DE19941829A1 - Autopolymerisierende Dentalzusammensetzung und ihre Verwendung - Google Patents
Autopolymerisierende Dentalzusammensetzung und ihre VerwendungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft autopolymerisierende Dentalzusammensetzungen und ihre Verwendung, insbesondere zur Herstellung von Prothesenkunststoff oder hartbleibendem Prothesenunterfütterungsmaterial. Die autopolymerisierende Dentalzusammensetzung enthält Perlpolymerisate und polymerisierbare Methacrylatmonomere, außer Monomethacrylate, wobei die Perlpolymerisate in Gegenwart der Methacrylatmonomere nicht quellen und dadurch die Viskosität der Dentalzusammensetzung nicht beeinflussen. Die Bereitstellung der dentalen Zusammensetzung als lagerfähiges Paste-Paste-System ist dadurch möglich.
Description
Die Erfindung betrifft autopolymerisierende Dentalzusammensetzungen und ihre Verwen
dung, insbesondere zur Herstellung von Prothesenkunststoff oder hartem Prothesen
unterfütterungsmaterial.
Es ist bekannt, Dentalwerkstoffe auf Basis von polymeren Methacrylaten herzustellen. So
stellt man beispielsweise Werkstoffe her, die Polymethylmethacrylat-Perlpolymerisate in
einer Pulverkomponente und Mischungen aus Methylmethacrylat und Ethylmethacrylat in
einer flüssigen Komponente enthalten. Die Mischungen härten im allgemeinen durch radi
kalische Polymerisation unter Formgebung aus (Ullmann'8 Enzyklopädia of Industrial
Chemistry, 5th Ed., Vol. A8, 1987). In einer Veröffentlichung von T. Arima et al. (Analysis
of composition and structure of hard autopolymerizing reline resins; Journal of Oral Reha
bilitation 23; 346 (1996)) werden beispielsweise verschiedene, autopolymerisierende,
harte dentale Unterfütterungsmaterialien beschrieben. Alle Materialien sind Pul
ver/Flüssigkeits-Systeme, die als Hauptbestandteil in der Pulverkomponente Polymethyl
methacrylate (PMMA) und/oder Polyethylmethacrylate (PEMA) und als Hauptbestandteil
in der Flüssigkeit Monomethacrylat-Monomere (MMA, EMA etc.) enthalten.
Die als Pulver/Flüssigkeits-Systeme vorliegenden Polymerisate werden als chemopla
stisch zu verarbeitende Materialien bezeichnet. Die chemoplastischen Materialien ent
halten in der Flüssigkeit die zu polymerisierenden Monomerbestandteile und im Pulver
anorganische und organische Füllstoffe. Die anorganischen Füllstoffe bestehen zumeist
aus Stoffen wie Siliciumdioxid, Silikaten oder Gläser. Die organischen Füllstoffe sind in
der Regel Polymere, die in unregelmäßiger Form oder in Kugelform vorliegen können.
Kugelförmige Polymere werden als sogenannte Perlpolymerisate als Füllstoff in dentalen
Werkstoffen aufgrund der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften bevorzugt
verwendet. Die Druckschriften EP-2850916, EP-442326, DE 28 49 280 und DE-28 49 936
beschreiben Perlpolymerisate und deren Verwendung in dentalen Werkstoffen. Bei der
Aushärtung zu einem dentalen Kunststoff, wie Prothesenkunststoff, erfolgt eine Vernet
zung der Polymerteilchen des Pulvers, z. B. dem Perlpolymerisat, mit in diese Teilchen
während der Anquellphase eingedrungenen und später zu polymerisierenden Monomere
der Flüssigkeitskomponente. Die Bereitstellung eines dentalen Werkstoffes als autopoly
merisierendes Paste-Paste-System ist aufgrund des Quellverhaltens der verwendeten
Perlpolymerisate nicht möglich.
Der Anteil an diesen Monomeren in der Flüssigkeits-Komponente, zumeist sind es
Methylmethacrylatmonomere, kann bis zu 90 Gew.-% betragen. Monomethacrylat-Mono
mere stellen beim Polymerisationsprozeß und in den nicht vollständig ausgehärteten
Werkstoffen ein hohes Allergiepotential dar.
