(57)【要約】      （修正有）【課題】改善された曲げ、引張および疲労特性などの改善された機械的特性を有する硬化性マルチパートアクリル組成物を提供する。【解決手段】硬化性マルチパートアクリル組成物は、固体の第１パートと、貯蔵安定性のある液体の第２パートと、任意選択的に、さらなる固体および／または液体パートとを含み、それらのパートは、混合すると硬化してセメントを形成するよう機能する。本組成物は、第２パートにアクリルモノマー成分と、第１および／またはさらなるパートに開始剤成分、アクリルポリマー粒子の第１亜母集団と、第１および／またはさらなるパートにアクリルポリマー粒子の第２亜母集団と任意選択的に、アクリルポリマー粒子の１つもしくは複数のさらなる亜母集団と、放射線不透過性充填材とをさらに含む。【選択図】図１
2019194340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体の第１のパートと貯蔵安定性のある液体の第２のパートと含み、任意選択的に、固体もしくは液体の第３のパートとを含む硬化性マルチパートアクリル組成物であって、前記第１、第２及び第３のパートが、少なくとも前記第１のパート及び前記第２のパートを混ぜ合わせたときに硬化して固体塊になるセメントを形成するよう機能し、前記硬化性マルチパートアクリル組成物が、前記第２のパートにアクリルモノマー成分と、前記第１のパートおよびさらなるパートのうちの少なくとも一方に開始剤成分、アクリルポリマービーズの第１亜母集団と、前記第１のパートおよびさらなるパートのうちの少なくとも一方にアクリル乳化重合微粒子の第２亜母集団と、放射線不透過性充填剤とをさらに含み、前記開始剤成分が混合され、または前記開始剤成分をもって活性化されたときに前記アクリルモノマー成分を重合させるために有効な量で前記開始剤成分が存在する、硬化性マルチパートアクリル組成物において、前記放射線不透過性充填材の少なくともいくらかが、アクリルポリマービーズの前記第１亜母集団内に封入され、または前記第１亜母集団上に吸着され、及び、アクリルポリマー粒子の前記第２亜母集団が、前記第１亜母集団よりも低い平均粒子径を有することを特徴とする、硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項２】
前記第１亜母集団および前記第２亜母集団のうちの少なくとも一方が、前記第１のパートにある、請求項１に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項３】
組成物中の、および最終硬化組成物中の前記放射線不透過性充填材の２０〜１００％ｗ／ｗが、アクリルポリマー粒子内に封入され、またはその粒子上に吸着される、請求項１〜２のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項４】
硬化性マルチパート組成物中の放射線不透過性充填材のレベルが、１〜５０％ｗ／ｗである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項５】
より低い平均粒子径第２亜母集団が、０．０１〜３０μｍの範囲である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項６】
前記第２亜母集団が、封入された放射線不透過性充填材を本質的に含まない、ここで、含まないとは、５％ｗ／ｗ未満、より典型的には、１％ｗ／ｗ未満の放射線不透過性充填材を意味する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項７】
アクリル乳化重合微粒子の場合に、より低い平均粒子径亜母集団のＺ平均粒子径が、前記第２亜母集団であろうとさらなる亜母集団であろうと、好ましくは範囲０．０１〜２μｍにある、またはビーズ粒子の場合に、前記より低い平均粒子径亜母集団の前記平均粒子径が、前記第２亜母集団であろうとさらなる亜母集団であろうと、好ましくは、範囲１〜３０μｍにある、請求項１〜６のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項８】
封入され、または吸着された放射線不透過性充填材を有する前記亜母集団の平均粒子径が、好ましくは範囲１０〜１０００μｍにある、請求項１〜７のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項９】
前記第１亜母集団が、アクリルビーズポリマー粒子である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項１０】
好適な放射線不透過性充填材が、二酸化ジルコニウム、炭酸ストロンチウム、粉末タンタル、粉末タングステン、硫酸バリウムおよびそれらの混合物を含むリストから選択される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項１１】
ヒト動物または骨の治療での使用のための請求項１〜１０のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項１２】
硬化性マルチパートアクリル組成物中の餅状化時間低減剤としてのまたは機械的強度改善剤としての請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアクリルポリマー固体の第１のパートの使用。
【請求項１３】
前記第１、第２および任意選択的にさらなるパートを混合する工程を含む請求項１〜１０のいずれか一項に記載のマルチパートアクリル組成物からのアクリルセメントの製造方法。
【請求項１４】
ａ）請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアクリルポリマー組成物の第１パートと貯蔵安定性のある第２パートとを製造する工程；
ｂ）ここで、工程ａ）が、アクリルモノマー組成物を重合させてアクリルポリマー粒子の亜母集団を形成する工程を含み、ここで、前記重合が、放射線不透過性充填材の存在下で実施され、それによって前記放射線不透過性充填材をアクリルポリマー粒子中に封入する工程
を含む請求項１〜１０のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物の製造方法。
【請求項１５】
前記アクリル乳化重合微粒子が、合体したアクリル乳化重合微粒子の網状構造の形態にある、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項１６】
合体したアクリル乳化重合粒子の前記網状構造がそれ自体、前記粒子中の空隙の存在によって少なくともある程度生じる大きな表面積を典型的には有する多孔質のより大きな合体した粒子であり、そしてこれらのより大きな合体した粒子が１〜１００ｍ２／ｇの平均表面積を有する、請求項１〜１１，１５のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項１７】
前記より大きな合体した粒子が、０．００５〜０．５ｃｍ３／ｇの平均全細孔容積を有する、請求項１６に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項１８】
硬化性組成物中のモノマーの量が、前記第２パートにおいてであろうとさらなるパートにおいてであろうと、範囲１０〜７０％ｗ／ｗにある、請求項１〜１１または１５〜１７のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項１９】
組成物中の全放射線不透過性充填材の少なくとも９０％ｗ／ｗが、前記アクリルポリマー組成物第１パートに存在する、請求項１〜１１または１５〜１８のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項２０】
前記アクリルモノマー成分および前記放射線不透過性充填材のすべてもしくは実質的にすべてが、前記放射線不透過性充填材が前記最終硬化材料のポリマーマトリックス中に実質的に存在しないかまたは低減されるように、組成物の別個のパートに置かれる、請求項１〜１１または１５〜１９のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項２１】
組成物中に封入され、または吸着された放射線不透過性充填材を持った前記全第１またはさらなる（存在する場合）亜母集団アクリルポリマー粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗが、前記アクリルポリマー組成物第１パートに存在する、請求項１〜１１または１５〜２０のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項２２】
組成物中のより低い平均粒子径の前記全第２またはさらなる（存在する場合）亜母集団アクリルポリマー粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗが、前記アクリルポリマー組成物第１パートに存在する、請求項１〜１１または１５〜２１のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項２３】
前記第２亜母集団中であろうとさらなる亜母集団中であろうと、組成物中に存在する前記アクリル乳化重合微粒子の全量の少なくとも９０％ｗ／ｗが、前記アクリルポリマー組成物第１パートに存在する、請求項１〜１１または１５〜２２のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項２４】
前記第１亜母集団中であろうとさらなる亜母集団中であろうと、組成物中の封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持った前記全アクリルポリマービーズの少なくとも９０％ｗ／ｗが、前記アクリルポリマー組成物第１パートに存在する、請求項１〜１１または１５〜２３のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【請求項２５】
前記マルチパート組成物が、骨セメント組成物または歯科用組成物である、請求項１〜１１または１５〜２４のいずれか一項に記載の硬化性マルチパートアクリル組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線不透過性充填材、特に、しかし独占的にではなく、アクリル組成物を含む硬化性マルチパートポリマー組成物であって、混ぜ合わせられると互いに反応して、硬化して固体になる骨セメントなどのセメントを形成する少なくとも２つのパートを有する組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクリルポリマーとモノマーとを混ぜ合わせることによって形成される硬化性組成物は、広範囲の用途で有用である。特定の実用性は、歯科、医療、接着剤および建築用途に見いだされ、それらの用途では、そのような材料が４０年間以上にわたって使用されてきた。
【０００３】
歯科用途としては、義歯床、義歯床プレート、義歯ライナー、義歯修理、カスタムトレー、歯冠およびブリッジ技工用の化粧張り、人工歯、天然の歯用の化粧板および修理品ならびに歯修復詰め物が挙げられる。医療用途としては、人工装具セメントなどの骨空洞用の骨セメント、頭蓋セメントならびに椎体形成術および椎骨形成術における脊椎セメントが挙げられる。さらなる用途としては、体外で硬化する、そして次に身体へ導入することができる造形品の製造が挙げられる。
【０００４】
本発明が有利である硬化性アクリル組成物の一つのタイプは一般に、固体成分と液体成分とからなる。固体成分は、ポリマー粒子から形成される粉末と、適切な場合、重合開始剤および触媒、充填材ならびに染料などの、さらなる添加剤とを含む。液体成分は、１つまたは複数の液体モノマーと、硬化促進剤および安定剤などの、さらなる添加剤とを含む。使える状態である場合、固体および液体成分は、液体または半固体ペーストを形成するために混ぜ合わせられ、ペーストは、重合開始剤および硬化促進剤の作用下に、粘度が増加し、硬化して固体になる。
【０００５】
典型的に使用される固体成分は、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）の小さな球状ビーズ（通常は直径が約２０〜１５０ミクロン）と、通常はＰＭＭＡビーズ内に封入された、しかしまた別個の成分として添加することができる、ジベンゾイルペルオキシド（ＢＰＯ）などの少量の重合開始剤とからなる。液体成分は通常、モノマー、典型的にはメチルメタクリレート（ＭＭＡ）であり、それはまた、Ｎ、Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン（第三級アミン）（ＤＭＰＴ）などの重合活性化剤および、モノマーが自然発生的に重合するのを防ぐためのヒドロキノン（ＨＱ）などの防止剤を含有してもよい。
【０００６】
固体成分と液体成分とが混ぜ合わせられるとき、ポリマー粒子は、モノマーで湿り、溶媒和し、溶解し始める。溶媒和したポリマー粒子は、ジベンゾイルペルオキシド開始剤をモノマー中へ放出し、それは、存在する場合、活性化剤と相互作用してラジカルを生成し、ラジカルは、モノマーと反応し、モノマーの室温付加重合を開始させる。混合物は、比較的低粘度で出発し、ますます堅いシステムに進み、そのシステムは最終的には完全に硬化する。
【０００７】
室温で硬化できる組成物（いわゆる「自己硬化性」または「低温硬化性」システム）は、典型的には４〜１０分である餅状化時間（ｄｏｕｇｈ  ｔｉｍｅ）および典型的には１０〜２５分である硬化時間を有する。作業時間は効果的に、オペレーターが望ましいやり方で生地を巧みに扱う、たとえば義歯床製造のための歯型中へ圧入する、または股関節修復もしくは交換中に骨空洞中へ圧入するまたは脊髄手術中に脊椎空洞中へ注入するまたは工業的張り合わせ操作中に間隙もしくは空洞中へ押し込むために利用可能な期間を画定する。餅状化時間は、固体成分と液体成分との組み合わせが混合後に直ちに粘度上昇する速度によって決定され、そしてポリマービーズ粒子径および形状、ポリマー分子量、ならびにポリマー組成などの、多数の因子によって制御される。
【０００８】
硫酸バリウムまたは二酸化ジルコニウムなどの放射線不透過性充填材は、骨セメント組成物に添加するべき必要な原料である。それらは、身体に移植された場合に骨セメントの場所を示すためのＸ線造影剤として機能する。放射線不透過性充填材は伝統的に、固体成分か液体成分かのどちらか、または両方において固体−液体骨セメント組成物に添加されてもよい。しかし、充填材粒子の導入は、曲げ、引張および疲労特性などの硬化組成物の機械的特性を低下させる傾向を有する。
【０００９】
米国特許第４，５００，６５８号明細書は、鉛箔、銀合金、金および１％永久歪みアマルガムなどのある種の金属充填材での問題が、材料を弱くし、そして壊すインサートと樹脂との間の界面で応力集中をそれらが引き起こすことであることを開示している。
【００１０】
