(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分Ａおよび部分Ｂを含み、これらの部分は基体に適用する前に歯科医師が混合するようになっている、多部分歯科用接着性プライマー組成物であって、
前記部分Ａは、
ｉ）水が存在する場合、前記部分ＡのｐＨが２より高くなるように選択され、接着に有効な量の酸性基を更に含み、２５０より大きい分子量を有するモノマー、オリゴマー、プレポリマーまたはポリマーである酸性重合性化合物０．１〜９０重量％と、
ii）１〜９０重量％の重合性希釈剤と、
iii）親水性成分百グラム当たり少なくとも２グラムの水を吸収することができる親水性成分と
を含み、
前記部分Ｂは、
iv）前記部分ＢのｐＨが２よりも低くなるように選択される０．１〜１００重量％の濃度で存在する酸性材料
を含み、
前記部分Ａと部分Ｂを合わせたものは、
ｖ）０．５〜９０重量％の水と、
vi）０．０１〜２０重量％の硬化剤と、
vii）０〜９９．９重量％の濃度で存在する有機溶媒又は共溶媒と
を含有する、プライマー組成物。
【請求項２】
前記部分Ａは水を含む、請求項１に記載のプライマー組成物。
【請求項３】
前記部分Ａｉ）の化合物は、一般式Ｉ：Ｂ（Ｘ）m（Ｙ）n（式中Ｂは有機主鎖を表わし、各Ｘは独立に酸性基であり、各Ｙは独立に重合性基であり、ｍは２以上の平均値を有する数であり、ｎは１以上の平均値を有する数である）を有する、請求項１に記載のプライマー組成物。
【請求項４】
前記部分Ａは、３重量％より高い濃度で水に混和性である親水性成分を更に含む、請求項１に記載のプライマー組成物。
【請求項５】
前記部分Ａは、
ｉ）一般式Ｉ：Ｂ（Ｘ）m（Ｙ）n（式中Ｂは有機主鎖を表わし、各Ｘは独立にカルボン酸基であり、各Ｙは独立にビニル重合性基であり、重合性成分であるＹはアミド結合を介して前記主鎖Ｂに結合され、ｍは２以上の平均値を有する数であり、ｎは１以上の平均値を有する数である）を有し、１，０００〜１００，０００の間の分子量を有する、前記部分Ａ中の成分に対して０．１〜９０重量％の酸性重合性化合物と、
ii）前記部分Ａ中の成分に対して２０〜９０重量％のＨＥＭＡと、
iv）前記部分Ａ中の成分に対して０．５〜９０重量％の水と、
ｖ）前記部分Ａ中の成分に対して０．０１〜２０重量％の硬化剤と
を含み、
前記部分Ｂは、
iii）前記部分ＢのｐＨが２未満になるようにマレイン酸およびグリセロールジメタクリレートモノホスフェートからなる群から選択される酸と水と
を含む、請求項１に記載のプライマー組成物。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、歯科修復材用のプライマー系に関し、特に、別個の酸エッチング段階を必要とせずに象牙質とエナメル質の両方に大きい接着力を付与する複合修復材に関する。
背景
プライマー系は、一般に、硬組織を接着するために用いられてきた。米国特許第４，７１９，１４９号には、酸および水溶性塗膜成形剤であるプライマーが記載されている。酸はフェノールのｐKa以下のｐKaを有し、酸および酸のカルシウム塩は塗膜成形剤に可溶である。プライマーは、塗膜形成剤に可溶でない接着に有害な量のカルシウム塩を含んでいない。
発明の要約
多部分歯科用接着性プライマー組成物は、少なくとも部分Ａおよび部分Ｂを含んで提供される。部分Ａ）は、ｉ）接着に有効な量の酸性基を更に含む、２５０より大きい分子量を有するモノマー、オリゴマー、プレポリマーまたはポリマーである酸性重合性化合物０．１〜９０重量％とii）１〜９０重量％の重合性希釈剤とを含む。酸性重合性化合物は、水が存在する場合、部分ＡのｐＨが約２より高くなるように選択される。部分Ｂ）は、iii）０．１〜１００重量％の濃度で存在する酸性材料を含む。この部分の酸性材料は、部分ＢのｐＨが約２よりも低くなるように選択される。部分Ａと部分Ｂを合わせたものに、iv）０．５〜９０重量％の水とｖ）０．０１〜２０重量％の硬化剤とvi）０〜９９．９重量％の濃度で存在する非水溶媒とを含有する。
硬組織上に部分Ａおよび部分Ｂをいずれかの順で塗布する際に、硬組織に塗布する直前にこれらの部分の両方を組み合わせ、原位置で硬組織上において組み合わせることを含む歯の硬組織を下塗りする方法も提供される。部分を硬組織に別々に塗布して原位置で組み合わせる場合、部分Ｂを部分Ａの前に塗布して、硬組織に最大酸エッチング効果を与えることが好ましい。
発明の詳細な説明
現行の歯科用接着製品は、一般に、高い接着力値を生じさせるために、接着される表面にプライマーを塗布する前に別個の酸エッチング段階が必要である。この余分な酸エッチング段階は多くの時間がかかり、開業医には全く面倒である。本発明は、別個で異質の酸エッチング段階を必要とせずに象牙質組織およびエナメル質組織の両方に高い接着力値を付与する歯科用プライマー組成物を提供する。上述のように、塗布前には別々に貯蔵される特定の主要成分を含むプライマー系は、必要な接着効果を達成する系を提供する。詳しくは、プライマーは、２未満のｐＨ値を有する酸性成分（部分Ｂ）を含有するべきである。しかし、この酸性成分は、硬表面に塗布する直前まで部分Ａの成分ｉ）およびii）から別々に貯蔵しなければならない。
プライマー組成物の部分Ａおよび部分Ｂは、硬表面上で組み合わせるか、または硬表面に塗布する直前に組み合わせることができる。「直前」とは、長くても一般には歯科処置を行う同日、または更に好ましくは歯科処置を行う５分未満前を意味する。最も好ましくは、例えば、下塗される表面に二部分を同時に送出する二部分ディスペンサー装置を用いることにより、または各部分からの液滴を単一の管の中に混合して、順次その管がこうして混合されたプライマー組成物を必要な場所に送出することにより、部分Ａおよび部分Ｂを塗布のまさに数秒前に混合する。あるいは、部分Ａおよび部分Ｂを独立に容器または溜めに送出し、この場所で混合し、その後下塗りされる表面に送出することができる。
ここでプライマー組成物の成分を更に詳細に説明する。好ましい材料には以下のものが挙げられる。
