BR112019025375B1

BR112019025375B1 - Aparelho dental de duplo revestimento e materiais de construções

Info

Publication number: BR112019025375B1
Application number: BR112019025375-0A
Authority: BR
Inventors: Ray Stewart; John Lahlouh
Original assignee: Bay Materials, Llc
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2022-11-16
Also published as: EP3629995B1; KR20230160945A; US20200114628A1; JP2020522405A; CN110709028B; JP7448295B2; KR20200014371A; WO2018222864A1; ES2936470T3; EP3629995A1; JP2024063080A; US10946630B2; EP4112001A1; CN110709028A; PT3629995T; US10549511B2; PL3629995T3; BR112019025375A2; CA3084693A1; KR102602064B1

Abstract

Aparelhos dentários aprimorados e placas poliméricas são divulgados. Os aparelhos dentários e placas poliméricas são úteis para a fabricação de aparelhos dentários com camadas externas compostas por um material com um módulo de cerca de 1.000 MPa a 2.500 MPa ("rígido") e um núcleo interno constituído por material ou materiais elastoméricos com um módulo de cerca de 50 MPa a 500 MPa ("macio"), que exibem flexibilidade e força aprimoradas e melhor resistência a manchas do que os materiais e aparelhos dentários atualmente disponíveis.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório dos EUA No. 62/512.786, depositado em 31 de maio de 2017 e do Pedido Provisório dos EUA No. 62/590.627, depositado em 26 de novembro de 2017, ambos incorporados aqui por referência em sua totalidade.

CAMPO TÉCNICO

[0002] São divulgadas composições na forma de placas poliméricas. As placas poliméricas são úteis, por exemplo, em um aparelho dentário e são feitas de camadas que conferem flexibilidade e força e resistência a manchas a dispositivos feitos das placas.

ANTECEDENTES

[0003] Há necessidade de aparelhos ortodônticos e dentários aprimorados, capazes de facilitar os movimentos ortodônticos dos dentes, estabilizar as posições dos dentes ou proteger os dentes de forças externas potencialmente prejudiciais. Os materiais e produtos existentes são construídos a partir de materiais de camada única, materiais de duas camadas ou materiais de três camadas que têm funcionalidade limitada e podem sofrer de deficiências de desempenho. Alinhadores são revestimentos de plástico que se encaixam nos dentes, projetados para aplicar forças de translação ou rotação aos dentes. Sua capacidade de mover os dentes com precisão é limitada pelo seu módulo eficaz, elasticidade e capacidade de resistir à fluência e a relaxação da tensão. Adicionalmente, eles geralmente devem ser resistentes a manchas e trincas por fluência ambiental.

[0004] Aparelhos para proteção de dentes, por exemplo, protetores bucais esportivos e talas dentárias têm requisitos contraditórios. Por um lado, eles devem ser capazes de dissipar as forças de impacto e, por outro lado, devem ser finos e não interferir na oclusão natural dos dentes de uma pessoa ou impedir a fala.

BREVE SUMÁRIO

[0005] Em um aspecto, uma composição composta por pelo menos duas camadas externas A e C e uma camada intermediária B é fornecida. As camadas A e C compreendem individualmente um polímero termoplástico com um módulo de cerca de 1.000 MPa a 2.500 MPa e uma temperatura de transição vítrea e/ou ponto de fusão de cerca de 80°C a 180°C e a camada B intermediária é composta de, pelo menos, um elastômero com um módulo de cerca de 50 MPa a cerca de 500 MPa e um ou mais de uma temperatura de transição vítrea e/ou ponto de fusão de cerca de 90°C a cerca de 220°C.

[0006] Em uma modalidade, as camadas A e C são compostas por um dentre mais de um copoliéster, um policarbonato, uma mistura de poliéster e policarbonato, um poliuretano, uma poliamida ou uma poliolefina.

[0007] Em outra modalidade, a camada B intermediária é composta por um ou mais de um elastômero de poliuretano, um elastômero de poliolefina, um elastômero de poliéster, um elastômero estirênico, um elastômero de poliamida, um elastômero de olefina cíclica, um elastômero acrílico, um poliéter aromático ou alifático e um poliuretano de poliéster.

[0008] Em outra modalidade, o material da camada B intermediária possui uma consolidação de compressão inferior a 35%, 30%, 25%, 20% ou 10% após 22 horas a 25 °C.

[0009] Ainda em outra modalidade, as camadas A e C têm uma força de restauração lateral inferior a 100N (Newtons) por cmA2, 50N por cmA2, 25N por cmA2 ou 10N por cmA2, quando deslocados de 0,05 mm a 0,1 mm, um em relação ao outro.

[0010] Em outra modalidade, a resistência ao descascamento entre camadas entre as camadas A e C e a camada B é maior que 50N por 2,5 cm

[0011] Em uma modalidade, a espessura combinada das camadas A, B e C é de cerca de 250 micra a cerca de 2.000 micra e a espessura combinada das camadas A e C é de 25 micra a 750 micra, de 50 micra a 1000 micra, de 100 a 700 micra, de 150 a 650 micra ou de 200 a 600 micra.

[0012] Ainda em outras modalidades, uma ou mais das camadas A e C compreendem uma poliamida microcristalina composta de 50 a 100% em mol de porções de diácido alifático C6 a C14 e cerca de 50 a 100% em mol de 4, 4'- metileno-bis (ciclo-hexilamina) (CAS [1761-71-3]), com uma transição vítrea entre cerca de 100°C e 180°C, um calor de fusão inferior a 20 J/g e uma transmissão de luz de maior de 80%.

[0013] Em outra modalidade, uma ou mais das camadas A e C compreendem um copoliéster composto por: (a) um componente de ácido dicarboxílico compreendendo 70% em mol a 100% em mol de resíduos de ácido tereftálico, e (b) um componente diol compreendendo i) 0 a 95% de etileno glicol, ii) 5% em mol a 50% em mol de resíduos de 2,2,4,4-tetrametil- 1,3-ciclobutanodiol, iii) 50% em mol a 95% em mol de resíduos de 1,4- ciclohexanodimetanol e/ou iv) 0 a 1% de um poliol com três ou mais grupos hidroxila, em que a soma da % molar de resíduos de diol i) e/ou ii) e/ou iii) e/ou iii) e/ou iv) atinge 100% em mol e o copoliéster exibe uma temperatura de transição vítrea Tg de 80°C a 150°C.

[0014] Em outra modalidade, a camada B intermediária compreende um poliuretano poliéter aromático com uma dureza Shore de A90 a D55 e uma consolidação de compressão inferior a 35%, em que a resistência ao descascamento entre as camadas A e C e a camada B é maior que 50N por 2,5 cm.

[0015] Em uma modalidade, uma ou mais das camadas A e C compreendem um poliuretano composto por um di-isocianato compreendendo de 80% em mol a 100% em mol de resíduos de di-isocianato de metileno-difenil e/ou diisocianato de metileno-difenil-hidrogenado e (b) um componente de diol compreendendo i) 0 a 100% em mol de hexametileno-diol e ii) 0 a 50% em mol 1,4-ciclohexanodimetanol, em que a soma i) e ii) atinge mais de 90% em mol e o poliuretano tem uma temperatura de transição vítrea Tg de cerca de 85°C a cerca de 150°C.

[0016] Em outro aspecto, um aparelho dentário conformante para um ou mais dentes feito a partir de uma composição ou uma placa polimérica, como aqui descrito.

[0017] Em uma modalidade do aparelho dentário, a espessura combinada das camadas A, B e C é de cerca de 250 micra a cerca de 2.000 micra e a espessura combinada das camadas A e C é de 25 micra a 750 micra, de 50 micra a 1000 micra, de 100 a 700 micra, de 150 a 650 micra ou de 200 a 600 micra.

[0018] Em outro aspecto, é fornecido um aparelho dentário reversível deformável composto por uma composição ou um material de placa polimérico conforme descrito aqui, em que a camada intermediária elastomérica e as camadas externas podem se mover de forma reversível uma em relação à outra e ter uma força lateral de restauração inferior a 100N por cmA2, 50N por cmA2, 25N por cmA2 ou 10N por cmA2 quando deslocada de 0,05 mm para 0,1 mm entre si.

[0019] Em uma modalidade, a camada média elastomérica compreende um poliuretano com uma dureza de cerca de A 80 a D 75, A 85 a D 65 ou A 90 a D55.

[0020] Em outro aspecto, uma composição, placa polimérica ou aparelho dentário com resistência a fluência ambiental composta por pelo menos duas camadas externas e uma camada interna elastomérica, em que uma ou mais das camadas externas é um poliéster ou co-poliéster tendo um módulo de cerca de 1.000 MPa a 2.500 MPa, e a camada interna compreende um elastômero com um módulo de cerca de 50 MPa a cerca de 500 MPa, em que a resistência do revestimento entre, pelo menos, uma camada externa e o elastômero é maior que cerca de 50 N / polegada é fornecido.