他方では、ビーズに外部付随した重金属化合物は不都合である。さらに、高レベルの硫酸バリウムが樹脂を放射線不透過性にするために樹脂中に必要であること、しかしこれらのレベルでは材料の強度に悪影響があることが指摘されている。この公文書は、懸濁重合を用いてビーズに充填材を封入し、そして一様に分散させることができると記載している。ビーズは、生体医用材料およびデバイスを着色するための生物医学的用途で有用であると言われている。固体−液体義歯組成物のためにビーズ粒子を乾燥粉末中へ配合するという例が提案されている。ビーズは、組成物に使用する前にすり潰されてもよい。開示されたモノマーとの混合物は、ビーズのほとんどがモノマーに溶解し、それによって封入された放射線不透過性顔料がモノマーに分散することを可能にすることを暗示する。従って、この公文書は、最終ポリマーのマトリックスへの不透過材デリバリの方法を教示しているにすぎない。
【００１１】
欧州特許第０２１８４７１号明細書は、エチルメタクリレートポリマービーズ中へ組み込まれた硫酸バリウム放射線造影剤が、固体−液体系にｎ−ブチルメタクリレートモノマーを使って、改善された機械的特性を与えることができると教示している。アクリルポリマービーズ粒子内に封入することによって放射線不透過性充填材粒子の濃度を低下させる可能性についてはまったく言及されていない。さらに、混合するとビーズポリマーは、最終生成物において放射線不透過性充填材の封入を維持する意図がまったくないように、モノマーにほぼ完全に溶解すると言われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
改善された機械的特性の骨セメントおよび歯科用組成物を提供することが、本発明の１つの目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
意外にも、硬化した組成物の機械的特性に有意に影響を及ぼすことなく放射線不透過性充填材を導入する硬化性固体−液体マルチパート組成物およびその製造方法が発見された。有利には、それ故、組成物には、改善された曲げ、引張および疲労特性などの改善された機械的特性が備わっている。
本発明の実施形態は、添付の図および実施例に関連して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による噴霧乾燥粉末を示すＳＥＭ画像。
【図２】ビーズポリマーのＳＥＭ画像。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１態様によれば、固体第１パートと貯蔵安定性のある液体第２パートと任意選択的に、さらなる固体および／または液体パートとを含む硬化性マルチパートアクリル組成物であって、それらのパートが、それらのパートを混ぜ合わせると硬化して固体塊になるセメントを形成するよう機能し、その組成物が、第２パートにアクリルモノマー成分と、第１および／またはさらなるパートに開始剤成分、アクリルポリマー粒子の第１亜母集団と、第１および／またはさらなるパートにアクリルポリマー粒子の第２亜母集団と任意選択的に、アクリルポリマー粒子の１つもしくは複数のさらなる亜母集団と、放射線不透過性充填材とをさらに含み、開始剤成分が、混合されるおよび／またはそれをもって活性化されるとアクリルモノマー成分を重合させるのに有効な量で存在し、放射線不透過性充填材の少なくともいくらかが、アクリルポリマー粒子の第１亜母集団内に封入されるおよび／または第１亜母集団上に吸着されることを特徴とし、ここで、アクリルポリマー粒子の第２亜母集団が、第１亜母集団よりも低い平均粒子径を有する組成物が提供される。
【００１６】
典型的には、第１亜母集団および／または第２亜母集団は、第１パートにある。第１および／または第２亜母集団はまた、第３またはさらなるパートにあってもよい。しかし、好ましくは、第１または第２亜母集団の少なくとも１つ、より好ましくは両方の亜母集団は、第１パートにある。示されたように、組成物は、３つ以上のパートを含んでもよく、たとえば開始剤成分および／または亜母集団のいずれかは、別個の第３パートに貯蔵することができようが、便宜上、本明細書での本発明の態様のいずれかのマルチパートアクリル組成物は典型的には、たった２パートの組成物である、すなわち、第３またはさらなるパートはまったくない。
【００１７】
アクリルポリマー組成物は、アクリルポリマー粒子の２つもしくはそれ以上の亜母集団を含む。亜母集団は一般に、分子量（ＭＷ）、分子量分布、気孔率、（コ）モノマー残基の性質および分布、粒子径、粒子径分布、および／またはタイプ、残存開始剤の存在または不在ならびに、存在する場合、残存開始剤の量およびタイプなどの１つもしくは複数の特性によって他の亜母集団から区別され得る。アクリルポリマー粒子の２つもしくはそれ以上の亜母集団はそれ故、たとえば懸濁重合、乳化重合、溶液重合および／またはバルク重合した１つもしくは複数のタイプのものであってもよい。典型的には、懸濁、バルクまたは溶液重合させられた場合には、亜母集団は、ポリマービーズとして存在し、乳化重合させられた場合には、亜母集団は、一緒に合体していても、一緒に集塊していてもまたは独立していてもよい乳化重合微粒子として存在する。あるいは、亜母集団は、破砕された、粉砕された、もしくはすり潰されたバルク重合アクリルポリマーまたは破砕された、粉砕された、もしくはすり潰されたアクリルポリマービーズとして存在してもよい。
【００１８】
アクリル組成物固体第１パートおよび貯蔵安定性のある液体第２パートは好ましくは、貯蔵され、０〜３０℃、より好ましくは１８〜２５℃、最も好ましくは２０〜２３℃で、そしていかなる場合にも典型的には大気圧範囲下で反応させられる。アクリル組成物固体第１パートと液体第２パートとの混合からのセメントの調製は、当業者によって理解されるであろう様々な方法で、たとえば手動混合によって実施することができる。
【００１９】
典型的には、開始剤成分は、モノマー成分を完全に重合させるのに有効な量で存在する。たとえば、モノマー成分の８５％ｗ／ｗ、より典型的には、少なくとも９０％ｗ／ｗ、最も典型的には、モノマー成分の９５％〜９８％ｗ／ｗを少なくとも重合させるために。さらに、開始剤成分は、モノマー成分を完全に重合させるのに有効であろう量を上回って存在してもよい。
【００２０】
典型的には、組成物中に、それ故、典型的には、また最終硬化組成物中に存在する全放射線不透過性充填材の少なくとも２５％ｗ／ｗが、アクリルポリマー粒子内に封入されおよび／またはアクリルポリマー粒子上に吸着され、より典型的には、少なくとも５０％ｗ／ｗ、最も典型的には、少なくとも７５％ｗ／ｗがそのように封入されるおよび／または吸着される。
【００２１】
それ故、組成物中の、そしてそれ故、典型的には、また最終硬化組成物中の放射線不透過性充填材の２０〜１００％ｗ／ｗ、より典型的には、３０％〜１００％ｗ／ｗ、最も典型的には、６０〜１００％ｗ／ｗは、アクリルポリマー粒子内に封入されるおよび／またはアクリルポリマー粒子上に吸着される。封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材のレベルが最終硬化組成物中で維持されることが好ましいが、それにもかかわらずモノマーへのキャリア粒子のいくらかの溶解があり得るし、従って、別の方法では、アクリルポリマー粒子内に封入されるおよび／またはアクリルポリマー粒子上に吸着される放射線不透過性充填材の最終硬化組成物中のレベルは、１０〜１００％ｗ／ｗ、より典型的には、２０％〜９５％ｗ／ｗ、最も典型的には、５０〜９０％ｗ／ｗである。
【００２２】
典型的には、本発明の硬化性マルチパート組成物中の放射線不透過性充填材のレベルは、１〜５０％ｗ／ｗ、より典型的には、５〜４０％ｗ／ｗ、最も典型的には、６．５〜３０％ｗ／ｗである。好ましくは、放射線不透過性充填材は、アクリルポリマー粒子内に封入されてまたはアクリルポリマー粒子上に吸着されて明記された組成レベルで存在する。典型的には、放射線不透過性充填材は、硬化セメント、すなわち、完全に重合した生成物中のアクリルポリマー粒子内に封入されてまたはアクリルポリマー粒子上に吸着されて明記された組成レベルでまたは組成レベル近くで存在する。従って、封入されたおよびまたは吸着された放射線不透過性充填材は好ましくは、マトリックスモノマー中へ放出されるべきではなく、それ故典型的にはアクリルポリマー粒子中にまたはアクリルポリマー粒子上に明記された組成レベルで存在する。しかし、混合中に、吸着された放射線不透過性充填材のいくらかは、モノマー中へ移動し得るし、さらに、ポリマー粒子のいくらかは、溶解し得るし、こうして放射線不透過性充填材をマトリックスモノマー中へ放出する。従って、最終硬化セメント中に存在する封入された放射線不透過性充填材のレベルは、４０％以下だけ、より典型的には、２０％以下だけ上記の組成レベルで低下し得る。
【００２３】
有利には、最終硬化生成物での高レベルの封入は、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有するアクリルポリマー粒子の第１亜母集団の平均粒子径よりも低い平均粒子径を有するアクリルポリマー粒子の第２亜母集団を組成物中へ少なくとも組み込むことによって達成される。この第２亜母集団の平均粒子径は、典型的には３０μｍ未満、より典型的には２０μｍ未満、最も典型的には１０μｍ未満である。典型的なより低い平均粒子径第２亜母集団範囲は、０．０１〜３０μｍ、より典型的には、０．０２〜２０μｍ、最も典型的には、０．１〜１０μｍである。そのようなより低い平均粒子径亜母集団は、硬化性組成物のパートのいずれかの中に存在してもよいが、それらが混合後にモノマーに優先的に溶解して封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有する第１亜母集団の溶解を防ぐまたは低減するように、モノマーから離れて一般に保たれる。従って、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったより大きな平均粒子径アクリルポリマー粒子第１亜母集団は、モノマーに溶解しないかまたはより低い平均粒子径第２亜母集団と同じ程度に溶解しない。さらなる亜母集団は、第１亜母集団よりも大きなまたは低い平均粒子径を有してもならびに／または封入されたおよび／もしくは吸着された放射線不透過性充填材を有してもよい。しかし、少なくとも第２亜母集団は、組成物中に存在する封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったすべての亜母集団よりも低い平均粒子径を有することが好ましく、そしてまた、第２亜母集団は、封入された放射線不透過性充填材を本質的に含まないことが独立して好ましく、ここで、含まないとは、５％ｗ／ｗ未満、より典型的には、１％ｗ／ｗ未満の放射線不透過性充填材を意味する。
【００２４】
従って、乳化重合微粒子の場合、第２亜母集団であろうとさらなる亜母集団であろうと、より低い平均粒子径亜母集団のＺ平均粒子径は、好ましくは範囲０．０１〜２μｍ、より好ましくは、０．０２〜１μｍ、最も好ましくは、０．０５〜０．５μｍ、とりわけ、０．１〜０．４５μｍにある。
【００２５】
ビーズ粒子の場合、第２亜母集団であろうとさらなる亜母集団であろうと、より低い平均粒子径亜母集団の平均粒子径は、好ましくは範囲１〜３０μｍ、より好ましくは、２〜２０μｍ、最も好ましくは、２．５〜１５μｍにある。  
【００２６】
任意のアクリルポリマー粒子が、より低い平均粒子径亜母集団として使用されてもよいが、本明細書に定義されるような乳化重合微粒子が使用されることが好ましい。
【００２７】
封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有する亜母集団の平均粒子径は、好ましくは範囲１０〜１０００μｍ、より好ましくは、２０〜６００μｍ、最も好ましくは、２５〜２００μｍにある。一般に、そのような範囲でこれは平均粒子径に言及すると見なされるべきである。
【００２８】
一般に、本明細書で平均粒子径は、特性評価中の粒子のサイズに適切な技法によって測定される。従って、より低い平均粒子径亜母集団は、比較されつつある亜母集団とは異なる技法によって特性評価されたその平均粒子径を有する可能性がある。それにもかかわらず、これは、関連亜母集団の平均粒子径が明らかに区別できる場合には適切である。平均粒子径が比較的近い場合には、同じ技法のみを用いることが適切であるかもしれない。たとえば、サブミクロン粒子は、それらのＺ平均粒子径で特性評価されてもよいが、１０μｍ超の粒子は、それらの平均粒子径で特性評価することができる。１〜１０μｍの粒子は、どちらかの測定で特性評価することができようし、比較のための両亜母集団がこの範囲に入る場合には、同じ技法が採用されるべきである。従って、本明細書では、乳化重合微粒子は好ましくは、それらのＺ平均粒子径で特性評価され、ビーズ粒子は好ましくは、それらの平均粒子径で特性評価される。
【００２９】
好ましくは、第２亜母集団であろうとさらなる亜母集団であろうと、より低い平均粒子径亜母集団粒子径は、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有する亜母集団粒子径よりもモノマーへの後者の溶解を抑制するために十分に低い。好ましくは、第２亜母集団であろうとさらなる亜母集団であろうと、平均粒子径は、より大きな粒子の平均粒子径よりも少なくとも１０％低い。
【００３０】
上記にもかかわらず、いくつかの放射線不透過性充填材が、たとえばアクリル組成物第１パートおよび／または液体第２パートにおける、アクリルポリマー粒子中にまたはアクリルポリマー粒子上に非封入および／または吸着されていない形態で組成物および／または硬化セメント中に存在することもまた可能である。これは、独立して添加された放射線不透過性充填材か、封入されたまたは吸着された形態から周囲液体中へ移動してしまった放射線不透過性充填材かのどちらかである。
【００３１】
封入されるおよび／または吸着される放射線不透過性充填材は、アクリルポリマー粒子の第１亜母集団のみまたは２つ以上の亜母集団においてそれら内に封入されてもよいおよび／またはそれら上に吸着されてもよい。亜母集団がアクリルポリマー粒子の２つ以上のタイプ（ビーズおよびエマルジョンなどの）にまで及ぶ場合には、放射線不透過性充填材は、任意の１つもしくは複数のタイプ中に存在してもよい。しかし、好ましくは、放射線造影剤は、１つもしくは複数のポリマービーズ亜母集団内に封入されるおよび／または１つもしくは複数のポリマービーズ亜母集団上に吸着される。それ故、第１亜母集団は好ましくは、アクリルビーズポリマー粒子である。
【００３２】
好ましくは、組成物中の全アクリルモノマー成分の少なくとも９０％ｗ／ｗ、より好ましくは、少なくとも９５％ｗ／ｗ、最も好ましくは、少なくとも９９％ｗ／ｗは、液体第２パートに存在する。好ましい実施形態では、組成物中のアクリルモノマー成分は実質的にすべて、液体第２パートに存在する。典型的には、それ故、アクリルモノマー成分は、組成物のたった一つのパートに存在する。典型的には、アクリルモノマー成分含有液体パートは、それに溶解したアクリルポリマー粒子を含む。
【００３３】
典型的には、前記アクリルモノマー成分および前記開始剤成分は、モノマー成分を含有するパートが重合まで貯蔵安定性があるように、前記マルチパート組成物の別個のパートに置かれる。
【００３４】
