DE4002726A1

DE4002726A1 - Zahnrestaurationswerkstoffe

Info

Publication number: DE4002726A1
Application number: DE4002726A
Authority: DE
Inventors: Detlef Dipl Chem Dr Rer Gorski; Hans-Heinrich Prof Di Hoerhold; Elisabeth Dipl Chem Dr S Klemm; Roland Dipl Phys Dr Rer Goebel; Hans-Juergen Prof Dipl Tiller; Ilona Dipl Ing Doms; Rudolf Prof Dr Musil; Ursula Riedler; Dieter Dipl Chem Dr Rer Betram; Reinhard Dipl Chem Wohlfarth
Original assignee: Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Current assignee: TILLER, HANS-JUERGEN, PROF. DR., 07745 JENA, DE
Priority date: 1989-02-06
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1990-09-06
Also published as: DD293486A5

Description

Die Erfindung betrifft Zahnrestaurationswerkstoffe auf Basis von speziellen feinteiligen anorganisch/organischen Füllstoffen und polymerisationsfähigen olefinisch ungesättigten Monomeren, die Polymerisationsinitiatoren enthalten.

Die erfindungsgemäßen Zahnrestaurationswerkstoffe eignen sich besonders als Kronen- und Brückenverblendmaterial in der Prothetik, als Füllungen für Kavitäten an Stelle von Metallen, Silberamalgam oder anorganischem Füllungszement, als Versiegelungs- und Schutzüberzug sowie als Prothesenmaterial und zur Herstellung künstlicher Zähne.

Auf Basis von organischen Polymeren und anorganischen Füllstoffen aufgebaute Werkstoffe für die Zahnrestauration sind bekannt und seit langem im praktischen Gebrauch. Unter den Begriff "Zahnrestaurationswerkstoff" fallen Füllungen für Kavitäten, Versiegelungs- und Schutzüberzüge, Prothesenmaterialien, Kronen- und Brückenverblendmaterialien sowie Kompositmassen zur Herstellung von künstlichen Zähnen. Derartige Werkstoffe entstehen aus Mischungen von polymerisationsfähigen organischen Verbindungen (Monomeren) und anorganischen oder anorganisch/organischen Füllstoffen, die in pastenförmiger oder flüssiger Form appliziert und mit geeigneten thermischen oder photochemischen Polymerisations- bzw. Härtungsprozessen zu festen, harten Kompositen gehärtet werden.

Als polymerisationsfähige organische Verbindungen sind inbesondere geeignet (Meth)acrylsäureester höhermolekularer ein- oder mehrwertiger Alkohole, ein- oder mehrfunktionelle Urethan (meth)acrylate, Hydroxy(meth)acrylate oder andere mono- und mehrfunktionelle (Meth)acrylsäureester wie beispielsweise Methylmethacrylat, Dodecandioldimethacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, Triethylenglycoldimethacrylat, 1,4-Butandioldimethacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, 1,6-Bis(methacryloyloxy-2-ethoxycarbonylamino)- 2,4,4/2,2,4-trimethylhexan (UDMA)

Tetrahydrofurfurylmethacrylat. Für die Herstellung von künstlichen Zähnen werden als Füllstoff teilweise Polymere vorwiegend Poly(meth)- acrylate in Form von Perl- oder Splitterpolymerisaten verwendet. Mischungen aus Monomeren und Polymeren werden insbesondere in Prothesenmaterialien sowie für Kronen- und Brückenwerkstoffe eingesetzt. Als Füllstoffe sind Quarz, Quarzglas, Keramiken, spezielle Silikate und Kieselsäuren sowie anorganisch/organische Verbundfüllstoffe enthalten. Bezüglich der Partikelgröße wird üblicherweise folgende Einteilung der Kompositwerkstoffe vorgenommen:

- Mikrofüllerkomposite (Teilchengröße kleiner als 1 µm)
- Makrofüllerkomposite (Teilchengröße 1-100 µm)
- Hybridkomposite (Teilchengröße 0,04-50 µm), Füllung mit einer Mischung aus Mikro- und Makrofüllern.

