ES2528013T3 - Material compuesto dental con baja tensión por contracción y alta resistencia a la flexión - Google Patents

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Abstract

Materiales compuestos dentales con un contenido de cargas total del 70 al 95 % en peso que contienen A) en el componente de carga del 0,5 al 10 % en peso de nanocargas no aglomeradas con tamaños de partícula de 1 a 50 nm; B) en el componente de carga al menos el 60 % en peso de una mezcla de cargas compuesta del 50 al 90 % de vidrios dentales divididos de manera gruesa y del 10 al 50 % de vidrios dentales finamente divididos, que presentan una proporción de tamaño, con respecto al tamaño de partícula promedio (valor d50), de finamente dividido con respecto a dividido de manera gruesa de 1:4 a 1:30, C) como componente de monómero una mezcla de monómeros de i. del 60 - 80 % en peso de bis-GMA y un miembro del grupo TCD-di-HEMA y TCD-di-HEA, ii. del 10 al 18 % en peso de UDMA, iii. resto TEDMA y/o agentes reticulantes multifuncionales, D) hasta el 1 % en peso de iniciador(es) y E) opcionalmente en el componente de carga al menos otro vidrio dental con tamaño de partícula que se diferencia de los vidrios dentales divididos de manera gruesa y finamente divididos, caracterizados por que la proporción de monómeros de TCD en la composición total asciende a del 1-15 % en peso y por que el cociente de resistencia a la flexión/tensión por contracción asciende a >/>= 35.

Description

Material compuesto dental con baja tensión por contracción y alta resistencia a la flexión
5 La invención se refiere a materiales compuestos dentales con baja tensión por contracción y alta resistencia a la flexión.
Los materiales de curado con luz a base de acrilato/metacrilato experimentan una contracción de volumen durante la polimerización por radicales debido a la distancia entre moléculas que se reduce durante la polimerización y el
10 aumento de la densidad que acompaña a ello. Ésta puede reducirse claramente mediante adición de cargas inorgánicas tales como por ejemplo vidrios dentales o ácidos silícicos pirogénicos, dado que resulta una proporción monomérica reducida por unidad de volumen y las cargas no se contraen durante la polimerización.
En aplicaciones dentales es de gran importancia clínica la contracción de volumen, dado que mediante la
15 contracción del material se transfieren fuerzas de tracción a la pared de las cavidades. En caso de superación de una fuerza máxima puede conducir esta fuerza de contracción en el caso extremo al desprendimiento de la pared de las cavidades. En la fisura de borde producida debido a ello pueden introducirse bacterias y producirse como consecuencia caries secundarias.
20 De acuerdo con el documento DE102005021332A1 se plantearon ya materiales de curado con luz a base de acrilato/metacrilato, que presentan una fuerza de contracción reducida. Esto se consigue mediante distintas medidas: nanocargas no aglomeradas, una mezcla de cargas de vidrios dentales divididos de manera gruesa y finamente divididos, sustitución predominante del diluyente de alta contracción TEDMA por UDMA (dimetacrilato de uretano), uso de derivados de triciclodecano (a continuación de manera abreviada TCD) así como opcionalmente la
25 reducción de la cantidad de iniciador. A modo de ejemplo se documenta allí únicamente una composición y que no contiene TCD.
Un material compuesto se prepara mezclando íntimamente los siguientes componentes de
Cargas: nanopartículas no aglomeradas 6 partes en peso vidrio dental 1 µm (silanizado) 24 partes en peso vidrio dental 8 µm (silanizado) 53 partes en peso
Monómeros: bis-GMA (Bowen) 11 partes en peso UDMA 4 partes en peso TEDMA 2 partes en peso
Iniciador(es): canforquinona 0,1 partes en peso Total 100,1 partes en peso
30 Es objetivo de la presente invención facilitar un material compuesto para aplicaciones dentales con baja fuerza de contracción y alta resistencia a la flexión. En particular debe optimizarse el cociente de resistencia a la flexión/tensión por contracción.