[0021] Em outro aspecto, é fornecido um aparelho dentário reversível deformável, em que a espessura da camada A externa é de cerca de 175 a cerca de 250 micra, a espessura da camada C externa é de cerca de 175 a cerca de 250 micra, e a espessura da camada B intermediária é de 300 a 500 micra, em que a espessura combinada das camadas A, B e C de 850 a 1.000 micra. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0022] FIG. 1A é uma representação esquemática de uma vista em corte transversal de uma placa de três camadas da invenção com uma construção ABC simples. A camada A e a camada C podem ser feitas dos mesmos ou diferentes materiais e cada camada pode ser composta de um ou mais materiais, misturas ou ligas. A camada B pode ser um único material, uma mistura de materiais ou ligas.

[0023] FIG. 1B é uma representação esquemática de uma vista em seção transversal de uma placa de múltiplas camadas. Cada camada A, B e C pode ser composta por uma única camada ou múltiplas camadas e cada camada pode ser composta por um ou mais materiais ou uma mistura de materiais. A camada A pode ser composta por mais de uma camada, por exemplo, camada a e a', a camada B pode ser composta por mais de uma camada, por exemplo, camada b e b' e a camada C pode ser composta por mais de um camada, por exemplo, camada c e c', como exemplificado na FIG. 1B.

[0024] FIGS. 2A e 2B são representações esquemáticas de amostras exemplares de teste para determinar o deslocamento (FIG. 2A) e força de restauração (movimento de translação; FIG. 2B), de uma placa simples de 3 camadas compreendida de duas camadas exteriores rígidas e de uma camada elastomérica interna, onde A, B e C sejam camadas individuais da placa. Neste exemplo, camadas A e C são reversivelmente transladadas em relação uma a outra e a camada B fornece uma força de restauração. Em um exemplo mais específico, as camadas ABC podem, cada uma, ter aproximadamente 250 micra de espessura, e as camadas A, B e C podem ser formadas de um ou mais materiais e podem, cada uma, individualmente compreender uma ou mais camadas.

[0025] FIG. 3A é uma representação gráfica de curvas de deslocamento/força para elastômeros com diferentes graus de dureza. O gráfico demonstra a força de restauração (N/cm2) gerada a partir do movimento de translação da camada A em relação à camada C, tendo uma camada B intermediária com diferentes durezas de elastômeros TPU, e que a dureza do elastômero afeta a força de deslocamento e de restauração. Um uretano termoplástico mais duro (TPU) gera uma força de restauração maior, mas pode limitar a quantidade de movimento.

[0026] FIG. 3B é uma representação gráfica da força de restauração (N/cm2) em função do tempo (0 a 48 horas) para um determinado deslocamento entre uma camada A e uma camada C com a camada B intermediária com diferentes durezas TPU de elastômeros na camada B. O TPU 75A tem uma consolidação de baixa compressão e mostra a menor força inicial, mas a força decai muito pouco com o tempo. O TPU 75D possui uma consolidação de alta compressão e, embora mostre uma força de restauração inicial muito maior, a força decai rapidamente ao longo do tempo.

[0027] A FIG. 4 é uma representação gráfica da força retida a 5% de tensão para diferentes construções expostas a 37°C e água durante um período de 48 horas.

[0028] Deve-se apreciar que as construções e propriedades ilustradas nas FIGS. 1-4 são exemplos específicos e não se destinam a limitar o escopo de construções e testes que podem ser usados. Outros materiais, construções e sequências de etapas também podem ser realizados de acordo com modalidades alternativas. Por exemplo, modalidades alternativas podem conter camadas adicionais, incluindo camadas de ligação, pigmentos, aditivos ópticos ou agentes de reforço e podem ser construídas de qualquer maneira conhecida na técnica, como extrusão de placa plana, filme soprado por coextrusão, calandragem, laminação e ligação adesiva. As estruturas (ou placas de polímero) e dispositivos podem, em algumas modalidades, ser feitos por impressão 3D ou revestimento por imersão. Um técnico no assunto reconheceria e apreciaria muitas variações, modificações e alternativas das construções.

[0029] O relatório e os desenhos devem, portanto, ser considerados em um sentido ilustrativo e não restritivo. No entanto, será evidente que várias modificações e alterações podem ser feitas a esse respeito, sem se afastar do espírito mais amplo e do escopo da invenção, conforme estabelecido nas reivindicações.

[0030] Outras variações estão dentro do espírito da presente invenção. Assim, enquanto as modalidades divulgadas são suscetíveis a várias modificações e construções alternativas, certas modalidades ilustradas são mostradas nos desenhos e são aqui descritas. No entanto, deve-se entender que não há intenção de limitar a invenção à forma ou formas específicas divulgadas, mas, pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, construções alternativas e equivalentes que se enquadram no espírito e no escopo da invenção, conforme definido nas reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0031] Os alinhadores ortodônticos atuais têm uma faixa elástica muito limitada (geralmente de 4% a 7%) e, quando deformados, exibem uma rápida deterioração da força de recuperação. Como resultado, pode ser necessário trocar os aparelhos com frequência, aumentando o custo de fabricação, os dentes podem não se mover como desejado e o paciente pode sentir desconforto devido a forças iniciais excessivamente altas. Tentativas de melhorar a faixa elástica fornecendo uma fina camada externa de elastômero (normalmente um poliuretano, como descrito, por exemplo, na US 9.655.693 B2), podem resultar em uma superfície de contato do dente que é prontamente deformada, reduzindo a precisão do movimento do dente e podendo aumentar a propensão a manchas desagradáveis de alimentos, bebidas ou cigarros comuns. A patente dos EUA No. 6.524.101 descreve aparelhos dentários com regiões com diferentes módulos de elasticidade e aparelhos com elementos de endurecimento adicionados. Poliuretanos que não mancham, usados na fabricação de aparelhos dentários, como o Zendura® A, disponíveis na Bay Materials, LLC (Fremont, CA), têm excelentes propriedades, mas são higroscópicos, exigindo secagem rigorosa antes da termoformagem, podem inicialmente ser desconfortáveis, difíceis de limpar e podem não ser ideais para algumas aplicações.

[0032] Muitos outros poliuretanos também devem ser secos antes da termoformagem, adicionando tempo e custo ao processo de fabricação. Poliésteres ou co-poliésteres aromáticos podem ser usados para formar alinhadores; no entanto, eles exibem baixa resistência química e baixa resistência ao impacto e rasgamento. Alinhadores construídos a partir de materiais rígidos, como poliésteres ou poliuretanos rígidos, possuem um alto módulo, por exemplo, superior a 1.000 ou 1.500 MPa e, quando deformados, podem exercer forças excessivas sobre os dentes, causando desconforto e possíveis danos às raízes dos dentes. Os polímeros altamente elastoméricos, como elastômeros termoplásticos de poliuretano (TPU), elastômeros estirênicos (como SBS, SEBS, SIS, por exemplo) têm baixo módulo (tipicamente inferior a 100 ou 200 MPa), o que pode ser insuficiente para mover os dentes e são facilmente manchados tornando-os de utilidade limitada para a produção de alinhadores.

[0033] A presente invenção tem base na descoberta de que muitas das deficiências em materiais da anterioridade, e os aparelhos dentários construídos a partir deles podem ser reduzidos ou eliminados com uma placa ou um dispositivo com camadas externas compostas de um material com um módulo superior a cerca de 1.000 MPa até 2.500 MPa e uma camada ou núcleo elastomérico interno composto de material ou de materiais elastoméricos com um módulo de cerca de 50 MPa a 500 MPa, que pode ser resistente a manchas, tem um custo mais baixo do que os uretanos rígidos, apresenta propriedades elásticas aprimoradas e tem uma resistência surpreendentemente maior à trincas por fluência ambiental.

[0034] Uma placa ou dispositivo polimérico pode ser composto por mais de duas camadas rígidas, por exemplo, uma terceira camada rígida pode ser disposta entre duas ou mais camadas elastoméricas. A construção de multicamadas fornece um aparelho dentário de revestimento duplo que pode ser adaptado para mover os dentes, retê-los em uma posição existente ou proteger os dentes do impacto. Conforme divulgado neste documento, o material de revestimento externo que entra em contato com os dentes pode ser substancialmente rígido para acoplar-se com precisão aos dentes, fornecendo forças precisas, enquanto mantém a capacidade de exercer uma força mais perto de constante sobre distâncias maiores.

