JP7111371B2 - 歯科用硬化性組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
球状フィラー(B)及び球状フィラー(C)を構成する個々の粒子の数のうち90%以上が平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在し、
重合性単量体(A)、球状フィラー(B)、及び球状フィラー(C)が、下記式(1)及び(2):
nP<nFB (1)
(式(1)中、nPは、重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFBは、球状フィラー(B)の25℃における屈折率を表す。)
nP<nFC (2)
(式(2)中、nPは、重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFCは、球状フィラー(C)の25℃における屈折率を表す。)
で示される条件(X1)を満足するものである。
球状フィラー(B)及び球状フィラー(C)を構成する個々の粒子の数のうち90%以上が平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在し、
重合性単量体(A)、球状フィラー(B)、及び球状フィラー(C)が、下記式(1)及び(2):
nP<nFB (1)
(式(1)中、nPは、重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFBは、球状フィラー(B)の25℃における屈折率を表す。)
nP<nFC (2)
(式(2)中、nPは、重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFCは、球状フィラー(C)の25℃における屈折率を表す。)
で示される条件(X1)を満足するものである。
本発明の歯科用硬化性組成物は、重合性単量体(A)、平均一次粒子径が230nm~290nmの範囲内にある球状フィラー(B)、平均一次粒子径が100nm~500nmの範囲内にある球状フィラーであって、球状フィラー(B)とは異なる平均一次粒子径を有する球状フィラー(C)、及び重合開始剤(D)を含有してなる。
nP<nFB (1)
(式(1)中、nPは、重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFBは、球状フィラー(B)の25℃における屈折率を表す。)
nP<nFC (2)
(式(2)中、nPは、重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFCは、球状フィラー(C)の25℃における屈折率を表す。)
で示される条件(X1)を満足するように選択する点である。
nP<nFB (1)
nP<nFC (2)
重合性単量体(A)としては、公知のものが特に制限なく使用できる。歯科用途として見た場合、重合速度の観点から、ラジカル重合性又はカチオン重合性の単量体が好ましい。特に好ましいラジカル重合性単量体は(メタ)アクリル化合物である。(メタ)アクリル化合物としては、以下に例示する(メタ)アクリレート類が挙げられる。また、特に好ましいカチオン重合性単量体としては、エポキシ類及びオキセタン類が挙げられる。
(i)芳香族化合物系のもの
2,2-ビス(メタクリロイルオキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス[(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピルオキシ)フェニル]プロパン、
2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシジエトキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシテトラエトキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシペンタエトキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシジプロポキシフェニル)プロパン、
2(4-メタクリロイルオキシジエトキシフェニル)-2(4-メタクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、
2(4-メタクリロイルオキシジプロポキシフェニル)-2-(4-メタクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシプロポキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシイソプロポキシフェニル)プロパン等
及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート;
2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のメタクリレート又はこれらのメタクリレートに対応するアクリレートのような-OH基を有するビニルモノマーと、ジイソシアネートメチルベンゼン、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートのような芳香族基を有するジイソシアネート化合物との付加から得られるジアダクトなど。
エチレングリコールジメタクリレート、
ジエチレングリコールジメタクリレート、
トリエチレングリコールジメタクリレート、
テトラエチレングリコールジメタクリレート、
ネオペンチルグリコールジメタクリレート、
1,3-ブタンジオールジメタクリレート、