35 Se ha mostrado que los materiales propuestos en el documento DE102005021332A1 pueden mejorarse esencialmente. Sorprendentemente se encontró que la proporción de resistencia a la flexión con respecto a tensión por contracción puede aumentarse cuando está presente una proporción de monómeros de TCD, del 1-15 %, de manera especialmente preferente por encima del 10 % en peso.
40 La invención se refiere por consiguiente a materiales compuestos dentales con un contenido en cargas total del 70 % al 95 % en peso que contienen
A) en el componente de carga del 0,5 % al 10 % en peso de nanocargas no aglomeradas con tamaños de partícula de 1 a 50 nm;
45 B) en el componente de carga al menos el 60 % en peso de una mezcla de cargas compuesta del 50 % al 90 % de vidrios dentales divididos de manera gruesa y del 10 % al 50 % de vidrios dentales finamente divididos, que presentan una proporción de tamaño, con respecto al tamaño de partícula promedio (valor d50), de finamente dividido con respecto a dividido de manera gruesa de 1:4 a 1:30,
50 C) como componente de monómero una mezcla de monómeros compuesta de
i. del 60 -80 % de bis-GMA y de un miembro del grupo TCD-di-HEMA o TCD-di-HEA
ii. del 10 %al 18 %de UDMA 55 iii. resto de TEDMA y/o agentes reticulantes multifuncionales
D) hasta el 1 % de iniciador(es) y
E) opcionalmente en el componente de carga al menos otro vidrio dental con tamaño de partícula que se diferencia de los vidrios dentales divididos de manera gruesa y finamente divididos.
Las nanocargas no aglomeradas se conocen en sí y se describen por ejemplo en el documento WO 0130305 A1 o en el ejemplo de SiO2 en el documento DE 196 17 931 A1. Éstas pertenecen de acuerdo con la invención preferentemente al grupo que está compuesto por: SiO2, ZrO2, TiO2, Al2O3 así como mezclas de al menos dos de estas sustancias.
Éstas pueden estar dispersas (tal como se describe en el documento DE 196 17 931 A1) en disolventes orgánicos, aunque también en agua o mezclas de disolventes que contienen agua.
Como vidrios dentales son adecuados especialmente polvo de vidrio de bario y/o polvo de vidrio de estroncio. El tamaño de partícula promedio de los vidrios dentales divididos de manera gruesa asciende preferentemente a 5-10 µm, en particular aproximadamente 7 µm y aquél de los finamente divididos a de 0,5 µma2 µm, en particular a 1 µm. Otros vidrios dentales opcionalmente existentes tienen por ejemplo tamaños de grano promedio de 2-5 o 10-50 µm.
El componente de carga puede presentar según esto vidrios dentales con en total tres o más fracciones de grano. Éste puede contener también otras cargas, convencionales, habituales en el campo dental, tal como por ejemplo cuarzo, vitrocerámica o mezclas de los mismos. Además, los materiales compuestos pueden contener cargas para obtener una elevada opacidad a los rayos X. El tamaño de partícula promedio de la carga opaca a los rayos X se encuentra preferentemente en el intervalo de 100 a 300 nm, en particular de 180 a 300 nm. Como cargas opacas a los rayos X son adecuadas por ejemplo los fluoruros descritos en el documento DE 35 02 594 A1 de los metales de tierras raras, es decir los trifluoruros de los elementos 57 a 71. Una carga usada de manera especialmente preferente es fluoruro de yterbio, en particular trifluoruro de yterbio con un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 300 nm. La cantidad de la carga opaca a los rayos X asciende preferentemente a del 10 % al 50 % en peso, de manera especialmente preferente del 20 % al 30 % en peso, con respecto al contenido en carga total.
Además pueden usarse como cargas óxidos mixtos precipitados, tales como por ejemplo ZrO2/SiO2. Se prefieren óxidos mixtos con un tamaño de partícula de 200 a 300 nm y en particular de aproximadamente 200 nm. Las partículas de óxidos mixtos son preferentemente esféricas y presentan un tamaño homogéneo. Los óxidos mixtos tienen preferentemente un índice de refracción de 1,52 a 1,55. Los óxidos mixtos precipitados se usan preferentemente en cantidades del 25 % al 75 % en peso y especialmente del 40 % al 75 % en peso.