In der EP-270915 werden polymerisierende Massen auf Basis von Methacrylatestern be
schrieben, die als Füllstoff ein Fällungspolymerisat in Form unregelmäßiger Agglo
meratteilchen enthalten. Als Füllstoffe werden Perlpolymerisate aufgrund ihres Quellver
haltens bzw. ihrer Absetzneigung als ungeeignet beschrieben.
In der EP-630640 sind dentale Zusammensetzungen zur Herstellung von Prothesen
kunststoff beschrieben, wobei es sich um sogenannte heißhärtende, d. h. bei Zufuhr von
Wärme polymerisierende, Einkomponenten-Materialien handelt. Die Materialien umfassen
ebenfalls Polymere, die bei Kontakt mit den zu polymerisierenden Acrylatmonomeren auf
quellen.
In der EP-687451 werden dentale Prothesenkunststoffe und deren Herstellung beschrie
ben, wobei das Einkomponentenmaterial durch Bestrahlung mit Mikrowellen ausgehärtet
wird.
Nachteil der Heißpolymerisate, zu denen auch die Mikrowellen-Polymerisate zählen, ist
die erforderliche Bereitstellung der Öfen, Mikrowellengeräte und sonstigen Apparaturen
sowie der hohe Zeitaufwand zur Aushärtung.
Neben den beschriebenen kalt- und heißhärtenden Polymerisaten als Pulver/Flüssigkeits-
Systeme sind lichthärtende Systeme bekannt. Nachteil der lichthärtenden Systeme ist
neben der Bereitstellung der Polymerisationslampe die Schrumpfungsneigung zur Strah
lungsquelle hin. Dadurch können sich vor allem dickere Kunststoffobjekte vom Modell
abziehen, oder es können sich, wenn der Kunststoff am Modell haftet, Spannungen auf
bauen. Zudem ist bei lichthärtenden Systemen die Durchhärtetiefe begrenzt, was einen
langwierigen schichtweisen Aufbau des Dentalkunststoffes erfordert.
Der nächstliegende Stand der Technik ist EP-427300 in der eine polymerisierbare Zu
sammensetzung beschrieben wird. Die wesentlichen Bestandteile dieser Zusammenset
zung sind multifunktionelle, vernetzbare Vinylverbindungen, vernetzte Polymere in Form
diskreter Partikel, die in Kontakt mit den polymerisierbaren Vinylverbindungen quellbar
sind, und anorganische Füllstoffe.
Die beschriebene polymerisierbare Zusammensetzung kann u. a. als Prothesenmaterial
oder Unterfütterungswerkstoff eingesetzt werden.
Nachteil der polymerisierbaren Zusammensetzung nach EP-427300 ist das Quellverhal
ten der Polymere, wenn sie in Kontakt mit den zu polymerisierenden Vinylverbindungen
kommen. Die Bereitstellung eines lagerfähigen sofort gebrauchsfähigen Paste-Paste-
Systems zur Herstellung von Prothesenkunststoff oder hartem Prothesenunterfütterungs
material ist nicht möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine dentale Zusammensetzung zur
Verfügung zu steilen, die
die angeführten Nachteile dentaler Zusammensetzungen nicht aufweist,
eine Alternative zu den vorhandenen dentalen Werkstoffen darstellt und insbesondere als Paste-Paste-System sofort gebrauchsfertig anzumischen ist,
keinen zusätzlichen apparativen Aufwand zur Anmischung benötigt und
kein bzw. ein äußerst minimiertes Allergiepotential aufweist,
die angeführten Nachteile dentaler Zusammensetzungen nicht aufweist,
eine Alternative zu den vorhandenen dentalen Werkstoffen darstellt und insbesondere als Paste-Paste-System sofort gebrauchsfertig anzumischen ist,
keinen zusätzlichen apparativen Aufwand zur Anmischung benötigt und
kein bzw. ein äußerst minimiertes Allergiepotential aufweist,
Bei der Verwendung einer dentalen Zusammensetzung als Prothesenkunststoff oder Un
terfütterungsmaterial besteht ein zumeist großflächiger Kontakt mit den Schleimhäuten im
Mund. Durch diesen großflächigen Kontakt sind Beeinträchtigungen durch das Material,
z. B. Monomerfreisetzungen, zu minimieren.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine polymerisierbare, rein chemisch-härtende Dental
zusammensetzung, die als wesentliche Bestandteile Perlpolymerisate und polymerisier
bare Acrylatmonomere, ausgenommen Monomethacrylate, sowie übliche Zusatzstoffe
enthält. Die Perlpolymerisate zeigen in Kontakt mit den Acrylatmonomeren keinerlei
Quellverhalten und verändern dadurch die Viskosität der dentalen Zusammensetzung
nicht.
