專利名稱：非揮發(fā)性牙科組合物的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種牙科復(fù)合材料，更具體地說，本發(fā)明涉及牙科復(fù)合材料，它含有多官能丙烯酸酯化合物，同時無揮發(fā)性化合物例如甲基丙烯酸甲酯。
發(fā)明的背景牙科密封劑和粘合劑廣泛用于臨床鑲嵌。所需的性能包括安全、高效、耐久和令人滿意的美容性。牙科組合物較好儲存穩(wěn)定、容易配制，并且不會過快凝固以免難以施加在病人上。
牙科組合物通常含有可被牙醫(yī)或技師聚合(例如通過光照、自固化或雙重固化)的單體。但是，許多牙科組合物在其表面上會形成有問題的“氧抑制層(OIL)”或“未固化層”。由于環(huán)境空氣中存在分子氧自由基的緣故，這些層的聚合受到抑制。結(jié)果，發(fā)生不完全的聚合。這些層通常會使表面發(fā)粘，使得牙科組合物難以模塑或成形。這種不完全的聚合還會導(dǎo)致表面硬度降低和/或在薄表面的情況下不發(fā)生固化。
Extoral是一種AFR Imaging Corp.(Portland，Oregon)出售的可見光固化的牙科樹脂制劑。Extoral可用于表面處理或作為假牙樹脂。Extoral可快速固化，經(jīng)普通的牙科光照射后形成有光澤的硬表面。Extoral的優(yōu)點(diǎn)是即便用低強(qiáng)度光固化也不會形成“氧抑制層”，使用Extoral的一個困難是它具有揮發(fā)性，產(chǎn)生很強(qiáng)的氣味。該氣味是病人和牙醫(yī)/技師所厭惡的，使之難以用于實(shí)驗(yàn)室，并且?guī)缀醪荒苡糜谂R床鑲嵌。另一個困難是Extoral形成非常脆的表面，這限制了其在某些牙科用途(例如受壓力的表面)中的應(yīng)用。
Extoral的氣味提示存在甲基丙烯酸甲酯。甲基丙烯酸甲酯是用于多種牙科產(chǎn)品的揮發(fā)性化合物。除了其令人不愉快的氣味以外，接觸甲基丙烯酸甲酯還與多種健康疾病有關(guān)。在長期接觸甲基丙烯酸甲酯的牙科技師中已經(jīng)觀察到麻木、感覺異常、肺功能下降和呼吸功能下降癥狀(Sadoh，D.R.等British Dental J.186(8)380-381，1999；Nishiwaki，Y等J.Occup.Health 43375-378，2001)。美國環(huán)境保護(hù)署將甲基丙烯酸甲酯視為鼻咽刺激物，并提到短期接觸甲基丙烯酸甲酯會導(dǎo)致頭疼和疲勞(EPA 749-F-95-014 Fact Sheet，1994年11月)。
開發(fā)一種牙科組合物，它無“氧抑制層”并且不含會對牙醫(yī)、牙科技師或病人產(chǎn)生刺激或潛在危害的甲基丙烯酸甲酯或其它揮發(fā)性化合物，將是非常有價值的。
發(fā)明的概述本發(fā)明的一個實(shí)例涉及牙科丙烯酸類組合物，它包括多丙烯酸酯化合物和引發(fā)劑。該組合物固化后形成的表面無氧抑制層(OIL)。所述制劑不含甲基丙烯酸甲酯(一種用于許多牙科制劑的刺激性的具有潛在危害性的材料)。所述多丙烯酸酯化合物的每個分子含有至少三種丙烯酸酯單元。所述制劑還包括其它丙烯酸酯化合物、溶劑、填料、納米填料、稀釋劑或其它可用于牙科制劑的材料。所述制劑可用于例如牙科涂層、牙科密封劑和指甲/趾甲修復(fù)用途。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的一個實(shí)例涉及牙科丙烯酸類材料組合物，它固化成的表面無氧抑制層(OIL)。所述組合物較好不含甲基丙烯酸甲酯。所述組合物最好快速固化成穩(wěn)定的、堅硬的有光澤表面。
本發(fā)明的一個實(shí)例是一種牙科組合物，它包括多丙烯酸酯化合物和引發(fā)劑。所述多丙烯酸酯化合物是一種每個分子至少帶有3個丙烯酸酯官能度的化合物。所述組合物最好不含甲基丙烯酸甲酯。固化后，所述組合物最好不形成氧抑制層。
本發(fā)明較好的引發(fā)劑是氧化膦光引發(fā)劑和樟腦醌。這種引發(fā)劑的例子包括2，4，6-三甲基苯甲?；交趸?TPO)、TPO-L、Irgacure 819、Darocure 4265和樟腦醌。預(yù)期能在需要或不需要胺助引發(fā)劑的條件下光致斷裂的其它引發(fā)劑將可用于本發(fā)明。在組合物中引發(fā)劑可具有任意的濃度。引發(fā)劑的濃度較好能避免固化的組合物明顯變色。引發(fā)劑的濃度范圍的例子包括約占組合物的1重量％或更低、至少約占組合物的1重量％、至少約占組合物的2重量％、至少約占組合物的3重量％、至少約占組合物的4重量％、至少約占組合物的5重量％、至少約占組合物的6重量％、至少約占組合物的7重量％，最高至組合物中引發(fā)劑達(dá)到飽和。引發(fā)劑例舉性的濃度包括約占組合物的3重量％、約占組合物的6重量％、約占組合物的7重量％至最高到組合物中引發(fā)劑達(dá)到飽和。還可以預(yù)期在揮發(fā)性牙科溶劑(例如丙酮)的存在下可采用較低的濃度，在溶劑蒸發(fā)后，在組合物中提供所需的高效引發(fā)劑濃度。
所述多丙烯酸酯化合物一般可以是每個分子至少具有三個在相對窄的空間位置相互接近的丙烯酸酯官能度的任何多丙烯酸酯化合物。這種多丙烯酸酯化合物的例子包括六官能的芳族聚氨酯丙烯酸酯低聚物、己內(nèi)酯改性的二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。其它多丙烯酸酯化合物，包括每個分子包含在相對窄的空間位置相互接近的三個丙烯酸酯官能度的化合物、每個分子包含在相對窄的空間位置相互接近的四個丙烯酸酯官能度的化合物、每個分子包含在相對窄的空間位置相互接近的五個丙烯酸酯官能度的化合物、每個分子包含在相對窄的空間位置相互接近的六個丙烯酸酯官能度的化合物、每個分子包含在相對窄的空間位置相互接近的七個丙烯酸酯官能度的化合物、每個分子包含在相對窄的空間位置相互接近的八個丙烯酸酯官能度的化合物、每個分子包含在相對窄的空間位置相互接近的九個丙烯酸酯官能度的化合物、每個分子包含在相對窄的空間位置相互接近的十個丙烯酸酯官能度的化合物，預(yù)計也適用于本發(fā)明。可向所述組合物中加入更大數(shù)目的低聚丙烯酸酯或者聚丙烯酸酯。