Las cargas están silanizadas preferentemente para la mejora de la adherencia entre la carga y la matriz orgánica. Como agente adhesivo es adecuado especialmente alfa-metacriloxipropiltrimetoxisilano. La cantidad del agente adhesivo usado depende del tipo y la superficie BET de la carga.
Como agentes reticulantes multifuncionales se tienen en cuenta a parte de TEDMA y UDMA: di(met)acrilato de dietilenglicol, di(met)acrilato de decanodiol, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, tetra(met)acrilato de pentaeritritol así como di(met)acrilato de butanodiol, di(met)acrilato de 1,10-decanodiol, di(met)acrilato de 1,12-dodecanodiol.
Para la iniciación de la polimerización, los materiales compuestos contienen un iniciador de polimerización, por ejemplo un iniciador para la polimerización por radicales. Dependiendo del tipo del iniciador usado pueden polimerizarse las mezclas en frío, por medio de luz o en caliente.
Como iniciadores para la polimerización en caliente pueden usarse los peróxidos conocidos tales como peróxido de dibenzoílo, peróxido de dilauroílo, peroctoato de terc-butilo o perbenzoato de terc-butilo, son embargo son adecuados también alfa,alfa’-azo-bis(éster isobutiroetílico), benzopinacol y 2,2’-dimetilbenzopinacol.
Como fotoiniciadores se tienen en cuenta por ejemplo éter o éster benzoinalquílico, monocetales de bencilo, óxidos de acilfosfina o compuestos 1,2-dicetónicos alifáticos y aromáticos, tales como por ejemplo 2,2-dietoxiacetofenona, 9,10-fenantrenoquinona, diacetilo, furilo, anisilo, 4,4’-diclorobencilo y 4,4’-dialcoxibencilo o canforquinona. Los fotoiniciadores se usan preferentemente de manera conjunta con un agente reductor. Ciertos ejemplos de agentes reductores son aminas tales como aminas terciarias alifáticas o aromáticas, por ejemplo N,N-dimetil-p-toluidina o trietanolamina, cianoetilmetilanilina, trietilamina, N,N-dimetilanilina, N-metildifenilamina, N,N-dimetil-sim-xilidina, N,N3,5-tetrametilanilina y éster etílicos del ácido 4-dimetilaminobenzoico o fosfitos orgánicos. Los sistemas de fotoiniciador habituales son por ejemplo canforquinona más 4-(N,N-dimetilamino)benzoato de etilo, 4-(N,Ndimetilamino)benzoato de 2-(etilhexilo) o metacrilato de N,N-dimetilaminoetilo.
Como iniciador para la polimerización iniciada por medio de luz UV es adecuado especialmente óxido de 2,4,6trimetilbenzoildifenilfosfina. Los fotoiniciadores de UV pueden usarse solos, en combinación con un iniciador para luz visible, un iniciador para el curado en frío y/o un iniciador para el curado en caliente.
Como iniciadores para la polimerización en frío se usan sistemas que proporcionan radicales, por ejemplo peróxido de benzoílo o lauroílo junto con aminas tales como N,N-dimetil-sim-xilidina o N,N-dimetil-p-toluidina.
Pueden usarse también sistemas de curado dual, por ejemplo fotoiniciadores con aminas y peróxidos.
Los iniciadores se usan preferentemente en cantidades del 0,01 % al 1 % en peso, con respecto a la masa total de la mezcla.
5 En la polimerización en frío puede ser conveniente cuando el material compuesto se encuentra dividido en dos componentes, que están previstos para el curado mediante mezclado. Es también posible proporcionar el material de modo que pueda curarse tanto por medio de luz como mediante mezclado de dos componentes.