[0035] Ao selecionar o módulo e a espessura adequados do material externo e interno, duas ou mais revestimentos substancialmente rígidos podem ser deslocados reversivelmente entre si em maior extensão do que um material rígido de espessura e forma comparáveis, fornecendo um aparelho dentário que pode aplicar forças desejadas aos dentes com uma maior amplitude de movimento, sem criar forças excessivas ou exibir relaxação excessiva de tensão quando deformadas. Ainda não limitando a invenção a construções específicas, uma placa ou aparelho dental pode ser aqui referida como uma placa ou aparelho de "duplo revestimento". Uma placa ou aparelho de "duplo revestimento" pode compreender duas ou mais cascas ou camadas. As cascas ou camadas podem ter as mesmas espessuras ou espessuras diferentes. Uma série de aparelhos dentários compreendidos nesta construção de "duplo revestimento" podem ser utilizados para mover os dentes em estágios incrementais em que dois ou mais aparelhos podem ser construídos do mesmo ou de diferentes materiais. Os aparelhos dentários podem ser construídos por termoformagem de um material de duplo revestimento sobre um modelo de um ou mais dentes ou podem ser construídos por termoformagem sequencial de placas de rígidas e elastoméricas de precursores ou por revestimento por imersão sequencial de um modelo com soluções de polímeros ou monômeros ou oligômeros formadores de polímeros que são, opcionalmente curado ou, de outra forma, pós-processado. Os inventores verificaram que esta construção única pode reduzir significativamente a quantidade de trincas por fadiga que um revestimento ou materiais exibem, expandindo assim a gama de materiais que podem ser usados nos revestimentos ou no aparelho.

DEFINIÇÕES

[0036] O uso dos termos "um(a)" e "o(a)" e referentes semelhantes no contexto da descrição das modalidades divulgadas (especialmente no contexto das reivindicações a seguir) deve ser interpretado para abranger ambos o singular e o plural, a menos que indicado de outra forma aqui ou claramente contradito pelo contexto. Os termos "compreendendo", "tendo", "incluindo" e "contendo" devem ser interpretados como termos abertos (isto é, que significam "incluindo, mas não limitado a"), a menos que indicado de outra forma. O termo "conectado" deve ser interpretado como parcial ou totalmente contido, anexado ou unido, mesmo que exista alguma intervenção. A frase "com base em" deve ser entendida como aberta, e não limitativa de forma alguma, e deve ser interpretada ou, lida como "com base, pelo menos em parte, em", quando apropriado. Recitação das faixas de valores neste documento destina-se apenas a servir como um método abreviado de referir- se individualmente a cada valor separado enquadrado dentro da faixa, salvo indicação do contrário neste documento, e cada valor separado é incorporado no relatório como se fosse individualmente recitado neste documento. Todos os métodos descritos neste documento podem ser realizados em qualquer ordem adequada, a menos que indicado o contrário neste documento ou, claramente contradito pelo contexto. O uso de todos e quaisquer exemplos ou linguagem exemplar (por exemplo, “tal como”) fornecido neste pedido, é destinado simplesmente a esclarecer melhor a invenção e não impor uma limitação do escopo da invenção a menos que indicado o contrário. Nenhuma linguagem no relatório deve ser interpretada como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção.

[0037] O termo "aparelho dentário" é aqui utilizado com referência a qualquer dispositivo colocado no interior ou sobre os dentes de um sujeito. Os aparelhos dentários incluem, mas não se limitam a, entre outros, dispositivos ortodônticos, protéticos, de retenção, ronco/vias aéreas, cosméticos, terapêuticos, de proteção (por exemplo, protetores bucais) e de dispositivos de modificação de hábitos.

[0038] O termo "ASTM D638" é aqui utilizado com referência ao teste de resistência à tração plástica.

[0039] O termo "ASTM D1364" é aqui utilizado com referência ao teste de resistência ao descascamento entre camadas.

[0040] O termo "consolidação de compressão" é aqui utilizado com referência à deformação permanente de um material quando uma força é aplicada e removida.

[0041] O termo "módulo de flexão" é aqui utilizado com referência à rigidez de um material e/ou resistência do material à deformação na flexão. Quanto maior o módulo de flexão do material, mais resistente ele é à flexão. Para um material isotrópico, o módulo de elasticidade medido em qualquer direção é o mesmo.

[0042] O termo "dureza" é aqui utilizado com referência a uma escala de dureza Shore. A dureza Shore e o módulo são geralmente correlacionados e podem ser convertidos por aproximação se apenas um valor for conhecido.

[0043] Os termos "módulo" ou "módulo de tração" é aqui utilizado com referência à rigidez de um material e/ou resistência do material ao alongamento. Quanto maior o módulo do material, mais rígido. O módulo de flexão e o módulo de tração de um material podem ser iguais ou diferentes. Para materiais isotrópicos como A, B e C, o módulo de flexão e o módulo (que também podem ser chamados de módulo de tração) são substancialmente iguais e um ou outro pode ser medido dependendo das circunstâncias.

[0044] O termo "placa polimérica" é aqui utilizado de forma intercambiável com o termo "placa plástica".

[0045] O termo "força lateral de restauração" em relação às camadas A e C de uma placa polimérica é usado com referência à força que pode ser exercida por uma camada que foi transladada em relação a outra camada que é fixada em posição. Se as camadas A e C forem movidas independentemente uma da outra, elas retornarão posteriormente às suas posições originais, se não forem restringidas.

[0046] O termo "força de cisalhamento", conforme aqui utilizado, significa a força de translação aplicada a duas superfícies que são conectadas por um material elástico.

[0047] O termo "revestimento" é aqui utilizado com referência a camadas poliméricas que se ajustam sobre os dentes e são posicionáveis de forma removível sobre os dentes.

[0048] O termo "resistente a manchas" é aqui utilizado com referência a um material projetado para ser resistente a manchas.

[0049] O termo "polímero termoplástico" é aqui utilizado com referência a um polímero que é um polímero que se torna maleável ou moldável acima de uma temperatura específica e solidifica após o resfriamento, desde que o calor e a pressão não decomponham quimicamente o polímero.

[0050] Os termos "dente" e "dentes" incluem dentes naturais, incluindo dentes naturais que foram modificados por recheios ou coroas, dentes implantados, dentes artificiais que fazem parte de uma ponte ou outro acessório fixado a um ou mais dentes naturais ou implantados e dentes artificiais que fazem parte de um acessório removível.

[0051] Na seguinte descrição, várias modalidades são descritas. Para fins de explicação, configurações e detalhes específicos são descritos para fornecer uma compreensão completa das modalidades. No entanto, também será evidente para os técnicos no assunto que as modalidades possam ser praticadas sem os detalhes específicos. Além disso, características bem conhecidas podem ser omitidas ou simplificadas para não ocultar a modalidade descrita.

MODALIDADES

[0052] Em algumas modalidades (referidas aqui como modalidade #1), uma placa polimérica termoformável é composta de pelo menos duas camadas externas A e C e uma camada intermediária B, em que as camadas A e C são individualmente compostas por um polímero termoplástico com um módulo superior a cerca de 1.000 MPa, por exemplo de 1.000 MPa a 1.500 MPa; 1.100 MPa a 1.600 MPa; 1.200 MPa a 1.700 MPA; 1.300 MPa a 1.800 MPa; 1.400 MPa a 1.900 MPa; 1.500 MPa a 2.000 MPa; 1.100 MPa; 1.200 MPa; 1.300 MPa; 1.400 MPa; 1.500 MPa; 1.600 MPa; 1.700 MPa; 1.800 MPa, 1.900 MPa; 2000 MPa; ou até 2.500 MPa; e uma temperatura de transição vítrea (Tg) e/ou ponto de fusão de cerca de 80°C a 180°C; 90°C a 170°C; 100°C a 160°C; 110°C a 150°C; 120°C a 150°C; 130°C a 170°C; 140°C a 180°C; 80°C; 90°C; 100°C; 110°C; 120°C; 130°C; 140°C; 150°C; 160°C; 170°C; ou 180°C.

[0053] Em tais modalidades, a camada B intermediária é composta, de pelo menos, um elastômero com um módulo de cerca de 50 MPa a cerca de 500 MPa; 60 MPa a 470 MPa; 70 MPa a 440 MPa; 80 MPa a 400 MPa; 100 MPa a 350 MPa; 150 MPa a 300 MPa; 200 MPa a 400 MPa; 60 MPa, 70 MPa; 80 MPa, 90 MPa; 100 MPa; 110 MPa; 120 MPa; 130 MPa; 140 MPa; 150 MPa, 160 MPa; 170 MPa; 180 MPa; 190 MPa; 200 MPa, 250 MPa, 300 MPa, 350 MPa, 400 MPa, 450 MPa ou até 500 MPa e uma ou mais de uma (a) temperatura de transição vítrea ou (b) ponto de fusão de cerca de 90°C a cerca de 220°C; de 100°C a cerca de 200°C; de 120°C a cerca de 180°C; de 140°C a 220°C; ou de 160°C a cerca de 220°C. Em algumas modalidades, a camada B intermediária é uma camada ou revestimento elastomérico, que pode incluir um ou mais materiais e uma ou mais camadas.