在組合物中所述多丙烯酸酯一般可具有任意的濃度。濃度范圍的例子包括至少約占組合物的20重量％，和至少約占組合物的30重量％。濃度的具體例子包括約占組合物的20重量％、約占組合物的30重量％、約占組合物的40重量％、約占組合物的50重量％、約占組合物的60重量％、約占組合物的70重量％、約占組合物的80重量％、約占組合物的90重量％、約占組合物的95重量％。
所述組合物還可包括共聚單體。所述共聚單體較好能與所述多丙烯酸酯化合物聚合。所述共聚單體一般可以是任何類型的共聚單體，最好是非揮發(fā)性的丙烯酸酯化合物，其表面張力最好等于或高于組合物中選用的一種或多種多官能丙烯酸酯化合物的表面張力。本發(fā)明較好的共聚單體包括單丙烯酸酯化合物、二丙烯酸酯化合物、三丙烯酸酯化合物、或四丙烯酸酯化合物。單丙烯酸酯化合物的一個例子是己內(nèi)酯丙烯酸酯。二丙烯酸酯化合物的例子有三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化的雙酚A二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、環(huán)氧二丙烯酸酯、聚氨酯二甲基丙烯酸酯和聚氨酯二丙烯酸酯。一個例舉性的三丙烯酸酯化合物是三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。一個例舉性的四丙烯酸酯是二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯。這些丙烯酸酯的乙氧基化形式是較好的，因?yàn)槠湎鄬Ω叩谋砻鎻埩Α?br> 所述組合物還可包括揮發(fā)性的非活性溶劑。這種溶劑的例子包括丙酮、乙醇、丙酮和水的混合物、乙醇和水的混合物和/或丙酮、乙醇和水的混合物。
所述組合物還可包括填料、納米填料、玻璃顆?；蚱渌揽撇牧稀＿@種填料的例子包括Ox-50、經(jīng)硅烷處理的Ox-50、購自Ferro的IXG 1944 RGW玻璃離聚物粉末，它也是氟化物剝離劑。
本發(fā)明另一個實(shí)例涉及上述組合物的使用方法。一種密封表面的方法可包括獲得一個表面、在該表面上施涂一種包括多丙烯酸酯化合物和引發(fā)劑的組合物、固化該組合物獲得密封的表面。該密封的表面最好不含氧抑制層。
所述表面一般可以是要密封的任何表面，目前較好的表面是牙齒表面、牙齒、牙齒植入體、人造牙齒、骨頭、指甲或趾甲。另外，該表面也可以是以前施加的牙科組合物(例如牙齒復(fù)合體)的表面。
所述固化可以采用足以快速固化所述組合物以形成非氧抑制層(NOIL)的任何方法進(jìn)行。目前較好的固化步驟包括光固化。所述光固化可以在低光強(qiáng)度或高光強(qiáng)度下進(jìn)行。所述光的強(qiáng)度較好是適用于牙科實(shí)驗(yàn)室或牙醫(yī)診所的強(qiáng)度。光強(qiáng)度范圍的例子包括小于約50mW/cm2、小于約100mW/cm2、約200mW/cm2或更小、約300mW/cm2或更小、約400mW/cm2或更小、約500mW/cm2或更小、約600mW/cm2或更小、約800mW/cm2或更小、約2000mW/cm2或更小，應(yīng)理解也可使用更高的光強(qiáng)度。光強(qiáng)度的具體例子包括約50mW/cm2、約100mW/cm2、約150mW/cm2、約200mW/cm2、約250mW/cm2、約300mW/cm2、約350mW/cm2、約400mW/cm2、約450mW/cm2、約500mW/cm2、約600mW/cm2、約800mW/cm2、和約2000mW/cm2。也可使用更高的光強(qiáng)度。例如，牙醫(yī)可使用藍(lán)光波長光源的Bisco的VIPTM牙科光固化系統(tǒng)。用于牙科實(shí)驗(yàn)室的光固化系統(tǒng)，例如購自Dentsply的Jeneric-Pentron Cure-Lite Plus光盒系統(tǒng)或Triad光盒系統(tǒng)，也可用于牙科器械。也可使用Bisco的NTLTM系統(tǒng)并在非氮環(huán)境中使用其光源。光固化時間一般可以是任意的時間。目前較好的時間范圍包括約2分鐘或更短、約1分鐘或更短、小于約30秒、小于約20秒、小于約15秒、小于約10秒和小于約5秒。光固化時間的具體例子包括約1分鐘、約30秒、約20秒、約15秒、約10秒、約5秒、約3秒、約2秒和約1秒。較好采用較短的固化時間以縮短病人的處置時間并方便牙科從業(yè)者。
下列實(shí)施例用于說明本發(fā)明的較好實(shí)例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解根據(jù)本發(fā)明人揭示的技術(shù)，公開在實(shí)施例中的技術(shù)能很好地實(shí)施本發(fā)明，從而可將其視為實(shí)施本發(fā)明的較好方式。但是，根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解在不偏離本發(fā)明精神和范圍的前提下，可對所公開的具體實(shí)例進(jìn)行許多變化，同時仍能獲得相同或類似的結(jié)果。
實(shí)施例實(shí)施例1實(shí)施例中使用的縮寫下表給出了在整個實(shí)施例部分使用的化合物及其縮寫。
實(shí)施例2Extoral組合物的分析盡管Extoral是一種工業(yè)產(chǎn)品，但是其組成和成分不為公眾所知。其強(qiáng)烈的令人厭惡的氣味提示Extoral含有甲基丙烯酸甲酯。進(jìn)行下列分析實(shí)驗(yàn)試圖測定Extoral的化學(xué)組成。
