ES2913449T3

ES2913449T3 - Materiales dentales a base de reticulantes ciclopolimerizables

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Publication number: ES2913449T3
Application number: ES20155585T
Authority: ES
Inventors: Iris Lamparth; Norbert Moszner; Robert Liska; Christian Gorsche; Yohann Catel; Gernot Peer
Original assignee: Technische Universitaet Wien; Ivoclar Vivadent AG
Current assignee: Technische Universitaet Wien; Ivoclar Vivadent AG
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2020-02-05
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2040-02-05
Also published as: CN113288817B; EP3861976A1; US20210236388A1; CN113288817A; JP2021123593A; EP3861976B1; US11793732B2

Abstract

Material dental que contiene por lo menos un compuesto de fórmula I, **(Ver fórmula)** en la que R1 es un resto hidrocarburo C1-C30 alifático m-valente, lineal, ramificado o cíclico o un resto hidrocarburo C6-C30 aromático, pudiendo estar el resto hidrocarburo alifático o aromático sustituido o no sustituido y pudiendo estar los restos hidrocarburo alifáticos interrumpidos por uno o varios grupos uretano, grupos éster, átomos de oxígeno y/o átomos de azufre, X, Y, Z son cada una independientemente entre sí -COOR2, -CON(R3R4), un resto hidrocarburo C6-C10 aromático o -CN, en los que R2, R3, R4 son cada una independientemente entre sí hidrógeno, un resto hidrocarburo C1-C30 alifático lineal, ramificado o cíclico o un resto hidrocarburo C6-C30 aromático, pudiendo estar el resto hidrocarburo alifático o aromático sustituido o no sustituido y pudiendo estar los restos hidrocarburo alifáticos interrumpidos por uno o varios átomos de oxígeno, y m es 2 o 3.

Description

DESCRIPCIÓN

Materiales dentales a base de reticulantes ciclopolimerizables

La invención se refiere a composiciones polimerizables por radicales que son particularmente adecuadas como materiales dentales tales como, por ejemplo, cementos, materiales compuestos de relleno, materiales de revestimiento y materiales para la fabricación de restauraciones intracoronarias (del inglés “ inlay”), restauraciones extracoronarias (del inglés “onlay”), coronas y puentes. Las composiciones contienen un reticulante ciclopolimerizable de fórmula I y se caracterizan por una baja contracción de polimerización.

Se sabe que la polimerización de compuestos de vinilo o (met)acrilatos, por ejemplo, produce una contracción de volumen significativa, ya que durante la formación de las cadenas poliméricas por etapa de crecimiento de cadena en cada molécula monomérica se convierten un enlace doble y un enlace de van der Waals en cada caso en dos enlaces sencillos, es decir, los elementos constitutivos monoméricos se encuentran más cerca entre sí en la cadena polimérica en comparación con la fase monomérica. A este respecto, la contracción de polimerización puede dar lugar a tensiones de contracción desventajosas, a la formación de fisuras o a una menor adherencia al sustrato, así como al deterioro de la estabilidad dimensional de los cuerpos moldeados. El cambio de densidad durante la polimerización depende en gran medida de la masa molar y del volumen molar de los monómeros. Los monómeros de mayor masa molar muestran una menor contracción de volumen en comparación con los monómeros de menor masa molar.

En odontología se utilizan ampliamente como monómeros de contracción relativamente baja los dimetacrilatos de mayor masa molar bis-GMA (masa molar = 512,6 g/mol) y UDMA (masa molar = 470,6 g/mol), que tienen una contracción de polimerización AVp del 6,0 (bis-GMA) y el 6,1% en volumen, respectivamente. Sin embargo, dado que estos monómeros presentan una viscosidad muy alta (bis-GMA: n = 800-1000 Pa s; UDMA: n = 10 Pa s), se utilizan principalmente en una mezcla con dimetacrilatos de baja viscosidad y menor masa molar, que sirven como diluyentes. Sin embargo, los monómeros de menor masa molar tales como, por ejemplo, dimetacrilato de trietilenglicol (masa molar = 286,3 g/mol) presentan una mayor contracción de polimerización (AVp = 14,5% en volumen), lo que tiene un efecto negativo sobre la contracción de polimerización del material.

Se han seguido varias rutas para producir polímeros de baja contracción, tales como, por ejemplo, la polimerización con apertura de anillo de monómeros cíclicos o el uso de resinas de tiol-eno.

En comparación con los monómeros lineales, la contracción del volumen en la polimerización por apertura de anillo de monómeros cíclicos es significativamente inferior porque, en este caso, se abre un enlace covalente y se forma un enlace covalente en cada etapa de crecimiento. En consecuencia, los monómeros cíclicos han atraído un gran interés como sistemas de matriz de baja contracción. Sin embargo, los monómeros cíclicos tales como los espiroortocarbonatos, los cetenacetales cíclicos o los vinilciclopropanos son significativamente más caros que los metacrilatos y, en algunos casos, tienen solo una estabilidad en almacenamiento limitada.

En comparación con la polimerización por radicales de metacrilatos polifuncionales, la poliadición de tiol-eno reticulante se caracteriza por una conversión de dobles enlaces casi completa y una contracción de polimerización significativamente inferior. La contracción de volumen por doble enlace de (met)acrilato polimerizado es de aproximadamente 22-23 cm3/mol, mientras que en la reacción tiol-eno la contracción de volumen es de solo 12-15 cm3 por mol de doble enlace convertido. Además, la poliadición de tiol-eno reticulante discurre según un mecanismo de crecimiento escalonado y, por lo tanto, tiene una fase de pregel significativamente más prolongada en comparación con la polimerización de dimetacrilato, lo que adicionalmente da lugar a una reducción de la tensión de contracción de polimerización. Desafortunadamente, el uso de resinas de tiol-eno está limitado por el olor, muy desagradable, de los tioles, la flexibilidad inherente de los polímeros de tiol-eno y por la limitada estabilidad en almacenamiento de las resinas de tiol-eno.

Con respecto a la reducción de la contracción de polimerización también se han mencionado monómeros ciclopolimerizables. Estos son monómeros bifuncionales o de funcionalidad superior en cuya polimerización, debido a su estructura monomérica especial, tiene lugar además de la reacción de crecimiento de la cadena intermolecular, también una reacción intramolecular con la formación de anillos de 5 o 6 miembros (véase la descripción general: D. Pasini, D Takeuchi, Chem. Rev. 118 (2018) 8993-9057). La ciclopolimerización se describió por primera vez por Butler en 1957 para sales cuaternarias de dialilamonio. Otros ejemplos de monómeros ciclopolimerizables sencillos son anhídrido de ácido acrílico y de ácido metacrílico, maleato y fumarato de metilalilo, ftalato de dialilo y bisalilcarbonato de dietilenglicol.

X = e s p a c i a d o r : C H O , N R A = G r u p o d e a c t i v a c i ó n

Los documentos US 5.145.374 y US 5.380.901 divulgan adhesivos dentales y materiales compuestos que contienen bisacrilatos (I) u oligómeros (II) ciclopolimerizables. Se indica que los materiales presentan una contracción de polimerización reducida.

El documento EP 3335 688 A1 divulga materiales dentales que contienen monómeros ciclopolimerizables tales como, por ejemplo, monómeros de (éster de) ácido 1,6-dieno-2-carboxílico y de (éster de) ácido 1,5-dieno-2-carboxílico. En concreto, se mencionan, entre otros, el éster ciclohexílico del ácido a-aliloximetacrílico y el aaliloximetilmetacrilato de metilo. Se indica que, antes del curado, los materiales presentan una fluidez adecuada para fines dentales y, después del curado, una alta resistencia mecánica, que se atribuye a la formación de anillos durante la ciclopolimerización.

El documento WO 2014/040729 A1 divulga materiales dentales que contienen (met)acrilamidas sustituidas con N-alilo tales como, por ejemplo, N,N,-di(alilacrilamido)propano. Se indica que las (met)acrilamidas sustituidas con N-alilo se caracterizan por una alta estabilidad hidrolítica, una buena copolimerizabilidad con (met)acrilatos convencionales, una baja viscosidad y una excelente biocompatibilidad.