Füllstoffe für Zahnrestaurationswerkstoffe werden von dem Einmischen in eine organische Monomermatrix in einem kosten- und zeitaufwendigen Prozeß auf die geforderte Teilchengröße gemahlen und fraktioniert. Meist schließt sich ein weiterer Verfahrensschritt zur Oberflächenmodifizierung mit Haftvermittlern, in Form spezieller organofunktioneller Silane oder Titanate an. Art des Füllstoffes, Füllstoffanteil, Partikelgröße und besonders die Oberflächenbeschichtung stellen entscheidende Voraussetzungen dar für die Bindung zwischen organischer Matrix und Füllstoffpartikeln sowie zur Erzielung der für die Dentalpraxis geforderten Eigenschaften, wie hohe Härte, Bruchfestigkeit, Biegeelastizität, Abrasionsfestigkeit, Polierbarkeit und geringe Wasseraufnahme.

Bei der Verwendung der üblichen feinteiligen Füllstoffe mit Teilchendurchmessern von kleiner als 1 µm, besonders bei Verwendung von pyrogener und naßgefällter Kieselsäure, ist es nicht möglich, Füllstoffanteile im Komposit von größer als 50 Ma-% zu erzielen, da bereits nach Zumischen weniger Prozente Thixotropie auftritt. Höhere Füllstoffgehalte können in diesem Fall nur durch zusätzliche Verwendung von sogen. Splitterpolymerisaten ermöglicht werden, die gemahlene anorganische Füllmaterialien enthaltende Polymernetzwerke darstellen. Ein neues Konzept zur Erreichung hoher Füllstoffanteile, das durch den Verzicht sowohl auf Splitterpolymerisate als auch auf Mahl- und Korngrößenfraktionierungsprozesse gekennzeichnet ist, wurde in DD 248 281 und DD 253 180 vorgeschlagen.

Hierbei wurden durch Ultraschallvernebelung von Kieselsäuresolen erzeugte Kieselsäurepartikel eines mittleren Teilchendurchmessers von 0,1 µm bis 2 µm (z. B. 0,9 µm) in üblicher Weise mit Haftvermittlern modifiziert und konnten in einem hohen Anteil, z. B. 70 Ma-%, direkt in eine organische Matrix eingearbeitet werden.

Die für viele Applikationszwecke von Restaurationswerkstoffen in der Dentalpraxis geforderte Hochglanzpolierbarkeit wird nach dem heutigen Stand der Technik nur mit den Mikrofüllerkompositen erreicht. Im Falle der Makrofüller- und Hybridkomposite ist ein Herausbrechen der aus der Oberfläche ragenden Teilchen mit Teilchendurchmessern von größer als 1 µm festzustellen, wodurch Oberflächenrauhigkeit und nachfolgend Plaqueablagerungen zu verzeichnen sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, Zahnrestaurationswerkstoffe unter Verwendung eines anorganisch/organischen Füllstoffes zu entwickeln, der in einer technisch einfachen Verfahrensweise in nur einem Verfahrensschritt herzustellen ist und unmittelbar, d. h. ohne Nachbehandlungsverfahren, wie die übliche Modifizierung mit Haftvermittlern und Partikelklassifizierung, eingesetzt werden kann. Die Aufgabe wird gelöst durch Zahnrestaurationswerkstoffe auf Basis polymerisationsfähiger olefinisch ungesättigter organischer Monomere, Polymerisationsinitiatoren und feinteiliger anorganisch/ organischer Füllstoffe, die als Füllstoff ein spezielles in Gegenwart von olefinisch ungesättigten Alkoxysilanen hergestelltes hochdisperses silikatisches Xerogel enthalten. Durch einen besonderen Fällungsprozeß ist das bezeichnete Alkoxysilan in die silikatischen Partikel eingebaut worden, so daß sie einen anorganisch/organischen Füllstoff darstellen. Die Herstellung des speziellen Füllstoffes erfolgt durch Fällung von Xerogelpartikeln aus einem silikatischen Sol, wobei dieser Vorgang unter Zusatz von 0,065 bis 0,1 mol olefinisch ungesättigten Alkoxysilanen, bezogen auf das im gelbildenden silikatischen Sol enthaltene SiO₂, durchgeführt wird. Die zugesetzten Methoxy- und/oder Ethoxysilane besitzen mindestens eine olefinisch ungesättigte Gruppe. Geeignete Zusatzstoffe sind γ-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan, Trimethoxyvinylsilan oder β- Cyclohexenylethyltriethoxysilan.