蒸發(fā)Extoral的揮發(fā)性組分獲得一粘性樹脂，約有40重量％的組分蒸發(fā)。假設(shè)其主要是甲基丙烯酸甲酯。
蒸發(fā)前后的Extoral的FTIR分析呈現(xiàn)多種變化。蒸發(fā)甲基丙烯酸甲酯后在1620cm-1的峰變大。該峰在丙烯酸丁酯譜圖中存在，而在甲基丙烯酸丁酯譜圖中不存在。蒸發(fā)后一個脂族雙鍵峰由1635.0cm-1遷移至1633.8cm-1，表明由甲基丙烯酸酯狀特征轉(zhuǎn)變?yōu)楦蟊┧狨サ奶卣?。Extoral的FTIR光譜未提示存在胺。
將Extoral的UV/可見光譜與TPO標(biāo)準(zhǔn)相比可定性和定量鑒定在Extoral中TPO約為4％。
實(shí)施例3加入六官能的丙烯酸酯使用CN-975(一種六官能的芳族聚氨酯丙烯酸酯)、MMA和其它化合物制得組合物。數(shù)據(jù)表示在組合物中各化合物的重量百分含量
在500mW/cm2固化5秒鐘后，AC-10和AC-11的組合物具有發(fā)粘的表面。FTIR顯示AC-10的表面轉(zhuǎn)化率為47.3％，AC-11的表面轉(zhuǎn)化率為47.5％，比Extoral(63.2％)低約16％。在AC-10A和AC-11A中高TPO濃度提高了固化性。AC-10A的表面轉(zhuǎn)化率為65.7％，AC-11A的表面轉(zhuǎn)化率為58.7％。
固化的AC-11A的表面與固化的Extoral相似不發(fā)粘、平滑、堅硬并且具有光澤。
實(shí)施例4制備“無氧抑制層(NOIL)”組合物NOIL組合物至少含有兩種組分多官能丙烯酸酯和光引發(fā)劑(例如氧化膦)。還可加入稀釋劑(例如乙氧基化的二丙烯酸酯或三丙烯酸酯)以提高所述多丙烯酸酯的操作性和/或引發(fā)劑的溶解度。該組合物可含有其它物質(zhì)，例如溶劑、可聚合的共聚單體、抑制劑、表面活性劑、玻璃填料、熒光或磷光化合物、染料、著色劑、含氟化合物和其它用于牙科和矯正牙齒領(lǐng)域的材料。
實(shí)施例5制備無填料的樹脂組合物將多官能丙烯酸酯、稀釋劑、TPO或其它引發(fā)劑和任選的MEHQ的混合物摻混在一起。邊攪拌或振搖邊將該混合物在60-62℃加熱4小時，得到透明或混濁的溶液。如果是混濁的溶液，則其混濁度會在數(shù)天內(nèi)褪去。
實(shí)施例6制備有填料的樹脂組合物將無填料的樹脂和填料(例如OX 50)混合成糊漿，將該糊漿研磨30分鐘。在研磨過程中常會向混合物中引入氣泡，可在大于1000xg離心30分鐘以除去氣泡，得到基本透明的溶液。
實(shí)施例7用于“無氧抑制層(NOIL)”組合物的單體業(yè)已發(fā)現(xiàn)多官能丙烯酸酯和丙烯酸化的稀釋劑共聚單體是NOIL組合物的有效成分。下表給出了業(yè)已發(fā)現(xiàn)是有用的例舉性的化合物
實(shí)施例8制備含有四官能丙烯酸酯的揮發(fā)性MMA組合物(AC-23和AC-33)制備含有3克SR 355(二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯)、2克MMA揮發(fā)性共聚單體、0.25g TPO和3.5mg MEHQ的組合物(AC-23)。該組合物具有帶甲基丙烯酸甲酯(MMA)的組合物那種特有的強(qiáng)烈氣味。將該組合物涂覆在白紙上并置于設(shè)定在600mW/cm2強(qiáng)度的VIP光源中輻照30秒鐘。用手指觸摸察覺到氧抑制層，即便光輻照后再等10分鐘它仍然為柔軟的表面。這些結(jié)果表明在揮發(fā)性共聚單體MMA的存在下四官能的丙烯酸酯不足以阻止形成氧抑制層。
制得另一種含有1克CN 975、4g SR 355(二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯)、0.35克TPO和2.5mg MEHQ的組合物(AC-33)。該組合物具有帶甲基丙烯酸甲酯(MMA)的組合物那種特有的強(qiáng)烈氣味。在設(shè)定于600mW/cm2的VIP光槍下輻照小于60秒，不能將該組合物固化至不發(fā)粘，即便在該光強(qiáng)度下輻照60秒也可容易地對該組合物劃痕。
實(shí)施例9制備含有五官能丙烯酸酯的揮發(fā)性MMA組合物(AC-24)制備含有3克SR 399(二季戊四醇五丙烯酸酯)、2克MMA揮發(fā)性共聚單體、0.25gTPO和3.5mg MEHQ的組合物。該組合物具有帶甲基丙烯酸甲酯(MMA)的組合物那種特有的強(qiáng)烈氣味。將該組合物涂覆在Pyramid shade 3.5復(fù)合材料(Bisco，Inc.)上并置于300mW/cm2的VIP光槍下輻照10秒鐘進(jìn)行固化。用手指觸摸未察覺到氧抑制層，表明在揮發(fā)性共聚單體MMA的存在下五官能的丙烯酸酯足以阻止形成氧抑制層。
實(shí)施例10制備非揮發(fā)性NOIL組合物(AC-15C)以及有填料和著色的AC-15C制備含有2.7克CN 975、3.3g SR 344、0.333g TPO和3mg MEHQ的組合物(AC-15C)。同時制得含有75重量％AC-15C和25重量％OX 50填料的有填料的混合物。所述AC-15C組合物含有六官能的二丙烯酸酯(CN 975)但是不含MMA。未察覺到MMA氣味或其它可感覺到的氣味。AC-15C比Extoral具有更好的光固化敏感性，為雙鍵轉(zhuǎn)化率的兩倍。使用500mW/cm2的VIP光源輻照20秒鐘或者使用相同的固化光源在200mW/cm2固化40秒后，AC-15C可固化至無劃痕并且無損壞。加入10％甲基藍(lán)著色劑的乙醇溶液不會對固化產(chǎn)生不利影響。AC-15C在空氣中和在氮?dú)猸h(huán)境中的轉(zhuǎn)化率是相同的，表明它不存在OIL層。使用Cure-Lite Plus光盒系統(tǒng)在200mW/cm2輻照固化40秒后AC-15C的Barcol硬度為77。