El documento WO 2018/109041 A1 divulga materiales dentales que contienen (met)acrilamidas con grupos éster de ácido fosfórico sustituidas con N-alilo, tales como, por ejemplo, éster de ácido N-acril-8-alilaminooctilfosfórico. Se indica que las (met)acrilamidas, en comparación con el dihidrogenofosfato de 10-metacriloiloxidecilo, se caracterizan por una alta pureza química y un alto calor de polimerización. Además,se indica que proporcionan propiedades mecánicas ventajosas después del curado.

El documento US 2012/082958 A1 divulga materiales compuestos dentales con monómeros polimerizables por radicales que contienen por lo menos un elemento estructural polialicíclico y grupos etilénicamente insaturados. Se indica que los materiales compuestos dentales se caracterizan por una contracción de polimerización reducida y resistencia a la abrasión y dureza superficial elevadas. Una desventaja de los monómeros ciclopolimerizables conocidos en comparación con los (met)acrilatos que se utilizan habitualmente para la fabricación de materiales dentales es su reactividad significativamente más reducida en la polimerización por radicales, lo que puede atribuirse a un mecanismo de transferencia de cadena degradativo. Además, sus propiedades mecánicas no son satisfactorias.

El objeto de la invención es proporcionar materiales dentales que se caractericen por una contracción de polimerización reducida, buenas propiedades mecánicas y una alta reactividad en la polimerización por radicales, en particular en la fotopolimerización.

El objeto se logra según la invención mediante materiales dentales que contienen por lo menos un compuesto de fórmula I:

en la que

R1 es un resto hidrocarburo C1-C30 alifático m-valente, lineal, ramificado o cíclico o un resto hidrocarburo C6-C30 aromático, pudiendo estar el resto hidrocarburo alifático o aromático no sustituido o sustituido con uno o varios sustituyentes y pudiendo estar los restos hidrocarburo alifáticos interrumpidos por uno o varios, preferentemente 1 a 3, grupos uretano, grupos éster, átomos de oxígeno y/o átomos de azufre,

X, Y, Z son cada una independientemente entre sí -COOR2, -CON(R3R4), un resto hidrocarburo C6-C10 aromático o -CN, en los que

R2, R3, R4 son cada una independientemente entre sí hidrógeno, un resto hidrocarburo C1-C30, preferentemente un resto hidrocarburo C1-C10, alifático lineal, ramificado o cíclico o un resto hidrocarburo C6-C30, preferentemente un resto hidrocarburo C1-C10, aromático, pudiendo estar el resto hidrocarburo alifático o aromático no sustituido o sustituido con uno o varios sustituyentes y pudiendo estar los restos alifáticos interrumpidos por uno o varios, preferentemente 1 a 3, átomos de oxígeno, y m es 2 o 3.

Los sustituyentes dado el caso presentes en los restos R1 a R4 se seleccionan preferentemente de entre cloro, hidroxi y metoxi, estando los restos dado el caso sustituidos preferentemente con 1 a 3 sustituyentes. Los restos R1 a R4 preferentemente no están sustituidos con grupos ácidos y de forma particularmente preferida no están sustituidos.

Los compuestos en los que m es 2 pueden representarse por la fórmula la y los compuestos en los que m es 3 por la fórmula Ib:

La fórmula I abarca solo aquellos compuestos que son compatibles con la teoría de la valencia química. Por la indicación de que un resto está interrumpido, por ejemplo, por uno o varios átomos de O, debe entenderse que estos átomos o grupos, respectivamente, están introducidos en la cadena de carbono del resto. Estos átomos o grupos están, por lo tanto, delimitados en ambos lados por átomos de carbono y no pueden ser terminales. Los restos C1 no pueden estar interrumpidos, ni ser ramificados o cíclicos. Según la nomenclatura habitual, se entiende por restos hidrocarburo aromáticos también aquellos restos que contienen grupos aromáticos y no aromáticos. Un resto aromático preferido es, por ejemplo, el resto difenilpropano.

Los grupos X, Y y Z pueden ser iguales o diferentes. X e Y tienen preferentemente el mismo significado, siendo particularmente preferidos los compuestos en los que X, Y y Z son idénticos.

Preferentemente, las variables tienen los significados siguientes:

R1 un resto hidrocarburo C1-C20 alifático lineal, ramificado o cíclico que puede estar interrumpido por uno o varios, preferentemente de 1 a 3, grupos uretano, grupos éster y/o átomos de oxígeno,

X, Y, Z cada una independientemente entre sí -COOR2, un resto hidrocarburo C6-C10 aromático o -CN,

R2 un resto hidrocarburo C1-C10 alifático lineal, ramificado o cíclico que puede estar interrumpido por uno o varios, preferentemente de 1 a 3, átomos de oxígeno, y

m 2 o 3.

Se prefieren particularmente los compuestos de fórmula I en los que las variables tienen los significados siguientes:

R1 un resto hidrocarburo C1-C12 alifático, lineal, ramificado o cíclico, preferentemente un resto hidrocarburo C2-C8 saturado, ramificado o preferentemente lineal, que puede estar interrumpido por uno o varios, preferentemente de 1 a 3, átomos de oxígeno, y preferentemente no está interrumpido,

X, Y, Z cada una independientemente entre sí -COOR2 o fenilo, preferentemente -COOR2,

R2 un resto hidrocarburo C1-C4 lineal o ramificado, preferentemente etilo, y

m es 2 o 3, preferentemente 2.

Las definiciones preferidas, particularmente preferidas y muy particularmente preferidas indicadas para las variables individuales pueden seleccionarse en cada caso independientemente una de otra. Los compuestos en los que todas las variables tienen las definiciones preferidas, particularmente preferidas y muy particularmente preferidas son, por supuesto, particularmente adecuados según la invención.

En todos los casos, los restos hidrocarburo son preferentemente restos hidrocarburo saturados. Esto se aplica tanto a la definición general como a los compuestos preferidos y en particular también a los compuestos particularmente preferidos de la fórmula I.

Los compuestos ciclopolimerizables de fórmula I no son conocidos y pueden prepararse en conformidad con compuestos similares (véase Bourgeois, J.-P.; Echegoyen, L.; Fibbioli, M.; Pretsch, E.; Diederich, F., Angewandte Chemie International Edition 1998, 37 (15), 2118-2121 y Gregg, Z. R.; Griffiths, J. R.; Diver, S. T., Organometallics 2018, 37 (10), 1526-1533). A este respecto, en la primera etapa, un alcohol polifuncional se esterifica con un cloruro de ácido en condiciones básicas. En la segunda etapa, tras la desprotonación, se hace reaccionar con una fuente de vinilo a base de 2-clorometilalquenos.

1a etapa:

O Base

z ^ ^ c i ^{H0^ R l ° H}

O 9 ^ Base

Z ^ L C| H O 'R lOH

2a etapa:

Un ejemplo concreto es:

Compuestos de fórmula I preferidos según la invención son:

con n = 1 a 15

Ċ

Compuestos de fórmula la particularmente preferidos son las sustancias siguientes:

Un compuesto preferido de fórmula Ib es:

Los compuestos de fórmula I según la invención contienen cuatro o seis grupos polimerizables y tienen propiedades reticulantes. Se caracterizan por la alta reactividad de los grupos ciclopolimerizables en la polimerización por radicales y se pueden copolimerizar bien con monómeros dentales convencionales, en particular con di(met)acrilatos. Debido a su alta reactividad, a diferencia de las metacrilamidas N,N-disustituidas ciclopolimerizables conocidas, también pueden, por ejemplo, homopolimerizarse. En la homopolimerización y copolimerización de los compuestos de fórmula I según la invención se obtienen redes poliméricas con buenas propiedades mecánicas, que son ventajosas para aplicaciones dentales.

Además, los compuestos de la fórmula I según la invención se caracterizan por una tensión de contracción de polimerización reducida y una baja contracción de polimerización como resultado de la ciclopolimerización. Permiten así utilizar estas ventajas para aplicaciones dentales sin perjuicio para otras propiedades que también son esenciales para fines dentales, tales como, en particular, las propiedades mecánicas.

