PL172401B1

PL172401B1 - Composition for bonding or coating hard tissue

Info

Publication number: PL172401B1
Application number: PL92304298A
Authority: PL
Inventors: Steven M Aasen; F Andrew Ubel Iii; Joel D Oxman; Sumita B Mitra; Jon W Fundingsland
Original assignee: Minnesota Mining & Mfg
Priority date: 1991-12-31
Filing date: 1992-12-30
Publication date: 1997-09-30
Also published as: WO1993012760A1; KR940703647A; JP3917171B2; CN1074112A; CA2126344C; DE69232499D1; KR100313199B1; JPH07502666A; BR9207012A; DK0620722T3; ATE214586T1; AU680608B2; ZA9210124B; RU2164130C2; DE69232499T2; IL104287A; MX9207632A; ES2170752T3; AU3425393A; EP0620722B1

Abstract

1. KOMPOZYCJA DO SPAJANIA LUB POWLEKANIA TWARDEJ TKANKI TAKIEJ JAK ZEBINA, ZAWIERAJACA POLIMER I MONOMER, TWORZACA UTWARDZALNA CIENKA WARSTWE Z POWIERZCHNIA ZMODYFIKOWANEJ ZE- BINY, MAJACA PO UTWARDZENIU WYTRZYMALOSC NA SCINANIE CO NAJMNIEJ 7 MPA, ZNAMIENNA TYM, ZE ZAWIERA ADHEZYWNIE SKUTECZNA ILOSC DYSPERGOWALNEGO W WODZIE CZYNNIKA TWORZACEGO CIENKA WARSTWE ORAZ ZAWIERA, JAKO ODDZIELNY SKLADNIK LUB LACZNIE Z CZYNNIKIEM TWORZACYM CIENKA WAR- STWE, KWAS O KWASOWOSCI PKA NIE WYZSZEJ OD KWASOWOSCI FENOLU, W ILOSCI OD 0,001 MOLA DO GRANICY ROZPUSZCZALNOSCI, PRZY CZYM CZYNNIK TWORZACY CIENKA WARSTWE ZAWIERA (A) ADHEZYWNIE SKUTECZNA ILOSC POLIMERU O PRZECIETNYM CIEZARZE CZASTECZKOWYM CO NAJMNIEJ 1100 I (B) ADHEZY- WNIE SKUTECZNA ILOSC POLIMERYZUJACEGO MONOMERU; ORAZ EWENTUALNIE SUBSTANCJE POMOCNICZE. P L 172401 B 1 (43) ZGLOSZENIE OGLOSZONO: 19.09.1994 BUP 19/94 (30) PIERWSZENSTWO: 31.12.1991, US,07/815404 (72) TWÓRCY WYNALAZKU: STEVEN M. AASEN, ST. PAUL, US F. ANDREW III UBEL, ST. PAUL, US JOEL D. OXMAN, ST. PAUL, US SUMITA B. MITRA, ST. PAUL, US JON W. FUNDINGSLAND, ST. PAUL, US (74) PELNOMOCNIK: KULIKOWSKA WANDA, "KULIKOWSKA & KULIKOWSKI", BIURO ZNAKÓW TOWARO- WYCH I PATENTÓW PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja do spajania lub powlekania twardej tkanki, tworząca utwardzalną cienką warstwę z powierzchnią zmodyfikowanej zębiny.

W ostatnich lataeh istnieje coraz wieksze zainteresowanie w stomatologii snoiwami

U - - - _σ--— -wiążącymi się z twardymi tkankami, takimi jak zębina. Siły wytwarzane przez polimeryzacyjne kurczenie się materiałów stomatologicznych sugerują, że pożądana byłaby minimalna siła adhezji dla spajania materiałów stomatologicznych z twardymi powierzchniami w procedurach klinicznych in vivo. Przykładowo, M. Jensen, w Polymerization Shrinkage and Microleakage, International Symposium on Posterior Composite Resin Dental Restorative Materials, 243-44 (1985) pisze o sile skurczu wynoszącej 7,3 MPa dla tradycyjnych materiałów kompozytowych. W wielu przypadkach nie osiągano minimalnej siły spajania, na skutek czego istniało bezpośrednie połączenie pomiędzy zębiną a jamą ustną poprzez szczeliny pomiędzy materiałem wypełnienia a ściankami wnęki. To właśnie może być częściowo odpowiedzialne za dolegliwości pacjenta związane z wrażliwością oraz za podrażnienie i zapalenie miazgi. Patrz Tao, The relationship between dentin bond strengths and dentin permeability, Dental Materials, vol. 5, 133-39 (1989).