實(shí)施例11制備非揮發(fā)性NOIL組合物AC-35制備含有3.22克CN 975、1.38克CN 383、0.4g TPO和2.5mg MEHQ的組合物。在Pyramid shade 3.5復(fù)合材料上使用VIP系統(tǒng)在300mW/cm2固化10秒鐘后AC-35形成用指甲無劃痕并且觸摸不發(fā)粘的的表面。使用相同的復(fù)合物基材和光固化系統(tǒng)在300mW/cm2輻照20秒以后，AC-36(由相同量的TPO和MEHQ，但是2.76克CN 975和1.84克CN 383制成)可固化成用指甲無劃痕且觸摸不發(fā)粘。
實(shí)施例12制備非揮發(fā)性NOIL組合物AC-40和AC-40A制備含有8.9克CN 975、10.3克SR 349、7.8克SR 610、0.9克CD 9052、2.1gTPO和15mg MEHQ的組合物。在Pyramid shade 3.5復(fù)合材料上使用VIP固化系統(tǒng)在500mW/cm2固化20秒鐘后該組合物固化成無劃痕的表面。該AC-40組合物在60℃的水中儲存、在30天和47天后在Pyramid shade 3.5復(fù)合材料上在300mW/cm2固化20秒鐘后呈現(xiàn)良好的穩(wěn)定性(后者相當(dāng)于在20℃儲存472天)。向該組合物中加入5％CN 383(AC-40A)，在Pyramid復(fù)合材料上使用VIP固化光系統(tǒng)在300mW/cm2固化15-20秒鐘或者在500mW/cm2固化10秒鐘后形成無劃痕的表面。除了密封用途以外，該組合物由于其相對高的粘度(在22℃約1200cps)還可作為深孔填料。
AC-40還呈現(xiàn)約282±27MPa的良好的抗壓強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度是如下測得的在一個6mm高×4mm直徑的不銹鋼分瓣模中制得試樣，將該試樣在500±50mW/cm2的光強(qiáng)度下每側(cè)輻照60秒進(jìn)行固化，將得到的圓片在37℃干燥15分鐘，將其放入一個裝有去離子水的30毫升Nalgene瓶中，在37℃加熱23小時。取出圓片，吸干，冷卻至室溫1小時，使用4465型Instron Universal試驗(yàn)儀測定試樣斷裂時的負(fù)荷讀數(shù)(kg)，用下式算得抗壓強(qiáng)度(負(fù)荷讀數(shù)(kg)×0.0624)/試樣直徑(cm)AC-40通過在固體瓊脂糖表面上用小鼠成纖維細(xì)胞進(jìn)行的細(xì)胞毒性試驗(yàn)。毒性(或無毒性)是在5％二氧化碳中在37℃培養(yǎng)24小時后在試樣的周圍測定溶胞區(qū)(如有的話)而確定的。
實(shí)施例13制備非揮發(fā)性NOIL組合物DP20-5制備含有5.2克DP20、1.5克CN 383、3.2克SR 610、0.5克CD 9052、0.7gTPO和4.4mg MEHQ的組合物。在白紙上使用VIP固化光系統(tǒng)在500mW/cm2固化3-6秒鐘、在300mW/cm2固化5-10秒鐘、和在50-100mW/cm2固化60秒鐘后該組合物非?？焖俟袒蔁o劃痕的表面。該DP-20-5組合物也具有良好的抗壓強(qiáng)度(用前面實(shí)施例所述Instron試驗(yàn)系統(tǒng)測定為51±9MPa)。它還呈現(xiàn)比AC-40低的粘度(在22℃為410cps)。這種組合物可在矯正牙齒用途中在琺瑯質(zhì)上作為保護(hù)涂層，或者在快速固化和流動性是重要考慮因素時用作邊緣密封劑。
實(shí)施例14制備有填料的DP20-5的非揮發(fā)性NOIL組合物將適量的填料和上面實(shí)施例13所述的DP20-5組合物相混合，分別制得含有10重量％填料、20重量％填料、30重量％填料和40重量％填料以及90重量％DP20-5、80重量％DP20-5、70重量％DP20-5和60重量％DP20-5的組合物，使用的填料是OX-50或者經(jīng)硅烷處理的OX-50。在300mW/cm2輻照5秒鐘或者在500mW/cm2輻照2秒鐘后，含20％OX-50填料的DP20-5是無劃痕的。其鉛筆硬度大于5H。這些結(jié)果與由不含填料的純樹脂獲得的結(jié)果相似。填料對樹脂的固化性能無顯著影響。
實(shí)施例15制備非揮發(fā)性NOIL組合物DP60-5制備含有15克DP60、4.5克SR 349、4.5克SR 459、3克CN 383、0.9克CD9052、2.1g TPO和15mg MEHQ的組合物。將該組合物涂覆在Pyramid shade 3.5復(fù)合材料上使用VIP光槍在500mW/cm2固化15秒鐘并在300mW/cm2固化20秒鐘后，該組合物固化成無劃痕的表面。這種組合物可作為牙齒修復(fù)器件上或假牙上的撓性涂層。該組合物也可在需要撓性時作為窄間隙填料。
實(shí)施例16制備非揮發(fā)性含五丙烯酸酯的NOIL組合物AC-25和AC-26制備含有3克SR 399、3克SR 349、3克SR 610、0.3克CD 9052、0.7g TPO和5mg MEHQ的含一種五丙烯酸酯和二種二丙烯酸酯的組合物(AC-25)。將3gCN 975、3g SR 349、3g SR 610、0.3g CD 9052、0.7g TPO和5mg MEHQ相混合制得含有一種六丙烯酸酯和二種二丙烯酸酯的組合物(AC-26)。在300mW/cm2輻照20秒，或者在500mW/cm2輻照10秒鐘后，這兩種AC-25和AC-26組合物為無劃痕的，兩種材料的鉛筆硬度均為1H。