Los compuestos de fórmula I son particularmente adecuados para la fabricación de materiales dentales, por ejemplo para la fabricación de materiales de recubrimiento o de revestimiento, cementos dentales y en particular materiales compuestos de relleno. También son adecuados para la producción de materiales para la fabricación o la reparación de prótesis dentales, restauraciones intracoronarias, restauraciones extracoronarias, coronas o puentes. No obstante, también son adecuados para la producción de materiales polimerizables por radicales y durómeros para otros fines. Los materiales (dentales) según la invención contienen preferentemente entre el 0,5 y el 70% en peso, de forma particularmente preferida entre el 1 y el 60% en peso y de forma muy particularmente preferida entre el 3 y el 50% en peso de por lo menos un compuesto de fórmula I, con respecto a la masa total del material.

Los compuestos de fórmula I según la invención se utilizan preferentemente en combinación con uno o varios monómeros (comonómeros) monofuncionales o polifuncionales polimerizables. Los monómeros monofuncionales son compuestos con un grupo polimerizable por radicales, y los monómeros polifuncionales son compuestos con dos o más, preferentemente de 2 a 4, grupos polimerizables por radicales. Los comonómeros preferidos son los monómeros polimerizables por radicales.

Según la invención, se prefieren los materiales dentales que contienen por lo menos un (met)acrilato monofuncional o polifuncional como comonómero polimerizable por radicales. Los materiales que deben curarse intraoralmente contienen metacrilatos monofuncionales y/o polifuncionales como monómero polimerizable por radicales. Por lo tanto, los metacrilatos son particularmente preferidos como comonómeros. Sorprendentemente, se ha descubierto que los compuestos de fórmula I según la invención se pueden copolimerizar bien con (met)acrilatos convencionales.

Los metacrilatos polifuncionales preferidos son los dimetacrilatos, en particular dimetacrilato de bisfenol A, 2,2-bis[4-(2-hidroxi-3-metacriloiloxipropil)fenil]propano (bis-GMA, un producto de adición de ácido metacrílico y bisfenol-A diglicidil éter), dimetacrilato de bisfenol A etoxilado o propoxilado, tal como, por ejemplo, 2-[4-(2-metacriloiloxietoxietoxi)fenil]-2-[4-(2-metacriloiloxietoxi)fenil]propano) (SR-348C; contiene 3 grupos etoxi), 2,2-bis[4-(2-metacriloiloxipropoxi)fenil]propano, 1,6-bis[2-metacriloiloxi-etoxicarbonilamino]-2,2,4-trimetilhexano (UDMA, un producto de adición de metacrilato de 2-hidroxietilo y 2,2,4-trimetilhexametilen-1,6-diisocianato), dimetacrilato de di-, tri- o tetraetilenglicol, trimetacrilato de trimetilolpropano, tetrametacrilato de pentaeritritol, dimetacrilato o trimetacrilato de glicerina, dimetacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de 1,10-decanodiol (D3MA), dimetacrilato de 1,12-dodecanodiol, bis(metacriloximetil)triciclo-[5.2.1.026]decano (DCP) y mezclas de los mismos. Los metacrilatos polifuncionales particularmente preferidos son bis-GMA, SR-348c, UDMA, D3MA, DCP, dimetacrilato de trietilenglicol y mezclas de los mismos.

Los monómeros polifuncionales, en particular los metacrilatos, se utilizan preferentemente en una cantidad total de como máximo el 70% en peso, de forma particularmente preferida de entre el 1,5 y el 60% en peso y de forma muy particularmente preferida de entre el 2 y el 50% en peso, con respecto a la masa total del material.

Los monómeros monofuncionales preferidos según la invención son los monometacrilatos. Los monometacrilatos particularmente preferidos son bencilo, tetrahidrofurfurilo, metacrilato de isobornilo, fenoxietilenglicolmetacrilato de p-cumilo (CMP-1E), metacrilato de 2-(2-bifeniloxi)etilo y mezclas de los mismos.

Los monómeros monofuncionales, en particular los metacrilatos, se utilizan preferentemente en una cantidad total de como máximo el 10% en peso, de forma particularmente preferida de entre el 0 y el 10% en peso y de forma muy particularmente preferida de entre el 0 y el 5% en peso, con respecto a la masa total del material.

Además, también son adecuados como comonómeros los acrilatos monofuncionales y polifuncionales. Los acrilatos polifuncionales preferidos son diacrilato de etilenglicol, diacrilato de hexanodiol, diacrilato de tripropilenglicol, diacrilato de bisfenol A etoxilado, diacrilato de polietilenglicol 200, triacrilato de trimetilolpropano, tetraacrilato de pentaeritritol y mezclas de los mismos.

Los acrilatos monofuncionales y polifuncionales se utilizan preferentemente en una cantidad total de como máximo el 50% en peso, preferentemente de entre el 0 y el 50% en peso y de forma particularmente preferida de entre el 0 y el 30% en peso, con respecto a la masa total del material dental.

La cantidad total de comonómeros es preferentemente como máximo del 70% en peso, de forma particularmente preferida de entre el 1,5 y el 60% en peso y de forma muy particularmente preferida de entre el 2 y el 50% en peso, con respecto a la masa total del material.

Las composiciones según la invención contienen preferentemente un iniciador para la polimerización por radicales, por ejemplo para la polimerización por luz ultravioleta, por luz visible, un iniciador térmico y/o un iniciador rédox. Se prefieren particularmente los fotoiniciadores y se prefieren muy particularmente los fotoiniciadores que se activan con luz visible.

Como fotoiniciadores UV se prefieren los iniciadores Norrish de tipo I tales como, por ejemplo, bencildimetilcetal, éter de benzoína, hidroxifenilcetonas, dialcoxiacetofenonas, benzoilciclohexanol, óxido de trimetilbenzoilfosfina y morfolinofenilaminocetonas. Los iniciadores UV Norrish de tipo II preferidos son mezclas de, por ejemplo, derivados de benzofenona o tioxantona con donantes de H tales como alcoholes, o tioles o donantes de electrones tales como aminas.

Los fotoiniciadores bimoleculares preferidos para el intervalo visible son a-dicetonas y derivados de las mismas, tales como 9,10-fenantrenoquinona, 1-fenilpropano-1,2-diona, diacetilo o 4,4'-diclorobencilo, y mezclas de los mismos. Se prefieren particularmente la canforquinona (CC) y la 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona, y se prefieren muy particularmente a-dicetonas en combinación con aminas como agentes reductores, tales como, por ejemplo, éster etílico del ácido 4-(dimetilamino)benzoico (EDMAB), metacrilato de N,N-dimetilaminoetilo, N,N-dimetil-simxilidina o trietanolamina. Los fotoiniciadores Norrish de tipo I para el intervalo visible preferidos son los óxidos de bisacilfosfina. Se prefieren particularmente compuestos de monoaciltrialquilgermanio, diacildialquilgermanio y tetraacilgermanio, tales como, por ejemplo, benzoiltrimetilgermano, dibenzoildietilgermano, bis(4metoxibenzoil)dietilgermano (Ivocerin®), tetrabenzoilgermano o tetraquis(o-metilbenzoil)germano.

También se pueden utilizar ventajosamente mezclas de los diferentes fotoiniciadores, tales como, por ejemplo, bis(4-metoxibenzoil)dietilgermano o tetraquis(o-metilbenzoil)germano en combinación con canforquinona y éster etílico del ácido 4-(dimetilamino)benzoico.

Los iniciadores térmicos preferidos son compuestos azoicos tales como, por ejemplo, 2,2'-azobis(isobutironitrilo) (AIBN), azobis(ácido 4-cianovalérico) o peróxidos tales como, por ejemplo, peróxido de dibenzoílo, peróxido de dilauroílo, terc-peroctoato de butilo, terc-perbenzoato de butilo o peroxido de di-(terc- butilo). También se pueden utilizar combinaciones de peróxidos con aminas aromáticas para acelerar la iniciación por medio de peróxidos. Las combinaciones preferidas son combinaciones de peróxido de dibenzoílo con una amina, preferentemente una amina aromática sustituida con N,N-dialquilo, que está sustituida en la posición p, tal como N,N-dimetil-p-toluidina, N, N-dihidroxietil-p-toluidina, éster etílico del ácido p-dimetilaminobenzoico.