Das erfindungsgemäße hochdisperse silikatische Xerogel weist Partikel einer engen Korngrößenverteilung von 2 bis 4 µm auf. Die Oberfläche des neuartigen Füllstoffes ist wenig zerklüftet. Seine spezifische Oberfläche ist kleiner als 60 m²/g (BET- Methode). Eine nachfolgende Oberflächenmodifizierung ist in diesem Fall nicht erforderlich.

Der spezielle Füllstoff kann in einem Anteil von 50 bis 70 Masse-% direkt in eine organische Monomermischung eingearbeitet werden, wodurch ein ausgezeichnet verarbeitungsfähiger Restaurationswerkstoff entsteht.

Der Brechwert des erfindungsgemäßen Füllstoffes liegt bei =1.460-1,475. Das ist in bezug auf die in der Dentalpraxis eingesetzten polymerisationsfähigen organischen Monomere ein äußerst vorteilhafter Bereich.

Dieser Brechwertbereich ist an den Brechwert der üblichen Monomermischung gut angepaßt und stellt damit für die Transparenz des Restaurationswerkstoffes und eine Durchhärtetiefe von größer als 5 mm eine wesentliche Voraussetzung dar.

Als polymerisationsfähige olefinisch ungesättigte organische Monomere werden an sich bekannte ein- und mehrfunktionelle (Meth)acrylatverbindungen verwendet. Vorteilhafte Eigenschaften ergeben (Meth)acrylsäureester höhermolekularer ein- oder mehrwertiger Alkohole, ein- oder mehrfunktionelle Urethan(meth) acrylate, Hydroxy(meth)acrylate oder andere mono- und mehrfunktionelle (Meth)acrylsäureester. Als geeignete ungesättigte Monomere seien genannt 1,6-Bis(methacryloyloxy-2-ethoxycarbonylamino)- 2,4,4/2,2,4-trimethylhexan (UDMA), 2,2-Bis-/p-(2-hydroxy- 3-methacryloyloxypropoxy)phenyl/propan (Bis-GMA), Dodecandioldimethacrylat, 1,4-Butandioldimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat, Triethylenglycoldimethylacrylat (TEGMA), 2,2-Bis-/p-(methacryloyloxyethoxy)phenyl/- propan, Dioxolanmethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat.

Durch Einarbeiten von Photoinitiatoren kann die Härtung der Zahnrestaurationswerkstoffe durch Bestrahlen mit Licht, besonders durch Licht der Wellenlängen von 250-500 nm, erfolgen. Als photoaktive Komponenten, werden Campherchinon/Triethanolamin, Campherchinon/N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat oder Isopropylthioxanthon/ Triethanolamin eingearbeitet. Die Konzentration von Campherchinon und Isopropylthioxanthon liegt dabei in einem Bereich von 0,1-1,0 Ma-%, die von Triethanolamin oder N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat zwischen 0,2 und 2,0 Ma-% bezogen auf die polymerisationsfähige Matrix. Die zeitliche Verarbeitungsbreite ist hier nicht begrenzt. Es ist auch möglich, eine Härtung oder Nachhärtung außerhalb des Mundes durch Bestrahlung und Erwärmung vorzunehmen. Die Härtung kann auch durch Erwärmen ohne Lichteinwirkung erfolgen, wenn an sich bekannte thermisch aktivierbare Initiatoren, wie Benzoylperoxid, Cumylhydroperoxid in einem Masseanteil von 0,2-2,2 Ma-% zugesetzt werden. Diese Verfahrensweise kann für die Herstellung von Kronen und Brücken oder Inlaymaterialien angewendet werden.