[0054] Na modalidade #1, as camadas A e C podem compreender um poliéster ou co-poliéster, um poliuretano, uma poliamida, uma poliolefina, um polímero (met) acrílico, um policarbonato, um polímero de vinil como um cloreto de polivinil ou um fluoropolímero.

[0055] Na modalidade #1, a camada B pode compreender um elastômero de poliuretano, um elastômero de poliéster, um elastômero estirênico, um elastômero de poliamida, um elastômero de siloxano, um elastômero de poliéter, um elastômero de poliolefina, um copolímero de olefina, um elastômero acrílico ou um fluroelastômero.

[0056] Na modalidade #1, o material da camada B tem uma consolidação de compressão de 22 horas a 25 °C inferior a cerca de 35%, 30%, 25%, 20%, 10%, inferior a 35%, 34%, 33%, 32%, 31%, 30%, 29%, 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11% ou 10%. Em contradição com as descobertas da US 9.655.693 B2, em que um elastômero é usado como camada externa, descobrimos que uma consolidação de compressão mais baixa ao invés de uma consolidação de compressão mais alto é mais eficaz.

[0057] Em certos aspectos da modalidade #1, a placa tem uma espessura total de cerca de 250 micra a cerca de 2.000 micra.

[0058] Em certos aspectos da modalidade #1, a espessura combinada das camadas A e C é de cerca de 25 micra a cerca de 1000 micra, 50 micra a 750 micra, 100 micra a 750 micra, 250 micra a 750 micra, ou de 250 a cerca de 600 micra.

[0059] Em certos aspectos da modalidade #1, a placa termoformável possui um módulo de flexão de cerca de 100 MPa a cerca de 2.000 MPa, de cerca de 250 MPa a cerca de 2.000 MPa, de cerca de 500 MPa a 1.500 MPa, de cerca de 750 MPa a cerca de 2.000 MPa, ou de cerca de 750 micra a cerca de 1.500 MPa.

[0060] Em certos aspectos da modalidade #1, as camadas A e C têm uma Tg entre cerca de 80° e 150°C, e a camada B tem um Tg ou ponto de fusão entre cerca de 180°C e 220°C e um calor de fusão de cerca de 5 Joules/g a cerca de 20 Joules/g, ou de 5 Joules/g a 15 Joules/g.

[0061] Em certos aspectos da modalidade #1, a resistência ao descascamento entre camadas de uma camada A é maior que cerca de 50 N/polegada, maior que cerca de 60 N/polegada, maior que cerca de 70 N/polegada.

[0062] Em certos aspectos da modalidade #1, as camadas A e C têm uma espessura de 25 micra a cerca de 1000 micra, 50 micra a 750 micra, 100 a 750 micra, 125 a 300 micra, 250 micra a 750 micra ou 250 micra a cerca de 600 micra e pode ter uma espessura combinada de cerca de 250 micra a cerca de 600 micra, sendo composto de um poliuretano ou co-poliéster rígido com um módulo de 1000 MPa a 2.500 MPa com Tg entre 95°C e 150°C, a camada B elastomérica com uma espessura de cerca de 200 micra a cerca de 1000 micra ou 200 micra a 500 micra é composta por um poliuretano poliéster ou poliéter com uma dureza de cerca de D 35 a cerca de D 65, e uma consolidação de compressão de 22 horas a 25 °C inferior a 35%, 30%, 25%, 20% 10%, inferior a 35%, 34%, 33%, 32%, 31%, 30%, 29%, 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11% ou 10%, e uma camada A que possui uma resistência ao descascamento entre camadas superior de cerca de 50 N/polegada, maior que cerca de 60 N/polegada ou maior que cerca de 70 N/polegada, em que a placa de polímero tem módulo de flexão de cerca de 750 MPa a cerca de 1.500 MPa; de cerca de 100 MPa a cerca de 2.000 MPa; de cerca de 250 MPa a cerca de 2.000 MPa; de cerca de 500 MPa a 1.500 MPa; ou de cerca de 750 MPa a cerca de 2.000 MPa.

[0063] Em alguns aspectos da modalidade #1 camadas finas de polímeros adicionais (camadas de ligação) podem estar presentes para melhorar a adesão de camadas de polímero que não são naturalmente adesivas umas às outras, por exemplo, uma camada de polipropileno enxertado com anidrido maleico pode ser usado para aumentar a adesão entre uma camada de polipropileno A e uma camada de poliéster ou poliamida B.

[0064] Em algumas modalidades (referidas aqui como modalidade #2), as camadas A e C da placa ou dispositivo podem se mover reversivelmente em relação uma à outra (por exemplo em translação) de cerca de 0,05 mm a cerca de 0,1 mm com uma força inferior a 100 N por cmA2, 50 N por cmA2, 25 N por cmA2 ou 10 N por cmA2.

[0065] Em alguns aspectos da modalidade #2, as camadas A e C da placa ou dispositivo têm uma espessura total de cerca de 500 micra a 1.000 micra e podem se mover de forma reversível entre si a uma distância de 0,05 mm a 0,1 mm com uma força inferior a 100 N por cmA2, 50 N por cmA2, 25 N por cmA2, ou 10 N por cmA2.

[0066] Em alguns aspectos da modalidade #2, o material da camada B tem uma consolidação de compressão de 22 horas a 25 °C inferior a cerca de 35%, 30%, 25%, 20% 10%, inferior a 35% , 34%, 33%, 32%, 31%, 30%, 29%, 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 19%, 18 %, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11% ou 10%.

[0067] Em algumas modalidades (referidas aqui como modalidade #3), uma ou mais das camadas A e C compreendem uma poliamida microcristalina composta de 50 a 100, 50 a 90, 50 a 80, 50 a 70, 60 a 90, 60 a 80 ou 70 a 90% em mol de porções de diácidos alifáticos C6 a C14 e cerca de 50 a 100, 50 a 90, 50 a 80, 50 a 70, 60 a 90, 60 a 80 ou 70 a 90% em mol de 4,4'-metileno bis (ciclo-hexilamina) (CAS [1761-71-3]), com uma temperatura de transição vítrea entre cerca de 100°C e 180°C, um calor de fusão inferior a 20 J/g, por exemplo, 5 Joules/g a cerca de 20 Joules/g, ou 5 Joules/g a 15 Joules/g. Ver, por exemplo, Pedido DE n° 43 10 970 (modalidade 3). Em alguns aspectos das modalidades #3, a espessura combinada das camadas A e C é menor que cerca de 500 micra, menor que cerca de 400 micra, menor que cerca de 300 micra.

[0068] Em algumas modalidades (referidas aqui como modalidade #4), um aparelho dentário conformante para um ou mais dentes compreende pelo menos duas camadas externas A e C e uma camada intermediária B em que as camadas A e C, são compostas individualmente de um polímero termoplástico com um módulo superior a cerca de 1.000 MPa, por exemplo de 1.000 MPa a 1.500 MPa; 1.100 MPa a 1.600 MPa; 1.200 MPa a 1.700 MPa; 1.300 MPa a 1.800 MPa; 1.400 MPa a 1.900 MPa; 1.500 MPa a 2.000 MPa; 1.100 MPa; 1.200 MPa; 1.300 MPa; 1.400 MPa; 1.500 MPa; 1.600 MPa; 1.700 MPa; 1.800 MPa, 1.900 MPa; 2000 MPa; até 2.500 MPa, em certos aspectos maiores que 1.500 MPa, e uma temperatura de transição vítrea e/ou ponto de fusão de cerca de 80°C a 180°C; 90°C a 170°C; 100°C a 160°C; 110°C a 150°C; 120°C a 150°C; 130°C a 170°C; 140°C a 180°C; 80°C; 90°C; 100°C; 110°C; 120°C; 130°C; 140°C; 150°C; 160°C; 170°C: ou 180°C, em certos aspectos de 80 a 150°C ou de 95° a 150°C. Em tais modalidades, a camada B intermediária é composta de pelo menos um elastômero com um módulo de cerca de 50 MPa a 500 MPa; 70 MPa a 450 MPa; 80 MPa a 400 MPa; 100 MPa a 350 MPa; 150 MPa a 300 MPa; 200 MPa a 400 MPa; 60 MPa, 70 MPa; 80 MPa, 90 MPa; 100 MPa; 110 MPa; 120 MPa; 130 MPa; 140 MPa; 150 MPa, 160 MPa; 170 MPa; 180 MPa; 190 MPa; 200 MPa, até 250 MPa e uma ou mais de uma temperatura de transição vítrea ou ponto de fusão de cerca de 90°C a cerca de 220°C.