Las combinaciones de un fotoiniciador con un iniciador térmico o preferentemente rédox son adecuadas para un curado dual. Los iniciadores rédox preferidos para el curado dual son sistemas que contienen un peróxido y un agente reductor, tales como, por ejemplo, ácido ascórbico, un barbitúrico o un ácido sulfínico, o un hidroperóxido en combinación con un agente reductor y, dado el caso, cantidades catalíticas de iones metálicos, tales como, por ejemplo, una mezcla de hidroperóxido de cumeno, un derivado de tiourea y acetilacetonato de cobre (II).

Las composiciones según la invención también pueden contener ventajosamente una o varias cargas orgánicas o, preferentemente, inorgánicas. Se prefieren las cargas en forma de fibra y, en particular, en forma de partículas. Las composiciones que contienen cargas son particularmente adecuadas como cementos de fijación dental o materiales compuestos de relleno.

Como cargas en forma de fibra se prefieren fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras cerámicas y de aramida, así como nanofibras o filamentos. Las cargas en forma de fibra son particularmente adecuadas para la producción de materiales compuestos. Por nanofibras se entiende fibras con una longitud inferior a 100 nm y por filamentos se entiende monocristales en forma de aguja, preferentemente de óxido de aluminio o carburo de silicio. Los filamentos tienen generalmente un diámetro de unos pocos pm y una longitud de hasta 1 mm.

Las cargas en forma de partícula preferidas son óxidos tales como SiO2, ZrO2 y T O 2 u óxidos mixtos de SO 2, ZrO2, ZnO y/o T O 2, cargas nanoparticuladas o microfinas tales como sílice pirogénica o sílice precipitada, polvo de vidrio tal como polvo de cuarzo, de vitrocerámica, de borosilicato o de vidrio opaco a los rayos X, preferentemente vidrios de silicato de aluminio y bario o estroncio, y cargas opacas a los rayos X tales como trifluoruro de iterbio, óxido de tantalio (V), sulfato de bario u óxidos mixtos de SO 2 con óxido de iterbio (III) u óxido de tantalio (V).

Los óxidos presentan preferentemente un tamaño de partícula de entre 0,010 y 15 pm, las cargas nanoparticuladas o microfinas un tamaño de partícula de entre 10 y 300 nm, el polvo de vidrio un tamaño de partícula de entre 0,01 y 15 pm, preferentemente de entre 0,2 y 1,5 pm y las cargas opacas a los rayos X un tamaño de partícula de entre O, 2 y 5 pm.

Las cargas particularmente preferidas son óxidos mixtos de SO 2 y ZrO2, con un tamaño de partícula de entre 10 y 300 nm, polvo de vidrio con un tamaño de partícula de entre 0,2 y 1,5 pm, en particular polvo de vidrio opaco a los rayos X de, por ejemplo, vidrios de silicato de aluminio y bario o estroncio, y cargas opacas a los rayos X con un tamaño de partícula de entre 0,2 y 5 pm, en particular de trifluoruro de iterbio y/u óxidos mixtos de SO 2 con óxido de iterbio (III).

A menos que se indique lo contrario, todos los tamaños de partícula son tamaños de partícula promedio en peso (valores D50), realizándose la determinación del tamaño de partícula en el intervalo comprendido entre 0,1 pm y 1000 pm preferentemente mediante dispersión de luz estática, por ejemplo, con un analizador del tamaño de partículas por dispersión de láser estático LA-960 (Horiba, Japón). A este respecto, como fuentes de luz se utilizan un diodo láser con una longitud de onda de 655 nm y un LED con una longitud de onda de 405 nm. El uso de dos fuentes de luz con diferentes longitudes de onda permite medir toda la distribución del tamaño de partícula de una muestra en una sola ejecución de medición, realizándose la medición como una medición en húmedo. Para ello se prepara una dispersión acuosa de la carga del 0,1 al 0,5% y se mide su luz dispersa en una celda de flujo. El análisis de luz dispersa para calcular el tamaño de partícula y la distribución del tamaño de partícula se lleva a cabo de acuerdo con la teoría de Mie según la norma DIN/ISO 13320. La medición del tamaño de partícula en el intervalo comprendido entre 5 nm y 0,1 pm se realiza preferentemente mediante dispersión de luz dinámica (DLS) de dispersiones acuosas de partículas, preferentemente con un láser de He-Ne con una longitud de onda de 633 nm, en un ángulo de dispersión de 90° y a 25°C, por ejemplo con un Malvern Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, Malvern UK).

Los tamaños de partículas inferiores a 0,1 pm también se pueden determinar utilizando imágenes SEM o TEM. La microscopía electrónica de transmisión (TEM) se realiza preferentemente con un TEM Philips CM30 a un voltaje de aceleración de 300 kV. Para la preparación de la muestra, se aplican gotas de la dispersión de partículas a una rejilla de cobre de 50 A de espesor (anchura de malla: malla de 300) recubierta con carbón y a continuación se evapora el disolvente. Se realiza un recuento de las partículas y se calcula la media aritmética.

Las cargas se dividen según su tamaño de partícula en macrocargas y microcargas, las cargas con un tamaño medio de partícula de entre 0,2 y 15 pm se denominan macrocargas y las cargas con un tamaño medio de partícula de aproximadamente entre 5 y 100 nm se denominan microcargas. Las macrocargas se obtienen, por ejemplo, mediante el molido, por ejemplo, de cuarzo, vidrios opacos a los rayos X, borosilicatos o cerámica y consisten generalmente en piezas en forma de astillas. Se pueden producir microcargas tales como óxidos mixtos, por ejemplo, mediante cocondensación hidrolítica de alcóxidos metálicos.

Para mejorar la unión entre las partículas de carga y la matriz de polimerización reticulada, las cargas se modifican preferentemente en su superficie. Las cargas a base de SiO2 se modifican en su superficie preferentemente con silanos funcionalizados con metacrilato, de forma particularmente preferida con 3-metacriloiloxipropiltrimetoxisilano. Para la modificación en superficie de cargas no silicáticas, por ejemplo, ZrO2 o T O 2, también se pueden utilizar fosfatos ácidos funcionalizados tales como, por ejemplo, dihidrogenofosfato de 10-metacriloiloxidecilo.

Además, los materiales dentales según la invención pueden contener uno o varios aditivos, en particular estabilizantes, colorantes, agentes microbicidas, aditivos que liberan iones de fluoruro, propulsores, abrillantadores ópticos, plastificantes y/o absorbentes UV.

Los materiales según la invención contienen preferentemente:

a) entre el 0,5 y el 70% en peso, preferentemente entre el 1 y el 60% en peso y de forma particularmente preferida entre el 3 y el 50% en peso de por lo menos un compuesto de fórmula I,

b) entre el 0,01 y el 5% en peso, preferentemente entre el 0,1 y el 3,0% en peso y de forma particularmente preferida entre el 0,1 y el 1,0% en peso de por lo menos un iniciador para la polimerización por radicales, en particular un fotoiniciador,

c) entre el 1 y el 70% en peso, preferentemente entre el 1,5 y el 60% en peso y de forma particularmente preferida entre el 2 y el 50% en peso de por lo menos un comonómero polimerizable por radicales,

d) entre el 0 y el 85% en peso de por lo menos una carga,

Todos los datos de cantidades en el presente documento se refieren al peso total de la composición a menos que se indique lo contrario.

El grado de carga depende de la aplicación deseada del material. Los materiales compuestos de relleno presentan preferentemente un contenido de cargas comprendido entre el 50 y el 85% en peso, de forma particularmente preferida entre el 70 y el 80% en peso, y los cementos dentales entre el 10 y el 70% en peso, de forma particularmente preferida entre el 60 y el 70% en peso.