第１亜母集団であろうと第２亜母集団であろうとまたはさらなる亜母集団であろうと、アクリルポリマー粒子の亜母集団には、アクリルポリマービーズの１つもしくは複数の亜母集団および乳化重合微粒子の１つもしくは複数の亜母集団が含まれてもよい。
【００３５】
好ましくは、放射線不透過性充填材は、アクリルポリマー粒子の第１亜母集団中のみにおいて封入されるおよび／または吸着されるが、それは、上述の通り、２つ以上のさらなる亜母集団において封入されてもよいおよび／または吸着されてもよい。典型的には、放射線不透過性充填材は、アクリルポリマービーズ内に封入されるおよび／またはアクリルポリマービーズ上に吸着されるのみであるが、それはあるいはそれのみであっても、さらに、乳化重合微粒子中に封入されてもよいおよび／または乳化重合微粒子上に吸着されてもよい。典型的には、組成物のたった一つのパート、好ましくは、その第１パートにおいて封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有することが好都合である。放射線不透過性充填材が、アクリルポリマー粒子のたった一つの亜母集団タイプにおいて封入されるおよび／または吸着される場合には、アクリルポリマー粒子のさらなる亜母集団タイプが組成物中に依然として存在してもよい。たとえば、放射線不透過性充填材が、乳化重合微粒子またはアクリルポリマービーズにおいて封入されるおよび／または吸着される場合には、両タイプの粒子が組成物中に依然として存在してもよい。好ましい実施形態では、組成物は、第１および第２パートの両方にアクリルポリマービーズを含み、典型的には、第１パートにおいてのみに乳化重合微粒子を含み、任意選択的に放射線不透過性充填材は、第１パートにおける任意の１つもしくは複数のタイプのアクリルポリマー粒子において封入されてもよいおよび／または吸着されてもよい。しかし、好ましくは、放射線不透過性充填材は、アクリル組成物第１パートのアクリルポリマービーズにおいて封入されるおよび／または吸着されるのみである。
【００３６】
典型的には、組成物中の全封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材の少なくとも５０％ｗ／ｗは、アクリルポリマービーズ中に存在し、より典型的には、少なくとも９０％ｗ／ｗ、最も典型的には、少なくとも９５％ｗ／ｗは、アクリルポリマービーズ中に存在し、より好ましくはアクリル組成物第１パートのアクリルポリマービーズ中にこれらのレベルで存在する。
【００３７】
封入の一方法は、硫酸バリウムなどの放射線不透過性充填材をアクリルモノマー内に分散させ、次に、たとえば、バルク、乳化または懸濁重合によってモノマーを重合させ、それによって結果として生じるアクリルポリマー粒子内に放射線不透過性充填材を封入することである。
【００３８】
示されたように、本組成物は、乳化重合アクリル粒子またはビーズポリマー粒子を含んでもよい。これらは、当業者に公知の技法に従って製造され得る。しかし、製造の好ましい特徴には、
任意選択的に放射線不透過性充填材の存在下で少なくとも１つのアクリルモノマー組成物を乳化重合させて、任意選択的に封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマーエマルジョンを製造する工程；および／または
任意選択的に放射線不透過性充填材の存在下で少なくとも１つのアクリルモノマー組成物を懸濁、バルクまたは溶液重合させて、任意選択的に封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマービーズ粒子を製造する工程
が含まれる。
【００３９】
好ましいアプローチは、懸濁重合によって製造されるものなどのビーズポリマー粒子内に放射線不透過性充填材を封入することである。
【００４０】
より低い平均粒子径第２亜母集団の存在下で第１亜母集団中のアクリルポリマー粒子内に放射線不透過性充填材を封入することによって、アクリル組成物第１パートと液体第２パートとを混合することにより形成される連続マトリックス中の放射線不透過性充填材粒子の濃度が下げられ、それによって連続マトリックス中の応力集中欠陥の数を低減することが意外にも見いだされた。結果として、充填材がすべて連続マトリックス中に存在する場合に起こるであろう機械的特性の通常の低下を回避することができる。さらに、最初に放射線不透過性充填材をモノマーに細かく分散させ、次にそれをアクリルポリマー粒子内に封入することによって、さらにより低い量の充填材の使用によって同じ放射線不透過化効果を達成することが可能である。これは、機械的特性のさらなる向上をもたらす。
【００４１】
好適な放射線不透過性充填材は、二酸化ジルコニウム、炭酸ストロンチウム、粉末タンタル、粉末タングステン、硫酸バリウムおよびそれらの混合物を含むリストから選択されてもよい。好ましくは、放射線不透過性充填材は硫酸バリウムである。典型的には、放射線不透過性充填材が硫酸バリウムである場合、硫酸バリウムは、アクリルポリマー粒子、より典型的には、ビーズポリマー粒子中に封入されるおよびビーズポリマー粒子上に吸着される事の両方である。他方では、二酸化ジルコニウムなどの他の放射線不透過性充填材については、二酸化ジルコニウムは一般に、封入されるのみである。
【００４２】
放射線不透過性とは、本明細書ではＸ線にさらされた場合に材料を周囲の材料からさらに区別できるようにする能力を意味する。
【００４３】
好ましい実施形態では、アクリル組成物第１パートは、ポリマービーズとして存在するそして封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有するアクリルポリマー粒子第１亜母集団を含む。好ましくは、本発明の組成物は、乳化重合微粒子を第２亜母集団として含む。有利には、乳化重合微粒子の平均粒子径は一般に、ポリマービーズの平均粒子径よりも低い。
【００４４】
本発明の特に好ましい態様では、ポリマービーズ第１亜母集団を含有し、そして封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有するアクリル組成物固体第１パートは、乳化重合微粒子の第２亜母集団をさらに含有する。
【００４５】
本発明は、別の態様では、本明細書の態様のいずれかに従ったマルチパートアクリル組成物を混合することから製造される固体セメント組成物にまで及ぶ。
【００４６】
有利には、本発明は、ヒトもしくは動物の骨の治療に用いるためである。
【００４７】
さらに、本発明は、別の態様では、硬化性マルチパートアクリル組成物での餅状化時間低減剤としてまたは機械的強度改善剤として用いるための本発明のアクリルポリマー固体第１パートの組成物にまで及ぶ。
【００４８】
本発明のさらなる態様によれば、前記第１パート、第２パートおよび任意選択的にさらなるパートを混合する工程を含む、本発明の態様のいずれかによるマルチパートアクリル組成物からのアクリルセメントの製造方法が提供される。
【００４９】
上記の混合プロセスは、任意の好適な手段、たとえば手動混合プロセスによってもよい。
【００５０】
本発明のさらなる態様によれば、
ａ）本発明の第１態様に従ってアクリルポリマー組成物第１パートと貯蔵安定性のある第２パートとを製造する工程であって、
ｉ）工程ａ）が、アクリルモノマー組成物を重合させてアクリルポリマー粒子の亜母集団を形成する工程を含み、重合が放射線不透過性充填材の存在下で実施され、それによって放射線不透過性充填材をアクリルポリマー粒子中に封入する
工程を含む、本発明の態様のいずれかによる硬化性マルチパートアクリル組成物の製造方法が提供される。
【００５１】
本発明の第２態様によれば、固体第１パートと貯蔵安定性のある液体第２パートと任意選択的に、第３またはさらなる固体もしくは液体パートとを含む硬化性マルチパートアクリル組成物であって、それらのパートが、それらのパートを混ぜ合わせると硬化して固体塊になるセメントを形成するよう機能し、その組成物が、第２パートにアクリルモノマー成分と、第１および／またはさらなるパートに開始剤成分、アクリルポリマービーズの第１亜母集団と、第１および／またはさらなるパートにアクリル乳化重合微粒子の第２亜母集団とをさらに含み、開始剤成分が、混合されるおよび／またはそれをもって活性化されるとアクリルモノマー成分を重合させるのに有効な量で存在し、放射線不透過性充填材の少なくともいくらかが、アクリルポリマービーズの第１亜母集団内に封入されるおよび／または第１亜母集団上に吸着されることを特徴とする組成物が提供される。
【００５２】
示されたように、本組成物は、乳化重合微粒子を含む。これらは、当業者に公知の技法に従って製造されてもよい。典型的には、乳化重合微粒子は、液体エマルジョンを乾燥させて粉末を形成することによって典型的には製造された、合体した乳化重合微粒子の網状構造の形態にある。
【００５３】
異なるタイプのアクリルポリマー粒子が、アクリル組成物の固体第１パートを形成するために、典型的には、当業者に公知の好適な他の組成物成分の存在下で、一緒にブレンドされてもよい。そのような組成物添加剤としては、開始剤、触媒、染料および充填材が挙げられる。
【００５４】
本発明のアクリルポリマー粒子のブレンディングは、異なるサイズの粒子をブレンドするための当業者に公知の任意の好適な技法によって実施されてもよい。
【００５５】
しかし、小さな粒子と大きな粒子とをブレンドする好ましい手段は、従来型混転ブレンディング法による。粉末をブレンドする他の方法、たとえば、スクリューブレンディングおよびロールブレンディングもまた可能である。
【００５６】
有利にも、本発明のマルチパート硬化性組成物はまた、硬化中の低い最大発熱温度を達成し、従って骨セメントの場合に、組織壊死、アクリル骨セメントの周知の問題を回避する。
【００５７】
さらなる利点は、本発明から形成される硬化性組成物がまた、長い作業時間を示し、それによってオペレーターが適用中に望ましいやり方でセメント生地を巧みに扱うためのより長い期間を提供する。
【００５８】
本発明のビーズまたは微粒子などのアクリルポリマー粒子を製造するための少なくとも１つのアクリルモノマー組成物の重合は、過剰の開始剤ありまたはなしで行われてもよい。
【００５９】
典型的には、本発明の任意の態様の硬化性組成物の好ましい実施形態は、
ａ）放射線不透過性充填材をアクリルモノマー／ポリマーシロップに分散させて分散系を製造する工程と；
ｂ）開始剤の存在下で、および任意選択的に、過剰の開始剤の存在下でその分散系を懸濁重合させて、封入されたおよび／または吸着された充填材を含有するアクリルポリマービーズ粒子を製造する工程と；
ｃ）開始剤の存在下で、および任意選択的に、過剰の開始剤の存在下でアクリルモノマー組成物を乳化重合させてポリマーエマルジョンを製造する工程と；
ｄ）工程ｃ）のポリマーエマルジョンを乾燥させて、合体した乳化重合微粒子の網状構造を製造する工程と；
ｅ）工程ｂ）の封入されたおよび／または吸着された充填材を含有するアクリルポリマービーズ粒子を、工程ｄ）の合体した乳化重合微粒子と、任意選択的に、添加された開始剤と混合してアクリルポリマー組成物第１パートを形成する工程と；
ｆ）アクリルモノマーと硬化促進剤とを含有する液体第２パートを製造する工程と；
ｇ）アクリル組成物第１パートを液体第２パートと混合して生地を製造する工程と；
ｈ）任意選択的に、手動操作または注入によって生地を型または空洞に入れる工程と；
ｉ）生地を固まらせ、硬化させる工程と
によって調製される。
【００６０】
特に好ましい方法は、残存開始剤がアクリルポリマービーズ粒子および／または乳化重合微粒子内に封入されるように、過剰の開始剤を懸濁重合工程ｂ）および／または乳化重合工程ｃ）へ導入する。しかし、あるいは、開始剤はまた、工程ｅ）においてアクリルポリマー組成物第１パートにその後添加することができる。
【００６１】
本発明の任意の態様の、好ましい実施形態では、２パート組成物は、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったポリマービーズ（通常、約１０〜２００μｍの平均粒子径の、そして通常ＰＭＭＡ）の第１亜母集団と、乳化重合微粒子の第２亜母集団と、任意選択的に、乳化重合アクリル微粒子および／またはアクリルポリマービーズの１つもしくは複数のさらなる亜母集団と、ＰＭＭＡビーズ亜母集団内にまた通常封入された、しかしまた別個の成分として添加することができる、ジベンゾイルペルオキシド（ＢＰＯ）などの少量の重合開始剤とを典型的には含むアクリル組成物第１パートを含む。第２液体パートは通常、モノマー、典型的にはメチルメタクリレート（ＭＭＡ）であり、それはまた、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン（第三級アミン）（ＤＭＰＴ）などの重合活性化剤および、モノマーが自然発生的に重合するのを防ぐためのヒドロキノン（ＨＱ）などの防止剤を含有してもよい。典型的には、アクリルポリマービーズ粒子または乳化重合微粒子であってもよい、アクリルポリマー粒子の第２亜母集団は、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有するビーズの第１亜母集団の平均粒子径よりも低い平均粒子径を有する。
【００６２】
２つのパートが混ぜ合わせられるとき、アクリルポリマー粒子の第１、第２および任意選択的にさらなる亜母集団は、モノマーで湿り、溶媒和し、溶解し始める。本明細書での第２亜母集団は、少なくとも第１亜母集団よりも速い速度で溶解する。溶媒和したポリマー粒子は、ジベンゾイルペルオキシド開始剤をモノマー中へ放出し、それは、存在する場合、活性化剤と相互作用してラジカルを生成し、ラジカルは、モノマーと反応してモノマーの室温付加重合を開始させる。混合物は、比較的低粘度のセメントとして出発し、ますます堅いシステムに進み、それは最終的に完全に硬化してその最終硬化組成物になる。
【００６３】
セメントのこの絶えず変化する粘度は、ＢＳ  ＩＳＯ  ５８３３：２００２によって明示されるように、餅状化時間および硬化時間ならびに達成される最大発熱温度によって特徴づけられる。餅状化時間は、セメントが穏やかにさわられたときに手袋をはめた指に付着しない生地のような塊を達成するための混合開始後の時間の長さであると考えられる。硬化時間は、周囲温度と最大温度との中ほどの温度に達するのに要する時間であると考えられる。
【００６４】
餅状化時間および硬化時間ならびに最大発熱温度は、硬化性組成物の使用方法を決定する非常に重要なパラメータである。室温で硬化できる組成物（いわゆる「自己硬化性」または「低温硬化性」システム）は、典型的には４〜１０分である餅状化時間および典型的には１０〜２５分である硬化時間を有する。これらのパラメータは、オペレーターが望ましいやり方で生地を巧みに扱う、たとえば義歯床製造のための歯型中へ圧入する、または股関節修復もしくは交換中に骨空洞中へ圧入するまたは脊髄手術中に脊椎空洞中へ注入するために利用可能な期間を効果的に画定する。オペレーターに利用可能な作業時間を最大にすることは有利であり得る。これは理想的には、硬化時間がセメンチングまたは固定操作についての終点を画定するので、硬化時間の増加なしに達成されるべきである。これはそれ故、餅状化時間の短縮に焦点を絞る。餅状化時間は、液体成分の組み合わせが混合後に直ちに粘度が上昇する速度によって決定され、ポリマービーズ粒子径および形状、ポリマー分子量、ならびにポリマー組成などの、多数の因子によって制御される。