部分Ａは、２５０より大きい分子量を有するモノマー、オリゴマー、プレポリマーまたはポリマーである重合性化合物である成分ｉ）を含有する。この化合物は接着に有効な量の酸性基を更に含む。最も好ましくは、重合性部分は、アミド官能基を通して化合物の残りに結合される。
部分Ａｉ）の好ましい化合物は、一般式Ｉ：
Ｂ（Ｘ）m（Ｙ）n
（式中、Ｂは有機主鎖を表わし、各Ｘは独立に酸性基であり、各Ｙは独立に重合性基であり、ｍは２以上の平均値を有する数であり、ｎは１以上の平均値を有する数である）を有する。
好ましくは、主鎖Ｂは炭素−炭素結合の低分子主鎖または高分子主鎖であり、任意に、酸素、窒素または硫黄ヘテロ原子などの非妨害置換基を含む。本明細書中で用いられる用語「非妨害」とは、重合反応を過度に妨害しない置換基または結合基を意味する。
好ましいＸ基はカルボン酸基である。
適するＹ基には、重合性エチレン性不飽和基が挙げられるが、それに限定されない。特に好ましいエチレン性不飽和基は、フリーラジカル機構または酸化還元機構によって重合することができるものであり、それらの例は、置換および非置換アクリレート、メタクリレート、アルケンおよびアクリルアミドである。
ＸおよびＹ基は、直接、あるいは置換または非置換アルキル、アルコキシアルキル、アミノ、アリール、アルコキシアルキル、アルコキシアリール、アラルキルまたはアルカリール基などのあらゆる非妨害有機結合基によって主鎖Ｂに結合することができる。
式Ｉの化合物は、（１）式Ｂ（Ｘ）m+nのポリマーのｎ個のＸ基を適する化合物と反応させてｎ個のペンダントＹ基を形成する、（２）Ｘ基以外の位置で式Ｂ（Ｘ）mのポリマーを適する化合物と反応させてｎ個のペンダントＹ基を形成する、（３）式Ｂ（Ｙ）m+nまたはＢ（Ｙ）nのポリマーを適する化合物とＹ基を通してまたは他の位置でのいずれかで反応させて、ｍ個のペンダントＸ基を形成する、および（４）適切なモノマー、例えば、１個以上のペンダントＸ基を含むモノマーおよび１個以上のペンダントＹ基を含むモノマーを共重合する、に限定されないが、それらを含む多様な合成経路に従って調製することができる。
上述した第１の合成経路、すなわち、式Ｂ（Ｘ）m+nのポリマーのｎ個のＸ基を反応させてｎ個のペンダントＹ基を形成するというのは好ましい。こうした基は、「カップリング化合物」、すなわち、Ｘ基を通してポリマーと反応して、カップリング化合物とＸ基との間で共有結合を形成し、よってペンダント形式で主鎖ＢにＹ基を結合させることが可能なＹ基と反応基との両方を含む化合物の使用により反応することができる。適するカップリング化合物は、Ｙ基と反応基との間で非妨害置換基および／または非妨害結合基を任意に含む有機化合物である。
式Ｉの特に好ましい化合物は、各Ｘがカルボキシル基であり、各Ｙがフリーラジカル機構またはレドックス機構によって重合されることが可能であるエチレン性不飽和基である化合物である。こうした化合物は、エチレン性不飽和基と、カルボン酸基と反応することが可能な基との両方を含むカップリング化合物とポリアルケン酸（例えば、式Ｂ（Ｘ）m+n（式中、各Ｘはカルボキシル基である）のポリマー）とを反応させることにより都合よく調製される。得られる化合物の分子量は、少なくとも約２５０、好ましくは約５００〜約５００，０００の間、更に好ましくは約１，０００〜約１００，０００の間である。本明細書中で記載される「分子量」とは、重量平均分子量を意味する。これらの化合物は、一般に水混和性であるが、それらを誘導するポリアルカン酸よりも水混和性の度合は小さい。従って、以下に更に完全に記載された共溶媒を用いるのは、化合物の溶解度を高めるために好ましく、化合物のより濃縮された溶液を達成する。
本発明の化合物を調製する際に用いるために適するポリアルケン酸には、ガラスイオノマーセメントを調製するために一般に用いられる不飽和モノ−、ジ−またはトリカルボン酸のホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。代表的なポリアルケン酸は、例えば、米国特許第３，６５５，６０５号、第４，０１６，１２４号、第４，０８９，８３０号、第４，１４３，０１８号、第４，３４２，６７７号、第４，３６０，６０５号および第４，３７６，８３５号に記載されている。
好ましいポリアルケン酸は、不飽和脂肪族カルボン酸、例えば、アクリル酸、２−クロロアクリル酸、３−クロロアクリル酸、２−ブロモアクリル酸、３−ブロモアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、グルタコン酸、アコニット酸、シトラコン酸、メサコン酸、フマル酸およびチグリン酸の単独重合および共重合によって調製されるものである。不飽和脂肪族カルボン酸と共重合できる適するモノマーには、アクリルアミド、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化アリル、酢酸ビニルおよび２−ヒドロキシエチルメタクリレート（「ＨＥＭＡ」）などの不飽和脂肪族化合物が挙げられる。ターポリマーおよびそれより高次のポリマーを必要なら用いてもよい。アクリル酸のホモポリマーおよびコポリマーは特に好ましい。ポリアルケン酸は、外科的に受け入れられるものであるべきである。すなわち、未重合モノマーもその他の望ましくない成分も実質的に含むべきではない。
特に好ましいポリアルケン酸には、ポリアクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とイタコン酸、アクリル酸とマレイン酸、メチルビニルエーテルと無水マレイン酸またはマレイン酸、エチレンと無水マレイン酸またはマレイン酸、スチレンと無水マレイン酸またはマレイン酸のコポリマーも挙げられる。