Als polymerisierbare Acrylatmonomere können bevorzugt folgende Methacrylate verwen
det werden: Ethylenglykoldimethacrylat, Hexandioldimethacrylat, 1,3-Butandioldi
methacrylat, Diethylenglykoldimethacrylat, Neopentylglykoldimethacrylat, 1,4-Butandiol
dimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Decandiol-
1,10-dimethacrylat, Tetraethylenglykoldimethacrylat, Dodecandioldimethacrylat, Bis
phenol-A-Glycidylmethacrylat (BisGMA), Ethoxy-BisGMA, Urethandimethacrylat, Poly
ethylenglykol-200-dimethacrylat, Polyethylenglykol-400-dimethacrylat und/oder Polyethyl
englykol-600-dimethacrylat.
Aufgrund des bevorzugten Einsatzes von Di- oder Trimethacrylaten und der Vermeidung
von Monomethacrylaten wird die Restmonomeren-Konzentration und die Löslichkeit des
Kunststoffmaterials verringert. Dadurch wird das Allergiepotential der dentalen Zusam
mensetzung und somit auch die Beeinträchtigungen oder Schädigungen des Anwenders
oder des Patienten verhindert oder zumindest verringert.
Als übliche Zusatzstoffe können entsprechend dem Stand der Technik gegebenenfalls
- - anorganische Füllstoffe, wie silanisierte und unsilanisierte Gläser, Glaskeramiken, Sili kate, Siliciumdioxid, und Fluoro-Aluminium-Silicat-Gläser,
- - Initiator- und Katalysatorsysteme, insbesondere Peroxyverbindungen, wie Benzoylper oxid, und Amin- oder Azoverbindungen,
- - Stabilisatoren, Inhibitoren, Farbstoffe, Pigmente, Trübungsmittel und/oder Röntgen kontrastmittel verwendet werden.
Eine besonders bevorzugte Dentalzusammensetzung setzt sich im wesentlichen aus 10
-30 Gew.-% Perlpolymerisaten, 10-50 Gew.-% polymerisierbaren Acrylatmonomeren, 0
-5 Gew.-% hochdispersem Siliciumdioxid, 10-50 Gew.-% silanisierten Gläsern und 0,1-
10 Gew.-% Initiatoren zur chemischen Aushärtung zusammen.
Die erfindungsgemäße dentale Zusammensetzung ist zur Herstellung von Prothesen
kunststoff oder von Prothesenunterfütterungsmaterialien geeignet.
Insbesondere ist die Verwendung der Dentalzusammensetzung als direkt anzumischen
des Paste-Paste-System möglich, was bei den bekannten Zusammensetzungen nach
dem Stand der Technik nicht möglich ist.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung der Dentalzusammensetzung als Paste-Paste-
System in einem Verhältnis von 1 zu 1.
Es lassen sich somit die Pasten für den Anwender in gebrauchsfertigen, sofort anzuwen
denden Tuben-, Kartuschen- oder Schlauchbeutel-Systemen bereitstellen.
Geeignete Kartuschen- oder Schlauchbeutel-Systeme sind aus dem Stand der Technik
zur Anmischung dentaler Materialien, wie beispielsweise Abformmassen, bekannt.
Genannt seien zum Beispiel Anmischsysteme entsprechend den Druckschriften EP-
630641, EP-669113, EP-261466, EP-294672, EP-664153 oder DE-298 13 684.