【００６５】
ポリマービーズ
好ましくは、上述の通り、アクリルポリマー粒子亜母集団は、ポリマービーズであってもよいし、またはポリマービーズである。そのようなビーズは、乳化重合粒子から好ましくは形成されないが、従来型非エマルジョンポリマー加工によって好ましくは製造される。そのようなポリマービーズは、アクリルポリマー組成物の分野の当業者に周知であり、たとえば、バルク、溶液または懸濁重合によって製造されたものであってもよい。典型的には、ビーズは、懸濁重合によって製造される。
【００６６】
用語ビーズは本明細書で用いるところでは、特に明記しない限り限定的に解釈されることを意図せず、任意の好適なサイズ、形状および表面性状の個別ポリマー粒子を意味する。しかし本出願との関連で、用語ビーズは、このタイプのアクリルポリマー粒子を、乳化重合微粒子または合体した乳化重合微粒子から形成されたより大きな粒子から区別するために用いられてもよい。
【００６７】
乳化重合微粒子
典型的には、上述の通り、アクリルポリマー粒子亜母集団は、乳化重合微粒子であってもよいし、または乳化重合微粒子である。典型的には、乳化重合微粒子は、合体した乳化重合微粒子の網状構造の形態にある。
【００６８】
誤解を避けるために、合体したとは、個々の微粒子が完全に融合していることを意味せず、しかしそれらが粒子のより大きなタイプを形成するのに十分に接合していることを意味する。典型的には、微粒子は、密接に接触しているが、また個々の特徴を保持している。
【００６９】
好ましくは、乳化重合微粒子のＺ平均粒子径は、Ｍａｌｖｅｒｎ  ＺｅｔａｓｉｚｅｒナノシリーズＳ粒子径アナライザー（ｎａｎｏ  ｓｅｒｉｅｓ  Ｓ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｓｉｚｅ  ａｎａｌｙｚｅｒ）（測定キュベット中の１ｍｌの脱イオン水に１滴のエマルジョンを添加し、試験試料を２５℃で平衡させ、そして機器によって提供されるソフトウェアを用いてＺ平均粒子径を測定する）を用いて光散乱によって測定されるように、２μｍ未満、より好ましくは、１μｍ未満、最も好ましくは、０．８μｍ未満、とりわけ、０．５μｍ未満である。乳化重合微粒子についての好ましいＺ平均粒子径範囲は、上記のようなＭａｌｖｅｒｎ  Ｚｅｔａｓｉｚｅｒを用いて光散乱によって測定されるように、０．０１〜２μｍ、より好ましくは、０．０２〜１μｍ、最も好ましくは、０．０５〜０．５μｍ、とりわけ０．１〜０．４５μｍである。
【００７０】
典型的には、乳化重合微粒子は、単段または多段、すなわち、いわゆるコア／シェル粒子であり得る。この関連で、種、コアおよびシェルを作るためにメチルメタクリレートなどの単一モノマーを使用することが適切であり得る。この場合には、種、コアおよびシェルの組成および分子量が同じものであるように設計される場合に特に、当業者に公知の標準単段乳化重合技法を展開させることができよう。しかし、それらの構造、特にそれらの組成、粒子径および分子量のいくらかの制御を示す乳化重合微粒子を得るために、多段コア−シェル乳化重合アプローチを用いることが好ましい。
【００７１】
コア−シェル粒子を乳化重合によって製造するために、最初に種粒子を形成し、それが次にさらなる成長のための、すなわち、ポリマーコア、次にシェルを製造するための核として働くという幅広く用いられている方法を用いることが好都合である。そのコンセプトは、Ｖ．Ｌ．Ｄｉｍｏｎｉｅ，ｅｔ  ａｌ，“Ｅｍｕｌｓｉｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ”，Ｐ．Ａ．Ｌｏｖｅｌｌ  ａｎｄ  Ｍ．Ｓ．Ｅｌ−Ａａｓｓｅｒ，Ｅｄｓ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ  Ｌｔｄ，Ｃｈａｐｔｅｒ  ９，ｐａｇｅｓ  ２９４−３２６，（１９９７）によってより詳細に記載されている。種粒子は、乳化剤を含まない技法（すなわち、過硫酸カリウム、ナトリウムまたはアンモニウムなどの、イオン性の水溶性開始剤の使用から生じる粒子安定化）か、乳化剤の使用によってかのどちらかを用いて形成され、安定化され得る。種粒子が形成されるとすぐに、コアおよびシェルが、モノマーおよび開始剤のさらなるアリコートの順次添加から形成される。
【００７２】
典型的には、乳化重合微粒子は、液体エマルジョンを乾燥させて粉末を形成することによって形成される。
【００７３】
乳化重合微粒子を乾燥させる好ましい手段は、噴霧乾燥を用いることである。しかし、乳化重合微粒子の直接乾燥の他の方法、たとえば、真空パドルまたは回転乾燥もまた可能である。さらに、エマルジョンは、イオン性塩（たとえば、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸アルミニウムなど）の使用によって凝固させ、次に濾過し、洗浄し、乾燥させることができよう。すべてのこれらの技法は、乳化重合微粒子をより大きな粒子へ合体させるであろう。意外にも、硬化性組成物でのこれらのより大きな粒子の使用は餅状化時間を著しく短縮することが分かった。そのようにして形成された粒子の使用がそのような改善をもたらすとは予期されていなかった。乳化重合微粒子の合体は、それらを完全に融合させるわけではなく、代わりにそれらは、接合した微粒子の網状構造を形成する。これらの乾燥技法および先行乳化重合は、乳化重合微粒子のサイズおよびより大きな合体した粒子のサイズの注意深い制御を可能にし、それは、容易な再現性を与え、かつ、バッチ間変動を少なくする。
【００７４】
乾燥とは、乳化重合微粒子の含水率の１０％ｗ／ｗ未満、より好ましくは、５％ｗ／ｗ未満、最も好ましくは、２％ｗ／ｗ未満までの低下を意味する。
【００７５】
乾燥前のエマルジョンの％重量固形分は、典型的には、５〜４５％重量、より典型的には、７．５〜４０％重量、好ましくは、１０〜３７．５％重量である。
【００７６】
典型的には、より大きな合体した粒子のサイズは、決定的に重要であるとは考えられないが、乳化重合微粒子のサイズを明らかに上回っているであろう。典型的には、より大きな合体した粒子は、１〜３００μｍ、より典型的には、２〜２００μｍ、最も典型的には、５〜２００μｍ、とりわけ、５〜１５０μｍの平均粒子径を有する。しかし、より大きな合体した粒子のサイズは、それらの構造を構成する乳化重合微粒子のサイズよりも決定的に重要ではないと考えられる。
【００７７】
有利には、乳化重合微粒子は、多孔質のより大きな合体した粒子、より好ましくは、微小孔性のより大きな合体した粒子を形成する。
【００７８】
本発明で微小孔性とは、０．１〜２０００ｎｍ、より好ましくは、１〜１０００ｎｍ、最も好ましくは、１０〜５００ｎｍの平均細孔径を有する粒子が含まれる。細孔径は、次の試験方法に従って走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）によって測定されてもよい：標準アルミニウムＳＥＭスタブ上の導電性粘着炭素タブ上へアクリルポリマー粒子の試料を振りかける。ＳＥＭ機器での帯電を回避するために真空金属化によって金属（Ｐｔ）の薄層で試料をコートする。ＳＥＭ画像は、３ｋＶの加速電圧および２０ｍｍの作動距離を用いるＨｉｔａｃｈｉ  Ｓ４５００  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ＳＥＭを用いて撮られてもよい。画像形成は、幾つかの粒子に関して実施され、代表的な画像が異なる倍率で得られる。
【００７９】
典型的には、合体した乳化重合微粒子の網状構造はそれ自体、多孔質のより大きな合体した粒子であり、その粒子は典型的には、前記粒子中の空隙の存在によって少なくともある程度生じる大きな表面積を有する。典型的には、これらのより大きな合体した粒子は、１〜１００ｍ２／ｇ、より好ましくは、１０〜１００ｍ２／ｇ、最も好ましくは１５〜５０ｍ２／ｇの平均表面積を有する。
【００８０】
従って表面積は、典型的には、少なくとも５ｍ２／ｇ、より典型的には、少なくとも１０ｍ２／ｇ、最も典型的には、少なくとも１５ｍ２／ｇである。表面積は本明細書では、ＩＳＯ  ９２７７：２０１０に従ってＢｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）の方法によって測定されてもよい。
【００８１】
典型的には、これらのより大きな合体した粒子は、０．００５〜０．５ｃｍ３／ｇ、より好ましくは、０．０１５〜０．２ｃｍ３／ｇ、最も好ましくは、０．０２５〜０．１ｃｍ３／ｇの平均全細孔容積を有する。従って、粒子中の全細孔容積は、典型的には少なくとも０．０１ｃｍ３／ｇ、より典型的には、少なくとも０．０２０ｃｍ３／ｇ、最も典型的には、少なくとも０．０２５ｃｍ３／ｇである。全細孔容積は本明細書では、ＤＩＮ  ６６１３４に従ってＢａｒｒｅｔｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ（ＢＪＨ）の方法によって測定されてもよい。
【００８２】
従って、一実施形態では、より大きな合体した粒子は、上記の方法に従って測定されるように、１〜１００ｍ２／ｇ、より好ましくは、１０〜１００ｍ２／ｇ、最も好ましくは１５〜５０ｍ２／ｇおよび／または少なくとも５ｍ２／ｇ、より典型的には、少なくとも１０ｍ２／ｇ、最も典型的には、少なくとも１５ｍ２／ｇの平均表面積ならびに０．００５〜０．５ｃｍ３／ｇ、より好ましくは、０．０１５〜０．２ｃｍ３／ｇ、最も好ましくは、０．０２５〜０．１ｃｍ３／ｇおよび／または少なくとも０．０１ｃｍ３／ｇ、より典型的には、少なくとも０．０２０ｃｍ３／ｇ、最も典型的には、少なくとも０．０２５ｃｍ３／ｇの平均全細孔容積を有する。
【００８３】
乳化重合微粒子のコアシェル（Ｃ：Ｓ）比は、典型的には、Ｃ：Ｓ  ９５：５％重量〜Ｃ：Ｓ  ４０：６０％重量、より典型的には、Ｃ：Ｓ  ９０：１０％重量〜Ｃ：Ｓ  ５０：５０％重量、好ましくは、Ｃ：Ｓ  ８５：１５％重量〜Ｃ：Ｓ  ７０：３０％重量である。
【００８４】
典型的には、上述の通り、乳化重合微粒子は、噴霧乾燥、パドル乾燥、オーブン乾燥または凝固および濾過後の乾燥によってなど、微粒子のポリマーエマルジョンを乾燥させることによって合体させられる。有利には、噴霧乾燥は、噴霧小滴サイズを適切に変えることによって最終粒子径の容易な制御を可能にする。いかなる場合にも、乾燥工程は、乳化重合微粒子を合体させ、乳化重合微粒子の網状構造を形成させ、典型的には多孔質のより大きな合体した粒子を与える。典型的には、乳化重合微粒子は、合体して概して同一平面にある大まかに六角形の最密マトリックスになることができるが、本発明の場合には、この配置中の穴および欠陥ならびにまた微粒子網状構造の三次元構造のために、多孔質のマクロ構造が生じることが分かった。乳化重合微粒子はまた、必然的に、より大きな粉末粒子の合体した網状構造中に、より小さなクラスター中に、そしてまた個々の粒子として存在する。噴霧乾燥の温度、特に噴霧乾燥機出口温度は好ましくは、エマルジョンの一次粒子が一緒に焼結して融合したもしくは部分的に融合した凝集体を形成するのを回避するようなものであり、これは通常、乾燥機出口温度が、ポリマーガラス転移温度、Ｔｇよりも１５℃超上ではないことを確実にすることによって達成できる。
【００８５】
有利には、上述の通り、合体した乳化重合微粒子の網状構造の形態の乳化重合微粒子は、微小孔性である。より大きな合体した粒子の微小孔性は、それらが固体の非多孔質粒子よりも液体第２パートにより容易に溶媒和されることを意味する。これは、放射線造影剤がそれにおいて封入されたおよび／または吸着されたアクリルポリマー粒子の第１亜母集団よりも第２亜母集団が液体第２パートにさらに優先的に溶媒和されることを意味する。
【００８６】
より大きな合体した粒子の平均粒子径は、それが形成される乳化重合微粒子の平均粒子径よりも大きいであろう。しかし、より大きな粒子の性質のために、より大きな粒子を作り上げる微粒子は、依然として実質的に存在する。
【００８７】
誤解を避けるために、乳化重合微粒子の平均粒子径または乳化重合微粒子の亜母集団の平均粒子径についての本明細書でのいかなる言及も、乳化重合微粒子それら自体に関するものであり、微粒子が存在する形態であり得る合体した微粒子の網状構造から形成される任意のより大きな粒子の平均粒子径に関するものではない。
【００８８】
ポリマーおよび他の成分の量
典型的には、本発明のアクリルポリマー粒子亜母集団は、混合前に組成物中に存在する未溶解ポリマーの少なくとも９８％ｗ／ｗ、より好ましくは、混合前に組成物中に存在する未溶解ポリマーの少なくとも９９％ｗ／ｗ、最も好ましくは、おおよそ１００％ｗ／ｗを形成する。混合するとモノマーは重合し、混合組成物にセメントを形成させ、セメントは徐々に硬化し、最終的には硬化して固体になる。あるポリマー、好ましくは、本明細書に定義されるようなアクリルポリマーはまた、混合前にモノマー組成物に溶解させられてもよい。溶解したポリマーのそのようなレベルは典型的には、アクリルモノマー成分中で範囲０〜６０％ｗ／ｗ、より典型的には１０〜３０％ｗ／ｗにある。
【００８９】
アクリルポリマー粒子亜母集団は、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材と一緒に、アクリルポリマー組成物第１パートの５０〜９９．９％ｗ／ｗ、より好ましくは、６０〜９７．５％ｗ／ｗ、最も好ましくは、６５〜９４．５％ｗ／ｗを典型的には形成してもよい。残りは一般に、充填材、顔料、染料、触媒、非封入放射線不透過性充填材および開始剤であってもよい他の固形分で構成される。
【００９０】
乳化重合微粒子対ビーズなどの非乳化重合アクリルポリマー粒子の比は、両方が亜母集団中に存在する場合、最終用途に応じて変わる。それにもかかわらず、骨セメントなどのいくつかの用途では、その２：９８〜５０：５０ｗ／ｗ、より好ましくは、３：９７〜４０：６０ｗ／ｗ、最も好ましくは、５：９５〜３０：７０ｗ／ｗのその比を有することが有利である。しかし、これによってまったく制約されるべきではなく、０％ｗ／ｗ乳化重合微粒子などの他の乳化重合微粒子比もまた可能である。亜母集団が１００％ｗ／ｗまでのビーズポリマー粒子、すなわち、０％乳化重合微粒子を構成することもまた可能である。
【００９１】
液体第２パートは、モノマーに加えて、追加の液体成分としての水または他の溶媒を含んでもよく、それは、いかなる場合にも、アクリルポリマー、開始剤（これは、好ましいものではなく、活性化剤が不在である場合のみであるが）、充填材、顔料、染料、触媒、硬化促進剤、可塑剤などの当業者に公知の他のポリマー組成物成分を含んでもよい他の成分用の液体キャリアを提供するのにいずれの場合にも十分である。この関連で、水または有機溶媒などの液体キャリア中の開始剤ペーストを使用して組成物のさらなるパートを形成することが可能であるが、任意選択的にさらに組成物の部分を製造するための可塑剤の存在下で、任意選択的にその中にアクリルポリマー粒子が溶解した状態でおよび硬化促進剤、充填材、染料などの他の成分が添加された状態で、組成物中の唯一の液体キャリアとしてアクリルモノマーを有することがより典型的である。一般に、第２パートにおいてであろうとさらなるパートにおいてであろうと、硬化性組成物中のモノマーの量は、範囲１０〜７０％ｗ／ｗ、より典型的には１５〜６０％ｗ／ｗ、より好ましくは２０〜５０％ｗ／ｗにある。典型的には、モノマーは、第２パートにこれらの全体組成レベルで存在する。