Die Härtung der Zahnrestaurationswerkstoffe ist auch über ein Zweikomponentensystem möglich. Hierbei erfolgt ein Vermischen von z. B. zwei Teilpasten A und B oder einer Flüssigkeit mit einem Füllstoff, wobei die Komponenten ein Redoxinitiatorsystem getrennt enthalten. Die Verarbeitungsbreite beträgt hier 2,5 bis 4 Minuten.

Es ist ferner auch möglich, das erfindungsgemäß verwendete hochdisperse silatische Xerogel zur Herstellung eines Restaurationswerkstoffes für künstliche Zähne einzusetzen. Dazu wird nach Vermischen des speziellen Füllstoffes mit Initiatoren und einem organischen Monomergemisch, bestehend aus einem hochviskosen Bindemittel und einem Verdünnermonomeren, eine modellierbare Paste hergestellt, die z. B. bei 90°C unter Druck in einer Metallform zu einem Zahn oder einer Verblendschale polymerisiert wird. Die auf diese Weise hergestellten Zähne und Verblendschalen haben eine sehr gute mechanische Festigkeit und zeigen durchscheinendes schmelzartiges Aussehen.

Die hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Zahnrestaurationswerkstoffe werden nicht wesentlich beeinflußt, wenn ihnen weitere Füllstoffe neben einem überwiegenden Anteil des speziellen Füllstoffes zugesetzt werden, wie beispielsweise Keramiken, Gläser, Quarz, Quarzglas, Kieselsäuren oder anorganisch/ organische Verbundfüllstoffe. Die Partikelgröße dieser zusätzlichen Teilchen liegt im Bereich von 0,01-20 µm.

Eine übliche Einarbeitung von Pigmenten, vorzugsweise von CaF₂, BaSO₄ und TiO₂, ist zur Erzielung bestimmter in der Dentalpraxis häufig eingesetzter Farbnuancen leicht möglich. Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich die erfindungsgemäßen Zahnrestaurationswerkstoffe nach der Aushärtung außerordentlich gut mechanisch bearbeiten lassen. Besonders hervorzuheben ist die ausgezeichnete Polierbarkeit der Oberflächen, die auf Hochglanz gebracht werden können. Es entstehen trotz der im Größenbereich von 2 bis 4 µm liegenden Füllstoffpartikel glatte homogene Oberflächen. Die Füllstoffteilchen werden beim Polieren nicht herausgebrochen.

Die erfindungsgemäßen Zahnrestaurationswerkstoffe zeigen insbesondere folgende Vorteile und wertvolle Eigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Restaurationswerkstoffen der Dental praxis:

- ökonomisch vorteilhafte Herstellung
- ausgezeichnete Dunkellagerstabilität der nichtgehärteten Paste
- sehr gute Modellierbarkeit der nichtgehärteten Paste
- ausgezeichnete Polierfähigkeit der ausgehärteten Festkörper (bis auf Hochglanz)
- Aushärtung zu sehr harten, glatten und glänzenden Festkörpern mit sehr guter Transparenz und schmelzartig durchscheinendem Aussehen
- schnelle und tiefe Durchhärtung (größer als 5 mm) bei Bestrahlung mit UV- und blauem Licht
- Aushärtung ist auch ohne Lichteinwirkung durch thermische Initiierung oder durch Redoxinitiierung möglich
- anwendbar als Kronen- und Brückenverblendmaterial, Versiegelungs- und Schutzüberzug, Prothesenmaterial sowie als Füllungsmaterial für Kavitäten und zur Herstellung künstlicher Zähne.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.