Ostatnio opracowano nowy sposób zakładania podkładu i wprowadzono do handlu łatwo utwardzane spoiwo stomatologiczne ScotchBond 2™ z podkładem stomatologicznym Scotchprep™ (dostępny w handlu z firmy 3M). Przy tym sposobie zakładania podkładu osiągnięto średnią wytrzymałość na ścinanie in vitro powyżej 20 MPa. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4 719 149 (Aasen i in.) opisano ten wynalazek jako dwuskładnikowy układ składający się z kwasu i monomeru stanowiącego rozpuszczalny w wodzie czynnik tworzący cienkąwarstwę, przydatny przy nakładaniu podkładu na twardą tkankę (np. zębinę). Zastosowano kwas, który ma współczynnik pKa mniejszy niż lub równy odpowiadającemu współczynnikowi dla fenolu. Sole wapnia tego kwasu są rozpuszczalne w czynniku tworzącym cienką warstwę. Ten czynnik tworzący cienką warstwę przedstawiono przykładowo jako zawierający różne dwufunkcyjne i jednoftinkcyjne monomery oraz ewentualne współrozpuszczalniki, przy czym korzystne są 2-hydroksyetylometakrylan i woda.

Kusumoto i in., w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4.535.102, opisał spoiwowy materiał powłokowy dla twardej tkanki zawierający (1) polimer o liczbie kwasowej 30-700 i w powtarzających się zespołach zawierający grupę hydrofobową i dwie grupy karboksylowe lub j edną grupę bezwodnika karboksylowego złączoną z polimerem, oraz (2) zdolny do polimeryzacji związek winylu lub mieszaninę wymienionego zdolnego do polimeryzacji związku winylu i organicznego związku tytanianu.

Engelbrecht i in., w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4.806.381, opisał oligomerowe lub prepolimerowe związki organiczne, które zawierają zarówno zdolne do polimeryzacji grupy nienasycone, jak i rodniki kwasowe, ich sole lub ich reaktywne pochodne. Związki te spajają się z podłożami biologicznymi, takimi jak tkanka zębowa.

Beech i in., w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4.732.943, opisał spoiwo zawierające (a) kondensat s-kaprolaktamu z jednym lub kilkoma monomerami akrylu zawierającymi grupy wodorotlenowe i (b) polimer zawierający grupy wiążące zdolne do łączenia się z zębiną.

Ważnym ograniczeniem w stanie techniki były trudności spajania z twardą tkanka^ jeśli nie została ona wysuszona. Wymaga to utrzymywania suchej powierzchni zęba podczas zakładania podkładu, co w praktyce trudnojest zapewnić. Przykładowojama ustna jest samoistnie wilgotna i twarda tkanka jest podatna na perfuzję płynu z komory miazgi zęba. Uważa się, że podatność powierzchni zęba na tę perfuzję płynu jest funkcją bliskości przygotowanej powierzchni w stosunku dp komory miazgi zęba. Blisko miazgi kanaliki sąbardzo blisko siebie, a zawartość wody w tej głębokiej zębinie jest bardzo wysoka. Patrz: Pashley, Dentin: A Dynamie Substrate, Scanning Microscopy, vol. 3, nr 1, 161-76 (1989).

Ponadto, materiały stomatologiczne spajają się słabo z zębiną stwardniałą i ze szkliwem szyjki. Zębina stwardniała charakteryzowana jest jako zębina przemineralizowana (tzn. zawar4

172 401 tość kanalików zębiny jest zmineralizowana) i ma zabarwienie do przezroczystego do intensywnie żółtego lub żółtobrązowego.