【００９２】
モノマーおよびアクリルポリマー溶解樹脂または粒子の両方が、第２液体パート、またはさらなる液体パートの大部分を形成する場合、アクリルモノマー：ポリマーの比は、範囲９９：１〜４０：６０ｗ／ｗにある。
【００９３】
アクリルポリマー組成物第１パートは一般に、モノマー組成物と混合する前には乾燥粉末として存在する。乾燥粉末成分対モノマー成分の重量比は、一般に３未満：１、より好ましくは２．５未満：１、最も好ましくは、２．２未満：１である。典型的には、重量比は、範囲２．１５〜１．８５：１にある。
【００９４】
典型的には、放射線不透過性であろうとそうでないものであろうと、本発明の硬化性アクリル組成物中の充填材のレベルは、アクリル組成物の１〜５５％ｗ／ｗ、より好ましくは、５〜４５％ｗ／ｗ、最も好ましくは、６．５〜３５％ｗ／ｗである。充填材は、パートのいずれか１つ中に存在してもよいし、または２つもしくはそれ以上のパートに分配されてもよい。
【００９５】
好ましくは、組成物中の全放射線不透過性充填材の少なくとも９０％ｗ／ｗ、より好ましくは、少なくとも９５％ｗ／ｗ、最も好ましくは、少なくとも９９％ｗ／ｗは、アクリルポリマー組成物第１パートに存在する。好ましい実施形態では、組成物中の放射線不透過性充填材は実質的にすべて、アクリルポリマー組成物第１パートに存在する。典型的には、それ故、放射線不透過性充填材は、組成物のたった一つのパートに存在する。
【００９６】
典型的には、前記アクリルモノマー成分および前記放射線不透過性充填材のすべてもしくは実質的にすべては、放射線不透過性充填材が最終硬化材料のポリマーマトリックス中に実質的に存在しないかまたは低減されるように、組成物の別個のパートに置かれる。
【００９７】
好ましくは、組成物中の封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持った全第１亜母集団またはさらなる（存在する場合）亜母集団アクリルポリマー粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗ、より好ましくは、少なくとも９５％ｗ／ｗ、最も好ましくは、少なくとも９９％ｗ／ｗは、アクリルポリマー組成物第１パートに存在する。好ましい実施形態では、組成物中の封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持った第１亜母集団またはさらなる（存在する場合）亜母集団アクリルポリマー粒子は実質的にすべて、アクリルポリマー組成物第１パートに存在する。典型的には、それ故、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマー粒子亜母集団は、混合前には組成物のたった一つのパートに存在する。
【００９８】
典型的には、前記アクリルモノマー成分ならびに封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持った前記ポリマー粒子亜母集団のすべてもしくは実質的にすべては、封入されたおよびまたは吸着された放射線不透過性充填材が混合前にモノマー成分中へ放出されず、それ故、最終硬化材料のポリマーマトリックス中の放出された放射線不透過性充填材存在が低減されるかまたは回避されるように、前記組成物の別個のパートに置かれる。
【００９９】
好ましくは、組成物中のより低い平均粒子径の全第２亜母集団またはさらなる（存在する場合）亜母集団アクリルポリマー粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗ、より好ましくは、少なくとも９５％ｗ／ｗ、最も好ましくは、少なくとも９９％ｗ／ｗは、アクリルポリマー組成物第１パートに存在する。好ましい実施形態では、組成物中の第１亜母集団よりも低い平均粒子径の全第２亜母集団またはさらなる（存在する場合）亜母集団アクリルポリマー粒子は実質的にすべて、アクリルポリマー組成物第１パートに存在する。典型的には、それ故、第１亜母集団よりも低い平均粒子径の第２亜母集団またはさらなる（存在する場合）亜母集団アクリルポリマー粒子は、混合する前には組成物のたった一つのパートに存在する。
【０１００】
典型的には、前記アクリルモノマー成分およびより低い平均粒子径を有する前記ポリマー粒子亜母集団のすべてもしくは実質的にすべては、混合後にモノマー成分への封入されたおよびまたは吸着された放射線不透過性充填材放出が遅くされるかまたは回避され、それ故最終硬化材料のポリマーマトリックス中の放出された放射線不透過性充填材存在が低減されるように、前記組成物の別個のパートに置かれる。
【０１０１】
好ましくは、第２亜母集団中であろうとさらなる亜母集団中であろうと、組成物中に存在する全乳化重合微粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗ、より好ましくは、少なくとも９５％ｗ／ｗ、最も好ましくは、少なくとも９９％ｗ／ｗは、アクリルポリマー組成物第１パートに存在する。好ましい実施形態では、組成物中の乳化重合微粒子は実質的にすべて、アクリルポリマー組成物第１パートに存在する。典型的には、それ故、乳化重合微粒子は、組成物のたった一つのパートに存在する。
【０１０２】
好ましくは、第１亜母集団中であろうとさらなる亜母集団中であろうと、組成物中の封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持った全アクリルポリマービーズの少なくとも９０％ｗ／ｗ、より好ましくは、少なくとも９５％ｗ／ｗ、最も好ましくは、少なくとも９９％ｗ／ｗは、アクリルポリマー組成物第１パートに存在する。好ましい実施形態では、組成物中の封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマービーズは実質的にすべて、アクリルポリマー組成物第１パートに存在する。典型的には、それ故、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマービーズは、組成物のたった一つのパートに存在する。
【０１０３】
硬化促進剤は、範囲０．１〜５質量％、より典型的には、０．５〜３質量％で未混合組成物中に存在してもよい。
【０１０４】
残存であろうと添加であろうと、マルチパートアクリル組成物中の未反応開始剤の全レベルは、典型的には、アクリル組成物の０．１〜１０％ｗ／ｗ、好ましくは、０．１５〜５％ｗ／ｗ、より好ましくは、０．２〜４．０％ｗ／ｗである。
【０１０５】
開始剤が成分の１つに使用される場合、これはそれ自体、ポリマービーズおよび／または乳化重合微粒子内に封入されても、組成物の任意のパートに別々に添加されてもよい。開始剤をアクリルモノマー成分とともに液体パートに有することは可能であるが、そのようなものは、短い保存可能期間を有するにすぎないであろう。従って、典型的には、開始剤およびアクリルモノマー成分は、組成物の別個のパートに置かれる。
【０１０６】
ポリマーが液体第２パート、または任意のさらなる液体パートにおいてモノマーに溶解させられる場合、ポリマーは好ましくは、保存可能期間の短縮を回避するために非常に低い（たとえば０．１％ｗ／ｗ未満の）レベルの残存開始剤を含有しなければならない。
【０１０７】
開始剤は、アクリル組成物のパートを形成するアクリルポリマー粒子中に存在してもよい。アクリルポリマー粒子中の開始剤は、ポリマー粒子の形成に使用された、それ故過剰量に相当するものである残存量の未反応開始剤であってもよい。ある開始剤は、あるいはまたはさらに、マルチパート組成物に別個の成分として添加することができる。乳化重合微粒子またはビーズポリマー粒子において、反応前に存在する残存開始剤のレベルは、典型的には、０．００１〜１０％ｗ／ｗポリマー粒子、好ましくは、０．１〜６％ｗ／ｗ、より好ましくは０．１〜５％ｗ／ｗである。
【０１０８】
好ましくは、開始剤は、９０％重合よりも少なくとも大きい、より典型的には、９３％よりも大きい、より典型的には９５％重合よりも大きいモノマー成分の重合を達成するであろうレベルで存在する。
【０１０９】
組成物中に存在するアクリルポリマー粒子の２つもしくはそれ以上の亜母集団は、同じパートにおよび／または異なるパートに存在してもよい。好ましい実施形態では、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持った第１亜母集団は、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有しても有さなくてもよい乳化重合微粒子の第２亜母集団とともにアクリルポリマー組成物第１パートに存在する。さらなるポリマー亜母集団は、アクリルモノマー成分に溶解してまたは部分的に溶解して液体第２パートに存在してもよい。
【０１１０】
ポリマー組成物は典型的には、当業者に公知の好適な他のポリマー組成物成分の存在下にある。そのようなポリマー組成物添加剤としては、開始剤、乳化剤、触媒、顔料、染料および充填材が挙げられる。
【０１１１】
具体的な原材料
乳化重合を開始させるために使用することができる開始剤、それ故硬化プロセスを開始させるための組成物中の残存開始剤を形成し得るものは、過硫酸塩（たとえば、カリウム、ナトリウムまたはアンモニウム）、過酸化物（たとえば、過酸化水素、ジベンゾイルペルオキシド、第三ブチルヒドロペルオキシド、第三アミルヒドロペルオキシド、ジ−（２−エチルヘキシルペルオキシジカーボネートまたはラウロイルペルオキシド）およびアゾ開始剤（たとえば、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸））である。
【０１１２】
上記のエマルジョン開始剤に加えて、硬化段階のための特に好ましい開始剤は、ジベンゾイルペルオキシドである。
【０１１３】
従来型乳化重合、または乳化剤を含まない乳化重合のために使用することができる、それ故残存開始剤として存在し得る開始剤としては、過硫酸カリウム、ナトリウムまたはアンモニウムなどの、イオン性の水溶性開始剤が挙げられる。
【０１１４】
さらに、上記の開始剤の任意の１つもしくは複数を、独立して組成物に添加することができる。
【０１１５】
特に好ましい実施形態では、アクリルポリマー粒子は、それらのポリマーマトリックス中に開始剤を組み込んでいる。開始剤は、アクリルポリマービーズ粒子および／または乳化重合微粒子のポリマーマトリックス中へ組み込まれてもよい。好ましくは、開始剤は、アクリルポリマービーズ粒子中に組み込まれる。従って、この実施形態では、開始剤は、組成物の第１パートに別々に添加されない。
【０１１６】
有利には、硬化性組成物用の開始剤は、粒子の重合において、しかし粒子が形成されるにつれていくらかの開始剤が使用されるように、粒子の重合中に過剰の開始剤として添加することができ、過剰の開始剤は、ポリマーマトリックス中へ組み込まれる。その後、モノマーでの湿潤および溶解後に、開始剤は放出され、こうして硬化段階を開始させることができる。コア／シェル粒子では、開始剤は好ましくは、外側シェルに、すなわち、多段階乳化重合プロセスの最終段階中に組み込まれ、従って、過剰の開始剤は、最終シェル重合段階に使用される。ポリマー粒子の重合中に、２つ以上の開始剤がまた使用されてもよい。多数の開始剤の場合には、開始剤の１つが重合に実質的に使い尽くされ、第２開始剤が過剰にあり、そして過剰量の第２開始剤が粒子中へ組み込まれるように、部分的にのみ使用されることが有利である。この手順は、より短い半減期の開始剤（すなわち、所与の温度および反応媒体でより高い分解速度を持った開始剤）が優先的に使い尽くされるように、異なる半減期を有する開始剤によって支援されてもよい。さらに、より高い温度は、第１開始剤の存在下で完了まで重合を推進させるために使用することができ、そして一方、より低い温度は、残存開始剤として意図される第２開始剤の存在下でモノマーの重合を遅くすることができる。しかし、第２開始剤のいくらかは、開始剤を粒子中へ組み込むためにいくらかの重合が第２開始剤の存在下で起こらなければならないので、必然的に使い尽くされるであろう。１つもしくは複数の開始剤が使用されようと、残存物として残される開始剤の量は、重合条件および反応剤へのその開始剤の暴露の時間、ならびに、存在する場合、第１開始剤と比べた相対的反応性に依存する。残存開始剤の正確な量が実験条件に依存するだろうし、試行錯誤によって容易に測定でき、そしてそのときモノマーおよび開始剤の量ならびにプロセス条件の注意深い制御によって再現可能にし得ることは、当業者によって十分理解されるであろう。過剰の開始剤の添加の時間はまた、ポリマーの分子量に関係する。重合において余りにも早く添加される場合、粒子の分子量は低下するであろう。従って、必要とされる分子量はまた、特定の用途向けに必要とされる分子量を達成しながら過剰の開始剤が組み込まれるように、過剰の添加剤の添加の時間に影響を与えるであろう。
【０１１７】
好ましくは、本発明の製造方法の工程（ａ）は、エマルジョン粒子を含む場合、種、コアおよび少なくとも１つのシェル乳化重合工程を含む。特に好ましい方法は、残存開始剤がエマルジョン粒子内に封入されるように、過剰の開始剤を乳化重合工程へ導入する。好ましくは、多段乳化重合では、過剰の開始剤は、それが多段粒子の外側シェル中に存在するように、最終段階中に導入される。しかし、あるいは、開始剤はまた、その後アクリルポリマーエマルジョンに添加することができる。
【０１１８】
誤解を避けるために、「過剰の開始剤」とは、アクリルポリマー粒子の重合を完了させるのに必要とされない、そしてアクリルポリマー粒子の初期重合が終了した後にその後の反応のために利用可能である開始剤の部分を意味する。
【０１１９】
封入された残存開始剤または添加された開始剤（たとえばジベンゾイルペルオキシド）の量の変動は、硬化性組成物の硬化時間を変動させるという効果を有する。開始剤レベルの増加は、硬化時間の短縮をもたらす。さらに、アクリルモノマー組成物中の硬化促進剤（たとえばＤＭＰＴ）の量の変動はまた、硬化時間に影響を及ぼし得る。硬化促進剤濃度の増加は、硬化時間の短縮をもたらす。
【０１２０】
典型的には、本明細書では、開始剤は、全モノマーおよび開始剤の重量当たり０．１〜５％重量のレベルで組成物中に存在するであろう。
【０１２１】
本発明による組成物中に、他の充填材が使用されてもよく、これらは、そのような分野の当業者に公知であろう。さらに、有機ｘ線不透過性モノマーを充填材に加えて使用することができる。これらは、アクリルポリマー粒子のいずれかの中へそれらの製造中に共重合させるかまたはアクリルモノマー組成物中へ組み込むことができる。典型的な有機ｘ線不透過性モノマーとしては、ハロゲン化メタクリレートもしくはアクリレート、たとえば、２，３−ジブロモプロピルメタクリレートまたは２−メタクリロイルオキシエチル−２，３，５−トリヨードベンゾエートが挙げられる。誤解をさけるために、そのようなｘ線不透過性モノマーは、充填材または放射線不透過性充填材とは見なされない。