1,4-ブタンジオールジメタクリレート、
1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート等
及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレート;
2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のメタクリレート又はこれらのメタクリレートに対応するアクリレートのような-OH基を有するビニルモノマーと、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジイソシアネートメチルシクロヘキサン、イソフォロンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)のようなジイソシアネート化合物との付加体から得られるジアダクト、例えば、1,6-ビス(メタクリルエチルオキシカルボニルアミノ)トリメチルヘキサン;
1,2-ビス(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)エチルなど。
トリメチロールプロパントリメタクリレート、
トリメチロールエタントリメタクリレート、
ペンタエリスリトールトリメタクリレート、
トリメチロールメタントリメタクリレート等
及びこれらのメタクリレートに対応するアクリレートなど。
ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、
ペンタエリスリトールテトラアクリレート;
ジイソシアネートメチルベンゼン、ジイソシアネートメチルシクロヘキサン、イソフォロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン-2,4-ジイソシアネートのようなジイソシアネート化合物とグリシドールジメタクリレートとの付加体から得られるジアダクトなど。
歯科用硬化性組成物には、無機粉体、有機粉体等の種々の充填材が含有されているが、本発明の歯科用硬化性組成物には、干渉による着色光を発現させる目的で、平均一次粒子径が230nm~290nmの範囲内にある球状フィラー(B)、及び平均一次粒子径が100nm~500nmの範囲内にある球状フィラー(C)が配合される。本発明の歯科用硬化性組成物において特徴的なことは、球状フィラー(B)及び球状フィラー(C)が球状であり、且つ、球状フィラー(B)及び球状フィラー(C)を構成する個々の粒子の数のうち90%以上が平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在し、粒子径分布が狭い点である。干渉による着色光は、構成する粒子が規則的に集積されたときに生じる。したがって、本発明を構成する、球状であり且つ粒子径分布が狭い球状フィラー(B)及び球状フィラー(C)は、干渉による着色光が生じる。一方、粉砕等によって製造される不定形粒子の場合、粒子径分布が広く、形状も不均一であるため、規則的に集積されず、着色光は生じない。
(式(1)中、nPは、重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFBは、球状フィラー(B)の25℃における屈折率を表す。)
nP<nFC (2)
(式(2)中、nPは、重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFCは、球状フィラー(C)の25℃における屈折率を表す。)
重合開始剤は、本組成を重合硬化させる目的で配合させるが、公知の如何なる重合開始剤であっても特に制限されることなく用いられる。
本発明の歯科用硬化性組成物には、その効果を阻害しない範囲で、上記(A)~(D)成分のほか、公知の他の添加剤を配合することができる。具体的には、重合禁止剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。また、粘度調整等を目的として、光の波長より十分に小さく色調や透明性に影響を与え難い粒径のフィラーを配合することもできる。
本発明の歯科用硬化性組成物及び歯科用充填修復材料は、重合性単量体(A)、球状フィラー(B)、球状フィラー(C)、重合開始剤(D)、及び必要に応じて他の添加剤を混合することにより製造することができる。各成分の好適な例やその配合量は上述したとおりであるため、詳細な説明を省略する。
走査型電子顕微鏡(フィリップス社製、「XL-30S」)で粉体の写真を撮り、その写真の単位視野内に観察される粒子の数(30個以上)及び一次粒子径(最大径)を測定し、測定値に基づき下記式により平均一次粒子径を算出した。
上記(1)で得られた平均一次粒子径から前後5%を超えた粒子数を計測し、写真の単位視野内に観察される粒子の数(30個以上)で除し、得られた値を1から引いて100倍して、平均一次粒子径の前後5%の範囲に存在する粒子の割合を算出し、平均粒子径粒子の存在割合とした。
走査型電子顕微鏡(フィリップス社製、「XL-30S」)で粉体の写真を撮り、その写真の単位視野内にあるそれぞれの粒子(30個以上)について、その最大径に直交する方向の粒子径をその最大径で除した値の平均を均斉度とした。
<重合性単量体(A)の屈折率>
用いた重合性単量体(又は重合性単量体の混合物)の屈折率は、アッベ屈折率計((株)アタゴ製)を用いて25℃の恒温室にて測定した。
用いた重合性単量体(又は重合性単量体の混合物)の重合体の屈折率は、窩洞内での重合条件とほぼ同じ条件で重合した重合体を、アッベ屈折率計((株)アタゴ製)を用いて25℃の恒温室にて測定した。
用いた球状フィラー及び不定形フィラーの屈折率は、アッベ屈折率計((株)アタゴ製)を用いて液浸法によって測定した。