Se prefieren particularmente los materiales dentales que constan de los componentes mencionados, seleccionándose los componentes individuales preferentemente de las sustancias preferidas y particularmente preferidas mencionadas anteriormente.

Las composiciones según la invención son particularmente adecuadas como materiales dentales, en particular como cementos dentales, materiales compuestos de relleno y materiales de revestimiento, y como materiales para la fabricación de prótesis, dientes artificiales, restauraciones intracoronarias, restauraciones extracoronarias, coronas y puentes. Las composiciones son principalmente adecuadas para uso intraoral por dentistas para la restauración de dientes dañados, es decir, para uso terapéutico, por ejemplo como cementos dentales, materiales compuestos de relleno y materiales de revestimiento. Sin embargo, también se pueden utilizar de forma no terapéutica (de forma extraoral), por ejemplo, en la fabricación o la reparación de restauraciones dentales, tales como prótesis, dientes artificiales, restauraciones intracoronarias, restauraciones extracoronarias, coronas y puentes.

Las composiciones según la invención también son adecuadas para la producción de cuerpos moldeados para fines dentales pero también para fines no dentales, que se pueden producir, por ejemplo, mediante colada, prensado y, en particular, mediante procedimientos generativos tales como impresión 3D.

El objeto de la invención es también el uso de un compuesto según la fórmula I para la producción de un material polimerizable por radicales, preferentemente un material médico y en particular dental.

La invención se explica con más detalle a continuación mediante ejemplos de formas de realización.

Ejemplos de formas de realización

Ejemplo 1:

Síntesis de bis(hepta-1,6-dieno-2,4,4,6-tetracarboxilato) de 2,2',4,4',6,6'-hexaetil-O'4,O4-(hexano-1,6-diilo) (1)

1a etapa: síntesis de O,O-(hexano-1,6-diil)dimalonato de dietilo (ZP-1)

Se disolvió 1,6-hexanodiol (42,3 mmol, 5,00 g) en diclorometano seco (DCM, 150 ml) y se purgó el aparato con argón. La solución se enfrió en agua helada, después se añadió en primer lugar piridina (105,8 mmol, 8,37 g) y después cloruro de etilmalonilo (105,8 mmol, 15,93 g). La solución se agitó a temperatura ambiente durante 4 h y después se inactivó con HCl 1 N (150 ml). La fase acuosa se extrajo 3 veces con DCM (150 ml), las fases orgánicas combinadas se lavaron con solución saturada de NaHCO3 (150 ml) y se secaron sobre Na2SO4 anhidro. El disolvente se eliminó por destilación y el producto bruto coloreado se filtró a través de gel de sílice (eluyente PE:EA 4:1) y así se obtuvo el producto puro ZP1 como un aceite incoloro con un rendimiento de 12,35 g (84% del valor teórico).

RMN de 1H: (400 MHz, CDCb) 5 (ppm): 4,10 (8H, m, O-CH2-), 3,29 (4H, s, C-CH2-C), 1,59 (4H, m, CH2), 1,32 (4H, m, CH2), 1,28 (6H, m, -CH3).

2a etapa: síntesis de bis(hepta-1,6-dieno-2,4,4,6-tetracarboxilato) de 2,2',4,4',6,6'-hexaetil-O'4,O4-(hexano-1,6-diilo) (1)

Se dispuso hidruro de sodio (60% en peso, suspensión en aceite mineral, 178,3 mmol, 4,28 g) en un matraz de tres bocas y se purgó el aparato con argón. Se añadió tetrahidrofurano seco (THF) (100 ml) y la solución de reacción se enfrió en un baño de hielo. Se añadió ZP1 de la etapa 1 (35,7 mmol, 12,35 g) gota a gota lentamente y la solución de reacción se agitó a temperatura ambiente durante 2 h. Después de la adición de clorometilacrilato de etilo (146,2 mmol, 21,72 g), la mezcla se agitó durante la noche y después se inactivó con solución saturada de NH4Cl (100 ml). La fase acuosa se extrajo 3 veces con dietil éter (100 ml) y las fases orgánicas combinadas se secaron sobre sulfato de sodio anhidro. Después de evaporar el disolvente, el producto bruto se purificó por cromatografía en columna (PE:EA 4:1) y se obtuvo el producto puro como un líquido viscoso con un rendimiento de 21,95 g (77% del valor teórico).

RMN de 1H: (400 MHz, CDCb) 5 (ppm): 6,25 (4H, s, C=CH2), 5,68 (4H, s, C=CH2), 4,22-3,96 (16H, m, O-CH2-), 2,95 (8H, s, C-CH2-C), 1,57 (4H, m), 1,26 (22H, m).

RMN de 13C: (100 MHz, CDCb) 5 (ppm): 170,5 (C=O), 170,4 (C=O), 167,1 (C=O), 136,3 (C4), 128,7 (C2), 65,4 (C2), 61,5 (C2), 61,0 (C2), 57,6 (C4), 34,9 (C2), 28,4 (C2), 25,6 (C2), 14,3 (C1), 14,0 (C1).

Ejemplo 2 (ejemplo comparativo):

Síntesis de 2,2'-(oxibis(metilen))diacrilato de dietilo (2)

La síntesis del compuesto 2 se llevó a cabo en conformidad con Tsuda et al., Polymer, (1994), 35:3317-3328: Se dispusieron acrilato de etilo (149,8 mmol, 15,0 g), paraformaldehído (149,8 mmol, 4,5 g) y 1,4-diazabicido(2.2.2)octano (1 g) en un matraz de tres bocas y esta solución se agitó 3 días a 95 °C. Después de enfriar la solución, se añadieron 200 ml de éter de petróleo y la solución se lavó 3 veces con 100 ml de HCl al 3% y una vez con 100 ml de agua. La fase orgánica se secó sobre sulfato de sodio anhidro y el disolvente se eliminó. El producto bruto se purificó mediante cromatografía en columna y se obtuvo como un aceite incoloro con un rendimiento de 11,7 g (65% del valor teórico).

RMN de 1H: (400 MHz, CDCls) 5 (ppm): 6,30 (2H, s, C=CH2), 5,88 (2H, s, C=CH2), 4,31-4,13 (8H, m, O-CH2-), 1,29 (6H, t).

RMN de 13C: (100 MHz, CDCls) 5 (ppm): 165,9 (C=O), 137,4 (C4, 125,7 (C2), 69,0 (C2), 60,9 (C2), 14,3 (C1). Ejemplo 3:

Bis(hepta-1,6-dieno-2,4,4,6-tetracarboxilato) de 2,2',4,4',6,6 -hexaetil-O 4,O4-([(pmpano-2,2-diilbis(4,1-fenilen))bisoxi]bis(propano-1,2-diilo)}, mezcla de isómeros (3)

1a etapa: éster dietílico del ácido O,O'-{[(propano-2,2-diilbis-4,1-fenilen)-bisoxi]bis(propano-1,2-diil)}-dimalónico, mezcla de isómeros (ZP-2)

A una solución de 1,1'-{[propano-2,2-diilbis(4,1-fenilen)]bis(oxi)}bis(propan-2-ol) (mezcla de isómeros, 17,22 g, 50,0 mmol) en DCM (100 ml), se añadieron gota a gota piridina (9,89 g; 0,125 mol) y a continuación, con enfriamiento con hielo, cloruro de etilmalonilo (18,82 g; 0,125 mol), y la mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente. Después de 4 h se añadió ácido clorhídrico (1 N; 100 ml) y se separaron las fases. La fase acuosa se extrajo con dCm (3 x 50 ml). Las fases orgánicas combinadas se lavaron con solución acuosa saturada de bicarbonato de sodio (100 ml) y solución acuosa saturada de cloruro de sodio (100 ml), se secaron sobre sulfato de sodio anhidro, se filtraron y se concentraron en un evaporador rotatorio. Después de la purificación por cromatografía en columna (SiO2, n-heptano/acetato de etilo 3:1) del producto bruto se obtuvieron 21,30 g (37,2 mmol; 74% del valor teórico) de un aceite amarillento.