式Ｂ（Ｘ）m+nのポリマーは、モノマーおよび／またはコモノマーの適切な混合物の重合により調製することができる。好ましくは、こうしたポリマーは、例えば、溶液中、乳化液中または界面におけるフリーラジカル重合によって調製される。こうしたポリマーは、適切な触媒の存在下でカップリング化合物と反応することができる。本発明の好ましい化合物の調製に用いるために適するカップリング化合物には、共有結合を形成するためにＸと反応することが可能な少なくとも１個の基および少なくとも１種の重合性エチレン性不飽和基を含む化合物が挙げられる。Ｘがカルボキシルである時、多くの基は、求電子性基および求核性基を含め、Ｘと反応することが可能である。こうした基の例には、次の成分およびこれらの成分−ＯＨ、−ＮＨ2、−ＮＣＯ、−ＣＯＣｌ、および
0004406691.tif 000002
を含む基が挙げられる。
適するカップリング化合物の例には、塩化アクリロイル、塩化メタクリロイル、ビニルアザラクトン、アリルイソシアネート、ＨＥＭＡ、２−アミノエチルメタクリレートおよび２−イソシアネートエチルメタクリレートが挙げられが、それらに限定されない。適するカップリング化合物のその他の例には、米国特許第４，０３５，３２１号に記載されたものが挙げられ、この特許は本明細書中に引例として包含する。好ましいカップリング化合物の例には、以下のメタクリレート化合物（式中、ｐは１〜２０であり、Ｒ、Ｒ1およびＲ2は、Ｈまたは低級アルキル（例えば、１〜６個の炭化水素のもの）である）、それらの対応するアクリレート、ならびにその後の式のアリルおよびビニル化合物が挙げられが、それらに限定されない。
0004406691.tif 000003
特に好ましいカップリング化合物は、以下のメタクリレート化合物（式中、Ｒは上で定義された通りであり、ｑは１〜１８であり、Ｒ、Ｒ1およびＲ2は上で定義された通りである）およびそれらの対応するアクリレートである。
0004406691.tif 000004
式Ｉの好ましい化合物は、式Ｂ（Ｘ）m+n（式中、ＸはＣＯＯＨである）のポリマーを式ＮＣＯの反応基を含むカップリング化合物と反応させることにより調製される。得られる化合物は、例えば、Ｘ基とカップリング化合物の反応基との間の共有結合がアミド結合である上の式Ｉのものである。これらの化合物は、象牙質への接着性、機械的強度、製作時間およびフッ化物放出などのような特性の最適な取り合わせをもたらす。
本下塗り組成物は、重合性希釈剤である成分ii）も部分Ａ中に含有する。この希釈剤は、フリーラジカル重合性基を含むと共に、上述した部分Ａｉ）よりも低い相対粘度を有するモノマー、オリゴマーまたはポリマーであることが可能である化合物または化合物の混合物である。重合性化合物は、好ましくは約１００〜５０００の間の分子量を有し、更に好ましくは約１００〜１０００の間の分子量を有する。これより高い分子量の重合性材料と低い分子量の重合性材料の両方の混合物も最終的に硬化された材料の取扱い特性および物理的特性において特別の利点をもたらすとして考慮されている。本発明の好ましい態様において、重合性材料の少なくともあるものは、組成物のその他の成分よりも粘度が相対的に低く、全体的な未硬化材料において粘度低下機能を果たす。重合性材料の少なくともあるものは、好ましくは２０００ｃｐ未満、更に好ましくは５００ｃｐ未満、最も好ましくは３００ｃｐ未満の粘度を有する。
重合性成分をもたらす好ましい材料は、アクリル酸またはメタクリル酸のエステルである。これらの化合物の例は、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（「ＨＥＭＡ」）、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、グルシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ビスフェノールＡのジグリシジルメタクリレート（「Ｂｉｓ−ＧＭＡ」）、グリセロールモノ−およびジアクリレート、グリセロールモノ−およびジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート（反復エチレンオキシド単位の数が２〜３０まで異なるもの）、ポリエチレングリコールジメタクリレート、（［反復エチレンオキシド単位の数が２〜３０まで異なるもの、特にトリエチレングリコールジメタクリレート（「ＴＥＧＤＭＡ」）］、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールおよびジペンタエリスリトールのモノ−、ジ−、トリ−およびテトラ−アクリレートおよびメタクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，３−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、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサ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、ジ−２−メタクリロイルオキシエチルヘキサメチレンジカルバメート、ジ−２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルヘキサンエチレンジカルバメート、ジ−２−メタクリロイルオキシエチルジメチルベンゼンジカルバメート、メチレン−ビス−２−メタクリロキシエチル−４−シクロヘキシルカルバメート、ジ−２−メタクリロキシエチル−ジメチルシクロヘキサンジカルバメート、メチレン−ビス−２−メタクリロキシエチル−４−ジクロヘキシルカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリロキシエチル−トリメチル−ヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリロキシエチル−ジメチルベンゼンジカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリロキシエチル−ジメチルシクロヘキサン−ジカルバメート、メチレン−ビス−１−メチル−２−メタクリロキシエチル−４−シクロヘキシルカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリロキシエチル−ヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリロキシエチル−トリメチルヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリロキシエチル−ジメチルベンゼンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリロキシエチル−ジメチルシクロヘキサンジカルバメート、メチレン−ビス−２−メタクリロキシエチル−４−シクロヘキシルカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリロキシエチル−ヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリロキシエチル−トリメチルヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリロキシエチル−ジメチルベンゼンジカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリロキシエチル−ジメチルシクロヘキサンジカルバメート、メチレン−ビス−１−メチル−２−メタクリロキシエチル−４−シクロヘキシルカルバメート、ジ−ｂ１−クロロメチル−２−メタクリロキシエチル−ヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリロキシエチル−トリメチルヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリロキシエチル−ジメチルベンゼンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリロキシエチル−ジメチルシクロヘキサンジカルバメート、メチレン−ビス−１−クロロメチル−２−メタクリロキシエチル−４−シクロヘキシルカルバメート、２，２’−ビス（４−メタクリロキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アクリロキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス［４（２−ヒドロキシ−３−メタクリロキシフェニル）］プロパン、２，２’−ビス［４（２−ヒドロキシ−３−アクリロキシフェニル）］プロパン、２，２’−ビス（４−メタクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−メタクリロキシプロポキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アクリロキシプロポキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス［３（４−フェノキシ）−２−ヒドロキシプロパン−１−メタクリレート］プロパンおよび２，２’−ビス［３（４−フェノキシ）−２−ヒドロキシプロパン−１−アクリレート］プロパンなどである。
その他の重合性成分は、置換アクリルアミドおよびメタクリルアミドであることが可能である。例は、アクリルアミド、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、ジアセトン−アクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、Ｎ−アクリルアミドおよびアルキルが１〜６個の炭素原子の低級ヒドロカルビル単位であるＮ−アルキルメタクリルアミドである。重合性成分の適するその他の例は、イソプロペニルオキサゾリン、ビニルアザラクトン、ビニルピロリドン、スチレン、ジビニルベンゼン、ウレタンアクリレートまたはメタクリレート、エポキシアクリレートまたはメタクリレートおよびポリオールアクリレートまたはメタクリレートである。
親水性化合物は、プライマー組成物に任意に添加することができる。親水性化合物の添加は、高い湿気の部分で特に有利である。親水性成分を含有する本発明のプライマー組成物は、高い湿度環境において親水性成分を含有しないプライマーよりもよく接着する傾向がありうるので、こうした組成物は、ダム等の使用など、接着部分を湿気にさらされずに維持する際に余分な努力を要しない。こうした組成物はまた、良好な接着結果を得るための技術依存性はより小さい場合がある。親水性成分は、モノマー、オリゴマーまたはポリマーとして形成することができる。好ましくは、直鎖ホモポリマーまたはコポリマーのいずれかとして形成され、そのいずれもは任意にわずかに架橋されてもよい。親水性成分は、好ましくは、約３重量％より高い濃度で水に混和性であるか、あるいはポリマーの百グラム当たり少なくとも２グラムの水を吸収することができる。任意に、親水性成分は、原位置で重合され、親水性水吸収性ポリマーになる親水性モノマーであることが可能である。
多くの場合、酸性官能基を含む化合物は事実上親水性である。こうした化合物は、上述の親水特性を満足させるならば本発明において有用な場合がある。しかし、本発明において用いるために好ましい親水性成分は、非酸性官能基によって与えられる親水特性の少なくとも一部を有する。従って、本発明において用いるために好ましい親水性化合物は、酸性官能基および非酸性親水性官能基を含み、本発明において用いるために最も好ましい親水性化合物は酸性官能基を含まない。
親水性成分の例には、ピロリドンなどのモノマーまたはポリマー、ヒドロキシ基およびポリエーテル基を含む成分、スルホン酸塩基（ＳＯ3）を含む成分、スルホン酸基（ＳＯ2）を含む成分、Ｎ−オキシスクシンイミド、Ｎ−ビニルアセトアミドおよびアクリルアミドが挙げられる。
