СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ ПОРОШОК ФТОРАЛЮМОСИЛИКАТНОГО СТЕКЛА
DENTAL POWDER OF FLUOROALUMOSILICATE GLASS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к стоматологическому порошку фторалюмосиликатного стекла и стеклоиономерному цементу.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Стеклоиономерный цемент имеет отличные характеристики, например, чрезвычайно благоприятную биосовместимость, отличное эстетическое свойство полупрозрачного отвержденного изделия, отличную адгезию к тканям зубов, например, эмали и дентину, и противокариесный эффект за счет фтора. Таким образом, стеклоиономерный цемент широко используется в стоматологии, например, для заполнения полостей при кариесе зубов, фиксации коронок, инлеев, мостовидных протезов и ортодонтических колец, в качестве прокладок в полость при кариесе, герметиков для пломбирования корневых каналов, материала для создания культи, фиссурного герметика и тому подобного.
[0003] Стеклоиономерный цемент в целом состоит из водного раствора полимера на основе поликарбоновой кислоты и порошка фторалюмосиликатного стекла (например, см. Патентный документ 1).
3+
[0004] Когда водный раствор полимера на основе поликарбоновой кислоты и порошок фторалюмосиликатного стекла смешаны, ион алюминия (Al) высвобождается из порошка фторалюмосиликатного стекла и сопряженное основание полимера на основе поликарбоновой кислоты ионно поперечно сшивается и отверждается посредством кислотно-основной реакции порошка фторалюмосиликатного стекла и полимера на основе поликарбоновой кислоты.
ДОКУМЕНТ СВЯЗАННОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Патентные документы
[0005] Патентный документ 1: Международная публикация №. WO2016/002600
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Проблемы, решаемые изобретением
[0006] В целом, прочность на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента нуждается в улучшении. С этой целью рассматривается использование порошка фторалюмосиликатного стекла, имеющего небольшой размер частиц.
[0007] Однако при использовании порошка фторалюмосиликатного стекла, имеющего небольшой размер частиц, возникает проблема, заключающаяся в том, что время от начала смешивания порошка фторалюмосиликатного стекла с водным раствором полимера на основе поликарбоновой кислоты до его затвердевания, то есть рабочее время стеклоиономерного цемента, укорачивается.
[0008] Аспект настоящего изобретения имеет цель, состоящую в обеспечении стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла, способного увеличить рабочее время стеклоиономерного цемента и увеличить прочность на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента.
Средство решения указанных проблем
[0009] Один аспект настоящего изобретения относится к стоматологическому порошку фторалюмосиликатного стекла, 50-й процентиль объемного диаметра которого составляет 5,0 мкм или более и 9,0 мкм или менее, и 10-й процентиль объемного диаметра которого составляет 2,4 мкм или более.
Результаты изобретения
[0010] В одном аспекте настоящего изобретения может обеспечиваться стоматологический порошок фторалюмосиликатного стекла, способный увеличить рабочее время стеклоиономерного цемента и увеличить прочность на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0011] Ниже описаны варианты осуществления для реализации настоящего изобретения.
[0012] Стоматологический порошок фторалюмосиликатного стекла
50-й процентиль объемного диаметра (d50) стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления составляет 5,0 мкм или более и 9,0 мкм или менее, и предпочтительно составляет 5,1 мкм или более и 8,0 мкм или менее. Когда d50 стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла составляет менее 5,0 мкм, рабочее время стеклоиономерного цемента укорачивается. С другой стороны, когда d50 стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла превышает 9,0 мкм, снижается прочность на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента.
[0013] 10-й процентиль объемного диаметра (d10) стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления составляет 2,4 мкм или более, и предпочтительно составляет 2,7 мкм или более. Когда d10 стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла составляет менее 2,4 мкм, водный раствор полимера на основе поликарбоновой кислоты и стоматологический порошок фторалюмосиликатного стекла не могут смешиваться.
[0014] d10 стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления обычно составляет 4,8 мкм или менее.