RMN de 1H (CDCh, 400 MHz): 5 (isómero principal) = 7,12 (4H, m; Ar-H), 6,79 (4H, m; Ar-H), 5,29 (2H, m; O-CH), 4,18 (4H, m ;O-CH2), 3,98 (4H, m; O-CH2), 3,36 (4H, s; CH2), 1,62 (6H, s; CH3), 1,37 (6H, d; CH-CH3; J = 6,5 Hz), 1,25 (6 H, t; CH3; J = 7,1 Hz).

RMN de 13C (CDCh, 100,6 MHz): 5 (isómero principal) = 166,3 (C=O), 166,0 (C=O), 156,2 (Ar-C), 143,4 (Ar-C), 127,6 (Ar-CH), 113,8 (Ar-CH), 70,0 (O-CH2), 69,6 (O-CH2), 61,4 (O-CH), 41,6 (CH2), 41,5 (C), 30,9 (CH3), 16,4 (CH3), 13,9 (CH3).

2a etapa: bis(hepta-1,6-dieno-2,4,4,6-tetracarboxilato) de 2,2',4,4',6,6'-hexaetil-O‘4,O4-{[(propano-2,2-diilbis(4,1- fenilen))bisoxi]bis(propano-1,2-diilo)}, mezcla de isómeros (3)

A una suspensión de hidruro de sodio (4,42 g, 0,184 mol) en THF (100 ml) a 0°C se añadió gota a gota una solución de ZP-2 (21,05 g, 36,8 mmol) en THF (50 ml) y la mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente. Después de 3 horas, se añadió gota a gota, con enfriamiento con hielo, una solución de éster etílico del ácido 2-clorometilacrílico (22,39 g, 0,151 mol) en THF (50 ml). La mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente durante 24 h, después se añadió gota a gota solución acuosa saturada de cloruro de amonio (100 ml). Se añadieron agua (100 ml) y acetato de etilo (250 ml) y las fases se separaron. La fase acuosa se extrajo con acetato de etilo (2 x 80 ml). Las fases orgánicas combinadas se lavaron con solución acuosa saturada de cloruro de sodio (2 x 80 ml), se secaron sobre sulfato de sodio anhidro y se filtraron. El filtrado se concentró en un evaporador rotatorio. Después de la purificación por cromatografía en columna (SiO2, n-heptano/acetato de etilo 3:1) del producto bruto, se obtuvieron 30,82 g (30,2 mmol; 82% del teórico) de un aceite incoloro muy viscoso.

RMN de 1H (CDCb , 400 MHz): 5 (isómero principal) = 7,11 (4H, m; Ar-H), 6,77 (4H, m; Ar-H), 6,27 (4H, m; =CH), 5,74 (4H, m ; =CH), 5,20 (2H, m; O-CH), 4,15 (8 H, m; O-CH2), 4,11 - 3,88 (8H, m; O-CH2), 3,07 - 2,91 (8H, m; CH2), 1,62 (6 H, s; CH3), 1,34 (6 H, d; CH-CH3; J = 6,5 Hz), 1,28 (6 H, t; CH3; J = 7,1 Hz), 1,18 (6 H, t; CH3; J = 7,1 Hz).

RMN de 13C (CDCb , 100,6 MHz): 5 (isómero principal) = 170,1 (C=O), 169,7 (C=O), 166,9 (C=O), 156,2 (Ar-C), 143,3 (Ar-C), 136,0 (=C), 135,8 (=C), 128,6 (=CH2), 128,3 (=CH2), 127,6 (Ar-CH), 113,7 (Ar-CH), 70,1 (O-CH), 69,3 (O-CH2), 61,3 (O-CH2), 60,8 (O-CH2), 60,7 (O-CH2), 57,4 (C), 41,5 (C), 34,3 (CH2), 34,1 (CH2), 30,9 (CH3), 16,2 (CH3), 14,0 (CH2), 13,7 (CH3).

Ejemplo 4:

Bis(hepta- 1,6-dieno-2,4,4,6-tetracarboxilato) de 2,2',4,4',6,6'-hexaetil-O'4,O4-[(octahidro-1H-4,7-metanoinden-2,5-diil)bis(metileno)], mezcla de isómeros (4)

1a etapa: éster dietílico del ácido O,O'-[(octahidro-1H-4,7-metanoindeno-2,5-diil)bis(metilen)]dimalónico, mezcla de isómeros (ZP-3)

A una solución de 4,8-bis(hidroximetil)triciclo[5.2.1.02.6]decano, mezcla de isómeros (9,81 g, 50,0 mmol) en DCM (100 ml) se añadió piridina (9,89 g, 0,125 mol) y a continuación, con enfriamiento con hielo, se añadió gota a gota cloruro de etilmalonilo (18,82 g; 0,125 mol) y la mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente. Después de 4 h se añadió ácido clorhídrico (1 N; 100 ml) y se separaron las fases. La fase acuosa se extrajo con diclorometano (3 x 50 ml). Las fases orgánicas combinadas se lavaron con solución acuosa saturada de bicarbonato de sodio (100 ml) y solución acuosa saturada de cloruro de sodio (100 ml), se secaron sobre sulfato de sodio anhidro, se filtraron y se concentraron en un evaporador rotatorio. Después de la purificación por cromatografía en columna (SiO2, n-heptano/acetato de etilo 1:1) del producto bruto, se obtuvieron 20,75 g (48,9 mmol; 98% del valor teórico) de un aceite amarillento.

RMN de 1H (CDCb , 400 MHz): 5 = 4,25 - 4,16 (4H, m; O-CH2), 4,04 - 3,87 (4H, m; O-CH2), 3,40 - 3,34 (4H, m; CH2), 2,56 - 1,32 (14H, m), 1,29 (6 H, t; CH3; J = 7,2 Hz).

0

RMN de 13C (CDCb , 100,6 MHz): 5 = 166,5 (C=O), 166,4 (C=O), 166,3 (C=O), 69,6 (O-CH2), 69,0 (O-CH2), 68,6 (O-CH2), 68,6 (O-CH2), 61,3 (O-CH2), 49,1 (CH), 48,6 (CH), 45,3 (CH), 44,7 (CH), 44,6 (CH), 44,3 (CH), 43,5 (CH), 42,8 (CH), 42,5 (CH), 41,5 (CH2), 41,3 (CH), 40,8 (CH), 40,5 (CH), 40,2 (CH2), 40,0 (C), 39,2 (CH2), 38,5 (CH), 37,9 (CH), 33,9 (CH), 33,8 (CH), 33,0 (CH), 32,3 (CH2), 32,1 (CH2), 30,5 (CH2), 30,1 (CH2), 27,9 (CH2), 27,5 (CH2), 25,0 (CH2), 24,2 (CH2), 13,9 (CH3).

2a etapa: bis(hepta-1,6-dieno-2,4,4,6-tetracarboxilato) de 2,2',4,4',6,6'-hexaetil-O'4-O4-[(octahidro-1H-4,7-metanoindeno-2,5-diil)bis(metileno)], mezcla de isómeros (4)

A una suspensión de hidruro de sodio (5,78 g, 0,241 mol) en tetrahidrofurano (100 ml) a 0°C se añadió gota a gota una solución de ZP-3, mezcla de isómeros (20,45 g, 48,2 mmol) en THF (50 ml) y la mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente. Después de 3 horas, se añadió gota a gota, con enfriamiento con hielo, una solución de éster etílico del ácido 2-clorometilacrílico (29,35 g, 0,198 mol) en THF (50 ml). La mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente durante 24 h, después se añadió gota a gota solución acuosa saturada de cloruro de amonio (100 ml). Se añadieron agua (100 ml) y acetato de etilo (250 ml) y las fases se separaron. La fase acuosa se extrajo con acetato de etilo (2 x 80 ml). Las fases orgánicas combinadas se lavaron con solución acuosa saturada de cloruro de sodio (2 x 80 ml), se secaron sobre sulfato de sodio anhidro y se filtraron. El filtrado se concentró en un evaporador rotatorio. Después de la purificación por cromatografía en columna (SiO2, n-heptano/acetato de etilo 3:1) del producto bruto se obtuvieron 30,30 g (34,7 mmol; 72% del valor teórico) de un aceite amarillento muy viscoso.