好ましい親水性成分のより特定の例は、非イオンポリマーまたはコポリマー、例えば、ポリアルキレンオキシド（ポリオキシメチレン、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド）、ポリエーテル（ポリビニルメチルエーテル）、ポリエチレンイミンコポリマー、ポリアクリルアミドおよびポリメタクリルアミド、ポリビニルアルコール、鹸化ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルオキサゾリン、Ｎ−オキシスクシンイミド基を含むポリマー、イオン化されていない、ある程度中和された、または完全に中和された形態をとったポリアクリル酸、ポリメタクリル酸を含むイオン性またはイオン化性ポリマーおよびコポリマー、ポリエチレンイミンおよびその塩、イオン化されていない、ある程度中和された、または完全に中和された形態をとったポリエチレンスルホン酸およびポリアリールスルホン酸、イオン化されていない、ある程度中和された、または完全に中和された形態をとったポリ燐酸およびホスホン酸である。
一般に、極性基を有するあらゆる化合物は、組成物に親水性の特性をもたらす。好ましい親水性化合物は、酸性または塩基性である極性基、あるいは塩として形成される極性基を含むアクリレート、メタクリレート、クロトネートおよびイタコネートなどのビニルモノマーの反応によって調製することができる。これらの基はイオン性または中性であることも可能である。
極性または分極化性基の例には、ヒドロキシ、チオ、置換および非置換アミド、環式エーテル、（オキサン、オキセタン、フランおよびピランなど）などの中性基、塩基性基（ホスフィンおよび第一、第二、第三アミンを含むアミンなど）、酸性基（オキシ酸およびＣ、Ｓ、Ｐ、Ｂのチオオキシ酸など）、イオン性基（第四アンモニウム、カルボキシレート塩およびスルホン酸塩など）およびこれらの基の前駆体形態および保護された形態が挙げられる。こうした基のより特定の例は自明である。
本発明の組成物は、部分Ａまたは部分Ｂのいずれか、または両方に存在しうる水を更に含む。他の溶媒、通常は揮発性の有機溶媒、例えば、アセトン、エタノールは、以下に論じるプライマー組成物中に配合することができる。
硬化剤は、任意に、本組成物の部分Ａまたは部分Ｂのいずれかに配合することができる。好ましくは、硬化剤のすべての成分は、貯蔵の難しさを避けるために部分Ａ中に存在する。あるいは、１種以上の成分を部分Ｂ中に加えてもよい。あるいは、一部の成分を部分Ａ中に入れ、一部の成分を部分Ｂ中に入れてもよい。
本発明の組成物は、組成物を使用中に重合させることができるように１種以上の適する重合開始剤を含有する。開始剤は、重合性材料の重合を開始させることが可能であるように選択される。本発明の組成物は、好ましくは、活性化される時にフリーラジカル源として機能する１種以上の適する光重合開始剤を含有する。こうした開始剤は、単独で、あるいは１種以上の促進剤および／または鋭敏剤と併用で用いることができる。
光開始剤は、適する波長および強度の光への露光でエチレン性不飽和成分のフリーラジカル架橋を促進することが可能であるべきである。それはまた、好ましくは、一般的な歯科条件において貯蔵および使用を可能にするために、十分に貯蔵安定性であり、好ましくない着色がない。可視光光開始剤は好ましい。光開始剤は、単独で使用できることが多いが、一般的には、適する供与体化合物または適する促進剤（例えば、アミン、過酸化物、亜燐酸化合物、ケトンおよびα−ジケトン化合物）と併用で用いられる。
好ましい可視光誘発開始剤には、樟脳キノン（一般的には、アミンなどの適する水素供与体と組み合わされる）、ジアリールヨードニウム単塩または金属錯体塩、発色団置換ハロメチル−ｓ−トリアジンおよびハロメチルオキサジアゾールが挙げられる。特に好ましい可視光誘発光開始剤には、別の水素供与体（ベンゼンスルフィナートナトリウム、アミンおよびアミンアルコールなど）を伴うまたは伴わない、α−ジケトン、例えば、樟脳キノンと、ジアリールヨードニウム塩、例えば、ジフェニルヨードニウム塩化物、臭化物、ヨウ化物またはヘキサフルオロ燐酸塩との混合物が挙げられる。
好ましい紫外光誘発重合開始剤には、ベンジルおよびベンゾイン、ならびにアシロインおよびアシロインエーテルなどのケトンが挙げられる。好ましい市販の紫外光誘発重合開始剤には、両方ともチバガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐ．）からの２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ６５１」）およびベンゾインメチルエーテル（２−メトキシ−２−フェニルアセトフェノン）が挙げられる。
光開始剤は、必要な光重合速度をもたらすために十分な量で存在するべきである。この量は、光源、放射エネルギーに露光される層の厚さ、および光開始剤の吸光係数にある程度依存する。光開始剤成分は、組成物の全重量に対して一般的には約０．０１〜約５％、更に好ましくは約０．１〜約５％の全重量で存在する。
あるいは、本発明の組成物は、可視光に系を露光させる必要なしに架橋反応を開始する重合反応の開始方式を利用することができる。重合反応の開始のための好ましい別方式は、レドックス触媒系として酸化剤と還元剤を混合して、レドックス反応を介して歯科用組成物が硬化することを可能にすることである。種々のレドックス系は、米国特許第５，１５４，７６２号に記載されており、この特許の開示は本明細書中に引例として明示的に包含する。
酸化剤は、還元剤と反応するか、または別に還元剤と協働して、エチレン性不飽和成分の重合の開始が可能なフリーラジカルを生成させるべきである。酸化剤および還元剤は、好ましくは、一般的な歯科条件において貯蔵および使用を可能にするために、十分に貯蔵安定性であり、好ましくない着色がない。酸化剤および還元剤はまた、好ましくは、適切なフリーラジカル反応速度を可能にするために十分に可溶であると共に十分な量で存在するべきである。これは、エチレン性不飽和成分、酸化剤および還元剤を混合し、硬化された塊を得るか否かを観察することにより評価することができる。