[0015] 90-го  процентиль объемного диаметра (d90) стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления составляет 13,0 мкм или более и 20,0 мкм или менее, и предпочтительно составляет 14,0 мкм или более и 19,0 мкм или менее. Когда d90 стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления составляет 13,0 мкм или более, рабочее время стеклоиономерного цемента увеличивается. Когда d90 стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления составляет 20 мкм или менее, увеличивается прочность на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента.
[0016] Содержание фтора (F) в стоматологическом порошке фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления предпочтительно составляет 1-30% по массе и более предпочтительно 3-20% по массе.
2
3
[0017] Содержание алюминия в стоматологическом порошке фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления предпочтительно составляет 15-35% по массе и более предпочтительно 20-30% по массе в пересчете на количество оксида алюминия (AlO).
2
[0018] Содержание оксида кремния в стоматологическом порошке фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления предпочтительно составляет 15-50% по массе и более предпочтительно 20-40% по массе в пересчете на количество оксида кремния (SiO).
2
5
[0019] Содержание фосфора в стоматологическом порошке фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления предпочтительно составляет 0-10% по массе и более предпочтительно 1-5% по массе в пересчете на количество оксида фосфора (V)(PO).
2
[0020] Содержание натрия в стоматологическом порошке фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления предпочтительно составляет 0-15% по массе и более предпочтительно 1-10% по массе в пересчете на количество оксида натрия (NaO).
2
[0021] Содержание калия в стоматологическом порошке фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления предпочтительно составляет 0-10% по массе и более предпочтительно 1-5% по массе в пересчете на количество оксида калия (KO).
[0022] Содержание стронция в стоматологическом порошке фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления предпочтительно составляет 0-40% по массе и более предпочтительно 10-30% по массе в пересчете на количество оксида стронция (SrO).
2
3
[0023] Содержание лантана в стоматологическом порошке фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления предпочтительно составляет 0-50% по массе и более предпочтительно 1-40% по массе в пересчете на количество оксида лантана (LaO).
[0024] Стоматологический порошок фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления может применяться, например, для стеклоиономерного цемента или тому подобного.
[0025] Стеклоиономерный цемент
Стеклоиономерный цемент по настоящему варианту осуществления содержит указанный стоматологический порошок фторалюмосиликатного стекла по настоящему варианту осуществления и водный раствор полимера на основе поликарбоновой кислоты.
[0026] Полимер на основе поликарбоновой кислоты особенно не ограничивается, но, например, может использоваться гомополимер или сополимер α,β-ненасыщенной карбоновой кислоты.
[0027] Примеры α,β-ненасыщенной карбоновой кислоты включают в себя акриловую кислоту, метакриловую кислоту, 2-хлоракриловую кислоту, 3-хлоракриловую кислоту, аконитовую кислоту, мезаконовую кислоту, малеиновую кислоту, итаконовую кислоту, фумаровую кислоту, глутоконовую кислоту, цитраконовую кислоту и тому подобное.
[0028] Кроме того, полимер на основе поликарбоновой кислоты может представлять собой сополимер α,β-ненасыщенной карбоновой кислоты и мономера, способного к сополимеризации с α,β-ненасыщенной карбоновой кислотой.
[0029] Примеры компонента, который может быть сополимеризован с α,β-ненасыщенной карбоновой кислотой, включают в себя акриламид, акрилнитрил, сложный эфир метакриловой кислоты, акрилаты, винилхлорид, аллилхлорид, винилацетат и тому подобное.
[0030] В этом случае отношение α,β-ненасыщенной карбоновой кислоты к мономеру, входящему в состав указанного полимера на основе поликарбоновой кислоты, предпочтительно составляет 50% по массе или более.
[0031] Полимер на основе поликарбоновой кислоты предпочтительно представляет собой гомополимер или сополимер акриловой кислоты или итаконовой кислоты.
[0032] Следует помнить, что по меньшей мере часть полимера на основе поликарбоновой кислоты может представлять собой порошок.