W trakcie prac nad kompozycjami do spajania lub powlekania twardej tkanki okazało się . że jeśli do czynnika tworzącego cienką warstwę składającego się z polimeryzującego monomeru i polimeru o stosunkowo niskim ciężarze cząsteczkowym zostanie wprowadzony kwas jako składnik odrębny lub grupy kwasowe na wymienionym polimerze uzyskuje się doskonały materiał podkładowy spajający się z zębiną w warunkach wilgotności jamy ustnej, o wytrzymałości na ścinanie co najmniej 7 MPa.

Według wynalazku kompozycja do spajania lub powlekania twardej tkanki, zawierająca polimer i monomer, tworząca utwardzalnącienką warstwę z powierzchnią zębiny, zawiera adhezywnie skuteczne ilości dyspergowalnego w wodzie czynnika tworzącego cienką warstwę oraz zawiera, jako oddzielny składnik lub łącznie z czynnikiem tworzącym cienką warstwę, kwas o kwasowości pKa nie wyższej od kwasowości fenolu, w ilości od 0,001 mola do granicy rozpuszczalności, przy czym czynnik tworzący cienką warstwę zawiera (a) adhezywnie skuteczną ilość polimeru o przeciętnym ciężarze cząsteczkowym co najmniej 1100 i (b) adhezywnie skuteczną ilość polimeryzującego monomeru; oraz ewentualnie substancje pomocnicze.

Wymieniona kompozycja zawiera kwas lub grupy kwasowe o współczynniku kwasowości pKa od około -10 do około +5. Kwasami o takiej kwasowości, które można stosować w kompozycji według wynalazku korzystnie są to np. kwas sulfonowy, kwas karboksylowy, kwas dikarboksylowy, kwas fosfonowy, kwas fosforowy, kwasy nieorganiczne i ich kombinacje.

Ilości stosowanego monomeru i polimeru zdeterminowane są wymogiem skuteczności adhezywnej. Z uwagi na szerokągamę możliwości doboru i polimeru i w mniejszym stopniu monomeru istotne jest, by czynnik tworzący cienką warstwę zawierał polimeryzujący monomer i polimer o średniej masie cząsteczkowej w zakresie 1.100 do 1.000.000, korzystnie 5.000 do 200.000. Korzystnie stosuje się polimer mający grupy hydrofilowe dobrane spośród grup obejmujących wiązania amidowe, grupy karboksylowe, sole, grupy hydroksylowe, wiązania polieterowe, grupy kwasu sulfonowego oraz ich kombinacje.

Kompozycja według wynalazku może jako polimer i kwas zawierać polimer posiadający co najmniej jeden rodnik kwasowy dobrany z grupy obejmującej kwas karboksylowy, kwas mineralny, fenol, kwasy alkilosulfonowe i kwasy arylosulfonowe; sól rodnika kwasowego oraz reaktywną pochodną rodnika kwasowego dobraną z grupy złożonej z bezwodników kwasowych, halogenków kwasowych i estrów, o kwasowości nie wyższej od kwasowości fenolu.

Na ogól. polimer zawiera jedną lub więcej grup polimeryzujących dobranych spośród akrylanów, metakrylanów lub ich kombinacji. Korzystnym polimerem jest kwas polialkenokarboksylowy, dalej modyfikowany przez włączenie dodatku polimeryzujących grup reaktywnych.

Kompozycja jako monomer zawiera monomer lub oligomer posiadający jedną lub więcej grup ulegających polimeryzacji dobranych spośród grup akrylanowych, metakrylanowych i ich kombinacji np. taki jak wyszczególnione poniżej. Korzystnym monomerem jest metakrylan 2-hydroksyetylu.