適する酸化剤には、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムおよび過硫酸アルキルアンモニウムなどの過硫酸塩、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｔ−アミルヒドロペルオキシドおよび２，５−ジヒドロペルオキシ−２，５−ジメチルヘキサンなどのヒドロペルオキシド、コバルト（III）および鉄（III）の塩、ヒドロキシルアミン、過硼酸およびその塩、過マンガン酸アニオンの塩およびそれらの混合物が挙げられる。過酸化水素も用いることができる。但し、それは、光開始剤が存在する場合、場合によって光開始剤を妨害しうる。酸化剤は、任意に、米国特許第５，１５４，７６２号に記載されたような封入された形態で提供することができる。
好ましい還元剤には、アミン（好ましくは芳香族アミン）、アスコルビン酸、金属錯化アスコルビン酸、塩化コバルト（II）、塩化第一鉄、硫化第一鉄、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン、シュウ酸、チオ尿素、およびジチオン酸塩、チオ硫酸塩、ベンゼンスルフィナートの塩、または亜硫酸塩陰イオンが挙げられる。
本発明のプライマーの部分Ｂは酸性成分を含む。この酸性成分は、１０，０００未満の分子量のモノマー、オリゴマーまたはポリマーであると共に、少なくとも１個の酸性基を含む化合物または化合物の混合物によって形成される。酸性基は、好ましくは、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｐのオキシ酸またはチオオキシ酸から選択される。更に好ましくは、酸性化合物は、ＣまたはＰの酸である化合物である。必要ならば、無水酸またはエステルなどの酸に対する前駆体を酸自体の代わりに用いて、例えば、原位置で必要な酸を生成させることができる。適する酸には、カルボン酸、スルホン酸およびフェノールが挙げられ、カルボン酸、アルキルスルホン酸、アリールスルホン酸およびホスホン酸は好ましい。
適する有機酸には、酢酸、α−クロロプロピオン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、アクリル酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸、ブロモ酢酸、１０−樟脳キノン−スルホン酸、１０−樟脳スルホン酸、クロロ酢酸、シトラコン酸、クエン酸、ジブロモ酢酸、ジクロロ酢酸、１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸のジ−Ｈｅｍａエステル、２，４−ジニトロフェノール、蟻酸、フマル酸、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルホン酸、マレイン酸、メタクリル酸、２−ナフタレンスルホン酸、硝酸、シュウ酸、Ｐ−ニトロフェノール、フェノール、燐酸、ホスフィット（２，２’−ビス（ａ−メタクリロキシ−ｂ−ヒドロキシプロポキシフェニル）プロパンジホスホン酸エステル（Ｂｉｓ−ＧＭＡジホスホン酸エステル）、ジブチルホスフィット、ジ−２−エチル−ヘキシルホスフェート、ジ−２−エチル−ヘキシルホスフィット、ヒドロキシエチルメタクリレートモノホスフェート、グリセリルジメタクリレートホスフェート、グリセリル−２−ホスフェート、グリセリル燐酸、メタクリルオキシエチルホスフェート、ペンタエリトリトールトリアクリレートモノホスフェート、ペンタエリトリトールトリメタクリレートモノホスフェート、ジペンタエリトリトールペンタアクリレートモノホスフェートおよびジペンタエリトリトールペンタメタクリレートモノホスフェートなど）、ピバル酸、プロピオン酸、硫酸、トルエンスルホン酸、トリブロモ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸およびトリヒドロキシ安息香酸が挙げられる。こうした酸の混合物を必要ならば用いることができる。
混合物は、酸性基、それらの塩またはそれらの反応性誘導体基を含んでいるけれども重合性基を含んでいないその他の化合物も必要ならば含むことができる。エチレンジアミン−四酢酸および特にそれらの塩などのキレート化剤に加えて、酒石酸、クエン酸、メリット酸、ポリカルボン酸、ポリ燐酸、ポリホスホン酸またはポリスルホン酸などの多塩基酸はこの場合に好ましい。
本発明の特に好ましい組成物は、組成物の重合性成分の少なくとも一部および酸成分の少なくとも一部が同じ化学化合物によって形成されるものである。こうした化合物の例は、少なくとも１個の酸性基および少なくとも１個の重合性基を含む１０，０００未満の分子量のモノマー、オリゴマーまたはポリマーである。これらの化合物は、好ましくは約７０〜５０００の間、更に好ましくは約７０〜１０００の間の分子量を有する。酸性基は、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｐのオキシ酸またはチオオキシ酸であることが可能である。好ましくは、それはＣまたはＰの酸である。
これらの好ましい化合物は、構造（Ｐ）p--（Ｑ）q--（Ｒ）r-（式中、Ｐ＝酸性官能基を有する主鎖、Ｑ＝硬化性基、例えば、アクリレート、メタクリレート、エポキシなどを有する主鎖、Ｒ＝非反応性変成単位の主鎖、ｐ≧１、ｑ＞１、およびｒ＝０以上）によって定義される。
特に好ましい酸性基は、カルボン酸、スルホン酸、燐酸、ホスホン酸、および硼酸、歯科修復処置中に経る条件においてこれらの酸に容易に転化される前述の酸の塩または前述の酸の前駆体である。こうした化合物の例は、アクリロイルまたはメタクリロイル置換ポリカルボン酸、ペンタエリトリトールジメタクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ−アクリレートおよびグリセロールジメタクリレートのヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、アクリレートおよびメタクリレートのホスフェートである。