[0033] В стеклоиономерном цементе по настоящему варианту осуществления, когда стоматологический порошок фторалюмосиликатного стекла и водный раствор полимера на основе поликарбоновой кислоты смешаны, массовое соотношение стоматологического порошка фторалюмосиликатного стекла к водному раствору полимера на основе поликарбоновой кислоты (здесь и далее именуемое соотношение порошок-жидкость) предпочтительно составляет 1-5 и более предпочтительно 2,8-4,0. Когда соотношение порошок-жидкость составляет 1 или более, прочность на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента дополнительно увеличивается. Когда соотношение порошок-жидкость составляет 5 или менее, стоматологический порошок фторалюмосиликатного стекла и водный раствор полимера на основе поликарбоновой кислоты легко смешиваются.
ПРИМЕРЫ
[0034] Ниже описаны примеры настоящего изобретения, но настоящее изобретение не ограничивается указанными примерами.
[0035] Приготовление порошка фторалюмосиликатного стекла
2
2
3
3
2
4
3
6
2
3
28 г. оксида кремния (SiO), 10 г. оксида алюминия (AlO), 18 г. фторида алюминия (AlF), 17 г. фторида стронция (SrF), 11 г. фосфата алюминия (AlPO), 6 г. криолита (NaAlF), 6 г. фторида калия (KF) и 3 г. оксида лантана (LaO) были в достаточной степени смешаны посредством использования ступки. Полученная смесь была помещена в магнитный криостат и оставлена в электрической печи. Температура электрической печи была доведена до 1300°C, смесь была расплавлена и достаточно гомогенизирована, и затем вылита в воду с получением фторалюмосиликатной стекломассы. Полученная фторалюмосиликатная стекломасса раздроблялась посредством шаровой мельницы в течение 20 часов и затем была пропущена через 120-ячеечное сито с получением порошка фторалюмосиликатного стекла.
[0036] Флюоресцентным рентгенологическим анализом было подтверждено, что полученный порошок фторалюмосиликатного стекла содержит нижеприведенную композицию.
[0037] F: 18% по массе
2
NaO: 3% по массе
2
3
AlO: 22% по массе
2
SiO: 22% по массе
2
5
PO: 5% по массе
2
KO: 5% по массе
SrO: 21% по массе
2
3
LaO: 4% по массе
Полученный порошок фторалюмосиликатного стекла был дополнительно измельчен с использованием шаровой мельницы для регулирования распределения частиц по размеру, с получением порошков фторалюмосиликатного стекла, приведенных в Примерах 1-6 и Сравнительных Примерах 1-3.
[0038] Распределение по размеру частиц порошка фторалюмосиликатного стекла
Распределение по размеру частиц порошка фторалюмосиликатного стекла измерялось с использованием устройства LA-950 для измерения распределения по размеру частиц на основе лазерной дифракции/рассеяния (изготовленного компанией HORIBA Ltd.). В частности, сначала порошок фторалюмосиликатного стекла был распределен в 0,1% по массе водном растворе гексаметафосфорной кислоты для получения суспензии. Затем небольшое количество (0,5 мл) суспензии было добавлено к циркулирующему 0,1% по массе водному раствору гексаметафосфорной кислоты, и было измерено распределение по размеру частиц порошка фторалюмосиликатного стекла.
[0039] Рабочее время стеклоиономерного цемента
Порошок фторалюмосиликатного стекла и 50% по массе водный раствор полиакриловой кислоты были смешаны в заданном соотношении порошок-жидкость (см. Таблицу 1). Затем смешанный продукт вынимался с помощью шпателя, при этом шпатель находился в контакте со смешанным продуктом стеклоиономерного цемента, и многократно повторялась работа по установлению того, прилипает ли смешанный продукт стеклоиономерного цемента к шпателю. Таким образом, измерялось время, при котором смешанный продукт стеклоиономерного цемента уже не прилипает к шпателю после начала смешивания порошка фторалюмосиликатного стекла и 50% по массе водного раствора на основе полиакриловой кислоты. Измеренное время было определено как рабочее время стеклоиономерного цемента.