實(shí)施例17對制備NOIL表面的二丙烯酸酯、三丙烯酸酯和四丙烯酸酯的評價選用五種樹脂比較二丙烯酸酯、三丙烯酸酯和四丙烯酸酯對制備NOIL表面的能力。以1∶1的重量比將單體樹脂溶解在丙酮中，加入TPO引發(fā)劑，在空氣中使丙酮蒸發(fā)約60秒或更長。經(jīng)20秒蒸發(fā)后，用重量損失的方法未測得丙酮。使用500mW/cm2的藍(lán)光或者200mW/cm2亮白光輻照該組合物。如下表所述評價制得的表面
在上表中，“無劃痕”還指該表面是無損壞的并且不發(fā)粘的；“無損壞”也指表面是不發(fā)粘的但是是可劃痕的。由于丙酮溶劑的蒸發(fā)，因此TPO的實(shí)際濃度是表中所示的兩倍。由三丙烯酸酯或四丙烯酸酯制得的樹脂可聚合成無氧抑制層的表面。在這些條件下試驗(yàn)的三丙烯酸酯和二丙烯酸酯不能制得可接受的表面。
實(shí)施例18非揮發(fā)性NOIL密封劑的抗劃傷性試驗(yàn)使用抗劃傷性試驗(yàn)評價NOIL密封劑作為矯正牙齒密封劑的適用性。用含不同硬度石墨的鉛筆對表面進(jìn)行摩擦以對該表面劃痕。用形成可檢測劃痕所需的石墨硬度評價該表面。
本試驗(yàn)基于ASTM D 3383-00。將密封劑刷涂在復(fù)合圓片上，固化之。鉛筆購自Kimberly Graphite Drawing Kit，其硬度如下表所示
該試驗(yàn)還區(qū)別挖除和劃痕。劃痕是指在表面上形成凹痕所需的硬度，挖除是指從表面除去粘合劑所需的硬度。氧抑制層通常比固化粘合劑的其余部分更容易劃痕，因此，使用劃痕/挖除試驗(yàn)測定表面是否存在空氣抑制層。
評價下列粘合劑組合物DP20-5、帶熒光劑的DP-20-5(DP-20-5F)、帶熒光劑和20％玻璃離聚物的DP-20-5(DP-20-5-FG)，Bisco一步粘合劑體系、有填料的L/C密封劑、和L/C密封劑。將粘合劑組合物刷涂在Bisco Renew Shade A2 Transluce nt制成的復(fù)合圓片上，使用VIP固化光系統(tǒng)固化2、5、10、20、30和40秒，隨后評價之。表中第一個數(shù)據(jù)是挖除，第二個數(shù)據(jù)是劃痕
由于使用最軟的鉛筆(8B)就能劃痕，因此常規(guī)的粘合劑在其表面上具有明顯的氧抑制層。NOIL DP-20-5組合物不具有氧抑制層，因?yàn)樯踔磷钣驳你U筆(5H)也難以對表面劃痕。加入熒光劑和玻璃離聚物填料不會對DP-20-5組合物的硬度產(chǎn)生不利影響。這些NOIL組合物的光固化非?？?，這可由試驗(yàn)時間內(nèi)其一致的試驗(yàn)結(jié)果為證。
實(shí)施例19評價光引發(fā)劑對制備NOIL表面的影響向含有50g CN-795(六官能丙烯酸酯)、50g丙酮(揮發(fā)性溶劑)、0.1g FlouradFC-431(用于勻涂的表面活性劑)和0.02g MEHQ(用于儲存的抑制劑)的普通樹脂中各自加入六種光引發(fā)劑。下表列出了所述引發(fā)劑
所述吸收性是400-500nm范圍內(nèi)在乙腈中以質(zhì)量計歸一化吸光率，該數(shù)值越高，在可見區(qū)的吸收就越高。前三個引發(fā)劑輻照時發(fā)生單分子鍵斷裂。后三個引發(fā)劑需要助引發(fā)劑(例如胺)進(jìn)行雙分子反應(yīng)。向樹脂中加入引發(fā)劑(如有必要再加入EDMAB胺)。將試樣涂覆在白色混合墊上，蒸發(fā)超過60秒，并使用Bisco VIP光固化系統(tǒng)在500mW/cm2強(qiáng)度下輻照。將試樣輻照5秒，10秒，30秒和在隔絕空氣下10秒。所述“無空氣”固化是在兩片各自厚0.25mm的Mylar片之間進(jìn)行的。由于丙酮蒸發(fā)，因此樹脂中引發(fā)劑的實(shí)際濃度是表中所述的兩倍。如下表所示評價表面的轉(zhuǎn)化百分?jǐn)?shù)
為了確認(rèn)存在空氣會導(dǎo)致DC值下降的現(xiàn)象，在存在和不存在空氣的條件下輻照三份相同的含3％TPO的樹脂試樣。其測定的平均DC值和標(biāo)準(zhǔn)偏差列于下表
制得樹脂并涂覆在復(fù)合圓片上。蒸發(fā)丙酮超過60秒鐘以后，用300mW/cm2的亮光將涂層輻照30秒，如下表所示測定鉛筆硬度，發(fā)現(xiàn)所有表面均是粘性的并且無手指甲劃痕。
這些結(jié)果表明可使用氧化膦以外的引發(fā)劑，例如樟腦醌，成功地制備NOIL表面。
實(shí)施例20Ortho剪切粘合強(qiáng)度試驗(yàn)評價DP-20-5NOIL組合物和L/C粘合樹脂的剪切強(qiáng)度。使用和不使用0.75Lumilux藍(lán)(一種熒光添加劑)和20％玻璃離聚物(X1B44RWG)制備NOIL DP-20-5。相對無填料的或有填料的L/C粘合樹脂比較粘結(jié)強(qiáng)度。
用37％磷酸半凝膠對人體牙齒琺瑯質(zhì)腐蝕15秒，用一股水流洗去腐蝕劑，并用空氣流徹底干燥之。將上述組合物刷涂在受腐蝕的琺瑯質(zhì)表面使之作為受腐蝕區(qū)域上的密封劑形成一層涂層，使用Bisco VIP固化光系統(tǒng)在500mW/cm2的強(qiáng)度下將其光固化10秒鐘。使用牙托(bracket)粘合劑(Lightbond或Phase II)將一矯正牙托粘合在密封區(qū)并固化。將粘合的試樣在37℃去離子水浴中放置2小時，隨后進(jìn)行試驗(yàn)。剪切試驗(yàn)結(jié)果列于下表
試樣的粘合強(qiáng)度非常相似。這些結(jié)果表明無填料的和有填料的NOIL組合物的剪切粘合強(qiáng)度值適用于矯正牙齒用途。