こうした好ましい化合物の例には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、アコニット酸、グルタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、チグリシン酸、２−クロロアクリル酸、３−クロロアクリル酸、２−ブロモアクリル酸、１−メタクリロイルマロン酸、１−アクリロイルリンゴ酸などの脂肪族カルボキシ化合物、アミノ酸のＮ−メタクリロイルおよびＮ−アクリロイル誘導体、エチレン官能基で更に官能化されている酒石酸、クエン酸、リンゴ酸などの酸が挙げられる。例えば、クエン酸は、アクリロイルまたはメタアクリロイル官能基で置換することによりエチレン官能化することができる。これらの重合性基は、酸を含む化合物に直接結合できるか、または任意に、結合基を通して結合できる。好ましい結合基には、置換または非置換アルキル、アルコキシアルキル、アリール、アリールオキシアルキル、アルコキシアリール、アラルキルまたはアルカリール基が挙げられる。特に好ましい結合基はエステル官能基を含み、最も好ましい結合基はアミド官能基を含む。
好ましいその他の化合物は、安息香酸、サリチル酸のアクリロイルまたはメタクリロイル誘導体、トリメリット酸およびフタル酸などの芳香族カルボキシ化合物である。
必要ならば、本発明の組成物は、共溶媒、顔料、禁止剤、促進剤、粘度調整剤、界面活性剤、流動調整剤、着色剤、薬物充填剤、フッ化物放出化合物、および当業者に対して明らかであるその他の成分などの補助剤を含有することが可能である。任意に、組成物は安定剤を含有してもよい。
本発明において有用な共溶媒には、低分子量有機溶媒が含まれるが、それに限定されない。本明細書中で用いられる「共溶媒」という単語は、組成物中への材料の溶解を補助して、均質な組成物を生成させる材料を指す。適する共溶媒の例には、アセトン、エタノール、プロパノールおよびグリセロールが挙げられる。
本発明の組成物は、取り囲んでいる歯組織または骨組織によく接着する材料を必要とする歯科分野または医療分野における多様な用途で用いることができる。例えば、これらの組成物は、ライナー、基剤、セメント、シーラントとして、および歯科用接着剤または歯科矯正用接着剤として用いることができる。
使用中の本発明のプライマーは、塗布直前または原位置のいずれかで、部分Ａおよび部分Ｂを混合することにより治療される表面に塗布される。こうして塗布されたプライマーは、それから、塗布後短時間にわたり下塗りしようとする基体上に放置される。理論により拘束されないかぎり、これは、硬組織の鉱物質部分の溶解またはエッチングを進め、より良好な微小機械的結合を促進すると考えられる。一般に、約２〜１８０秒の滞留時間は十分である。実際的な理由のために、２〜６０秒の滞留時間が好ましく、２〜３０秒の滞留時間は最も好ましい。理想的には、プライマーは、１０秒より長く表面に滞留することを可能にされるべきである。滞留時間後に、下塗り組成物中の任意のあらゆる溶媒は、空気乾燥および／または吸引によって除去することができる。その後、残留材料は硬化する。
本発明のプライマーの塗布のために目的とする好ましい基体は、口腔環境の硬組織である。こうした硬組織には、エナメル質が挙げられ、最も特に象牙質が挙げられる。本プライマーは、接着するのが特に難しい硬化象牙質を接着する際にも特に有用である場合がある。口腔環境のその他の表面は、過去に被せられた複合材またはアマルガムおよび歯冠などを含め、本発明を用いて下塗りすることもできる。
本発明は、以下の実施例を参照すると更に理解されるであろう。以下の実施例は単なる説明であり、本発明の範囲を限定しようとするものではない。特に指示しないかぎり、すべての部および百分率は重量による。ここで引用されたすべての米国特許は引例として明示的に包含する。
予備的実施例１
処理されたフルオロアルミノ珪酸塩ガラス
表１において以下に記載した成分を混合し、約１３５０〜１４５０℃のアーク炉で溶融させ、炉から細流で注ぎ、チルドロールを用いて急冷し、無定形単一相フルオロアルミノ珪酸塩ガラスを用意した。
0004406691.tif 000005
ガラスをボールミルにかけ、ブルナウアー−エメット−テラー（ＢＥＴ）法を用いて測定して２．５〜３．２ｍ２／ｇの表面積を有する微粉砕フリットを得た。
２．４部のガンマメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（「Ａ−１７４」、ユニオンカーバイド（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐ．））、１２．６部のメタノール、３６．５部の水および０．３３部の酢酸を共に混合することにより、シラノール溶液を調製した。混合物を室温において６０分にわたり磁気で攪拌し、６０．８部のガラス粉末を添加し、室温で３０分にわたりスラリーにした。スラリーをプラスチック被覆トレーに注ぎ、８０℃で１０時間にわたり乾燥した。シラノール処理乾燥粉末を６０マイクロメートルメッシュスクリーンで篩った。
予備的実施例２
重合性成分「ＣＤＭＡ」の調製
メカニカルスターラー、コンデンサー、添加漏斗および空気入口管を装着した反応容器中で、２Ｌのテトラヒドロフラン中にクエン酸（４００ｇ）を溶解した。得られた均質溶液に、０．５２ｇのブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、０．５ｇののトリフェニルアンチモン「ＴＰＳ」および０．９８ｇのジラウリン酸ジブチル錫（「ＤＢＴＤＬ」）を添加した。入口管を通して反応混合物に乾燥空気を入れた。添加漏斗を通して、２−イソシアネートエチルメタクリレート（「ＩＥＭ」、１６１．５ｇ、１．０４モル）を滴下し、約４０℃に反応温度を維持した。反応後に赤外分光分析（「ＩＲ」）を行った。すべてのＩＥＭを添加した後は、ＩＲスペクトルは、イソシアネート基の存在をもう示さなかった。真空下で溶媒を反応混合物から除去し、得られた粘性液を乾燥した。核磁気共鳴分光分析（「ＮＭＲ」）によって、添加されたメタクリレート官能基の存在およびカルボキシ基の保有を確認した。
予備的実施例３