RMN de 1H (CDCh, 400 MHz): 8 = 6,31 - 6,19 (4H, m; = CH), 5,74 - 5,61 (4H, m; = CH), 4,23 - 4,07 (12H, m; O-CH2), 3,91 - 3,73 (4H, m; O-CH2), 3,04 - 2,82 (8H, m; CH2), 2,56 - 1,34 (14H, m), 1,33 -1,21 (18H, m; CH3).

RMN de 13C (CDCla, 100,6 MHz): 8 = 170,3 (C=O), 170,2 (C=O), 170,1 (C=O), 168,7 (C=O), 168,6 (C=O), 166,8 (C=O), 166,1 (C=O), 136,6 (=C), 136,0 (=C), 135,9 (=C), 128,4 (=CH2), 127,5 (=CH2), 69,1 (O-CH2), 68,9 (O-CH2), 68.6 (O-CH2), 68,5 (O-CH2), 61,3 (O-CH2), 60,7 (O-CH2), 57,3 (C), 50,8 (CH), 50,7 (CH), 48,8 (CH), 45,4 (CH), 44.7 (CH), 44,4 (CH), 43,5 (CH), 42,9 (CH), 42,8 (CH ), 41,2 (CH), 40,9 (CH), 40,8 (CH), 40,2 (CH2), 40,1 (CH), 39,2 (CH2), 38,3 (CH), 38,0 (CH), 34,7 (CH2), 34,6 (CH2), 33,8 (CH), 33,6 (CH), 32,9 (CH), 32,4 (CH2), 31,3 (CH2), 30,5 (CH2), 27,9 (CH2), 27,4 (CH2), 24,3 (CH2), 14,0 (CH3), 13,9 (CH3), 13,8 (CH3).

Ejemplo 5:

Fotopolimerización y determinación de la contracción de volumen

La contracción del volumen durante la polimerización (contracción de polimerización) AVp del monómero 1 según la invención del ejemplo 1 (ejemplo 5, E1) se midió mediante medición de la densidad antes y después de la polimerización y se comparó con el monómero de referencia comercialmente disponible dimetacrilato de 1,10 -decanodiol (D3MA, CAS: 6701-13-9) (ejemplo 5: ejemplo comparativo C1). Se utilizó D3MA como referencia porque también posee un espaciador de alquileno entre los grupos polimerizables y la misma distancia atómica que 1. Además, se utilizó el monómero 2 ciclopolimerizable del ejemplo 2 ya conocido (véase el documento US 5,145,374) como monómero de referencia (ejemplo 5: ejemplo comparativo c 2). La densidad de los monómeros se determinó con un picnómetro de 1 ml, mientras que la densidad de los polímeros curados se determinó con el método de Arquímedes. A los monómeros se añadió el 1% en moles de BMDG (bis(4-metoxibenzoil)-dietilgermanio) como fotoiniciador, se vertieron en un molde de silicona (15 x 10 x 4 mm) y se curaron en un horno de luz (modelo Lumamat 100, Ivoclar AG, 400-500 nm, 20 mW cirr2) en cada caso durante 10 minutos por lado.

Tabla 1: Contracción de polimerización AVp del monómero 1 según la invención y de los compuestos comparativos D3MAa y monómero 2

Los resultados de la tabla 1 muestran que el monómero 1 según la invención, en comparación con el monómero de dimetacrilato análogo D3MA y el monómero 2 ciclopolimerizable conocido por el estado de la técnica, muestra sorprendentemente una contracción de polimerización significativamente inferior y, por lo tanto, presenta una clara ventaja en aplicaciones que implican la mayor exactitud de forma posible.

Ejemplo 6:

Medición de la reactividad mediante fotorreometría RT-NIR

Para investigar la fotorreactividad y especialmente la fuerza de contracción inducida por polimerización del monómero 1 según la invención, se midieron las formulaciones E1, C1 y C2 producidas a partir del ejemplo 5 utilizando un fotorreómetro en tiempo real de infrarrojo cercano (RT-NIR) MCR302 WESP de Anton Paar, que se acopló a un espectrómetro de IR Bruker Vertex-80 para el control de la conversión. Se utilizó un sistema de medición PP-25 y la ranura de medición se ajustó en 0,2 mm. Antes y durante el curado (10 mW-cirr2 en la superficie de la muestra; 400-500 nm; Omnicure 2000) los módulos de almacenamiento y de pérdida de las muestras se midieron en modo de oscilación (1% de desviación, 1 Hz). Al mismo tiempo, durante la medición, se registraron los espectros IR de la muestra con una frecuencia de ~4 Hz. Como medición de la fotorreactividad se utilizó la consecución del punto de gel (intersección del módulo de almacenamiento y pérdida) y el tiempo necesario para conseguir el 95% de conversión de dobles enlaces final (tg5%). Además, se determinaron la conversión en el punto de gel (DBCg), la conversión total (DBC) y la tensión de contracción inducida por la fotopolimerización (Fs ). Los resultados obtenidos se resumen en la tabla 2.

Tabla 2: resultados de las mediciones de reactividad con el monómero 1 y los monómeros de referencia 2 y

D3MA

Si se observa el punto de gel de los monómeros, se puede reconocer que el monómero 1 alcanza este mucho más rápidamente con 4,1 s que los compuestos de referencia D3MA y monómero 2. Esto demuestra una alta reactividad del monómero 1. La conversión en el punto de gel, por otra parte, es del 12-13% para D3MA y monómero 1 igualmente baja. El monómero de referencia 2 ciclopolimerizable muestra una conversión significativamente mayor en el punto de gel (23%), lo que puede explicarse por la ciclopolimerización parcial y, por lo tanto, la falta de reticulación. La conversión final se mueve tanto en el monómero 1, y los compuestos comparativos 2 y D3MA en ~80%, logrando el D3MA una DBC algo más alta. Esto se debe a una mayor flexibilidad de la cadena larga de alquileno mientras que el monómero 1 y también parcialmente el compuesto de referencia 2 forman estructuras anulares rígidas durante la polimerización y por lo tanto presentan una clara ventaja, principalmente al comienzo de la polimerización. La fuerza de contracción que se produce durante la polimerización es en el caso del monómero según la invención 1 con -21 N más de un tercio inferior que en el caso de la sustancia de referencia D3MA con -36 N. Esto muestra la clara ventaja del monómero 1 en comparación con el dimetacrilato convencional. Sorprendentemente, los resultados muestran que el monómero comparativo 2, que también es ciclopolimerizable, también presenta una fuerza de contracción muy alta, lo que evidencia que el compuesto de la invención 1 presente ventajas considerables frente al compuesto comparativo conocido.

Ejemplo 7:

Copolimerización del monómero 1 con comonómeros de dimetacrilato

Para mostrar la copolimerizabilidad del monómero 1 según la invención, de una formulación de resina base (mezcla equimolar de dimetacrilatos disponible comercialmente dimetacrilato de uretano (UDMA, mezcla de isómeros; CAS: 72869-86-4) y dimetacrilato de 1,10-decanodiol (D3MA) se reemplazó en cada caso un componente por una cantidad equimolar del monómero 1 o el monómero de referencia 2 y se examinaron la reactividad y la fuerza de contracción que se produce mediante fotorreometría RT-NIR. A las mezclas se añadió el 1% en moles de BMDG (bis(4-metoxibenzoil)dietilgermanio) como fotoiniciador y las mediciones de fotorreometría RT-NIR se llevaron a cabo de forma análoga al ejemplo 6.