[0069] Em alguns aspectos da modalidade #4, as camadas A e C têm uma espessura combinada de, em certos aspectos, de 25 micra a cerca de 600 micra, por exemplo, 250 micra, 300 micra, 350 micra, 400 micra, 450 micra , 500 micra, 550 micra ou 600 micra, sendo constituídos por um poliuretano ou co-poliéster ou com um módulo superior a 1.000 MPa, por exemplo de 1.000 MPa a 1.500 MPa; 1.100 MPa a 1.600 MPa; 1.200 MPa a 1.700 MPa; 1.300 MPa a 1.800 MPa; 1.400 MPa a 1.900 MPa; 1.500 MPa a 2.000 MPa; 1.100 MPa; 1.200 MPa; 1.300 MPa; 1.400 MPa; 1.500 MPa; 1.600 MPa; 1.700 MPa; 1.800 MPa, 1.900 MPa; MPa 2000; ou até 2.500 MPa com Tg de 80°C a 180°C; 90°C a 170°C; 100°C a 160°C; 110°C a 150°C; 120°C a 150°C; 130°C a 170°C; 140°C a 180°C; 80°C; 90°C; 100°C; 110°C; 120°C; 130°C; 140°C; 150°C; 160°C; 170°C: ou 180°C, por exemplo, 80 a 150°C ou 95 a 150°C.

[0070] Em alguns aspectos da modalidade #4, a camada B elastomérica tem uma espessura de cerca de 200 micra a cerca de 1.000 micra, por exemplo, 100 micra, 200 micra, 250 micra, 300 micra, 350 micra, 375 micra 400 micra, 500 micra, 750 micra ou 750 micra, é constituído por um poliuretano poliéster ou poliéter com uma dureza de cerca de D 35 a cerca de D 65 e uma consolidação de compressão em 22 horas a 25°C inferior a cerca de 35%, 34%, 33%, 32%, 31%, 30%, 29%, 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11% ou 10% e uma camada A com uma resistência ao descascamento entre camadas superior a cerca de 50 N/polegada, maior que cerca de 55 N/polegada, maior que cerca de 60 N, maior que cerca de 70 N, em que a placa polimérica possui módulo de flexão de cerca de 100 MPa a cerca de 2.000 MPa, de cerca de 250 MPa a cerca de 2.000 MPa, de cerca de 500 MPa a 1.500 MPa, de cerca de 750 MPa a cerca de 2.000 MPa, por exemplo, de cerca de 750 micra a cerca de 1.500 MPa.

[0071] Em alguns aspectos da modalidade #4, as camadas A e C têm uma força lateral de restauração de 0,05 mm a 0,1 mm com uma força inferior a 100 N por cmA2, 50 N por cmA2, 25 N por cmA2 ou 10 N por cmA2.

[0072] Em algumas modalidades (referidas aqui como modalidade #5), um aparelho dentário é formado por termoformagem de uma placa de multicamadas sobre um modelo de dentes em que a termoformagem é realizada a uma temperatura que é pelo menos maior que a temperatura de transição vítrea e/ou ponto de fusão das camadas externas e menor que a temperatura superior de transição vítrea e/ou ponto de fusão de pelo menos um material de elastômero da camada interna.

[0073] Em uma modalidade da modalidade #5, um aparelho dentário é preparado por termoformação de uma placa de multicamadas com pelo menos uma camada A e C tendo uma Tg de cerca de 80°C a 180°C; 90°C a 170°C; 100°C a 160°C; 110°C a 150°C; 120°C a 150°C; 130°C a 170°C; 140°C a 180°C; 80°C; 90°C; 100°C; 110°C; 120°C; 130°C; 140°C; 150°C; 160°C; 170°C; ou 180°C, e a camada B tem uma temperatura de transição vítrea e/ou ponto de fusão de cerca de 90°C e 220°C, por exemplo, 180°C a 220°C e um calor de fusão de cerca de 5 J/g a cerca de 20 J/g, por exemplo, cerca de 5 J/g a cerca de 20 Joules/g ou 5 Joules/g a 15 Joules/g.

[0074] Em um aspecto da modalidade #5, as camadas A e C compreendem um copoliéster ou poliuretano com uma Tg de cerca de 90°C a cerca de 120°C, a camada B é composta de um poliuretano com um módulo de cerca de 50 MPa a 500 MPa e uma temperatura de transição vítrea e/ou ponto de fusão de cerca de 170°C a cerca de 220°C e a termoformagem é realizada a uma temperatura entre cerca de 150°C e 200°C.

[0075] Deve ser entendido que elementos de duas ou mais modalidades podem ser combinados.

[0076] Em algumas modalidades, a placa polimérica termoformável é composta de pelo menos duas camadas externas A e C e uma camada intermediária B, em que uma ou mais das camadas A e C compreendem uma poliamida microcristalina composta de 50 a 100% em mol de porções de diácidos alifáticos C6 a C14 e cerca de 50 a 100% em mol de 4,4'-metileno-bis (ciclo-hexilamina) (CAS [1761-71-3]), com uma transição vítrea entre aproximadamente 100°C e 180°C, um calor de fusão inferior a 20 J/g e uma transmissão luminosa superior a 80%.

[0077] Em algumas modalidades, a placa polimérica termoforvável é composta de pelo menos duas camadas externas A e C e uma camada intermediária B, em que uma ou mais das camadas A e C compreende um co- poliéster composto de um componente de ácido dicarboxílico compreendendo 70% em mol a 100% em mol de resíduos de ácido tereftálico e um componente diol compreendendo: (i) 0 a 95% de etileno glicol, (ii) 5% em mol a 50% em mol de resíduos de 2,2,4,4-tetrametil-l, 3-ciclobutanodiol, (iii) 50% em mol a 95% em mol de resíduos de 1,4-ciclo-hexanodimetanol e/ou (iv) 0 a 1% de um poliol com três ou mais grupos hidroxila, em que a soma da % molar de resíduos de diol (i), (ii), (iii) e/ou (iv) é de 100% em mol e o copoliéster exibe uma temperatura de transição vítrea Tg de 80°C a 150°C. Em alguns aspectos desta modalidade, a placa polimérica termoformadora inclui uma camada B intermediária que compreende um poliuretano poliéter aromático com uma dureza Shore de cerca de A90 a D55 e uma consolidação de compressão inferior a 35%, em que a resistência ao descascamento entre as camadas A e C e a camada B é superior a 50 N por 2,5 cm.

[0078] Em algumas modalidades, um aparelho dental conformante para um ou mais dentes é feito da poliamida microcristalina ou do copoliéster descrito acima.

Métodos de construção

[0079] As placas de multicamadas podem ser preparadas por vários meios, incluindo, sem limitação, laminação a quente ou a frio, laminação adesiva, laminação por fusão, extrusão multicamada por coextrusão ou outros métodos conhecidos. As placas podem ser totalmente preparadas antes de formar um aparelho ortodôntico, ou um aparelho pode ser produzido usando uma sequência de etapas individuais de termoformação para criar várias camadas.

[0080] A termoformação de placas para produzir amostras de teste ou aparelhos dentários pode ser realizada usando um formador de pressão "Biostar" disponível na Great Lakes Orthodontics, usando procedimentos comumente usados na indústria. Alternativamente, a termoformação pode ser realizada usando um termoformador alimentado por rolo, um formador a vácuo ou outras técnicas conhecidas de termoformação. A termoformação pode ser realizada usando diferentes condições, formas ou modelos para variar a taxa de extração e a espessura da peça. Os aparelhos multicamadas podem ser fabricados através de um ou mais processos de impressão 3D ou por revestimento por imersão sequencial, revestimento por spray, revestimento em pó ou processos similares conhecidos por produzir filmes, placas e estruturas 3D.

[0081] A temperatura da placa durante a termoformagem pode ser medida usando um termômetro infravermelho ou um termopar de superfície. Utilidade

[0082] As placas e os materiais descritos neste documento têm utilidade como materiais termoformáveis com estabilidade dimensional superior, amortecimento de impacto e forças restauradoras. As placas podem ser convertidas em vários tipos de aparelhos orais, por exemplo, para movimentação de dentes, para uso como protetor bucal esportivo com maior resistência ao impacto e para uso como contentor ortodôntico. As propriedades aprimoradas dos materiais e aparelhos descritos neste documento em relação aos materiais e aparelhos atualmente disponíveis incluem, mas não se limitam a, maior flexibilidade, resultando em maior conforto do usuário final, resultados aprimorados de movimentação dos dentes, maior resistência a manchas e trincas por fadiga e excelente cosmética, os quais promovem o uso mais consistente pelos sujeitos.