實(shí)施例21氟化物釋放試驗(yàn)對L/C密封劑，比較NOIL組合物的氟化物釋放性能。所述NOIL試樣是DP20-5，它含有20％玻璃離聚物用于氟化物釋放，并含0.75％Lumilux藍(lán)用于發(fā)磷光、如下制得DP-20-5和LC密封劑的覆蓋圓片使用置于聚乙烯片和玻璃厚板之間的圓形不銹鋼模具制得尺寸固定的圓片。使用兩支設(shè)定在500±50mW/cm2的光槍固化該圓片。將一支光槍置于圓片的圓心上方對該圓片輻照20秒。接著，除了在圓心處輻照20秒以外，將兩支光槍置于圓直徑的兩端，對圓片輻照10秒。將兩支光槍繞圓移動，對圓片輻照總共4次，每次10秒(兩支光槍圍繞圓形的圓片放置呈0和180度、90和270度、135和315度，最后45和225度)。移去上部玻璃板，重復(fù)固化步驟，將試樣在37±3℃加熱15±1分鐘。使用金剛石牙鉆在靠近圓片的邊緣鉆一孔。在丙酮中對該圓片進(jìn)行超聲波處理以除去可能存在的空氣抑制層。用卡尺測量圓片的直徑和高度，并使用分析天平測量圓片的質(zhì)量。將一根金屬絲穿過該孔并扭轉(zhuǎn)/彎曲，使得該圓片可在小瓶中保持豎直。向各個小瓶中加入氯化鈉水溶液(0.2M，10ml)，蓋上蓋子，并在37℃放置1小時。使用浸泡在50/50 TISAB/試樣混合物中的氟化物靈敏電極測定氟化物釋放量。每個試樣進(jìn)行三次試驗(yàn)，結(jié)果列于下表
這些結(jié)果表明帶氟化物玻璃的NOIL密封劑(例如DP-20-5)與常規(guī)的L/C密封劑相比能釋放明顯更多量的氟化物。因此，NOIL密封劑可用于需要或要求釋放氟化物的用途。
實(shí)施例22NOIL用作復(fù)合材料頂表面根據(jù)廠商的說明書在牙科修復(fù)步驟中適當(dāng)?shù)胤胖靡环N復(fù)合材料。放置復(fù)合材料的最后一層，使之適合于洞面邊緣，成形并與所需的最終形狀相符。使用軟刷輕輕地將一NOIL組合物(例如AC-40或者DP-20-5)的薄涂層施涂在復(fù)合材料和周圍琺瑯質(zhì)表面上。然后使用合適的光源和輻照時間用光固化該NOIL涂覆表面(例如用來自VIP光槍的可見藍(lán)光在600mW/cm2輻照20-40秒或者更短)。形成的表面具有光滑、有光澤的表面。另外，與常規(guī)的復(fù)合材料應(yīng)用不同，無需使用牙鉆或研磨來使該復(fù)合材料成形就可獲得這種表面，從而避免對周圍牙組織結(jié)構(gòu)潛在的損害，并且進(jìn)一步縮短了病人在治療室的時間。
實(shí)施例23在低粘度復(fù)合材料上使用NOIL在牙科修復(fù)步驟中可適當(dāng)放置一低粘度即可流動的復(fù)合材料。放置復(fù)合材料的最后一層，使之適合于洞面邊緣，成形并與所需的最終形狀相符。將該復(fù)合材料用光固化短時間(例如5秒)以消除復(fù)合材料的流動。使用軟刷輕輕地將一NOIL(例如DP-20-5)的薄涂層施涂在復(fù)合材料和周圍琺瑯質(zhì)表面上。隨后使用合適的光源(例如600mW/cm2的可見藍(lán)光)和輻照時間用光固化該表面。形成的表面具有光滑、有光澤的表面。
實(shí)施例24將NOIL用作齒根表面涂層分離需要脫敏的齒根表面，用棉球、泡沫球或微刷用浮石和蛀孔清洗漿液擦洗之。如有必要，可用磷酸將齒根表面再腐蝕15秒。使用軟刷在該齒根表面上輕輕地施涂一層NOIL(例如DP-20-5)或者有填料的試樣(用于防止脫落)的薄涂層。用輕輕吹拂的空氣流使該NOIL表面變薄，隨后使用合適的光源和輻照時間用光固化之(例如用來自VIP光固化系統(tǒng)的可見藍(lán)光在600mW/cm2輻照10秒)。
實(shí)施例25NOIL在牙科用途中的使用試驗(yàn)NOIL制劑AC-40和DP 20-5的剪切粘合強(qiáng)度(SBS)并將其與Fortify Plus進(jìn)行比較。試驗(yàn)下列基材琺瑯質(zhì)、牙質(zhì)、復(fù)合材料、未固化的復(fù)合材料、Rex III、瓷、汞合金、丙烯酸類材料和制劑本身。使用下列方法琺瑯質(zhì)-琺瑯質(zhì)用浮石磨光、漂清并干燥。用37％的磷酸半凝膠將琺瑯質(zhì)腐蝕15秒，漂清并干燥。涂覆一層Fortify Plus、AC-40或DP20-5并在500mW/cm2分別光固化20秒、20秒和5秒。在37℃的水中儲存2小時后粘合粘貼物(post)并剪切。
牙質(zhì)-牙質(zhì)用濕的600號(grit)砂紙拋光30秒，漂清并干燥。使用32％磷酸半凝膠將牙質(zhì)腐蝕15秒，將其漂清并保持潮濕。在該潮濕的牙質(zhì)上施涂5-7遍AllBond 2 Primer A&B混合物。將該底涂的表面輕輕地用空氣干燥，涂覆一層FortifyPlus、AC-40或DP20-5并在500mW/cm2光固化20秒。在37℃的水中儲存2小時后粘合粘貼物(post)并剪切。
汞合金和Rex III-汞合金和Rex III用濕的600號(grit)砂紙拋光30秒，漂清并干燥。使用Accuprep將表面微腐蝕以形成均勻的表面。涂覆一層Fortify Plus、AC-40或DP20-5并在500mW/cm2分別光固化20秒、20秒和5秒。在37℃的水中儲存2小時后粘合粘貼物(post)并剪切。
復(fù)合材料和丙烯酸類-復(fù)合材料和丙烯酸類材料用濕的600號(grit)砂紙拋光30秒，漂清并干燥。使用Accuprep將表面微腐蝕以形成均勻的表面。用32％的磷酸半凝膠將表面腐蝕15秒，漂清并干燥。涂覆一層Fortify Plus、AC-40或DP20-5并在500mW/cm2分別光固化20秒、20秒和5秒。在37℃的水中儲存2小時后粘合粘貼物(post)并剪切。
瓷-瓷用濕的600號(grit)砂紙拋光30秒，漂清并干燥。使用Accuprep將表面微腐蝕以形成均勻的表面。用4％的氫氟酸半凝膠將表面腐蝕4分鐘，漂清并干燥。在該表面上涂覆大量的瓷底涂料，并空氣干燥。涂覆一層Fortify Plus、AC-40或DP20-5并在500mW/cm2分別光固化20秒、20秒和5秒。在37℃的水中儲存2小時后粘合粘貼物(post)并剪切。