Tabla 3: resultados de las mediciones de reactividad de los copolímeros

Los resultados en la tabla 3 demuestran la buena copolimerización del monómero 1 tanto con el D3MA de baja viscosidad, así como con el UDMA viscoso. La copolimerización con D3MA da lugar, de hecho, a un punto de gel que es 1,7 s más tardío, siendo, no obstante, significativamente más rápido que la copolimerización del monómero de referencia 2 con D3MA (9,3 s). La gelificación de las copolimeros con UDMA oscila con los monómeros 1 y 2 en el mismo marco, gelificándose el monómero 20,6 s más rápido. Tanto la conversión final (~80%) como t95% (~90 s) se encuentran en el mismo rango para las 5 formulaciones. Si se observa la fuerza de contracción que se produce, puede reconocerse nuevamente la gran ventaja del monómero 1. Mientras que la mezcla de referencia C3 presenta una fuerza de contracción de -32 N, la sustitución de D3MA por monómero 1 da lugar a una fuerza de contracción de solo -23 N. Si, por el contrario, se utiliza el monómero de referencia 2, no hay reducción en la fuerza de contracción cuando se copolimeriza con UDMA, y cuando se copolimeriza con D3MA se observa incluso un aumento en la fuerza de contracción a -42 N. Por lo tanto, se pudo demostrar que la copolimerización del monómero 1 apenas reduce la reactividad con dimetacrilatos, pero muestra la ventaja de una reducción significativa en la fuerza de contracción. El monómero de referencia 2 como monómero ciclopolimerizable, aunque también mostró una alta reactividad con dimetacrilatos, provoca no obstante un aumento en la fuerza de contracción generada y se encuentra en clara desventaja frente al monómero 1.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Material dental que contiene por lo menos un compuesto de fórmula I,

Fórmula I

en la que

R1 es un resto hidrocarburo C1-C30 alifático m-valente, lineal, ramificado o cíclico o un resto hidrocarburo C6-C30 aromático, pudiendo estar el resto hidrocarburo alifático o aromático sustituido o no sustituido y pudiendo estar los restos hidrocarburo alifáticos interrumpidos por uno o varios grupos uretano, grupos éster, átomos de oxígeno y/o átomos de azufre,

R2, R3, R4 son cada una independientemente entre sí hidrógeno, un resto hidrocarburo C1-C30 alifático lineal, ramificado o cíclico o un resto hidrocarburo C6-C30 aromático, pudiendo estar el resto hidrocarburo alifático o aromático sustituido o no sustituido y pudiendo estar los restos hidrocarburo alifáticos interrumpidos por uno o varios átomos de oxígeno, y

m es 2 o 3.

2. Material dental según la reivindicación 1, en el que las variables tienen los significados siguientes:

R1 un resto hidrocarburo C1-C20 alifático lineal, ramificado o cíclico que puede estar interrumpido por uno o varios, preferentemente de 1 a 3, grupos uretano, grupos éster y/o átomos de oxígeno, X, Y, Z cada una independientemente entre sí -COOR2, un resto hidrocarburo C6-C10 aromático o -CN, R2 un resto hidrocarburo C1-C10 alifático lineal, ramificado o cíclico que puede estar interrumpido por uno o varios, preferentemente de 1 a 3, átomos de oxígeno, y

m 2 o 3.

3. Material dental según la reivindicación 1, en el que las variables tienen los significados siguientes:

R1 un resto hidrocarburo C1-C12 alifático lineal, ramificado o cíclico, preferentemente un resto hidrocarburo C2-C8 saturado, ramificado o preferentemente lineal, que puede estar interrumpido por uno o varios, preferentemente de 1 a 3, átomos de oxígeno, y preferentemente no está interrumpido, X, Y, Z cada una independientemente entre sí -COOR2 o fenilo, preferentemente -COOR2,

R2 un resto hidrocarburo C1-C4 lineal o ramificado, preferentemente etilo, y

m 2 o 3, preferentemente 2.

4. Material dental según una de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene adicionalmente por lo menos un monómero polimerizable adicional, preferentemente por lo menos un (met)acrilato monofuncional o polifuncional polimerizable por radicales, de forma particularmente preferida un metacrilato.

5. Material dental según la reivindicación 4, que como monómero adicional contiene uno o varios monómeros polifuncionales, preferentemente dimetacrilato de bisfenol A, 2,2-bis[4-(2-hidroxi-3-metacriloiloxipropil)fenil]propano (bis-GMA), dimetacrilato de bisfenol A etoxilado o propoxilado, preferentemente 2-[4-(2-metacriloiloxietoxietoxi)fenil]-2-[4-(2-metacriloiloxietoxi)fenil]propano) (SR-348C; contiene 3 grupos etoxi), 2,2-bis[4-(2-metacriloiloxipropoxi)fenil]propano, 1,6-bis[2-metacriloiloxi-etoxicarbonilamino]-2,2,4-trimetilhexano (UDMA), dimetacrilato de di-, tri- o tetraetilenglicol, trimetacrilato de trimetilolpropano, tetrametacrilato de pentaeritritol, dimetacrilato o trimetacrilato de glicerina, dimetacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de 1,10 decanodiol (D3MA), dimetacrilato de 1,12-dodecanodiol, bis(metacriloximetil)triciclo-[5.2.1.026]decano (DCP) o una mezcla de los mismos.

6. Material dental según una de las reivindicaciones 4 a 5, que como monómero adicional contiene uno o varios monómeros monofuncionales, preferentemente uno o varios monometacrilatos, de forma particularmente preferida metacrilato de bencilo, de tetrahidrofurfurilo, de isobornilo, fenoxietilenglicolmetacrilato de p-cumilo (CMP-1E), metacrilato de 2-(2-bifeniloxi)etilo o una mezcla de los mismos.

7. Material dental según una de las reivindicaciones 4 a 6, que contiene

entre el 0,5 y el 70% en peso, preferentemente entre el 1 y el 60% en peso y de forma particularmente preferida entre el 3 y el 50% en peso, de por lo menos un compuesto de fórmula I, y/o

en total como máximo el 70% en peso, preferentemente entre el 1,5 y el 60% en peso y de forma particularmente preferida entre el 2 y el 50% en peso de comonómeros polifuncionales, preferentemente metacrilatos, y/o

en total como máximo el 10% en peso, preferentemente entre el 0 y el 10% en peso y de forma particularmente preferida entre el 0 y el 5% en peso de comonómeros monofuncionales, preferentemente metacrilatos, en cada caso con respecto a la masa total del material.

8. Material dental según una de las reivindicaciones 4 a 7, que como monómero adicional contiene uno o varios acrilatos polifuncionales, preferentemente diacrilato de etilenglicol, diacrilato de hexanodiol, diacrilato de tripropilenglicol, diacrilato de bisfenol A etoxilado, diacrilato de polietilenglicol 200, triacrilato de trimetilolpropano, tetraacrilato de pentaeritritol o una mezcla de los mismos.

9. Material dental según una de las reivindicaciones 1 a 8, que contiene adicionalmente por lo menos un iniciador para la polimerización por radicales mediante luz UV, mediante luz visible, un iniciador térmico y/o un iniciador rédox.

10. Material dental según una de las reivindicaciones 1 a 9, que contiene además por lo menos una carga inorgánica.

11. Material dental según una de las reivindicaciones 4 a 10, que contiene

b) entre el 0,01 y el 5% en peso, preferentemente entre el 0,1 y el 3,0% en peso y de forma particularmente preferida entre el 0,1 y el 1,0% en peso de por lo menos un iniciador, en particular un fotoiniciador, c) entre el 1 y el 70% en peso, preferentemente entre el 1,5 y el 60% en peso y de forma particularmente preferida entre el 2 y el 50% en peso de por lo menos un comonómero polimerizable por radicales, d) entre el 0 y el 85% en peso de por lo menos una carga,

en cada caso con respecto a la masa total del material.

12. Material dental según la reivindicación 11, que contiene entre el 50 y el 85% en peso, de forma particularmente preferida entre el 70 y el 80% en peso o entre el 10 y el 70% en peso, de forma particularmente preferida entre el 60 y el 70% en peso de carga.

13. Material dental según una de las reivindicaciones 1 a 12 para uso terapéutico como cemento dental, material compuesto de relleno, material de recubrimiento o de revestimiento.

14. Uso no terapéutico de un material dental según una de las reivindicaciones 1 a 12 para la fabricación o la reparación de prótesis dentales, restauraciones intracoronarias, restauraciones extracoronarias, coronas o puentes.

15. Uso de un compuesto de fórmula I tal como se define en la reivindicación 1 para la producción de un material médico.