이, 크라운 및 브릿지의 표면을 구강 외에서 전처리하기 위한 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 금속 염용액의 용도.

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