Ausführungsbeispiel 1

3,18 g eines unter Zusatz von 0,08 mol γ-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan (A-174) hergestellten hochdispersen silikatischen Xerogels mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2 µm und einer spezifischen Oberfläche von 55 m²/g werden mit einer Lösung, bestehend aus 1,9 g 1,6-Bis(methacryloyloxy-2- ethoxycarbonylamino)-2,4,4/2,2,4-trimethylhexan (UDMA), 0,81 g Triethylenglycoldimethacrylat (TEGMA), 0,0136 g Campherchinon und 0,0136 g Triethanolamin innig vermischt und von Lufteinschlüssen befreit. Der nichtgehärtete Restaurationswerkstoff weist eine Konsistenz auf, die eine ausgezeichnete Modellierbarkeit im Rahmen der restaurativen Behandlung in der Dentalpraxis gewährleistet. Das pasteuse Kompositmaterial ist dunkellagerstabil. Nach einer Bestrahlungszeit von 90 s im Dentacolor XS-Lichtgerät (Fa. Kulzer, Friedrichsdorf, BRD) (Spektralbereich 320 bis 520 nm) entstehen gehärtete Restaurationswerkstoffe mit durchscheinend schmelzartigem Aussehen. Die Transparenz beträgt 80% im sichtbaren Bereich. Das sehr harte glänzende Kompositmaterial weist eine klebefreie und glatte Oberfläche auf, die sich mit den in der Dentalpraxis üblichen Techniken auf Hochglanz polieren läßt. Es wird eine Durchhärtetiefe von mindestens 5 mm erreicht. Die Farb- und Abrasionsstabilität des Werkstoffes ist ausgezeichnet.

Ausführungsbeispiel 2

Zu einer Lösung bestehend aus 1,8 g 2,2-Bis-/p-(2-hydroxy-3- methacryloyloxypropoxy)phenyl/propan (Bis-GMA), 0,77 g TEGMA, 0,01 g Campherchinon und 0,01 g N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat werden 2,9 g unter Zusatz von 0,085 mol A-174 hergestelltes hochdisperses silikatisches Xerogel eines mittleren Teilchendurchmessers von 3 µm und einer spezifischen Oberfläche von 41 m²/g hinzugefügt und zu einer glatten Paste vermischt. Nach 90 s Bestrahlung im Dentacolor XS-Lichtgerät entsteht ein sehr harter Restaurationswerkstoff, der eine glatte, glänzende und porenfreie Oberfläche aufweist. Die Oberfläche dieses Komposits läßt sich auf Hochglanz polieren und dessen Farbe liegt ohne Verwendung zusätzlicher Pigmente in einem Farbbereich, der in der Dentalpraxis Verwendung findet.

Ausführungsbeispiel 3

2,82 g des hochdispersen silikatischen Xerogels entsprechend Beispiel 1 werden in eine Lösung, bestehend aus 1,2 g UDMA, 0,8 g Bis-GMA, 0,6 g TEGMA, 0,013 g Campherchinon, 0,013 g Triethanolamin, gegeben und homogen zu einer Kompositpaste vermischt. Die Aushärtung des transparenten Restaurationswerkstoffes erfolgt durch 90 s Bestrahlung mit dem Lichtleitkabel des Translux EC-Lichtgerätes (Spektralbereich 390-510 nm). Es entstehen sehr harte schmelzartig durchscheinende Komposite mit porenfreien glatten und glänzenden Oberflächen, die auf Hochglanz polierbar sind.