Métodos de teste

[0083] As propriedades de tração foram medidas usando um Testador de Materiais Universal Instron. Os procedimentos da ASTM D638 foram empregados, salvo indicação em contrário. A cor e a transparência foram medidas usando um colorímetro BYK Gardner Spin.

[0084] A resistência ao impacto foi medida usando um testador de impacto Gardner. A resistência ao rasgamento foi medida usando um testador de materiais a uma taxa de 250 mm por minuto.

[0085] A relaxação da tensão das amostras a 37 °C em água foi medida pelo método descrito na Patente US No. 8.716.425 B2.

[0086] A resistência à coloração foi medida ao expor os artigos de teste a um meio de coloração como mostarda ou café por 24 horas a 37°C e ao medir a cor em uma cerâmica de cor branca antes e após a exposição.

[0087] A força de recuperação de translação foi medida através da construção de uma estrutura de três camadas (ou placa de polímero), como mostrado nas FIGS. 1 e 2. As amostras foram deslocadas de 0 a 0,5 mm e a força relatada em N /cmA2.

[0088] A resistência ao descascamento entre camadas é medida a uma taxa de 50 mm/min e pode ser relatada como Newtons (N) por polegada ou por 2,54cm (N). Detalhes podem ser encontrados no método de teste ASTM D3164.

[0089] Os testes térmicos para determinar as temperaturas de transição vítrea, pontos de fusão e congelamento foram medidos usando um calorímetro diferencial de varredura a uma taxa de aquecimento e resfriamento de 10°C por minuto, a menos que indicado de outra forma.

[0090] A resistência a trincas por fluência ambiental pode ser determinada ao fixar uma amostra de placa em torno de um mandril cilíndrico para induzir uma tensão especificada na superfície externa, por exemplo, 3% ou 5%, e ao expor as amostras a um ambiente especificado para um tempo especificado, por exemplo, uma solução para imitar a saliva, enxaguantes bucais ou outra solução de interesse. A resposta pode ser medida semiquantitativamente pela observação visual do tipo e número de trincas, ou medindo subsequentemente uma propriedade mecânica, como resistência ao rasgamento.

Materiais e Métodos.

[0091] Materiais de construção. Um grande número de materiais disponíveis comercialmente pode ser utilizado na produção das placas e aparelhos aqui descritos. A Tabela 1 fornece uma lista de materiais exemplares para uso no componente A ou C. A Tabela 2 fornece uma lista de materiais exemplares para uso no componente B. Materiais similares ou relacionados podem ser obtidos de outros fabricantes ou produzidos por métodos conhecidos. Tabela 1. Materiais exemplares úteis como componentes primários de materiais A ou C

Tabela 2. Materiais exemplares úteis como componentes primários de materiais B

* Módulo da literatura do fornecedor ou estimado com base na dureza Shorex

[0092] Os materiais adequados adicionais para as camadas A, B ou C podem incluir misturas compatíveis ou incompatíveis, por exemplo misturas de dois ou mais co-poliésteres, misturas de polipropileno e elastômeros de polietileno e etileno propileno, fluoropolímeros, como polivinilideno fluoreto ou seus copolímeros, resinas de estireno-acrilonitrila, resinas de acrilonitrila- estireno-butadieno (ABS), poliuretanos contendo blocos macios de policarbonato, blocos macios de siloxano, elastômeros de silicone como o Geniômero™, um copolímero de siloxano de uréia, copolímeros de olefina cíclica e elastômeros de olefina cíclica.

EXEMPLOS

[0093] A divulgação é ainda ilustrada pelos seguintes exemplos. Os exemplos são fornecidos apenas para fins ilustrativos. Eles não devem ser interpretados como limitando o escopo ou o conteúdo da invenção de forma alguma.

EXEMPLO 1

[0094] Uma série de placas de camada única e multicamada de espessura total nominal 0.76 mm foram preparadas conforme mostrado na Tabela 3. As amostras de teste 1-4 foram preparadas por moldagem por compressão e por laminação a quente por película de filmes individuais ou por laminação por extrusão. Exemplos de materiais da anterioridade, P1, P2 e P3, foram preparados por filmes de moldagem por compressão e opcionalmente laminados a quente.

[0095] A laminação por compressão foi conduzida de 200 a 220°C, a laminação por extrusão foi realizada com uma temperatura de fusão de poliuretano de 210 a 240°C e a co-extrusão foi realizada com uma temperatura de fusão de poliéster de 240°C a 260°C, e um poliuretano com temperatura de fusão de 210 a 240°C. As condições de tempo, temperatura e pressão foram variadas para maximizar a qualidade, espessura e adesão da estrutura (placa de polímero).

[0096] Propriedades mecânicas, propriedades ópticas, relaxação de tensão e recuperação de forma foram medidas para comparar a adequação das estruturas resultantes (placas de polímero). Tabela 3. Placas de camada única e multicamada

* O poliéster A é um copoliéster comercializado pela Eastman Chemical (Eastar 6763). Copoliéster bis cicloalifático de poliéster comercializado pela Eastman Chemical sob a marca comercial Tritan 1 - 5% de deformação / 37°C / água 2 - Mostarda / 24hr / 22°C

[0097] O material do estado da técnica P1 é um material alinhador termoformável comercial fornecido pela Bay Materials, LLC, Fremont Ca. O material da anterioridade P2 é um poliéster com uma temperatura de transição vítrea de cerca de 90°C fabricada pela Eastman Chemical vendida sob o nome comercial Eastar 6763. O material da anterioridade P3 é descrito na US 9.655.693 B2. As amostras de teste 1-4 são laminados multicamadas (como descrito aqui), demonstrando propriedades melhoradas de relaxação de tensão, maior resistência ao rasgamento e excelente resistência a manchas.

[0098] Em comparação com os materiais da anterioridade, as amostras de teste 1 a 4 exibiram várias propriedades inesperadas. Comparando as amostras de teste 1-4 e os materiais da anterioridade P1 e P2, pode-se observar que as amostras de teste 1-4 exibem forças iniciais substancialmente mais baixas no teste de relaxação de fadiga (que se traduz em maior conforto do usuário), mas surpreendentemente mantêm as forças por mais tempo. Isso está em contradição com os ensinamentos da US 9.655.693 B2, que ensina que é necessária uma camada externa de elastômero para proteger a camada interna dura. A capacidade das placas multicamadas para manter níveis de força apropriados por longos períodos de tempo sob condições exigentes pode ser facilmente vista na FIG. 4. Amostras A e B na FIG. 4 são placas de camada única, enquanto as amostras 1 e 2 são placas de multicamadas, conforme descrito na Tabela 3.

[0099] A resistência ao rasgamento é uma propriedade importante dos aparelhos dentários. Materiais com baixa resistência ao rasgamento têm baixa durabilidade e podem rachar em locais onde a tensão está concentrada. A comparação da resistência ao rasgamento dos materiais da anterioridade P1, P2 e P3, com amostras de teste 1-4 mostra que essas estruturas multicamadas (ou placas de polímero) com uma camada B elastomérica têm resistência ao rasgamento significativamente maior do que estruturas comparáveis de camada única ou estruturas multicamada da anterioridade.

[0100] Para investigar mais o efeito da construção sobre a resistência ao rasgamento, outro laminado (#5) foi preparado com camadas de 0,25 mm A e C compostas por Eastar 6763, um copoliéster disponível na Eastman Chemical com uma Tg de 86°C e uma camada B de 0,2 mm de elastômero de uretano Shore 50 D para dar uma espessura total de 0,7 mm. A resistência ao rasgamento desta amostra foi comparada com os materiais P1, P2 e P3 da anterioridade. A amostra #5 exibiu uma resistência ao rasgamento de 120 N, mais de 200% do valor do material P3 da anterioridade, tendo razões semelhantes de poliuretano e poliéster. EXEMPLO 2 (Medição da Força De translação)

[0101] Uma placa de três camadas foi preparada como descrito no Exemplo 1 para o material de teste 2. Uma tira da placa de 2,54cm x 1cm foi colada entre duas tiras de poliéster rígido com 2,54cm de largura para criar uma sobreposição de 0,5cm ("amostra multicamada A2"). Uma amostra de teste de controle foi preparada usando o mesmo tamanho e espessura de poliéster A (anterioridade) entre duas tiras de poliéster rígido. A resposta deslocamento/força foi medida a uma taxa de 0,04 MPa/min e os resultados são apresentados na Tabela 4. A construção de multicamadas permite que as duas camadas externas (ou os dois revestimentos) de um aparelho acomodem maior movimento elástico com forças apropriadas do que as construções da anterioridade. Tabela 4. Movimento elástico controlado do material multicamada

[0102] Os dispositivos ortodônticos foram feitos usando os materiais e métodos descritos neste documento e comparados com os dispositivos da mesma forma e espessura feitos a partir de Zendura A e Essix Plus. Os dispositivos divulgados eram substancialmente mais elásticos e mais confortáveis de usar. Como os revestimentos interno e externo podem se deformar independentemente um do outro, elas podem acomodar um deslocamento maior entre os dentes reais e o aparelho sem causar desconforto indevido ao paciente e exercer uma força quase constante por longos períodos para mover os dentes com precisão.