実施例及び比較例で調製された歯科用硬化性組成物のペーストを7mmφ×1mmの貫通した孔を有する型にいれ、両面にポリエステルフィルムを圧接した。可視光線照射器((株)トクヤマ製、パワーライト)で両面を30秒ずつ光照射し硬化させた後、型から取り出して、10mm角程度の黒いテープ(カーボンテープ)の粘着面に載せ、目視にて着色光の色調を確認した。
実施例及び比較例で調製された歯科用硬化性組成物のペーストを7mmφ×1mmの貫通した孔を有する型にいれ、両面にポリエステルフィルムを圧接した。可視光線照射器((株)トクヤマ製、パワーライト)で両面を30秒ずつ光照射し硬化させた後、型から取り出して、色差計((有)東京電色製、「TC-1800MKII」)を用いて、背景色黒、背景色白で分光反射率を測定し、背景色黒における反射率の極大点を着色光の波長とした。
右下1番の切端部欠損窩洞(幅2mm、高さ1mm)を再現した歯牙修復用模型歯、及び右下6番のI級窩洞(直径4mm、深さ2mm)を再現した歯牙修復用模型歯を用いて、欠損部に歯科用硬化性組成物のペーストを充填して硬化及び研磨し、色調適合性を目視にて確認した。なお、歯牙修復用模型歯としては、シェードガイド「VITAPAN Classical」におけるA系(赤茶色)の範疇の中にあって、高色相且つ高彩度の高色度模型歯(A4相当)及び低色相且つ低彩度の低色度模型歯(A1相当)、シェードガイド「VITAPAN Classical」におけるB系(赤黄色)の範疇の中にあって、高色相且つ高彩度の高色度模型歯(B4相当)及び低色相且つ低彩度の低色度模型歯(B1相当)、並びにシェードガイド「VITAPAN Classical」におけるC系(灰色)の範疇の中にあって、高色相且つ高彩度の高色度模型歯(C4相当)及び低色相且つ低彩度の低色度模型歯(C1相当)を用いた。
-評価基準-
A:修復物の色調が歯牙修復用模型歯と良く適合している。
B:修復物の色調が歯牙修復用模型歯と類似している。
C:修復物の色調が歯牙修復用模型歯と類似しているが適合性は良好でない。
D:修復物の色調が歯牙修復用模型歯と適合していない。
実施例及び比較例で調製された歯科用硬化性組成物のペーストを7mmφ×1mmの貫通した孔を有する型にいれ、両面にポリエステルフィルムを圧接した。可視光線照射器((株)トクヤマ製、パワーライト)で両面を30秒ずつ光照射し硬化させた後、型から取り出して、水中下37℃にて4カ月間保管し、保管後の色調を、色差計((有)東京電色製、「TC-1800MKII」)を用いて測定し、保管前後の色調の差をCIELabにおけるΔE*で表した。
ΔL*=L1*-L2*
Δa*=a1*-a2*
Δb*=b1*-b2*
なお、L1*:保管後の硬化体の明度指数、a1*,b1*:保管後の硬化体の色質指数、L2*:保管前の硬化体の明度指数、a2*,b2*:保管前の硬化体の色質指数、ΔE*:色調変化量である。
・1,6-ビス(メタクリルエチルオキシカルボニルアミノ)トリメチルヘキサン(以下、「UDMA」と略す。)
・トリエチレングリコールジメタクリレート(以下、「3G」と略す。)
・2,2-ビス[(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピルオキシ)フェニル]プロパン(以下、「bis-GMA」と略す。)
・カンファーキノン(以下、「CQ」と略す。)
・N,N-ジメチルp-安息香酸エチル(以下、「DMBE」と略す。)
・ヒドロキノンモノメチルエーテル(以下、「HQME」と略す。)
・二酸化チタン(白顔料)
・ピグメントイエロー(黄顔料)
・ピグメントレッド(赤顔料)
・ピグメントブルー(青顔料)
表1に示すような重合性単量体を混合し、重合性単量体M1、M2を調製した。表1中の括弧内の数値は、各重合性単量体の質量比を表す。
球状フィラーは、特開昭58-110414号公報、特開昭58-156524号公報等に記載の方法で製造した。すなわち、加水分解可能な有機ケイ素化合物(テトラエチルシリケート等)と加水分解可能な有機チタン族金属化合物(テトラブチルジルコネート、テトラブチルチタネート等)とを含んだ混合溶液を、アンモニア水を導入したアンモニア性アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール等)溶液中に添加し、加水分解を行って反応生成物を析出させる、いわゆるゾルゲル法を用いて製造した。
100gの重合性単量体M1又はM2に対して、0.3質量%のCQ、1.0質量%のDMBE、0.15質量%のHQMEを加えて混合し、均一な重合性単量体組成物を調製した。次に、乳鉢に表3に示した各球状フィラーを計りとり、上記重合性単量体組成物を赤色光下にて徐々に加えていき、暗所にて十分に混練して均一な硬化性ペーストとした。さらにこのペーストを減圧下脱泡して気泡を除去し歯科用硬化性組成物を製造した。得られた歯科用硬化性組成物について、上記の方法に基づいて各物性を評価した。組成及び結果を表3及び表4に示す。表3中の括弧内の数値は、各成分の配合量(単位:質量部)を表す。
100gの重合性単量体M1に対して、0.3質量%のCQ、1.0質量%のDMBE、0.15質量%のHQMEを加えて混合し、均一な重合性単量体組成物を調製した。次に、乳鉢に表3に示した各フィラーを計りとり、上記重合性単量体組成物を赤色光下にて徐々に加えていき、暗所にて十分に混練して均一な硬化性ペーストとした。さらにこのペーストを減圧下脱泡して気泡を除去し歯科用硬化性組成物を製造した。得られた歯科用硬化性組成物について、上記の方法に基づいて各物性を評価した。組成及び結果を表3及び表4に示す。