処理されたコロイダルシリカ（ＯＸ―５０）
５．５２部のＡ−１７４、３．６８部のメタノール、０．５部の酢酸および０．８部の脱イオン水を共に混合することにより、シラノール溶液を調製した。コロイダルシリカ（ＯＸ―５０）（２３部）を固形物ブレンダーに投入した。コロイダルシリカ（ＯＸ―５０）（２３部）を混合しながら、シラノール溶液を３０分の過程にわたって固形物ブレンダーにポンプで入れた。処理された粉末を固形物ブレンダーからプラスチック被覆トレーに排出し、６７℃で３時間４５分にわたり、その後１００℃で１時間１５分にわたり乾燥した。処理乾燥された粉末を７４μｍスクリーンで篩った。
予備的実施例４
ペーストの調製
グリセロールジメタクリレート（ＧＤＭＡ）５．０７３７％、ＣＤＭＡ（予備的実施例２）／ＧＤＭＡの重量で５０／５０混合物１１．５０１０％、０．１１０４％のチヌビン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）−Ｐ（商標）（チバガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）から入手できる安定剤）、０．１６４％のＢＨＴ、０．０４３５％の樟脳キノン（ＣＰＱ）、０．１７３７％のエチル４−ジエチルアミノベンゾエート（ＥＤＭＡＢ）、０．７６１４％のポリ−Ｎ−ビニルピロリドン（「ＰＮＶＰ」、「Ｐｌａｓｄｏｎｅ Ｋ−２９／３２」、アイエスピー・テクノロジーズ（ＩＳＰ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．））、予備的実施例３の処理されたコロイダルシリカ（ＯＸ−５０）１．９０００％および予備的実施例１の処理されたフルオロアルミノ珪酸塩ガラス８０．４２００％を含むペーストを調製した。
実施例１−４
二液型接着剤系
表１に記載された成分を混合することにより、以下の溶液を調製した。
0004406691.tif 000006
９５ｇの水に５ｇのマレイン酸を溶解することにより溶液Ｂ１を調製した。この溶液のｐＨは１．６であった。
接着力測定において、表１の溶液Ａ１−Ａ４各１部を溶液Ｂ１各１部に別々に混合した。牛の象牙質およびエナメル質について得られた接着力値を表２に示している。
0004406691.tif 000007
接着力の測定において、米国特許第５，５２５，６４８号（その開示は本明細書中に引例として包含する）の欄８〜１０中の開示に従って、歯基体を作成した。作成された象牙質表面またはエナメル質表面に混合物の１層を塗布した。指定時間（実施例１、２の場合それぞれ１５秒、実施例３の場合４：３０秒）待った後、表面を静かに空気乾燥した。実施例１、３および４の場合、乾燥表面を１０秒にわたり光硬化させた。実施例２ａの場合、プライマーの第２の層を第１の層に塗布し、直ちに乾燥し、引き続いて１０秒にわたり光硬化した。上述の特許で用いられた歯修復材の代わりに、予備的実施例３のペーストを２ｍｍサンプルとして塗布し、米国特許第５，５２５，６４８号に記載された通り４０秒硬化させた。米国特許第５，５２５，６４８号に記載された通りサンプルを貯蔵し試験した。
比較例１
１部の溶液Ａ４を１部の水と混合することにより接着力測定を実施した。従って、この系は部分Ｂの酸性成分を含有していなかった。この複合物のｐＨは約６であった。象牙質表面またはエナメル質表面に混合物の１層を塗布し、１５秒待ち、空気乾燥し、１０秒にわたり光硬化することにより接着力サンプルを作成した。予備的実施例４のペースをその後２ｍｍ厚さのサンプルとして塗布し、４０秒にわたり光硬化した。サンプルを３７℃で２４時間にわたり貯蔵した。その後、せん断接着強度を測定した。象牙質への接着力値は５１ｋｇ／ｃｍ2であり、エナメル質に対しては６０ｋｇ／ｃｍ2であった。これらの値は実施例１〜４よりもかなり小さかった。
比較例２
部分Ｂを全く除外したのみの溶液Ａ４を用いることにより、接着力測定を実施した。象牙質表面またはエナメル質表面に混合物の１層を塗布し、１５秒待ち、空気乾燥し、１０秒にわたり光硬化することにより接着力サンプルを作成した。サンプルが自然に剥がれたので、象牙質サンプルについて接着力値を記録できなかった。エナメル質サンプルの大部分は、同じ状態であった。最後の場合について記録された平均値は８ｋｇ／ｃｍ2であった。
表２の接着力値および比較例１および２を調べると、酸性成分マレイン酸の添加が接着力値を大幅に増加させたことが分かる。
実施例５
以下のものを混合することにより溶液Ａ５を調製した。
ＣＤＭＡ２０ｇ
酸性ポリマー1２０ｇ
エタノール３０ｇ
水３０ｇ
ＣＰＱ０．５ｇ
ＤＰＩ０．５ｇ
1米国特許第５，１３０，３４７号の実施例１１の沈殿乾燥ポリマー
１００％のグリセロールジメタクリレート（ＧＤＭＡ）モノホスフェートからなる一部のＢ５と１部の溶液Ａ５とを混合した。最後の層を２０秒にわたり硬化した以外は、実施例２において記載された通り設着力測定を実施した。象牙質およびエナメル質に対する平均接着強度を表３に示している。
比較例３
ＧＤＭＡ燐酸エステルと混合しないで、実施例の溶液Ａ５を接着力測定のために用いた。用いた方法は実施例５に似ていた。象牙質およびエナメル質に対する平均接着強度を表３に示している。
0004406691.tif 000008
表３を調べると、酸性部分Ｂを除外した時、接着強度値がずっと小さかったことが分かる。
実施例６および７ならびに比較例４
以下の成分を混合することにより溶液Ａ６を調製した。
ＣＤＭＡ        ５ｇ
酸性ポリマー1  ２．５ｇ
ＨＥＭＡ        ０．７１ｇ
エタノール      １．７８ｇ
1米国特許第５，１３０，３４７号の実施例１１の沈殿乾燥ポリマー
表４に示した部分Ｂと共に溶液Ａ６の各１部を用いて接着力サンプルを作成した。最後の層を２０秒にわたり硬化した以外は、実施例２において記載された通り接着力測定を実施した。象牙質およびエナメル質に対する平均接着強度を表４に示している。
0004406691.tif 000009
こうして、部分Ｂ中に酸性成分を用いると、予想外に高い接着力をもたらした。