Ausführungsbeispiel 4

4,24 g eines unter Zusatz von 0,08 mol β-Cyclohexenylethyltriethoxysilan hergestellten hochdispersen silikatischen Xerogels (mittlerer Teilchendurchmesser 2,2 µm, spezifische Oberfläche 32 m²/g) werden zu einer Lösung entsprechend Beispiel 1 hinzugefügt und zu einem homogenen Restaurationswerkstoff vermischt. Nach einer Bestrahlung von 90 s im Dentacolor XS-Lichtgerät entsteht ein Komposit, das eine sehr gute Ästhetik nach dem Polieren aufweist, bei ausgezeichneter mechanischer Festigkeit sowie Farb- und Abrasionsstabilität.

Ausführungsbeispiel 5

Zu einer Lösung, bestehend aus 1,6 g (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan- 4-yl)methylmethacrylat, 1,8 g UDMA, 0,017 g Isopropylthioxanthon, 0,019 g Triethanolamin werden 3,99 g hochdisperses silikatisches Xerogel entsprechend Beispiel 1 hinzugefügt und zu einer homogenen Paste vermischt. Der transparente, ausgezeichnet modellierbare Restaurationswerkstoff erhärtet nach einer Bestrahlungszeit von 90 s im Dentacolor XS-Lichtgerät zu durchscheinenden, sehr harten und nach dem Polieren hochglänzenden Kompositen.

Ausführungsbeispiel 6

2,24 g eines unter Zusatz von 0,092 mol Trimethoxyvinylsilan hergestellten hochdispersen silikatischen Xerogels (mittlerer Teilchendurchmesser 3,2 µm, spezifische Oberfläche 56 m²/g) und 1,1 g gemahlenem Quarzglas (mittlerer Teilchendurchmesser 8 µm) werden mit einer Lösung, bestehend aus 1,8 g UDMA, 0,25 g Trimethylolpropantriacrylat, 0,6 g 1,4-Butandioldimethacrylat, 0,006 g Campherchinon, 0,007 g Isopropylthioxanthon, 0,013 g Triethanolamin, homogen zu einem modellierfähigen Restaurationswerkstoff verarbeitet. Nach einer Bestrahlungszeit von 90 s im Dentacolor XS-Lichtgerät entstehen sehr harte Komposite mit glänzender, klebefreier und glatter Oberfläche.

Ausführungsbeispiel 7

5,1 g eines hochdispersen silikatischen Xerogels entsprechend Beispiel 4 und 0,2 g CaF₂ werden mit einer Lösung, bestehend aus 2,4 g UDMA, 1,0 g Dodecandioldimethacrylat, 0,017 g Campherchinon, 0,01 g N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat homogen vermischt. Die Paste zur Zahnrestauration erhärtet nach 90 s Bestrahlungszeit im Dentacolor XS-Lichtgerät zu einem sehr harten Komposit, dessen Farbe in einem für die Dentalpraxis geforderten Bereich liegt. Nach der üblichen Poliertechnik ist der Werkstoff hochglänzend sowie porenfrei und ist abrasionsstabil an der Oberfläche.

Ausführungsbeispiel 8

In einer Lösung von 1,6 g UDMA, 0,7 g TEGMA, 0,0093 g Campherchinon, 0,0093 g Triethanolamin werden 0,41 g eines hochdispersen silikatischen Xerogels entsprechend Beispiel 1 homogen verrührt. Diese Kompositflüssigkeit ist nach Anwendung der in der Dentalpraxis üblichen Ätztechniken als Fissurenversiegeler zum Kariesschutz im Okklusalbereich verwendbar. Die Aushärtung der Kompositflüssigkeit erfolgt durch 20 s Bestrahlung mit dem Lichtleitkabel des Translux EC-Lichtgerätes.

Ausführungsbeispiel 9

3,7 g eines hochdispersen silikatischen Xerogels entsprechend Beispiel 1 werden mit 1,9 g Bis-GMA, 0,65 g TEGMA, 0,6 g 1,6- Hexandioldimethacrylat, 0,019 g Dibenzoylperoxid homogen vermischt. Der gut modellierbare Restaurationswerkstoff wird nach Überführung in eine Messingform, die der Zahnform entspricht, 40 Minuten bei 90°C unter Druck gehärtet. Der ausgehärtete Zahnkörper ist sehr hart und läßt sich ausgezeichnet oberflächenbearbeiten. Die Oberfläche ist glatt, glänzend und klebe frei.