【０１２２】
乳化重合に使用することができる乳化剤は、アニオン性乳化剤（たとえば、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、スルホコハク酸のエトキシル化アルコール半エステル二ナトリウム、Ｎ−（１，２−ジカルボキシエチル）−Ｎ−オクタデシルスルホコハク酸四ナトリウム、硫酸化アルキルフェノールエトキシレートのナトリウム塩、アルカンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウムもしくは２−エチルヘキシル硫酸ナトリウム）、非イオン性乳化剤（たとえば、ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル、ポリエチレンオキシドオクチルフェニルエーテル、もしくは二官能性エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマー）またはカチオン性乳化剤（たとえば、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミドもしくはアルキルポリグリコールエーテルアンモニウムメチルクロリド）などの、従来型乳化重合において典型的であるものである。アクリルエマルジョンとともに使用するのに好適な反応性または重合性の乳化剤または界面活性剤、たとえば、スルホコハク酸ドデシルアリルナトリウム、スチレンナトリウムドデシルスルホネオートエーテル、ドデシルナトリウムエチルスルホネートメタクリルアミド、ポリエチレンオキシドもしくはエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーのメタクリルもしくはビニルベンジルマクロモノマーまたはメタクリロイルエチルヘキサデシルジメチルアンモニウムブロミドをまた使用することができる。
【０１２３】
本発明のさらなる成分と液体第２パート、または任意のさらなる液体パートにおける液体キャリアとの混合は、固体または液体を液体と混合するための当業者に公知の任意の好適な技法によって実施されてもよい。
【０１２４】
好ましくは、本発明では、少なくとも１重量％、より好ましくは、５重量％、最も好ましくは、１０重量％の各亜母集団がある。たとえば、２つの亜母集団がある場合、典型的な比は、範囲１〜９９：９９〜１重量％、より典型的には、１０〜９０：９０〜１０重量％にある。さらなる例については、３つのタイプがある場合には、典型的な比は、範囲１〜９８：９８〜１：９８〜１重量％、より典型的には、５〜９０：９０〜５：９０〜５重量％にある。
【０１２５】
好ましくは、本発明の任意の態様で前記パートを混合することによって製造される固体の圧縮強度は、４０ＭＰａよりも大きく、より好ましくは７０ＭＰａよりも大きい。製造された固体で見いだされる圧縮強度の典型的な範囲は、４０〜１３０ＭＰａ、より好ましくは７０〜１３０ＭＰａである。
【０１２６】
定義
用語「吸着された」は、その通常の意味を持ち、その表面に結合していることを意味する。
【０１２７】
用語「液体」は本明細書では、それが当業者によって十分に理解されているので、定義を必要としない。しかし、誤解をさけるために、それはまた、圧力の適用によってシリンジまたはコーキングガン出口を通ってのデリバリが従って可能であるスラリー、懸濁液、エマルジョンまたはペーストなどの液体キャリアを有する流動性材料を含む。典型的には、用語液体は、少なくとも５〜３５℃、より典型的には、５〜３０℃の材料または組成物に適用できる。
【０１２８】
用語「固体パート」は、非液体または非ガスパートを意味し、一般に、粉末の１つまたは混合物で通常構成され、そして液体キャリアを含まない自由流動性の乾燥微粒子材料である。
【０１２９】
「貯蔵安定性のある」とは、モノマーまたは液体が、温度および時間、すなわち、５〜３０℃および１〜２５０日、より典型的には、１５〜２５℃および１〜１７０日という普通に受け入れられる貯蔵条件下で重合しないことを意味する。
【０１３０】
用語「亜母集団」は、当業者によって一般に理解されているが、誤解をさけるために、特定分子量（ＭＷ）、分子量分布、気孔率、（コ）モノマー残基の性質および分布、平均粒子径、粒子径分布、残存開始剤の存在もしくは不在ならびに、存在する場合、残存開始剤の量およびタイプおよび／または一緒に同じ重合プロセスを受けたモノマーによって通常生み出されるようなタイプを有する複数のポリマー粒子を意味する。
【０１３１】
用語「より低い」は本明細書では、平均粒子径などとの関連でより低い値を有することを意味するが、好ましくは、比較のより大きな値よりも少なくとも１０％低い、より好ましくは、少なくとも２０％低い、最も好ましくはより大きな値よりも少なくとも５０％低い。
【０１３２】
Ｚ平均粒子径は本明細書では、Ｍａｌｖｅｒｎ  ＺｅｔａｓｉｚｅｒナノシリーズＳ粒子径アナライザーを用いて光散乱によって測定される。
【０１３３】
平均粒子径は本明細書では、Ｃｏｕｌｔｅｒ  ＬＳ２３０レーザー回折式機器（ｌａｓｅｒ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）を用いて測定されてもよい。
【０１３４】
用語「微粒子」は本明細書では、１０μｍ未満、好ましくは２μｍ未満、より好ましくは１μｍ未満の平均粒子径を有するポリマー粒子を意味する。
【０１３５】
アクリルビーズポリマー粒子の製造方法は一般に、概して球状のポリマー粒子、またはビーズを製造するための従来型懸濁または分散重合である。しかし、他の製造方法、たとえば、バルク重合または溶媒の蒸発が続く溶液重合もまた可能である。
【０１３６】
アクリルポリマーとは、本明細書ではアクリルポリマー粒子に関してであろうとそうでないものに関してであろうと、各亜母集団について独立して、ポリアルキル（アルク）アクリレートもしくは（アルク）アクリル酸のホモポリマーまたはアルキル（アルク）アクリレートもしくは（アルク）アクリル酸と１つもしくは複数の他のビニルモノマーとのコポリマーを意味する。典型的には、メチルメタクリレートのホモポリマーまたはメチルメタクリレートと１つもしくは複数の他のビニルモノマーとのコポリマーが使用される。他のビニルモノマーとは、エチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソ−ブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ラウリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、メタクリル酸もしくはアクリル酸などのさらなるアルキル（アルク）アクリレートまたは（アルク）アクリル酸；２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、またはヒドロキシプロピルアクリレートなどのヒドロキシル官能性アクリレート；スチレン、ビニルピロリジノンまたはビニルピリジンなどのビニル化合物；ならびにアリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレートまたは１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、特に相溶性アクリル架橋モノマーなどの相溶性架橋モノマーが含まれる。
【０１３７】
官能化モノマーを含有するコポリマーは、それらが非封入放射線不透過性充填材をモノマー含有パートへ分散させるのに役立ち得るので、特別に興味がある。好適な官能化モノマーは、インクおよびコーティングでの顔料分散の分野で周知である。たとえば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレートなどのアミンならびにメタクリル酸およびアクリル酸などの酸。
【０１３８】
架橋モノマーを、アクリルポリマー粒子またはアクリルポリマー粒子亜母集団の１つもしくは複数を架橋させるために使用することができる。乳化重合微粒子については、架橋は、コアおよびシェル、またはコアのみ、またはシェルのみで実施されてもよい。架橋は、硬化性マルチパートアクリル組成物の特性を微調整するという目的に役立つ。
【０１３９】
乳化重合微粒子の重量平均分子量（Ｍｗ）は、典型的には、２５，０００ダルトン〜３，０００，０００ダルトン、より典型的には、１００，０００ダルトン〜１，５００，０００ダルトン、好ましくは、２５０，０００〜１００００００、たとえば、２５０，０００〜６００，０００である。分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって本目的のために測定されてもよい。
【０１４０】
硬化性組成物のポリマー成分中のポリマーの分子量は、餅状化時間および作業時間に影響を与え得るが、本発明は、いかなる特定の分子量にも限定されない。いかなる場合にも、アクリルポリマー粒子の分子量の低下および／または粒子径の増加を、硬化性組成物の作業時間を増やすために用いることができる。
【０１４１】
存在する場合、ビーズタイプのポリマー粒子の重量平均分子量（Ｍｗ）は、典型的には、１０，０００ダルトン〜３，０００，０００ダルトン、より典型的には、３０，０００ダルトン〜１，０００，０００ダルトン、好ましくは、５０，０００〜７００，０００、たとえば、６０，０００〜６００，０００ダルトンである。分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって本目的のために測定されてもよい。
【０１４２】
アクリルモノマーとは、本明細書ではメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メタクリル酸もしくはアクリル酸、ｎ−ブチルアクリレート、イソ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソ−ブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、２−エチルへキシメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ラウリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレートもしくはイソボルニルメタクリレートなどの任意の１つもしくは複数の好適なアルキル（アルク）アクリレートもしくは（アルク）アクリル酸；２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルエチルメタクリレート，２−ヒドロキシエチルアクリレート、またはヒドロキシプロピルアクリレートなどのヒドロキシル官能性アクリレート；スチレン、ビニルピロリジノンまたはビニルピリジンなどのビニル化合物；ならびにアリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレートまたは１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、特に相溶性アクリル架橋モノマーなどの相溶性架橋モノマーを意味する。あるいは、好適なアクリルモノマーは、エチルメタクリレートおよび／またはｎ−ブチルメタクリル酸を前述のものから排除してもよい。典型的には、メチルメタクリレートが、本発明のモノマー成分である。
【０１４３】
本発明のアクリルモノマー成分は任意選択的に、ヒドロキノン（ＨＱ）、メチルヒドロキノン（ＭｅＨＱ）、２，６−ジ−第三ブチル−４−メトキシフェノール（トパノールＯ）および２，４−ジメチル−６−第三ブチルフェノール（トパノールＡ）などの付随する好適な防止剤を提供される。防止剤は、モノマーが自然発生的に重合するのを防ぐために存在する。好適な防止剤は、室温で長い保存可能期間を確実にするための６０ｐｐｍのヒドロキノンである。
【０１４４】
Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン（ＤＭＰＴ）およびＮ，Ｎ−ジヒドロキシエチル−ｐ−トルイジン（ＤＨＥＰＴ）（両方とも第三級アミン）または有機可溶性遷移金属触媒などの、重合活性化剤または硬化促進剤がまた、任意選択的に存在してもよい。活性化剤または硬化促進剤の存在は、最終用途に依存する。歯科用または骨セメント用途におけるなどの、「低温硬化」が必要である場合には、硬化促進剤が通常必要である。しかし、いくつかの用途向けには「熱硬化」システムでの熱の使用もまた可能である。たとえば、義歯は、熱によって活性化することができる。組成物中に存在する場合、硬化促進剤は典型的には、開始剤の存在下で重合反応を効果的に活性化するであろうレベルで存在し、典型的には、これは、全モノマーおよび硬化促進剤重量当たり０．１〜５％ｗ／ｗのレベルである。
【０１４５】
アルキルとは、本明細書ではＣ１〜Ｃ１８アルキルを意味し、ここで、用語アルキルおよびアルクは、シクロアルキルおよびヒドロキシル官能性Ｃ１〜Ｃ１８アルキルを包含する。アルクとは、本明細書ではＣ０〜Ｃ８アルクを意味する。
【０１４６】
好ましい一実施形態では、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有するアクリルポリマー粒子を含有するアクリルポリマー組成物第１パートは、乳化重合微粒子とアクリルポリマービーズ粒子のさらなる単一亜母集団のみとを含み、前者は一般に餅状化時間を制御するため、後者は作業時間を概して制御するため。
【０１４７】
「アクリル組成物」とは、存在する全モノマーおよびモノマー残基の少なくとも５０％が、上に定義されたアクリルモノマーの１つもしくは複数として存在するまたは１つもしくは複数に由来する組成物を意味し、より典型的には、存在する全モノマーまたはモノマー残基の少なくとも７０％、最も典型的には、９５％またはとりわけ、９９％を意味する。
【０１４８】
本発明の好ましい２パート実施形態では、アクリルポリマー組成物第１パートは、乳化重合微粒子と、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマービーズ粒子（好ましくはＰＭＭＡビーズ）の亜母集団と開始剤とを含み、第２パートは、アクリルモノマー（好ましくはＭＭＡモノマー）と硬化促進剤とを含む。この実施形態では、乳化重合微粒子のＺ平均粒子径は、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマービーズ平均粒子径よりも低い。
【０１４９】
本発明のさらなる好ましい２パート実施形態では、アクリルポリマー組成物第１パートは、乳化重合微粒子と、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマービーズ粒子の亜母集団と開始剤とを含み、第２パートは、硬化促進剤入りアクリルモノマー（好ましくはＭＭＡ）中の、開始剤を含まないアクリルポリマー（好ましくはＰＭＭＡ）の溶液を含む。この実施形態では、乳化重合微粒子のＺ平均粒子径は、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマービーズ平均粒子径よりも低い。