10 Los materiales compuestos de acuerdo con la invención muestran como materiales dentales preferentemente un cociente de resistencia a la flexión/tensión por contracción de >/= 35, preferentemente >/= 40, de manera especialmente preferente >/=50.
Los siguientes ejemplos explican en más detalle la invención. Los datos de partes y porcentajes se refieren como en 15 el resto de la descripción al peso, siempre que no se indique lo contrario.
Ejemplos
Los resultados de medición (tabla II) para las mezclas expuestas en la siguiente tabla I 312, 349, 357, 363, 307 y
20 206 (comparación, optimizada sin TCD) muestran que con contenido creciente en TCD aumenta el cociente de resistencia a la flexión/tensión por contracción. Las proporciones de TCD superiores al 10 % muestran valores por encima de 50.
Tabla I Formulaciones
Componentes
Formulación 363 Formulación 312 Formulación 357 Formulación 349 Formulación 307
Comparación
Comparación
UDMA
4,03 4,02 4,03 2,00 3,92
bis-GMA
10,76 9,15 9,15
TEGDMA
1,11 1,11 1,11 2,66 0,95
TCDDIHEA
1,61 1,61 10,50 12,35
monómero de uretano mutifuncional
0,50 0,50 0,50 0,50 1,18
BHT
0,04 0,04 0,04 0,04 0,04
nano SiO2 (dispersión)
4,00 4,00 4,00 4,00 4,8
carga de vidrio de aluminosilicato de bario 0,85 µ silanizado
39,50 15,80 39,50 40,00 50,28
carga de vidrio de aluminosilicato de bario 2 µ silanizado
23,70 7,66
carga de vidrio de aluminosilicato de bario 5 µ silanizado
39,50 39,50 39,50 40,00 18,53
fotoestabilizador 1
0,09 0,09 0,09 0,05 0,07
fotoestabilizador 2
0,26 0,26 0,26 0,13 0,02
DL canforquinona
0,03 0,03 0,03 0,02 0,02
coiniciador
0,14 0,14 0,14 0,07 0,17
PPD
0,02 0,02 0,02 0,01 0,01
pigmentos
0,02 0,03 0,02 0,02
Total
100 100 100 100 100

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Materiales compuestos dentales con un contenido de cargas total del 70 al 95 % en peso que contienen
    5 A) en el componente de carga del 0,5 al 10 % en peso de nanocargas no aglomeradas con tamaños de partícula de 1 a50nm; B) en el componente de carga al menos el 60 % en peso de una mezcla de cargas compuesta del 50 al 90 % de vidrios dentales divididos de manera gruesa y del 10 al 50 % de vidrios dentales finamente divididos, que presentan una proporción de tamaño, con respecto al tamaño de partícula promedio (valor d50), de finamente
    10 dividido con respecto a dividido de manera gruesa de 1:4 a 1:30, C) como componente de monómero una mezcla de monómeros de
    i. del 60 -80 % en peso de bis-GMA y un miembro del grupo TCD-di-HEMA y TCD-di-HEA,
    ii. del 10 al 18 % en peso de UDMA, 15 iii. resto TEDMA y/o agentes reticulantes multifuncionales,
    D) hasta el 1 % en peso de iniciador(es) y E) opcionalmente en el componente de carga al menos otro vidrio dental con tamaño de partícula que se diferencia de los vidrios dentales divididos de manera gruesa y finamente divididos,
    20 caracterizados por que la proporción de monómeros de TCD en la composición total asciende a del 1-15 % en peso y por que el cociente de resistencia a la flexión/tensión por contracción asciende a >/= 35.
  2. 2. Materiales compuestos dentales según la reivindicación 1, caracterizados por que la proporción de monómeros
    de TCD en la composición total asciende a del 10 -15 % en peso. 25
  3. 3. Materiales compuestos dentales según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizados por que el cociente de resistencia a la flexión/tensión por contracción asciende a >/= 40.
  4. 4. Materiales compuestos dentales según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizados por que el cociente de 30 resistencia a la flexión/tensión por contracción asciende a >/= 50.
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