Zusammenfassend ergeben sich für die erfindungsgemäße dentale Zusammensetzung
folgende Vorteile:
- 1. es ist ein rein chemisch-härtendes System,
- 2. die eingesetzten Perlpolymerisate zeigen keinerlei Quellverhalten,
- 3. die Perlpolymerisate und zu polymerisierenden Monomere können innerhalb einer Paste bereitgestellt werden,
- 4. es werden keine Monomethacrylate eingesetzt,
- 5. Minimierung des Allergiepotentials,
- 6. durch die Verwendung von Di- oder Trimethacrylate wird ein hoher Vernetzungsgrad bei der Polymerisation erzielt,
- 7. es ist kein zusätzlicher apparativer Aufwand zur Aushärtung notwendig,
- 8. eine standfeste Konsistenz der dentale Zusammensetzung nach dem Anmischen ist je nach Mischungsverhältnis problemlos einstellbar,
- 9. die dentale Zusammensetzung weist gute physikalische Eigenschaften auf,
- 10. bei der Verwendung als Prothesenkunststoff ist mit handelsüblichen Adhäsiven ein guter Verbund zu Kunststoffzähnen gegeben
- 11. bei der Bereitstellung als Kartuschen- oder Schlauchbeutel-System ist eine direkte Applikation ohne zusätzlichen apparativen Aufwand und ein blasenfreies Anmischen möglich.
Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden.
Herstellung einer Dentalzusammensetzung zur Verwendung als hartes Prothesenunter
fütterungsmaterial, indem 18,83 Gew.-% Perlpolymerisat (PLEX 6690 F der Fa. Röhm
GmbH), 31,2 Gew.-% polymerisierbare Acrylatmonomere, bestehend aus einer Mischung
aus 27 Gew.-% Hexandioldimethacrylat, 25 Gew.-% Urethandimethacrylat und 48 Gew.-%
BisGMA, 3,3 Gew.-% hochdisperses Siliciumdioxid (HDK H 2000 der Fa. Wacker Chemie),
20,52 Gew.-% silanisierte Glaskeramikfüllstoffe, 20,29 Gew.-% Fluoro-Aluminium-Silicat-
Gläser und 5,86 Gew.-% eines Initiator-Systems bestehend aus 2,9 Gew.-% Benzoylper
oxid (BPO), 0,26 Gew.-% Butylhydroxytoluol (BHT), 2,2 Gew.-% N,N-Bis-ethyl-para-toluidin
und 0,5 Gew.-% Dimethylaminoethylmethacrylat, als Paste-Paste-System angemischt
werden. Die Basis- und Katalysator-Pasten enthalten jeweils 50% des Harzes (Perlpoly
merisat, polymerisierbare Acrylatmonomere) und der anorganischen Füllstoffe. Die Basis-
Paste enthält zudem das BPO und 0,15 Gew.-% des BHT, die Katalysator-Paste enthält
die restlichen oben angeführten Initiatorverbindungen.
Aus diesem direkt anzumischenden und sofort gebrauchsfertigen Paste-Paste-System
wird ein Prothesenunterfütterungsmaterial hergestellt. Folgende Untersuchungen werden
mit diesem hartem Unterfütterungsmaterial durchgeführt:
- 1. Es werden 10 Probenkörperzylinder mit einem Durchmesser von 2,5 cm und einer Höhe von 1,5 cm aus einem Prothesenmaterial auf PMMA-Basis hergestellt. In einer vorgefer tigten Form mit einem Durchmesser von 0,9 cm wird das Unterfütterungsmaterial auf das Prothesenmaterial nach Auftragen eines handelsüblichen Primers aufpolymerisiert. Es werden 10 Scherversuche nach einem Tag Wasserlagerung bei 37°C durchgeführt. Es ergeben sich im Mittel Scherhaftungswerte von 14,9 MPa.
- 2. Die Verarbeitungs- und Abbindezeit des nach obiger Vorschrift hergestellten hartem Pro thesenunterfütterungsmaterial beträgt 6'40 (Verarbeitungszeit) bzw. 4'00 (Abbindezeit).