未固化的復(fù)合材料-使用一高速機(jī)頭和牙鉆用丙烯酸類材料進(jìn)行配制。使用Accuprep和32％磷酸半凝膠腐蝕該配制物。根據(jù)廠商說明書用一步處理該經(jīng)腐蝕的表面。向該配制物中填充Renew A2 Translucent。涂覆一層種Fortify Plus、AC-40或DP20-5并在500mW/cm2分別光固化40秒。在37℃的水中儲存2小時后粘合粘貼物(post)并剪切。
本身-將固化的Fortify Plus、AC-40或DP20-5基片放入丙烯酸類材料中。將復(fù)合材料和丙烯酸類材料用濕的600號(grit)砂紙拋光30秒，漂清并干燥。使用Accuprep將表面微腐蝕以形成均勻的表面。用32％的磷酸半凝膠將表面腐蝕15秒，漂清并干燥。在各個基片上涂覆一層Fortify Plus、AC-40或DP20-5并在500mW/cm2分別光固化20秒、20秒和5秒。在37℃的水中儲存2小時后粘合粘貼物(post)并剪切。
剪切粘合強(qiáng)度(SBS)分析的結(jié)果列于下表，其中的數(shù)據(jù)單位為MPa，在上述各個試驗(yàn)中使用#5凝膠蓋(粘合面積為0.1684cm2)和Instron(4466型)剪切粘合試驗(yàn)機(jī)(十字頭速度設(shè)定為5mm/min)，用峰值負(fù)荷除以粘合面積得到以MPa為單位的剪切粘合強(qiáng)度(SBS)。平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差是每次試驗(yàn)重復(fù)五次(n＝5)獲得的。
總體來說，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，DP20-5和AC-40的性能與Fortify+一樣好或者要好于Fortify+。
在比較牙科產(chǎn)品的性能時，對破壞的位置尤其感興趣。試樣組由5個試樣組成，大部分破壞發(fā)生在基片(SUB)中或基片與密封劑的界面(S/S)上。有幾個試樣在密封劑層(SEAL)有破壞。有一個試樣在密封劑和粘貼物界面(S/P)有破壞。這些觀察到的結(jié)果列于下表
實(shí)施例26NOIL在指甲或趾甲修復(fù)應(yīng)用中的使用如下使用DP-20-5作為手指甲修復(fù)組合物用刷子將一薄層DP20-5的薄層涂覆在人指甲上直至獲得光滑表面。使用VIP固化光系統(tǒng)將該組合物在500mW/cm2的光強(qiáng)度下輻照約5秒鐘。該組合物固化成光滑的閃光表面，觸摸感覺是硬的。
根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，無需過多的實(shí)驗(yàn)就可制備和實(shí)施本發(fā)明公開或要求保護(hù)的所有組合物和/或方法。盡管用較好的實(shí)例描述了本發(fā)明組合物和方法，但是在不偏離本發(fā)明觀念、精神和范圍的情況下，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見的是可對本文所公開的組合物和/或方法以及該方法的步驟或步驟的順序進(jìn)行各種變化。更具體地說，用化學(xué)和生理學(xué)上相關(guān)的某些試劑代替本文采用的試劑來獲得相同或相似的結(jié)果是顯而易見的。所有這些對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的相似取代或改進(jìn)視為在本發(fā)明精神、范圍和觀念內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種牙科組合物，它包括多丙烯酸酯化合物和引發(fā)劑，所述多丙烯酸酯化合物的每個分子包括至少三個丙烯酸酯官能度，并且所述組合物不含甲基丙烯酸甲酯。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述組合物固化成無氧抑制層的表面。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述引發(fā)劑是光引發(fā)劑。
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述引發(fā)劑是氧化膦化合物。
5.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述引發(fā)劑是2，4，6-三甲基苯甲?；交趸?TPO)。
6.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述引發(fā)劑的濃度約占組合物的1重量％或更少。
7.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述引發(fā)劑的濃度至少約占組合物的3重量％。
8.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述引發(fā)劑的濃度至少約占組合物的6重量％。
9.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述引發(fā)劑的濃度至少約占組合物的7重量％。
10.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物的每個分子包括三個丙烯酸酯官能度。
11.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物的每個分子包括四個丙烯酸酯官能度。
12.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物的每個分子包括五個丙烯酸酯官能度。
13.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物的每個分子包括六個丙烯酸酯官能度。
14.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物是六官能的芳族聚氨酯丙烯酸酯低聚物、己內(nèi)酯改性的二己戊四醇六丙烯酸酯或者二季戊四醇五丙烯酸酯。