Ausführungsbeispiel 10

Zu 2,64 g eines hochdispersen silikatischen Xerogels entsprechend Beispiel 1 werden 0,8 g UDMA, 0,75 g 1,4-Butandioldimethacrylat, 0,7 g Bis-GMA, 0,0135 g Dibenzoylperoxid gegeben und zu einer homogenen Paste gemischt (Paste A). Eine weitere Lösung, bestehend aus 1,6 g UDMA, 0,65 g TEGMA, 0,013 g N,N- Dimethyl-p-toluidin, wird mit 2,45 g des speziellen Füllstoffes entsprechend Beispiel 6 zu einer Paste B verarbeitet. Nach Mischen gleicher Mengen von Paste A und B auf einem Anmischblock erhält man nach 3 Minuten einen sehr harten Restaurationswerkstoff. Die Oberfläche kann durch Polieren mit Hilfe üblicher Techniken auf Hochglanz gebracht werden.

Ausführungsbeispiel 11

2,81 g eines unter Zusatz von 0,069 mol A-174 hergestellten hochdispersen silikatischen Xerogels mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2,2 µm und einer spezifischen Oberfläche von 52 m²/g werden mit einer Lösung bestehend aus 1,6 g 2,2- Bis-/p-(methacryloyloxyethoxy)phenyl/propan, 0,7 g TEGMA, 0,012 g Campherchinon, 0,01 g Triethanolamin, homogen zu einem modellierbaren Restaurationswerkstoff vermischt. Dieser kann mit Hilfe der in der Dentalpraxis angewendeten Inlaytechnik zum Seitenzahnfüllmaterial verarbeitet werden, indem der in eine vorbereitete Kavität eingearbeitete Zahnrestaurationswerkstoff durch Bestrahlung mit Hilfe des Lichtleitkabels eines Translux EC-Lichtgerätes gehärtet wird, aus dem Mund entnommen und weitere 5 Minuten in der Lichtbox dieser Bestrahlungseinrichtung extern nachgehärtet wird. Das so erhaltene Inlaymaterial ist außerordentlich hart und weist eine glatte und porenfreie Oberfläche auf.

Bericht über das Ergebnis der Prüfung auf Schutzfähigkeit und Beurteilung der technisch-ökonomischen Effektivität 1. Recherchiert wurde ab 1970

Weitere Informationsquellen: C.A. Sub. Index: composite dental denture.

2. Der Erfindung naheliegende technische Lösungen

Unmittelbar der Erfindung naheliegende Lösungen sind nicht bekannt. Die im Recherchebericht angegebenen Patente beziehen sich ausschließlich auf solche Füllstoffe, die vor ihrer Zumischung zur organischen Matrix in einem speziellen Verfahren mit Haftvermittlern modifiziert werden müssen.

3. Gebiete der Technik, in denen die Erfindung angewendet werden kann

Zahnmedizin, Medizin.

4. Begründung des technisch-ökonomischen Effektes

Die erfindungsgemäßen Zahnrestaurationswerkstoffe enthalten ein unter Zusatz von olefinisch ungesättigten Alkoxysilanen hergestelltes hochdisperses Xerogel. Eine sich in üblicher Weise nach dem Herstellungs- und Fraktionierungsprozeß von feinteiligen Dentalfüllstoffen anschließende Oberflächenmodifizierung, vorzugsweise mit Silanhaftvermittlern durchgeführt, entfällt. Dadurch stellen die erfindungsgemäßen Werkstoffe besonders ökonomisch günstige Materialien für Restaurationszwecke in der Dentalpraxis dar. Sie eignen sich insbesondere als Kronen- und Brückenverblendmaterialien, Versiegelungs- und Schutzüberzug, Prothesenmaterial, Füllungsmaterial für Kavitäten sowie zur Herstellung künstlicher Zähne.