Czynnik tworzący cienką warstwę ponadto zawiera wodę i dostateczną ilość grup ulegających dyspersji w wodzie, nadających wymienionemu czynnikowi, z wyłączeniem jakiejkolwiek wody w nim zawartej, rozpuszczalność lub dyspergowalność w wodzie wynoszącą co najmniej 5% wagowo. Korzystnymi, nadającymi dyspergowalność w wodzie grupami są grupy hydroksylowe, grupy karboksylowe, grupy kwasu sulfonowego, sole kationowe, wiązania amidowe i wiązania polieterowe.

Wynalazek jest szczególnie przydatny do spajania z lub powlekania stwardniałej zębiny i szkliwa przyszyjkowego lub dla spajania z lub powlekania twardej tkanki w środowisku o dużej wilgotności. Powstały z kompozycji podkład umożliwia wytworzenie bardzo silnych wiązań z zębiną (łącznie z zębiną stwardniałą), wykazując wytrzymałość na ścinanie nawet do 30 MPa, oznaczoną za pomocą opisanej tu procedury. Badania wykazują, że można otrzymać bardzo trwałe spojenie z bardzo niewielkąmikronieszczelnościąlub bez żadnej wykrywalnej mikronie172 401 szczelności. Kompozycje według wynalazku mogąbyć ewentualnie sporządzone na bazie wody, dzięki czemu zostaje zasadniczo wyeliminowana konieczność nakładania ich w polu suchym.

Twardymi tkankami, które mogąbyć spajane lub powlekane kompozycja według wynalaz.... -..........a nrłgi—---+d„,~ 4«1e ~~1~, Wn ac£ uvai^i luućrut i jon Łtyjy {lĄc iąCduic i. Cz.pjCrnini składowymi, ktÓiyiTU Są szkliwo, zębina i kostniowo), kości, paznokcie i substancje rogowe. Wynalazek jest szczególnie użyteczny przy spajaniu lub powlekaniu zębiny, zębiny stwardniałej, szkliwa i szkliwa szyjkowego.

Sposób spajania z lub powlekania twardej tkanki, przy użyciu kompozycji według wynalazku obejmuje następujące etapy:

(a) nakładanie na twardątkankę skutecznych pod względem spajania ilości kwasu i dyspergowalnego w wodzie czynnika tworzącego cienką warstwę, zawierającego polimer oraz (b) utwardzanie tego czynnika tworzącego cienką warstwę.

Dla celów wynalazku określenie “utwardzanie” należy rozumieć jako powstawanie kowalentnie lub jonowo usieciowanego polimeru w przeciwieństwie do samego suszenia poprzednio przygotowanego polimeru w ceiu usunięcia z niego nośnika rozpuszczalnikowego lub tylko chłodzenia uprzednio roztopionego polimeru termoplastycznego.

W kompozycji według wynalazku czynnikiem tworzącym cienką warstwę jest substancja dyspergowalna w wodzie lub mieszanina substancji dyspergowalnych w wodzie. Substancjami takimi są organiczne monomery, oligomery, polimery lub współrozpuszczalniki. Czynnik tworzący cienkąwarstwę zawiera co najmniej jeden polimer przed etapem utwardzania ijest zdolny do tworzenia utwardzalnej (np. polimeryzującej) ciągłej lub półciągłej cienkiej warstwy na powierzchni twardej tkanki. W tym zastosowaniu “dyspergowalny w wodzie” czynnik tworzący cienką warstwę ma dyspergowalność w wodzie lub korzystniej rozpuszczalność w wodzie (z wyłączeniem wody, która może występować w czynniku tworzącym cienką warstwę) wynoszącą co najmniej około 5% wagowych. Korzystniej czynnik tworzący cienką warstwę może być mieszany z wodąwe wszystkich proporcjach. W skrócie dyspergowalność i rozpuszczalność zbiorczo nazywana będzie dyspergowalnością. W tym zastosowaniu “rozpuszczalność” oznacza zdolność substancji do tworzenia roztworu, to znaczy albo roztworu właściwego, albo roztworu koloidalnego. Roztwór właściwy jest jednorodnie zdyspergowaną mieszaniną na poziomie molekularnym lub jonowym jednej lub kilku substancji (substancja rozpuszczana) w jedńej lub kilku substancjach (rozpuszczalnik). Te dwie części roztworu nazywane są fazami. Dyspersja koloidalna często nazywana jest roztworem. Ponieważ cząstki koloidalne są większe niż molekułu, nie jest ścisłe nazywanie takich dyspersji roztworami. Jednakże określenie to jest szeroko stosowane w literaturze. W tym zastosowaniu “dyspergowalność” oznacza zdolność substancji do tworzenia dyspersji, to znaczy systemu dwufazowego, w którym jedna faza składa się z drobnych cząstek, często koloidalnych, rozmieszczonych w substancji podstawowej, przy czym cząstki te stanowią fazę rozproszoną lub wewnętrzną, a substancja podstawowa stanowi fazę ciągłą lub zewnętrzną.