15.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物的濃度至少占組合物的約20重量％。
16.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物的濃度至少占組合物的約30重量％。
17.如權(quán)利要求1所述的組合物，它還包括共聚單體。
18.如權(quán)利要求1所述的組合物，它還包括單丙烯酸酯化合物、二丙烯酸酯化合物、三丙烯酸酯化合物或四丙烯酸酯化合物。
19.如權(quán)利要求18所述的組合物，其特征在于所述單丙烯酸酯化合物是己內(nèi)酯丙烯酸酯。
20.如權(quán)利要求18所述的組合物，其特征在于所述二丙烯酸酯化合物是三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化的雙酚A二丙烯酸酯或者聚乙二醇二丙烯酸酯。
21.如權(quán)利要求18所述的組合物，其特征在于所述三丙烯酸酯化合物是三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
22.如權(quán)利要求18所述的組合物，其特征在于所述四丙烯酸酯化合物是二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯。
23.如權(quán)利要求1所述的組合物，它還包括填料。
24.如權(quán)利要求1所述的組合物，它還包括納米填料。
25.如權(quán)利要求1所述的組合物，它還包括玻璃顆粒。
26.如權(quán)利要求1所述的組合物，它還包括丙烯酸化的胺化合物。
27.如權(quán)利要求1所述的組合物，它還包括稀釋劑。
28.如權(quán)利要求27所述的組合物，其特征在于所述稀釋劑是丙酮、乙醇、水和丙酮-水的混合物、乙醇-水的混合物、乙醇-丙酮的混合物和乙醇-丙酮-水的混合物。
29.一種表面的密封方法，它包括獲得一個表面；向該表面上涂覆一種組合物，該組合物包括多丙烯酸酯化合物和引發(fā)劑；固化該組合物，形成密封表面，其中所述多丙烯酸酯化合物的每個分子至少包括三個丙烯酸酯官能度；所述組合物不包括甲基丙烯酸甲酯；所述密封表面不包括氧抑制層。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述表面是牙科表面。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述表面是牙科修補(bǔ)物。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述表面是牙齒。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述表面是人造牙齒。
34.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述表面是指甲或趾甲。
35.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物的每個分子包括三個丙烯酸酯官能度。
36.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物的每個分子包括四個丙烯酸酯官能度。
37.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物的每個分子包括五個丙烯酸酯官能度。
38.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述多丙烯酸酯化合物的每個分子包括六個丙烯酸酯官能度。
39.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述固化步驟包括光固化。
40.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述固化步驟包括在約100mW/cm2或更低的光強(qiáng)度下的光固化。
41.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述固化步驟包括在約300mW/cm2或更低的光強(qiáng)度下的光固化
42.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述固化步驟包括在約500mW/cm2或更低的光強(qiáng)度下的光固化。
43.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述固化步驟包括在約800mW/cm2或更低的光強(qiáng)度下的光固化。
44.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述固化步驟包括在約2000mW/cm2或更低的光強(qiáng)度下的光固化。
45.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述固化步驟包括在低于約15秒的光固化。
全文摘要
公開了一種含有引發(fā)劑和多丙烯酸酯化合物的牙科組合物。該制劑不含甲基丙烯酸甲酯(一種牙科制劑中存在的揮發(fā)性、刺激性和潛在危害的材料)。所述多丙烯酸酯化合物的每個分子至少具有三個丙烯酸酯官能度。該制劑固化成無氧抑制層的表面。該制劑可作為牙科密封劑、牙科涂層和指甲/趾甲修復(fù)用途。
文檔編號A61K6/00GK1668269SQ02829661
公開日2005年9月14日 申請日期2002年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月21日
發(fā)明者B·I·蘇, L·馮 申請人:百齒可股份有限公司