100gの重合性単量体M2に対して、0.3質量%のCQ、1.0質量%のDMBE、0.15質量%のHQMEを加えて混合し、均一な重合性単量体組成物を調製した。次に、乳鉢に表3に示した球状フィラーを計りとり、上記重合性単量体組成物を赤色光下にて徐々に加えていき、さらに二酸化チタン(白顔料)を0.050g、ピグメントイエロー(黄顔料)を0.001g、ピグメントレッド(赤顔料)を0.0005g、ピグメントブルー(青顔料)を0.0002g加えて暗所にて十分に混練して均一な硬化性ペーストとした。さらにこのペーストを減圧下脱泡して気泡を除去し歯科用複合修復材料を製造した。目視評価で高色度模型歯のA系統に適合する色調であった。続いて、上記の方法に基づいて各物性を評価した。組成及び結果を表3及び表4に示す。
Claims (14)
- 重合性単量体(A)、平均一次粒子径が230nm~290nmの範囲内にある球状フィラー(B)、平均一次粒子径が150nm~350nmの範囲内にある球状フィラーであって、前記球状フィラー(B)とは異なる平均一次粒子径を有する球状フィラー(C)、及び重合開始剤(D)を混合することを含む歯科用硬化性組成物の製造方法であって、
前記球状フィラー(B)及び前記球状フィラー(C)を構成する個々の粒子の数のうち90%以上が平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在し、
前記重合性単量体(A)、前記球状フィラー(B)、及び前記球状フィラー(C)が、下記式(1)及び(2):
nP<nFB (1)
(式(1)中、nPは、前記重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFBは、前記球状フィラー(B)の25℃における屈折率を表す。)
nP<nFC (2)
(式(2)中、nPは、前記重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFCは、前記球状フィラー(C)の25℃における屈折率を表す。)
で示される条件(X1)を満足する歯科用硬化性組成物の製造方法。 - 前記重合性単量体(A)100質量部に対し、前記球状フィラー(B)及び前記球状フィラー(C)を合計で100質量部~1500質量部混合する請求項1に記載の歯科用硬化性組成物の製造方法。
- 前記重合性単量体(A)100質量部に対し、前記球状フィラー(B)を50質量部以上混合し、且つ、前記球状フィラー(C)を50質量部以上混合する請求項2に記載の歯科用硬化性組成物の製造方法。
- 前記球状フィラー(C)の平均一次粒子径が230nm~290nmの範囲内にある請求項1~3のいずれか一項に記載の歯科用硬化性組成物の製造方法。
- 前記重合性単量体(A)が複数種の(メタ)アクリル化合物を含み、該重合性単量体(A)の25℃における屈折率が1.38~1.55の範囲内にある請求項1~4のいずれか一項に記載の歯科用硬化性組成物の製造方法。
- 前記球状フィラー(B)が球状のシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子であり、その25℃における屈折率が1.45~1.58の範囲内にある請求項1~5のいずれか一項に記載の歯科用硬化性組成物の製造方法。
- 前記歯科用硬化性組成物が歯科用充填修復材料である請求項1~6のいずれか一項に記載の歯科用硬化性組成物の製造方法。
- 重合性単量体(A)、平均一次粒子径が230nm~290nmの範囲内にある球状フィラー(B)、平均一次粒子径が150nm~350nmの範囲内にある球状フィラーであって、前記球状フィラー(B)とは異なる平均一次粒子径を有する球状フィラー(C)、及び重合開始剤(D)とを含有し、
前記球状フィラー(B)及び前記球状フィラー(C)を構成する個々の粒子の数のうち90%以上が平均一次粒子径の前後の5%の範囲に存在し、
前記重合性単量体(A)、前記球状フィラー(B)、及び前記球状フィラー(C)が、下記式(1)及び(2):
nP<nFB (1)
(式(1)中、nPは、前記重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFBは、前記球状フィラー(B)の25℃における屈折率を表す。)
nP<nFC (2)
(式(2)中、nPは、前記重合性単量体(A)を重合して得られる重合体の25℃における屈折率を表し、nFCは、前記球状フィラー(C)の25℃における屈折率を表す。)
で示される条件(X1)を満足する歯科用硬化性組成物。 - 前記重合性単量体(A)100質量部に対し、前記球状フィラー(B)及び前記球状フィラー(C)を合計で100質量部~1500質量部含有する請求項8に記載の歯科用硬化性組成物。
- 前記重合性単量体(A)100質量部に対し、前記球状フィラー(B)を50質量部以上含有し、且つ、前記球状フィラー(C)を50質量部以上含有する請求項9に記載の歯科用硬化性組成物。
- 前記球状フィラー(C)の平均一次粒子径が230nm~290nmの範囲内にある請求項8~10のいずれか一項に記載の歯科用硬化性組成物。
- 前記重合性単量体(A)として複数種の(メタ)アクリル化合物を含み、該重合性単量体(A)の25℃における屈折率が1.38~1.55の範囲内にある請求項8~11のいずれか一項に記載の歯科用硬化性組成物。
- 前記球状フィラー(B)が球状のシリカ・チタン族酸化物系複合酸化物粒子であり、その25℃における屈折率が1.45~1.58の範囲内にある請求項8~12のいずれか一項に記載の歯科用硬化性組成物。
- 請求項8~13のいずれか一項に記載の歯科用硬化性組成物からなる歯科用充填修復材料。
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