Die erfindungsgemäßen Zahnrestaurationsmaterialien, die den speziellen Füllstoff eines mittleren Teilchendurchmessers von 2 bis 4 µm in einem Anteil von 50 bis 70 Ma-% enthalten, sind modellierbar und weisen nach dem Aushärten eine schmelzartige Transparenz auf. Überaus vorteilhaft ist neben besonders wertvollen Eigenschaften, wie gute mechanische Festigkeit, die Möglichkeit mit den in der Dentalpraxis üblichen Techniken, eine Hochglanzpolierung zu erzielen.

Es werden verschiedene Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen Restaurationswerkstoffes offenbart, die durch Licht oder thermisch die Härtung erlauben.

5. Erprobungsergebnisse

Die Erfindung wurde anhand von Labormustern erprobt.

Claims

1. Zahnrestaurationswerkstoffe auf Basis polymerisationsfähiger olefinischer ungesättigter organischer Monomere, Polymerisationsinitiatoren und feinteiligen anorganisch/organischen Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein in Gegenwart von olefinisch ungesättigten Alkoxysilanen hergestelltes hochdisperses silikatisches Xerogel enthalten.

2. Zahnrestaurationswerkstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die olefinisch ungesättigten Alkoxysilane Methoxy- und/oder Ethoxysilane mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Gruppe sind.

3. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die olefinisch ungesättigten Silane γ-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan, Trimethoxyvinylsilan, β-Cyclohexenylethyltriethoxysilan sind.

4. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der spezielle Füllstoff unter Zusatz von 0,065 bis 0,1 mol olefinisch ungesättigten Alkoxysilanen, bezogen auf das im gelbildenden silikatischen Sol enthaltene SiO₂ hergestellt wird.

5. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der spezielle Füllstoff Partikel einer engen Korngrößenverteilung von 2 bis 4 µm aufweist.

6. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der spezielle Füllstoff eine spezifische Oberfläche von kleiner als 60 m²/g (BET-Methode) besitzt.

7. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie den speziellen Füllstoff in einem Anteil von 50 bis 70 Masse-% enthalten.

8. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als polymerisationsfähige olefinisch ungesättigte organische Matrix ein- und mehrfunktionelle (Meth)acrylatverbindungen aus der Gruppe der Urethan(meth)acrylate, Hydroxy(meth)acrylate und anderer mono- und mehrfunktioneller (Meth)acrylate enthalten.

9. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie Pigmente, vorzugsweise CaF₂, BaSO₄, TiO₂ enthalten.

10. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie photoaktive Komponenten enthalten und die Polymerisation durch Licht erfolgt.

11. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie als photoaktive Komponente 0,1-1,0 Masse-% Campherchinon und 0,2-2,0 Masse-% Triethanolamin oder N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat, bezogen auf die polymerisationsfähige Matrix, enthalten.

12. Zahnrestaurationswerkstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Füllstoff neben einem überwiegenden Anteil des speziellen Füllstoffes Keramiken, Gläser, Quarz, Quarzglas, Kieselsäure, Polymere und anorganisch/organische Verbundfüllstoffe in einem Größenbereich von 0,01-20 µm enthalten.

13. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 6 und 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Klebstoff, Kompositversiegelungsmasse oder Fissurenversiegeler 5-50 Masse-% des speziellen Füllstoffes enthalten.

14. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 9 und 12, 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie thermisch aktivierbare Initiatoren enthalten und die Polymerisation insbesondere bei Temperaturen von 50 bis 150°C erfolgt.

15. Zahnrestaurationswerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 9 und 12, 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation durch Redoxinitiatorsysteme nach Vermischen eines Paste/Paste-, Paste/Flüssigkeit-, Flüssigkeit/Flüssigkeit- oder Pulver/Flüssigkeitsystem erfolgt.