[0040] Критерии для определения рабочего времени стеклоиономерного цемента были следующими.
[0041] Отлично: рабочее время стеклоиономерного цемента составило 1 минуту 30 секунд или более.
Хорошо: рабочее время стеклоиономерного цемента составило 1 минуту 15 секунд или более и менее 1 минуты 30 секунд.
Плохо: рабочее время стеклоиономерного цемента составило менее 1 минуты 15 секунд.
Прочность на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента
Порошок фторалюмосиликатного стекла и 50% по массе водный раствор полиакриловой кислоты были смешаны в заданном соотношении порошок-жидкость (см. Таблицу 1) с получением смешанного продукта стеклоиономерного цемента. Затем 4,2 г. смешанного продукта стеклоиономерного цемента заполнили форму, имеющую высоту 6 мм и диаметр 4 мм, и прижали и затем поместили в термостатную камеру при 37°C и 100% относительной влажности на 1 часа. После того, как форма была убрана из термостатной камеры, отвержденное изделие из стеклоиономерного цемента было удалено из формы и подгружено в воду при 37°C на 24 часа. Затем воду с отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента вытерли. Затем была приложена нагрузка к отвержденному изделию из стеклоиономерного цемента в продольном направлении посредством использования прецизионной универсальной испытательной машины (автографа) (изготовленной компанией Shimadzu Corp.), и была измерена нагрузка, при которой отвержденное изделие из стеклоиономерного цемента разрушалось (здесь и далее называемая максимальной нагрузкой).
[0042] Затем вычислялась прочность на сжатие C [МПа] отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента по формуле:
2
C=4p/(πd),
где p - максимальная нагрузка [Н], и d - диаметр [мм] отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента.
[0043] Критерии для определения прочности на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента были следующими.
[0044] Хорошо: прочность на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента составила 200 МПа или более.
Плохо: прочность на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента составила менее 200 МПа.
В Таблице 1 представлено рабочее время стеклоиономерного цемента и результаты оценки прочности на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента.
[0045] Таблица 1
Примеры
Сравнительные примеры
1
2
3
4
5
6
1
2
3
d10(мкм)
3,0
2,7
3,2
2,8
2,4
3,2
4,7
2,0
1,3
d50(мкм)
6,3
5,1
6,9
5,8
6,3
6,9
10,1
5,0
2,1
d90(мкм)
16,2
14,0
18,1
16,8
13,2
18,1
18,5
9,1
3,6
Соотношение порошок-жидкость
3,2
3,2
3,2
3,2
3,2
3,4
3,2
3,2
3,2
Рабочее время
1’30”
1’30”
1’40”
1’40”
1’15”
1’15”
1’50”
-
-
Отлично
Отлично
Отлично
Отлично
Хорошо
Хорошо
Отлично
-
-
Прочность на сжатие (МПа)
262
241
220
235
210
249
182
-
-
Хорошо
Хорошо
Хорошо
Хорошо
Хорошо
Хорошо
Плохо
-
-
Из Таблицы 1 следует, что при использовании порошков фторалюмосиликатного стекла Примеров 1-6 рабочее время стеклоиономерного цемента увеличивалось и прочность на сжатие отвержденного стеклоиономерного цемента увеличивалась.
[0046] С другой стороны, d50 порошка фторалюмосиликатного стекла в Сравнительном Примере 1 составлял 10,1 мкм. В результате прочность на сжатие отвержденного изделия из стеклоиономерного цемента снизилась.
[0047] Кроме того, d10 порошка фторалюмосиликатного стекла в Сравнительных Примерах 2 и 3 составлял 2,0 мкм и 1,3 мкм соответственно. В результате порошок фторалюмосиликатного стекла в Сравнительных Примерах 2 и 3 было невозможно смешать с 50% по массе водным раствором полиакриловой кислоты.
[0048] По настоящей международной заявке испрашивается приоритет на основании японской патентной заявки № 2018-103396, поданной 30 мая 2018 года, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.