Aby uczynić czynnik tworzący cienką warstwę dyspergowalnym w wodzie, korzystnie czynnik ten zawiera jedną lub kilka substancji o wystarczającej liczbie grup tworzących z wodą zawiesinę, takichjak grupy hydroksylowe, grupy karboksylowe, grupy kwasu sulfonowego, sole kationowe (np. grupy amonowe, fosfoniowe lub sulfoniowe), wiązania amidowe lub wiązania polieterowe. Czynnik tworzący cienką warstwę przed usunięciem składników lotnych korzystnie zwi l ża twardątkankę. Korzystni e ma on lepkość wystarczaj ąco małą, by wpływał w szczeliny już istniejące w powierzchni tkanki lub tworzone w niej działaniem kwasu. Po usunięciu składników lotnych czynnik tworzący cienką warstwę korzystnie ma lepkość wystarczająco dużą, aby mógł wytrzymać wypieranie przez płyny zębinowe lub inne ciecze pochodzące z zewnątrz. Utwardzanie czynnika tworzącego cienką warstwę można wspomóc przez zastosowanie substancji, które ulegaaąpolimeryzacji. Szczególnie korzystnyjest dodatek np. związków winylu, takich jak akrylany i metakrylany. Czynnik tworzący cienką warstwę może również zawierać odpowiednie katalizatory polimeryzacji (np. fotoinicjatory) dla wspomagania utwardzania czynnika tworzącego cienką warstwę.

172 401

Jako polimer w czynniku tworzącym cienką warstwę stosuje się liniowe, rozgałęzione lub cykliczne polimery utworzone przed etapem utwardzania. W kompozycji według wynalazku polimer jest związkiem chemicznym posiadającym co najmniej dwa powtarzające się zespoły. Mogą być one polimerami etylenowo nienasyconych monomerów, albo też mogą być związkami polimerowymi takimi jak poliester, poliamid, polieter, glikol polietylenowy, dimetakrylan glikolu polietylenowego i diakrylan, polisacharyd, celuloza, polipropylen, poliakryionitryl, poliuretan, polichlorek winylu, polimetakrylan metylu, żywica fenolowo-formaldehydowa, żywica melaminowo-formaldehydowa i żywica karbamidowo-formaldehydowa. Ewentualnie mogą być stosowane mieszaniny takich polimerów.