- 3. Entsprechend DIN-ISO 1567 wurde die Biegefestigkeit auspolymerisierter Materialien, die nach obiger Vorschrift hergestellt wurden, gemessen. Es wurde im Mittel eine Biege festigkeit von 46,7 MPa bestimmt.
Die Beispiele zeigen, daß die erfindungsgemäße dentale Zusammensetzung so gute phy
sikalische Eigenschaften aufweist, daß es beispielsweise zur Verwendung als hartes
Prothesenunterfütterungsmaterial geeignet ist.
Claims (14)
1. Autopolymerisierende Dentalzusammensetzung enthaltend Perlpolymerisate und
polymerisierbare Acrylatmonomere, ausgenommen Monomethacrylate, sowie übliche
Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Perlpolymerisate in Kontakt mit den
Acrylatmonomeren kein Quellverhalten zeigen.
2. Dentalzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Perlpolymerisate die Viskosität der Dentalzusammensetzung nicht beeinflussen.
3. Dentalzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
polymerisierbaren Acrylatmonomere ausgewählt sind aus der Gruppe Ethylenglykol
dimethacrylat, Hexandioldimethacrylat, 1,3-Butandioldimethacrylat, Diethylenglykol
dimethacrylat, Neopentylglykoldimethacrylat, 1,4-Butandioldimethacrylat, Triethylen
glykoldimethacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Decandiol-1,10-dimethacrylat,
Tetraethylenglykoldimethacrylat, Dodecandioldimethacrylat, Bisphenol-A-Glycidyl
methacrylat (BisGMA), Ethoxy-BisGMA, Urethandimethacrylat, Polyethylenglykol-
200-dimethacrylat, Polyethylenglykol-400-dimethacrylat und/oder Polyethylenglykol-
600-dimethacrylat.
4. Dentalzusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die üblichen Zusatzstoffe gegebenenfalls
- - anorganische Füllstoffe, wie silanisierte und unsilanisierte Gläser, Glaskeramiken, Silikate, Siliciumdioxid, und Fluoro-Aluminium-Silicat-Gläser,
- - Initiator- und Katalysatorsysteme, insbesondere Peroxyverbindungen, wie Benzoyl peroxid, und Amin- oder Azoverbindungen,
- - Stabilisatoren, Inhibitoren, Farbstoffe, Pigmente, Trübungsmittel und/oder Röntgen kontrastmittel umfassen.
5. Dentalzusammensetzung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusammensetzung frei von Monomethacrylaten ist und im wesentlichen aus
10-30 Gew.-% Perlpolymerisaten, 10-50 Gew.-% polymerisierbaren Acrylatmono
meren, 0-5 Gew.-% hochdispersem Siliciumdioxid, 10-50 Gew.-% silanisierten
Gläsern und 0,1-10 Gew.-% Initiatoren zur chemischen Aushärtung besteht.
6. Dentalzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die poly
merisierbaren Acrylatmonomere aus 10-50 Gew.-% Hexandioldimethacrylat, 10-50
Gew.-% Urethandimethacrylat und 10-50 Gew.-% Bisphenol-A-Glycidylmethacrylat
bestehen.
7. Verwendung der autopolymerisierenden Dentalzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von Prothesenkunststoff.
8. Verwendung der autopolymerisierenden Dentalzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von hartbleibenden Prothesenunterfütterungs
materialien.
9. Verwendung der Dentalzusammensetzung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Dentalzusammensetzung als anzumischendes Paste-Paste-
System vorliegt.
10. Verwendung der Dentalzusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Paste-Paste-System im Verhältnis 1 zu 1 vorliegt.
11. Verwendung der Dentalzusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Paste-Paste-System im Verhältnis 1 zu 5 vorliegt.
12. Verwendung der Dentalzusammensetzung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Paste-Paste-System in Form von Kartuschen bereitgestellt
wird.
13. Verwendung der Dentalzusammensetzung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Paste-Paste-System in Form von Schlauchbeuteln bereitge
stellt wird.
14. Verwendung der Dentalzusammensetzung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Paste-Paste-System in einer Doppelspritze mit Mischauf
satz bereitgestellt wird.
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