EXEMPLO 3

[0103] Um filme de polipropileno clarificado designado BFI 257 fornecido pela Blue Ridge Films (Petersburg, Virginia), com uma espessura de 0,25 mm, foi laminado nos dois lados do filme de 0,25 mm de espessura preparado a partir de Kraton GF (maleated SEBS , disponível na Kraton Polymers) em uma prensa quente a 180 F, resfriada e cortada em um círculo de 125 mm. O módulo do polipropileno é relatado em 1.100 MPa. O elastômero SEBS tem uma dureza relatada de 71 A e um módulo de 25 MPa. O filme de multicamadas exibia baixa propensão a manchas e era termoformável sobre um modelo dental para produzir um retentor com excelentes propriedades de recuperação elástica.

EXEMPLO 4

[0104] Investigou-se a durabilidade dos materiais em placa no enxaguante bucal, uma vez que é sabido que os aparelhos dentários podem ser facilmente danificados por álcoois e/ou surfactantes. Placas de teste com uma espessura de 0,75 mm foram preparadas com 2,54 cm de largura x 12 cm de comprimento. Os materiais da anterioridade P1, P2 e P3 e a placa de multicamadas (material de teste) #2 foram embrulhados em um mandril de diâmetro suficiente para produzir uma tensão de 5%. As amostras foram imersas em enxaguante bucal e mantidas a 37°C. Esse ambiente é conhecido por promover trincas por fluência ambiental e por induzir a consolidação, fazendo com que os materiais tenham uma forma de aro em vez de plana. Após 24 horas, as amostras foram lavadas com água desionizada e a quantidade de recuperação foi medida imediatamente e novamente após 24 e 48 horas à temperatura ambiente. Posteriormente, as amostras foram visualizadas sob um microscópio para determinar a quantidade de trincas por fadiga no lado que estava sob extensão. Uma amostra que retornou completamente plana é pontuada atribui-se a pontuação de 100% de recuperação. A trinca por fadiga foi classificada de 1 a 5, sendo 5 sem trincas visíveis e 1 com severas trincas. A recuperação da forma para as amostras é apresentada na Tabela 5. A placa de multicamadas (#2) recuperou-se mais rapidamente e mais completamente do que os materiais anterioridade P1, P2 e P3. Tabela 5. Recuperação de forma das amostras

EXEMPLO 5

[0105] Três laminados foram preparados como no Exemplo 1, amostra 2 e designados como amostras #6, #7 e #8. A amostra #6 foi laminada por extrusão usando filme de poliéster não tratado a uma temperatura do rolo de 40°C, a amostra #7 foi laminada por extrusão usando filme de poliéster tratado com corona a uma temperatura do rolo de 60°C e a amostra #8 foi laminada por extrusão usando filme tratado de corona a uma temperatura do rolo de 80°C. O tratamento com corona é comumente utilizado para ativar as superfícies do filme para aumentar sua polaridade. Uma amostra de controle do poliéster A foi designada como amostra #9. As propriedades mecânicas e a resistência a trincas por fluência ambiental das três amostras são apresentadas na Tabela 6. Tabela 6. Efeito da força de descascamento entre camadas na resistência ESC

[0106] A melhoria dramática na resistência ambiental observada nas amostras #7 e #8, em comparação com as amostras #6 e #9, é interessante. Em cada caso, o material exposto ao meio ambiente é quimicamente idêntico e sob quantidades iguais de tensão. Embora não se deseje estar limitado pela teoria, hipotetiza-se que alguma tensão induzida por deformação concentrada, presente na camada externa de poliéster, possa ser transferida para o material elastomérico e a transferência de força seja mais eficiente nos materiais com maior resistência de ligação entre camadas. No entanto, não se conhece nenhum precedente para esse resultado.

[0107] É sabido que os copoliésteres não-cristalinos termoplásticos (PETGs e PCTGs) têm baixa resistência ao craqueamento por fluência ambiental e são propensos a rápida degradação quando usados como aparelhos dentários. A Patente US 9.655.691 ensina que a cobertura de ambos os lados desse copoliéster com um elastômero de poliuretano termoplástico com uma dureza de cerca de 60A a cerca de 85D aumentou a durabilidade dos alinhadores dentários feitos com esses materiais (descritos como uma "camada de polímero rígido disposta entre duas camadas macias de polímero"). Presume-se que o material externo fornece uma camada de proteção física e/ou química. Uma desvantagem de tais materiais é que os elastômeros de poliuretano e outros elastômeros têm baixa resistência a manchas e a estrutura multicamada divulgada tem baixa resistência a rasgamento.

[0108] Os inventores verificaram que a resistência à quebra por tensão de filmes, placas ou peças termoformadas de poliéster amorfo preparadas a partir delas pode ser dramaticamente melhorada pela ligação com um material elastomérico, como um poliuretano, entre duas camadas do poliéster. A estrutura resultante, tendo uma camada de polímero macio disposta entre duas camadas de polímero duro, possui excelente resistência química, alta transparência e excelente resistência a manchas. Adicionalmente, a resistência ao rasgamento da estrutura multicamada é maior que do poliéster ou do elastômero sozinho. Os inventores também verificaram que as propriedades aprimoradas requerem uma alta resistência de ligação entre as camadas e que um material com camadas de baixa união possui resistência inferior a trincas e resistência inferior ao rasgamento.

[0109] Sabe-se na técnica que as placas rígidas de poliuretano possuem, por si mesmas, uma resistência muito boa à quebra por fadiga. Observamos que uma estrutura ABA de três camadas, que possui camadas rígidas de poliuretano A (externo) e uma camada elastomérica B (interna) com excelente aderência, teve pior resistência à quebra por fluência ambiental do que o poliuretano rígido isolado, o efeito oposto ao observado com uma camada externa de poliéster. EXEMPLO 6

[0110] Foram realizados testes para investigar o efeito do tratamento térmico e das condições de termoformação no desempenho dos dispositivos fabricados a partir das placas. Três placas (2A, 2B e 2C) do material de teste 2 (três camadas, poliéster, poliuretano, poliéster) foram secas a 60°C sob vácuo por 12 horas. As amostras foram colocadas em sacos de barreira de umidade e submetidas às condições de tratamento térmico e termoformação mostradas na Tabela 7. A amostra 2A foi mantida a 22°C e as amostras 2B e 2C foram recozidas a 100°C por 24 horas. As amostras foram então termoformadas para produzir placas planas usando diferentes temperaturas de termoformação. As amostras 2A e 2B foram termoformadas a uma temperatura abaixo da extremidade superior da faixa de fusão do poliuretano, enquanto 2C foi termoformada a uma temperatura acima da faixa de fusão do poliuretano. Tabela 7. Efeito das condições de tratamento térmico/termoformagem na tensão retida

[0111] Amostras de teste foram cortadas de amostras termoformadas, analisadas por DSC e submetidas a testes de relaxação de tensão em 37 °C em água. O DSC mostrou que o ponto de fusão e o calor de fusão das amostras foram aumentados por recozimento a 100°C e que a termoformagem reduziu a quantidade de calor de fusão e o intervalo de fusão. No entanto, a amostra termoformada abaixo da faixa de fusão superior do poliuretano reteve mais cristalinidade e teve um desempenho melhor no teste de relaxação de tensão. As condições para a amostra 2B na Tabela 7 foram usadas para fabricar um aparelho dentário. EXEMPLO 7

[0112] Composições adicionais podem ser feitas pela seleção de materiais de camada adequados com diferenças de módulo e elasticidade, como mostrado na Tabela 8. Tabela 8. Materiais de placa multicamada exemplares

Altuglas SG1O é um metacrilato de polimetil1 modificado por impacto, transparente, vendido pela Arkema Altuglas Luctor eR13 é um metacrilato de polimetil modificado por impacto transparente vendido pela Arkema O Kurarity LA4285 é um copolímero em bloco ABA acrílico de metacrilato de metila e metacrilato de butila.