Korzystnymi polimerami są polimery etylenowo nienasyconych monomerów. Polimery te mogą być homopolimerami lub kopolimerami i mogą zawierać grupy hydrofilowe lub hydrofobowe. Polimery te mogą ewentualnie zawierać grupy kwasowe, ich sole lub ich reaktywne pochodne. Szczególnie korzystne polimery zawierają grupy reaktywne, które dalej reagują (tzn. sieciują lub kopolimeryzują) z innymi składnikami czynnika tworzącego cienką warstwę, z żywicą powłoki (tzn. z dodatkowym czynnikiem tworzącym cienką warstwę) lub z wypełnieniem stomatologicznym. Szczególnie korzystne sądodatkowe polimeryzowalne grupy reaktywne (np. grupy winylowe, takie jak akrylany i metakrylany). Polimery etylenowo nienasyconych monomerów sączęsto stosowane w stomatologicznych szklanych cementach jonomerowych. Polimery te są szczególnie użyteczne w kompozycji według wynalazku, ponieważ mają one zwykle dobrąkompatybilność biologiczną, sądyspergowalne w wodzie i maja odpowiedni ciężar cząsteczkowy. Szczególnie korzystne polimery zawierają grupy funkcyjne, które mająpowinowactwo do tkanki twardej. Przykładowo do grup tych należą grupy beto-dikarbonylowe i grupy kwasu karboksylowego. Składnikiem polimerowym cementu jonomerowego jest często kopolimer kwasu akrylowego i kwasu itakonowego, chociaż mogąbyć stosowane inne monomery, nazywane są tu kwasami polialkenowymi. Patrz Prosser i in., Developments in Ionic Polymers -1, rozdział 5, Applied Science Publishers (London and New York, 1983). Ostatnio polimery takie dodatkowo zmodyfikowano w laboratorium Zgłaszającego przez wprowadzenie dodatkowych polimeryzujących grup reaktywnych. Ich przygotowanie opisano w europejskim zgłoszeniu patentowym nr 0 323 120 oraz w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 5 130 347.

Odpowiednie polimery dla kompozycji według wynalazku mają średnią masę cząsteczkową przed utwardzaniem większą od około 1100, chociaż korzystnie nie większąniż 1.000.000, ocenianą na podstawie wzorca polistyrenowego przy użyciu chromatografii żelowej. Najkorzystniej polimery w kompozycji według wynalazku mają średnią masę cząsteczkową przed utwardzaniem w zakresie 5.000 - 200.000.

Odpowiednie składniki monomerowe w czynniku tworzącym cienką warstwę obejmują akrylan 2-hydroksyetylu, metakrylan 2-hydroksyetylu (“HEMA”), akrylan lub metakrylan 2- i

3-hydroksypropylu, akrylan lub metakrylan, 1,3- i 2,3-dihydroksypropylu, 1,3-diakrylan i 1,3-dimetakrylan 2-hydroksypropylu, 1,2-diakrylan i 1,2-dimetakrylan 3-hydroksypropylu, diakrylan i dimetakrylan pentaerytrytolu, kwas akrylowy, kwas metakrylowy, chlorek 2-etylometakrylotrimetyloamoniowy, kwas 2-akryloamido-2-metylopropanosulfonowy, akryloamid, metakryloamid 2-hydroksyetyloakryloamid i -metakryloamid, N,N-bis(2-hydroksyetylo)akryloamid i -metakryloamid, N-alkilo-N-hydroksyetyloakryloamidy i metakryloamidy, 2- i 3-hydroksypropyloakryloamid i metakryloamid, chlorek metakryloamidopropylotrimetyloamoniowy, diakrylan i dimetakrylan glikolu polietylenowego (400), diakrylan i dimetakrylan glicerolu, monoakrylan i monometakrylan glicerolu, triakrylan i trimetakrylan pentaerytrytolu oraz ich mieszaniny. Oczekuje się, że tam gdzie odpowiedni jego monomer akrylanowy, podobnie odpowiedni będzie jego analog metakrylanowy.

Kwasy stosowane w kompozycji według wynalazku mogąbyć kwasami nieorganicznymi lub kwasami organicznymi. W przypadku kwasów organicznych, kwasy te mogąbyć monomerowe, oligomerowe lub polimerowe. Odpowiednimi kwasami nieorganicznymi są HBr, HCl i HNO3. Odpowiednimi kwasami organicznymi sąkwas octowy, kwas α-chloropropionowy, kwas 2-akryloamido-2-metylopropanosulfonowy, kwas akrylowy, kwas benzenosulfonowy, kwas