【０１５０】
本発明のさらなる好ましい２パート実施形態では、アクリルポリマー組成物第１パートは、アクリルポリマービーズ粒子の第１亜母集団と、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマービーズ粒子の亜母集団と開始剤（任意選択的に、１つまたは両方のビーズ母集団において封入された）とを含み、第２パートは、硬化促進剤入りアクリルモノマー（好ましくはＭＭＡ）中の、開始剤を含まないアクリルポリマー（好ましくはＰＭＭＡ）の溶液を含む。この実施形態では、アクリルポリマービーズ粒子の平均粒子径は、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマービーズ平均粒子径よりも低い。
【０１５１】
本発明のさらなる好ましい実施形態では、第１パートは、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持った、開始剤を含まないアクリルポリマービーズ（好ましくはＰＭＭＡビーズ）と、乳化重合アクリルポリマー微粒子と、アクリルモノマー（好ましくは、ＭＭＡモノマー）と硬化促進剤とを含み、第２パートは、開始剤ペーストを含む。開始剤ペーストは、通常水または可塑剤との混合物として商業的に入手可能である。この実施形態では、乳化重合アクリルポリマー粒子のＺ平均粒子径は、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を持ったアクリルポリマービーズ粒子の平均粒子径よりも低い
【０１５２】
有利には、本発明では、モノマーおよび開始剤は、未反応開始剤が別のパートに存在する場合にモノマーが１パートから添加されるように、そして１パートに未反応開始剤がまったく存在せず、しかし代わりにモノマーが存在する場合に、開始剤が他のパートから添加されるように、マルチパート組成物の別個のパートに保たれる。
【０１５３】
前述にもかかわらず、本発明の態様のアクリル組成物の特に有利な用途は、骨セメント組成物としてのその使用である。そのような組成物は、椎体形成術に使用される。本発明の組成物のための類似の用途は、歯科修復である。
【０１５４】
乳化重合微粒子は、耐衝撃性改良剤の分野で周知である。こういう訳で、ブタジエンまたはブチルアクリレートなどの耐衝撃性改良剤は典型的には、多段コアシェル粒子のシェルの１つへコモノマーとして導入される。しかし、本発明のマルチパート組成物では、耐衝撃性改良剤は、必要とされない可能性がある。従って、本発明の乳化重合微粒子は、耐衝撃性改良剤コモノマー残基を含まない可能性がある。
【０１５５】
封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を含有する本発明のアクリル組成物第１パートは、硬化性組成物中の乾燥粉末パートとして後ほど使用するために、本明細書で定義されるようなさらなる成分を添加してまたは添加しないで乾燥粉末として別々に提供されてもよい。
【０１５６】
従って、本発明のさらなる態様によれば、乳化重合もしくは非乳化重合アクリルポリマー粒子の第１亜母集団と、乳化重合もしくは非乳化重合アクリルポリマー粒子の少なくとも１つのさらなる亜母集団とを含み、そして反応性モノマー液体と接触するとアクリルポリマー組成物を硬化させるのに十分なレベルでアクリルポリマー組成物中に重合開始剤があること、ならびに放射線不透過性充填材がアクリルポリマー粒子の第１亜母集団において封入されるおよび／または吸着されることを特徴とする固体アクリルポリマー組成物であって、組成物中のアクリルポリマー粒子のさらなる亜母集団の１つもしくは複数が、封入されたおよび／または吸着された放射線不透過性充填材を有する第１亜母集団よりも低い平均粒子径を有する組成物が提供される。
【０１５７】
本発明の使用に関する特定の温度制限はまったくない。しかし、一般に、それは、オペレーターに受け入れられる温度、すなわち、オペレーターが屋内もしくは屋外で遭遇し得る普通の作業条件の間中に見いだされる温度、たとえば５〜４０℃ならびに大気圧および／または適用されるシリンジ圧で使用される。
【０１５８】
本発明の組成物が主として向けられる骨セメントおよび歯科などの医療用途のために、本組成物は生体適合性であり、特に硬化してその場で生体適合性である固体セメントまたは接着剤になる。従って、本発明の組成物は、骨セメントまたは歯科用途に有効な固体などの医療移植片材料として特に有利な実用性を見いだす。従って、本マルチパート組成物は典型的には、骨セメント組成物または歯科用組成物である。
【０１５９】
本発明のさらなる態様によれば、本発明によるマルチパートアクリル組成物の混合から製造される医療移植片材料が提供される。
【０１６０】
本発明のさらになお一層の態様によれば、外科で使用するための、より具体的にはヒトもしくは動物の骨もしくは歯の治療に使用するための本発明の任意の態様によるマルチパート組成物が提供される。
【０１６１】
本発明のさらになお一層の態様によれば、ヒトもしくは動物の骨の取り換えもしくは部分取り換えに使用するための本発明の任意の態様によるマルチパート組成物が提供される。
【０１６２】
本発明のさらになお一層の態様によれば、歯科、より具体的にはヒトの歯もしくは動物の歯の治療で使用するためのまたは獣医外科で使用するための、より具体的にはひずめ、爪もしくは角の治療に使用するための本発明の任意の態様によるマルチパート組成物が提供される。
【０１６３】
本発明のさらになお一層の態様によれば、ヒトの歯または動物の歯、ひずめ、爪もしくは角の取り換えもしくは部分取り換えに使用するための本発明の任意の態様によるマルチパート組成物が提供される。
【０１６４】
本発明の硬化性組成物のパートを混合するための一般的な手順は、次の通り記載される：混合前に、２つの成分は、５〜４０℃、より典型的には、１０〜３５℃、最も典型的には、１５〜３０℃の温度で好適な期間、典型的には、１時間もしくはそれ以上平衡させられる。アクリルポリマー組成物第１パートは、本明細書に定義される比に従って好適な量の液体第２パートおよび、存在する場合、任意の他の液体パートと混合される。混合は次に、少なくとも５秒間、より典型的には、少なくとも２０秒間、最も典型的には、少なくとも３０秒間、平衡温度で実施される。餅状化時間に達したとき、餅状化材料は、概して上記平衡温度の範囲の適切な温度で事前順化された型などの場所に詰められ、発熱させられ、硬化させられる。あるいは、餅状化材料は、骨などの、ある他の空洞内に移植され、発熱させられ、硬化させられてもよい。
【０１６５】
２つの成分の混合およびその後の反応は、平衡温度で実施することができる。当業者は、餅状化時間および硬化時間への温度の影響を承知しているであろう。より高い混合温度は、より短い餅状化時間および硬化温度をもたらし、より低い混合温度については逆もまた同様である。
【実施例】
【０１６６】
特性評価技法：
乳化重合微粒子のＺ平均粒子径は、Ｍａｌｖｅｒｎ  ＺｅｔａｓｉｚｅｒナノシリーズＳ粒子径アナライザーを用いて測定する。
【０１６７】
乳化重合微粒子の噴霧乾燥から製造された粉末の粒子径（ｄ１０、ｄ５０、ｄ９０）は、Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ  ２０００粒子径アナライザー（ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｓｉｚｅ  ａｎａｌｙｓｅｒ）によって測定する。
【０１６８】
ｄ１０、ｄ５０、ｄ９０は、粒子径分析からの標準「パーセンタイル」読みである。
ｄ５０は、試料の５０％がそれよりも小さく、５０％がそれよりも大きなミクロン単位のサイズである。
ｄ１０は、試料の１０％がそれよりも下にある粒子のサイズである。
ｄ９０は、試料の９０％がそれよりも下にある粒子のサイズである。
【０１６９】
還元粘度（ＲＶ、ｄｌ／ｇ）は、２５℃でＵｂｂｅｌｏｈｄｅ粘度計タイプＯＢ（ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ  ｔｙｐｅ  ＯＢ）を用いてクロロホルム（１重量％溶液）で測定する。
【０１７０】
ｗ／ｗ％残存ジベンゾイルペルオキシド含有量は、滴定法によって測定する。
【０１７１】
アクリルポリマービーズの平均粒子径は、Ｃｏｕｌｔｅｒ  ＬＳ２３０レーザー回折式機器を用いて測定する。
【０１７２】
餅状化時間は、ＢＳ  ＩＳＯ  ５８３３：２００２に従って測定する。
【０１７３】
硬化性組成物の曲げ強度は、ＩＳＯ  １５６７：１９９７に従って三点曲げ試験によって測定した。
【０１７４】
表面積の測定は、室温で動作し、そして吸収性ガスとして窒素を使用するＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  Ｔｒｉｓｔａｒ  ＩＩ  ３０２０機器を用いてＩＳＯ  ９２７７：２０１０に従ってＢｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）の方法による。
【０１７５】
細孔容積の測定は、室温で動作し、そして吸収性ガスとして窒素を使用するＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  Ｔｒｉｓｔａｒ  ＩＩ  ３０２０機器を用いてＤＩＮ  ６６１３４に従ってＢａｒｒｅｔｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ（ＢＪＨ）の方法による。
【０１７６】
細孔径は、次の試験方法に従って走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）によって測定する：標準アルミニウムＳＥＭスタブ上の導電性粘着炭素タブ上へアクリルポリマー粒子の試料を振りかける。ＳＥＭ機器での帯電を回避するために真空金属化によって金属（Ｐｔ）の薄層で試料をコートする。ＳＥＭ画像を、３ｋＶの加速電圧および２０ｍｍの作動距離を用いるＨｉｔａｃｈｉ  Ｓ４５００  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ＳＥＭを用いて撮る。画像形成は、幾つかの粒子に関して実施し、代表的な画像を異なる倍率で得る。
【０１７７】
調製実施例１
ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）の合体した乳化重合微粒子を製造するための乳化重合および噴霧乾燥の使用。
【０１７８】
乳化重合
１．０リットルの脱イオン水を、窒素入口、冷却器および電動式ステンレス鋼パドル攪拌機を備えた５リットルの丸底ガラスフラスコに添加する。水を、３９２分−１で攪拌しながら電熱マントルを用いて８２℃に加熱する。窒素のフローを、液体の表面上方のフラスコの蒸気空間を通過させる。
【０１７９】
５００グラムのメチルメタクリレート、１．８５グラムの１−ドデカンチオール含有量および５．０グラムの７５％活性スルホコハク酸ジオクチルナトリウム乳化剤（商品名：Ａｅｒｏｓｏｌ（商標）ＯＴ）からなるモノマー混合物を調製する。これらの成分を使用前に混合する。
【０１８０】
８２℃での水の温度で、５０グラムのモノマー混合物、引き続き脱イオン水中の過硫酸カリウムの２重量％溶液１０ミリリットルをフラスコに添加することによってポリマー種を調製する（段階１）。わずかな発熱の後、反応は、温度が８２℃に戻るまで３０分間進行する。
【０１８１】
次に、まず脱イオン水中の過硫酸カリウムの２重量％溶液２０ミリリットルをフラスコに添加し、これに、蠕動ポンプを用いるおおよそ３５分にわたる３５０グラムのモノマー混合物の連続添加が続くことによってコアをポリマー種粒子上に成長させる（段階２）。反応は、温度が８２℃に戻るまでモノマー混合物添加の完了後さらなる１５分間進行する。
【０１８２】
３０．０グラムの７０％活性ベンゾイルペルオキシドを、残りの１００グラムのモノマー混合物に溶解させる。これは、ポリマー生成物中おおよそ２重量％の残存ベンゾイルペルオキシド（ＢＰＯ）含有量を生成する。
【０１８３】
次に、まず脱イオン水中の過硫酸カリウムの２重量％溶液５ミリリットルをフラスコに添加し、これに、蠕動ポンプを用いるおおよそ１０分にわたる添加されたＢＰＯを含有するモノマー混合物の連続添加が続くことによってＢＰＯ含有シェルをコア上に成長させる（段階３）。反応は、温度が８２℃に戻るまでモノマー混合物がすべて添加されてしまった後さらなる１５分間進行する。
【０１８４】
反応器内容物を次に、４０℃よりも下に冷却し、１５０ミクロンのスクリーンを通して濾過する。
【０１８５】
得られたアクリルポリマーエマルジョンは、２．０９ｄｌ／ｇの還元粘度および２１５ｎｍのＺ平均粒子径を有する。
【０１８６】
噴霧乾燥
そのエマルジョンを、ＬａｂＰｌａｎｔ（商標）ＳＤ０５実験室噴霧乾燥機を用いて噴霧乾燥することによって粉末として単離する。入口温度は１３５℃であり、出口温度は８０℃であり、ラテックス供給速度を１５に設定し、１．０ｍｍジェットサイズを用い、空気流量および空気圧縮機圧力についての最大設定値を用いる。
【０１８７】
これは、粒子径ｄ１０＝８．６ミクロン、ｄ５０＝２５．９ミクロン、ｄ９０＝６２．９ミクロンおよび２．０２％ｗ／ｗの残存ベンゾイルペルオキシドの粉末を生成する。
【０１８８】
調製実施例２
硬化性組成物の調製に使用するためのおおよそ４０％ｗ／ｗの封入されたおよび／または吸着されたＸ線不透過性充填材を含有するアクリルポリマービーズの調製。
封入されたおよび／または吸着された硫酸バリウムを含有するアクリルビーズの調製は、２ステッププロセスで実施する。まず、硫酸バリウム（Ｓａｃｈｔｌｅｂｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＧｍｂＨ製）を、ポリマーをモノマーに溶解させることから調製されたシロップに分散させ、これに、懸濁重合による硫酸バリウム充填材入りアクリルポリマービーズへの分散系の変形が続く。
【０１８９】
ＭＭＡ中のポリ（メチルメタクリレート−ｃｏ−Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチルメタクリレート）（ポリ（ＭＭＡ−ｃｏ−ＤＭＡＥＭＡ）（ＲＶ＝０．５ｄｌ／ｇ））の２０％重量溶液を、室温で１００グラムのポリ（ＭＭＡ−ｃｏ−ＤＭＡＥＭＡ）を４００ｇのＭＭＡに溶解させることによって調製する。３００グラムのこのシロップを、ステンレス鋼錨型攪拌機を備えた２リットルのガラスフラスコに移し、４００グラムの硫酸バリウム（医療グレード）を添加する。フラスコおよび内容物を秤量し、重量を記録する。混合物を次に１５００〜１９００ｒｐｍの攪拌機速度で５時間室温で攪拌する。３００グラムのＭＭＡモノマーを次に添加し、攪拌をさらなる４０分間１５００ｒｐｍで続行する。フラスコを再秤量し、ＭＭＡの蒸発による減量を計算する。計算量の蒸発したＭＭＡを次に、１０グラムのベンゾイルペルオキシド（７５％活性）開始剤と一緒にフラスコに添加し、混合物を室温で１５分間１５００ｒｐｍで攪拌する。これは、懸濁重合の有機相を形成する。
【０１９０】