EXEMPLO 8

[0113] Uma placa de 2 mm de espessura foi preparada laminando duas películas externas de homopolímero de polipropileno de espessura de 0,250 mm (Blue Ridge Films BFI 3270, módulo 1.200 MPa) e uma camada interna de elastômero microcristalino de etileno-propileno com espessura de 1,50 mm (Noito PN 2070, Mitsui Chemical) módulo de 150 MPa. A placa foi cortada em um disco de 125mm de diâmetro e termoformada sobre um modelo dos dentes superiores de um indivíduo e aparada para fazer um protetor bucal esportivo de alta resistência ao impacto. ?/Surpreendentemente??, o protetor bucal oferece melhor proteção e conforto contra impactos do que um dispositivo padrão fabricado com copolímero de etileno vinil acetato de 4 mm de espessura, comercializado pela Dreve sob o nome comercial Drufosoft. EXEMPLO 9

[0114] Um alinhador foi feito termoformando uma placa de três camadas sobre um modelo de dentes. Duas camadas externas eram constituídas por um poliuretano rígido com uma Tg de cerca de 120°C e uma camada B interna composta por um poliuretano de poliéter aromático Shore A 85 com um ponto de fusão de bloco rígido de 160 a 195°C e calor de fusão de 8 J/grama. O aparelho foi recozido a 100°C por 24 horas, abaixo da Tg da camada externa. Nenhuma deformação foi observada. Os testes demonstraram que este aparelho era mais elástico e exibia menos fluência sob carga do que antes do recozimento a 100 °C. Pensa-se que a melhoria se deve a melhorias na microestrutura do elastômero de poliuretano.

[0115] Num segundo teste, foi feita uma comparação entre um dispositivo de multicamadas e um dispositivo de camada única em que, em cada caso, os materiais Zendura A foram utilizados como material de A/C ou como material de A/B/C, respectivamente. Os dispositivos foram recozidos a 90°C por 24 horas. Foi observado que o dispositivo de camada única se deformava extensivamente enquanto a multicamada mantinha sua forma. A hipótese é que no dispositivo multicamada o elastômero mantém uma força estabilizadora no material mais rígido durante o recozimento para evitar alterações dimensionais indesejadas.

Claims

1. Composição de placa polimérica, caracterizada pelo fato de compreender: pelo menos, duas camadas externas A e C e uma camada intermediaria B em que as camadas A e C compreendem individualmente um polímero termoplástico compreendendo um ou mais de um co-poliéster ou poliuretano com um módulo de cerca de 1.000 MPa a 2.500 Mpa medido de acordo com ASTM D638 e uma temperatura de transição vítrea e/ou ponto de fusão de cerca de 80°C a 180°C determinada por uma medição DSC a uma taxa de aquecimento e resfriamento de 10oC/min e a camada B intermediaria é composta por um ou mais de um elastômero de poliuretano, um elastômero de poliolefina, um elastômero de poliéster, um elastômero estirênico, um elastômero de poliamida, um elastômero de olefina cíclica, um elastômero acrílico, um poliéter aromático ou alifático e um poliuretano poliéster com um módulo de cerca de 50 MPa a cerca de 500 MPa e uma ou mais de uma temperatura de transição vítrea e/ou ponto de fusão de cerca de 90°C a cerca de 220°C.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material da camada B intermediária tem uma consolidação de compressão de acordo com a ASTM D395B inferior a 35%, 30%, 25%, 20% ou 10% após 22 horas a 25°C.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a placa polimérica tem um módulo de flexão medido de acordo com ASTM D638 de cerca de 750 Mpa a cerca de 2.000 Mpa

4. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a resistência ao descascamento entre camadas de acordo com ASTM D3164 entre as camadas A e C e a camada B é superior a 50N por 2,5 cm.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a espessura combinada das camadas A, B e C é de cerca de 250 micra a cerca de 2.000 micra e a espessura combinada das camadas A e C é de 25 micra a 750 micra, de 50 micra a 1000 micra, de 100 a 700 micra, de 150 a 650 micra ou de 200 a 600 micra.

6. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as camadas A e C têm, cada uma, uma espessura de 25 micra a cerca de 1000 micra e uma espessura combinada de cerca de 250 micra a cerca de 600 micra com Tg entre 95°C e 150°C determinado por medição DSC a uma temperatura de aquecimento e resfriamento de 10oC/min, e a camada elastomérica B tem uma espessura de cerca de 200 micra a cerca de 1000 micra ou 200 a 500 micra compreendida por um poliuretano tendo uma dureza de cerca de D 35 a cerca de D65, e uma consolidação de compressão de 22 horas a 25 °C de acordo com a ASTM D395B de menos de cerca de 35% e uma camada A tem uma resistência ao descascamento entre camadas medida de acordo com a ASTM D3164 superior de cerca de 50 N/polegada, sendo que a placa de polímero tem um módulo de flexão de acordo com a ASTM D638 de cerca de 750 MPa a cerca de 1.500 Mpa.

7. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma ou mais das camadas A e C compreendem um co-poliéster composto de: (a) um componente de ácido dicarboxílico compreendendo de 70% em mol a 100% em mol de resíduos de ácido tereftálico, e (b) um componente diol compreendendo: i. 0 a 95% de etileno glicol ii. de 5% em mol a 50% em mol de resíduos de 2,2,4,4-tetrametil-1,3- ciclobutanodiol, iii. de 50% em mol a 95% em mol de resíduos de 1,4- ciclohexanodimetanol, e iv. 0 a 1% de um poliol com três ou mais grupos hidroxila em que a soma da % em mol dos resíduos de diol i), ii), iii) e iv) é de 100% em mol e o co-poliéster exibe uma temperatura de transição vítrea Tg de 80°C a 150°C.

8. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma ou mais das camadas A e C compreendem um poliuretano composto de: (a) um di-isocianato compreendendo 80% em mols a 100% em mols de resíduos de di-isocianato de metileno-difenil e/ou diisocianato de metileno-difenil-hidrogenado e (b) um componente diol compreendendo i. 0 a 100% em mols de hexametileno diol ii. 0 a 50% em mols de 1,4-ciclohexanodimetanol em que a soma i) e ii) atinge mais de 90% em mols e o poliuretano tem uma temperatura de transição vítrea Tg de cerca de 85°C a cerca de 150°C.

9. Aparelho odontológico conformante para um ou mais dentes, caracterizado pelo fato de ser fabricado a partir de uma composição de placa polimérica conforme definido na reivindicação 1.

10. Aparelho odontológico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a espessura combinada das camadas A, B e C é de cerca de 250 micra a cerca de 2.000 micra e a espessura combinada das camadas A e C é de 25 micra a 750 micra, de 50 micra a 1000 micra, de 100 a 700 micra, de 150 a 650 micra ou de 200 a 600 micra.

11. Aparelho odontológico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende uma composição de placa polimérica conforme definido na reivindicação 7.

12. Aparelho odontológico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende uma composição de placa polimérica conforme definido na reivindicação 8.

13. Aparelho odontológico deformável reversivelmente, caracterizado pelo fato de que compreende uma composição de placa polimérica conforme definido na reivindicação 1, em que a camada média elastomérica e as camadas externas podem se mover reversivelmente uma em relação à outra e têm uma força lateral de restauração inferior a 100 N por cm2, 50 N por cm2, 25 N por cm2 ou 10 N por cm2 quando deslocadas de 0,05 mm a 0,1 mm em relação uma à outra.

14. Aparelho odontológico deformável reversivelmente, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a camada intermediaria elastomérica compreende um poliuretano com uma dureza de cerca de A 80 a D 75, A 85 a D65 ou A 90 a D 55.

15. Placa ou aparelho dental com resistência a fluência ambiental, caracterizada pelo fato de que é composta por pelo menos duas camadas externas e uma camada interna elastomérica, em que uma ou mais das camadas externas é um co-poliéster ou um poliuretano com um módulo de cerca de 1.000 MPa a 2.500 Mpa medido de acordo com ASTM D638, e a camada interna compreende um ou mais de um elastômero de poliuretano, um elastômero de poliolefina, um elastômero de poliéster, um elastômero estirênico, um elastômero de poliamida, um elastômero de olefina cíclica, um elastômero acrílico, um poliéter aromático ou alifático e um poliuretano poliéster com um módulo de cerca de 50 MPa a cerca de 500 MPa, em que a força de descascamento entre as camadas medida de acordo com ASYM D3164 entre pelo menos uma camada externa e o elastômero é maior que cerca de 50 N/2,5 cm (polegada).

16. Aparelho odontológico deformável reversivelmente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura da camada A externa é de cerca de 175 a cerca de 250 micra, a espessura da camada C externa é de cerca de 175 a cerca de 250 micra e a espessura da camada B intermediaria é de 300 a 500 micra, em que a espessura combinada das camadas A, B e C de 850 a 1.000 micra.