別々に、２０００ｍｌの脱イオン水および８グラムのヒドロキシエチルセルロース粉末（Ａｑｕａｌｏｎ  Ｌｔｄ製のＮａｔｒｏｓｏｌ  ＨＥＣ  ２５０ＨＲ）を、ステンレス鋼錨型攪拌機を含有する５リットルのガラスフラスコに添加することによって懸濁重合の水相を調製する。フラスコ内容物を４００ｒｐｍで攪拌し、４０℃に加熱してヒドロキシエチルセルロースを溶解させる。モノマー／ポリマーシロップに分散した硫酸バリウムを含有する有機相を次に添加し、水浴を用いて反応器フラスコの内容物を８２℃に加熱する。重合を、反応器内容物が、典型的にはおおよそ９０〜９２℃までの、発熱を経験するまで８２℃で続行する。反応器フラスコを次に冷却し、封入されたおよび／または吸着された硫酸バリウムを含有する得られたアクリルポリマービーズを濾過し、脱イオン水で洗浄し、５０℃で一晩にわたって空気循環オーブン中で乾燥させ、３００ミクロンメッシュによって篩い分けする。得られた生成物は、４０．２％ｗ／ｗの灰分、１．１％ｗ／ｗの残存ベンゾイルペルオキシド含有量、７５ミクロンの平均粒子径を有する。灰分は、アクリルポリマービーズ中の封入されたおよび／または吸着された硫酸バリウムの量を表す。
【０１９１】
調製実施例３
アクリルポリマービーズ中の封入されたおよび／または吸着された硫酸バリウムの量がおおよそ３０％ｗ／ｗであることを除いて調製実施例２を繰り返した。
【０１９２】
ＭＭＡ中のポリ（メチルメタクリレート−ｃｏ−Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチルメタクリレート）（ポリ（ＭＭＡ−ｃｏ−ＤＭＡＥＭＡ）（ＲＶ＝０．５ｄｌ／ｇ））の２０％重量溶液を、室温で１００グラムのポリ（ＭＭＡ−ｃｏ−ＤＭＡＥＭＡ）を４００グラムのＭＭＡに溶解させることによって調製する。３００グラムのこのシロップを、ステンレス鋼錨型攪拌機を備えた２リットルのガラスフラスコに移し、３００グラムの硫酸バリウム（医療グレード）を添加する。フラスコおよび内容物を秤量し、重量を記録する。混合物を次に１５００〜１９００ｒｐｍの攪拌機速度で５時間室温で攪拌する。４００グラムのＭＭＡモノマーを次に添加し、攪拌をさらなる４０分間１５００ｒｐｍで続行する。フラスコを再秤量し、ＭＭＡの蒸発による減量を計算する。計算量の蒸発したＭＭＡを次に、１０グラムのベンゾイルペルオキシド（７５％活性）開始剤と一緒にフラスコに添加し、混合物を室温で１５分間１５００ｒｐｍで攪拌する。これは、懸濁重合の有機相を形成し、それを次に、実施例２と同じ方法で実施する。得られた生成物は、２９．２％ｗ／ｗの灰分、１．１８％ｗ／ｗの残存ベンゾイルペルオキシド含有量、７８ミクロンの平均粒子径を有する。灰分は、アクリルポリマービーズ中の封入されたおよび／または吸着された硫酸バリウムの量を表す。
【０１９３】
実施例１
この実施例は、まず固体成分を、次に硬化性組成物を調製するために、調製実施例１の噴霧乾燥エマルジョンポリマーと調製実施例２の封入されたおよび／または吸着されたＸ線不透過性添加剤を含有するアクリルポリマービーズと充填材なしのアクリルポリマービーズの一部とのブレンディングを記載する。
【０１９４】
噴霧乾燥エマルジョン粉末とアクリルポリマービーズとのブレンディングの一般的な実験室規模の方法は、好適な容器で混転ブレンディングアプローチを用いることである。容器は典型的には、総容積の３／４まで満たされ、ブレンディング時間は典型的には１５〜３０分である。
【０１９５】
３．６グラムの調製実施例１の噴霧乾燥エマルジョン粉末と、１５．０グラムの調製実施例２の封入されたおよび吸着されたＸ線不透過性充填材を含有するアクリルポリマービーズと１．４グラムの平均径７５ミクロンの充填材なしのポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）ビーズとを、上記の方法に従って一緒にブレンドして固体成分を形成する。
【０１９６】
硬化性組成物の調製は、次の通り記載される：混合前に、固体および液体成分を、２３℃での定温器中で少なくとも１０時間平衡させる。２０．０ｇの固体成分、引き続き６０ｐｐｍのヒドロキノン（ＨＱ）防止剤とＭＭＡに対して１％ｗ／ｗのＮ，Ｎ−ジメチル−パラ−トルイジン（ＤＭＰＴ）硬化促進剤とを含有するメチルメタクリレート（ＭＭＡ）モノマーを含む１０．０ｍｌ（９．４０グラム）の液体成分をポリプロピレンビーカーに入れる。手動混合を次に、金属スパチュラを用いて３０秒間２３℃で実施し、するとすぐに材料をカバーし、放置する。定期的に、測定される初期ミックス稠度および餅状化時間について材料を評価する。機械的試験用の検体を調製するために、餅状化材料を、２３℃で事前順化された型に詰め、硬化させる。全混合物中の硫酸バリウムの量は２０．４％ｗ／ｗである。得られた材料の曲げ強度は７５．０ＭＰａである。
【０１９７】
実施例２
この実施例は、まず固体成分を、次に硬化性組成物を調製するために、調製実施例１の噴霧乾燥エマルジョンポリマーと調製実施例２および３の封入されたおよび／または吸着されたＸ線不透過性添加剤を含有するアクリルポリマービーズの混合物とのブレンディングを記載する。
【０１９８】
３．６グラムの調製実施例１の噴霧乾燥エマルジョン粉末と、１０．８２グラムの調製実施例２の封入されたおよび／または吸着されたＸ線不透過性充填材を含有するアクリルポリマービーズと５．５８グラムの調製実施例３の封入されたおよび／または吸着されたＸ線不透過性充填材を含有するアクリルポリマービーズとを、実施例１の方法に従って一緒にブレンドして固体成分を形成する。
【０１９９】
硬化性組成物の調製は、次の通り記載される：混合前に、固体および液体成分を２３℃での定温器中で少なくとも１０時間平衡させる。２０．０ｇの固体成分、引き続き６０ｐｐｍのヒドロキノン（ＨＱ）防止剤とＭＭＡに対して１％ｗ／ｗのＮ，Ｎ−ジメチル−パラ−トルイジン（ＤＭＰＴ）硬化促進剤とを含有するメチルメタクリレート（ＭＭＡ）モノマーを含む１０．０ｍｌ（９．４０グラム）の液体成分をポリプロピレンビーカーに入れる。手動混合を次に、金属スパチュラを用いて３０秒間２３℃で実施し、するとすぐに材料をカバーし、放置する。定期的に、測定される初期ミックス稠度および餅状化時間について材料を評価する。機械的試験用の検体を調製するために、餅状化材料を、２３℃で事前順化された型に詰め、硬化させる。全混合物中の硫酸バリウムの量は２０．４％ｗ／ｗである。得られた材料の曲げ強度は７７．３ＭＰａである。
【０２００】
比較例１
封入されたおよび／または吸着された硫酸バリウムを含有するアクリルポリマービーズを、充填材なしのポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）で完全に置き換え、そして硫酸バリウムを別個の粉末原料として添加することを除いて実施例１を繰り返す。さらに、噴霧乾燥エマルジョンポリマー粉末はまったく添加しない。
【０２０１】
こうして、残存ＢＰＯ  ２．９４％ｗ／ｗおよび３９ミクロンの平均粒子径の１４．０グラムのＰＭＭＡビーズポリマーを、実施例１の粉末ブレンディング法に従って６．０グラムの硫酸バリウム（Ｓａｃｈｔｌｅｂｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＧｍｂＨ製）とブレンドして固体成分を形成した。
【０２０２】
硬化性組成物の調製は、次の通り記載される：混合前に、固体および液体成分を２３℃での定温器中で少なくとも１０時間平衡させる。２０．０ｇの固体成分、引き続き６０ｐｐｍのヒドロキノン（ＨＱ）防止剤とＭＭＡに対して１％ｗ／ｗのＮ，Ｎ−ジメチル−パラ−トルイジン（ＤＭＰＴ）硬化促進剤とを含有するメチルメタクリレート（ＭＭＡ）モノマーを含む１０．０ｍｌ（９．４０グラム）の液体成分をポリプロピレンビーカーに入れる。手動混合を次に、金属スパチュラを用いて３０秒間２３℃で実施し、するとすぐに材料をカバーし、放置する。定期的に、測定される初期ミックス稠度および餅状化時間について材料を評価する。機械的試験用の検体を調製するために、餅状化材料を、２３℃で事前順化された型に詰め、硬化させる。全混合物中の硫酸バリウムの量は２０．４％ｗ／ｗである。得られた材料の曲げ強度は５０．５ＭＰａである。
【０２０３】
比較例２
調製実施例３の封入されたおよび／または吸着されたＸ線不透過性充填材を含有するアクリルポリマービーズを、固体成分の唯一の粉末原料として使用した（噴霧乾燥エマルジョンポリマー粉末も充填材なしのアクリルポリマービーズもまったく存在しない）。
【０２０４】
硬化性組成物の調製は、次の通り記載される：混合前に、固体および液体成分を２３℃での定温器中で少なくとも１０時間平衡させる。２０．０ｇの固体成分、引き続き６０ｐｐｍのヒドロキノン（ＨＱ）防止剤とＭＭＡに対して１％ｗ／ｗのＮ，Ｎ−ジメチル−パラ−トルイジン（ＤＭＰＴ）硬化促進剤とを含有するメチルメタクリレート（ＭＭＡ）モノマーを含む１０．０ｍｌ（９．４０グラム）の液体成分をポリプロピレンビーカーに入れる。手動混合を次に、金属スパチュラを用いて３０秒間２３℃で実施し、するとすぐに材料をカバーし、放置する。定期的に、測定される初期ミックス稠度および餅状化時間について材料を評価する。機械的試験用の検体を調製するために、餅状化材料を、２３℃で事前順化された型に詰め、硬化させる。全混合物中の硫酸バリウムの量は２０．４％ｗ／ｗである。得られた材料の曲げ強度は７１．６ＭＰａである。
【０２０５】
表１は、実施例で調製された最終材料についての曲げ強度結果を比較例と比較する。
【０２０６】
【表１】
2019194340.tif 000003
【０２０７】
実施例１および２と比較例１との比較は、最終硬化性組成物の機械的特性（曲げ強度によって測定されるような）が、硫酸バリウムを別個の粉末原料として使用する代わりに最終硬化性組成物を製造するための封入されたおよび／または吸着された硫酸バリウムを含有するアクリルポリマービーズの使用によってどの程度高められるかを示す。
【０２０８】
さらに、（両方とも封入されたおよび／または吸着された硫酸バリウムを含有するアクリルポリマービーズの使用を含む）実施例２と比較例２との比較は、実施例２での噴霧乾燥エマルジョン粉末の包含がどの程度、比較例２と比較して曲げ強度の増大、および全体材料の機械的特性の意外な向上をもたらすかを実証する。
【０２０９】
実施例３
この実施例は、調製実施例１の噴霧乾燥粉末が、微小孔性である合体した乳化重合微粒子の網状構造からなることを実証する。調製実施例１の噴霧乾燥粉末の試料を、材料のモルフォロジを示すために走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）によって調べた。本方法は、標準アルミニウムＳＥＭスタブ上の導電性粘着炭素タブ上へアクリルポリマー粒子の試料を振りかける工程を含む。ＳＥＭ機器での帯電を回避するために真空金属化によって金属（Ｐｔ）の薄層で試料をコートする。ＳＥＭ画像を、３ｋＶの加速電圧および２０ｍｍの作動距離を用いるＨｉｔａｃｈｉ  Ｓ４５００  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ＳＥＭを用いて撮る。画像形成は、幾つかの粒子に関して実施し、代表的な画像を異なる倍率で得た。
【０２１０】
Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）表面積分析およびＢａｒｒｅｔｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ（ＢＪＨ）細孔容積分析をまた、室温で動作し、そして吸収性ガスとして窒素を使用するＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  Ｔｒｉｓｔａｒ  ＩＩ  ３０２０機器を用いて粉末に関して実施した。
【０２１１】
懸濁重合によって調製されたポリ（メチルメタクリレート）ＰＭＭＡビーズポリマーを、微小孔性であると考えられない材料の例として研究した。これは、Ｌｕｃｉｔｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ＆  Ｒｅｓｉｎｓ
Ｌｉｍｉｔｅｄから入手される、Ｃｏｌａｃｒｙｌ（登録商標）Ｂ８６６（平均粒子径３９ミクロンおよび還元粘度２．４ｄｌ／ｇ）であった。
【０２１２】
図１は、調製実施例１の噴霧乾燥粉末のＳＥＭ画像を示し、それが合体した乳化重合微粒子の網状構造からなることを実証する。それはまた、その材料が、直径０．０１〜０．２ミクロン（１０〜２００ｎｍ）の細孔からなる、本来は微小孔性であることを示す。
【０２１３】
図２は、同じ倍率でのＣｏｌａｃｒｙｌ（登録商標）Ｂ８６６  ＰＭＭＡビーズポリマーのＳＥＭ画像を示す。図１とは対照的に、この画像は、ＰＭＭＡビーズポリマーが微小孔性ではないことを示す。
【０２１４】
表２は、２つの材料のＢＥＴ表面積およびＢＪＨ細孔容積分析の結果を示す。調製実施例１の噴霧乾燥粉末が、ＰＭＭＡビーズポリマーよりもはるかに高い表面積および細孔容積を有することを理解することができ、合体した乳化重合微粒子の網状構造が微小孔性であるという事実を再び強固にする。
【０２１５】
【表２】
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【０２１６】
本出願と関連して本明細書と同時にまたは本明細書よりも前にファイルされている、そして本明細書で公開されるすべての学術論文および公文書に注意が向けられ、すべてのそのような学術論文および公文書の内容は、参照により本明細書に援用される。
【０２１７】
本明細書（任意の添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含めて）に開示される特徴のすべて、および／またはそのように開示される任意の方法もしくはプロセスのすべては、そのような特徴および／または工程の少なくともいくらかが互いに矛盾する組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わせられてもよい。
【０２１８】
本明細書（任意の添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含めて）に開示される各特徴は、特に明確に述べられない限り、同じ、同等のまたは類似の目的に役立つ代わりの特徴で置き換えられてもよい。従って、特に明確に述べられない限り、開示される各特徴は、同等のまたは類似の特徴の包括的シリーズの一例にすぎない。
【０２１９】
本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されない。本発明は、本明細書（任意の添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含めて）に開示される特徴の、任意の新規のもの、もしくは任意の新規組み合わせにまで、またはそのように開示される任意の方法もしくはプロセスの工程の、任意の新規のもの、もしくは任意の新規の組み合わせにまで及ぶ。
【図１】
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【図２】
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