172 401 benzoesowy, kwas bromooctowy, kwas 10-kamforochinonowy, kwas 10-kamforosulfonowy, kwas chlorooctowy, kwas cytrakonowy, kwas cytrynowy, kwas dibromooctowy, kwas dichloroortowv ester di_-Hema kwasu 1 2 4 5_-hen7enn1'etrn1r;ł'rhnVsv1nweCTo 2 4_-dinitrofe_nol kw_ac *----- JT ----- - . . —,, . «ΛαΛί VI VXVIIVI, f 1 1 Γ» 1 O 1 1 1 Λ . 1 1 4- m i f> t mrówkowy, kwas fumarowy, kwas 2-hydroksy-4-metoKsyDenzoienono-5-suironowy, kwas maleinowy, kwas metakrylowy, kwas 2-naftalenosulfonowy, kwas azotowy, kwas szczawiowy, p-nitrofenol, kwas fosforowy, estry kwasu fosforowego (takie jak 2,2'-bis(a-metakryioksy-e-hydroksypro^poksyfenylo)propanodifosfonian (Bis-GMA-difosfonian), fosforyn dibutylowy, fosforan di-2-etyloheksylu, fosforyn, di-2-etyloheksylu, monofosforan hydroksy- etylometakrylanowy, fosforan glicerylodimetakrylowy, fosforan 2-glicerylu, kwas glicerylofosforowy, fosforan metakryloksyetylowy, monofosforan pentaerytrytolotriakrylanowy, monofosforan pentaerytrytolotrimetakrylanowy, monofosforan dipentaerytrytolopentakrylanowy oraz monofosforan dipentaerytrytolopentametakrylanowy, kwas piwalowy, kwas propionowy, kwas siarkowy, kwas toluenosulfonowy, kwas tribromooctowy, kwas trichlorooctowy, kwas trifuorooctowy, kwas trifluorometanosulfonowy i kwas trihydroksybenzoesowy. Ewentualnie mogą być stosowane mieszaniny tych kwasów. Zamiast samego kwasu można ewentualnie zastosować prekursor kwasu, taki jak bezwodnik kwasu, np. bezwodnik kwasu 4-metakryloksyetylotrimelItowego (4-META), halogenek kwasowy (łącznie z halogenkami kwasów nieorganicznych, takich jak kwasy Lewisa, np. chlorek żelazowy oraz halogenki kwasów organicznych) lub ester, np. dający potrzebny kwas in situ. Odpowiednimi kwasami są kwasy mineralne, kwasy karboksylowe, kwasy sulfonowe i fenole, przy czym korzystne są kwasy karboksylowe, kwasy alkilosulfonowe, kwasy arylosulfonowe i kwasy fosfoniowe.

Kwas ma współczynnik pKa w wodzie mniejszy niż hib równy odpowiadającemu współczynnikowi fenolu. Współczynnik pKa kwasu może wynosić od około -20 do około +10, korzystnie od około - 10 do około +5.

Kwas, w przypadku równoczesnego nakładania z czynnikiem tworzącym cienką warstwę, powinien być wystarczająco rozpuszczalny w tym czynniku oraz powinien być obecny w wystarczającej ilości (łącznie z ewentualnymi współrozpuszczalnikami obecnymi w czynniku tworzącym cienką warstwę), do zapewnienia żądanego stopnia adhezji do danej tkanki twardej i dla danego zastosowania. Przykładowo, na zębinie stopień adhezji korzystnie powinien zapewnić średnią wytrzymałość na ścinanie co najmniej 7 MPa, a korzystniej co najmniej 12 MPa.

W kompozycji według wynalazku mogą być stosowane kwasy dające w podkładach nierozpuszczalne sole wapnia. Przykładowo, kiedy kwas i czynnik tworzący cienką warstwę nakłada się kolejno, kwas może tworzyć nierozpuszczalne sole wapnia, które sąrozpuszczalne w ewentualnym współrozpuszczalniku i/lub w kolejno nakładanym czynniku tworzącym cienką warstwę (łącznie z ewentualnymi współrozpuszczalnikami, które są obecne w czynniku tworzącym cienką warstwę). Jednakże sole te mogą być wypłukiwane z twardej tkanki przed nałożeniem czynnika tworzącego cienką warstwę, aby nie wpływać szkodliwie na adhezję.

“Rozpuszczalnym” kwasem lub solą wapnia kwasu, według użytego tu określenia, jest kwas lub sól, która po zmieszaniu z czynnikiem tworzącym cienką warstwę, w żądanych warunkach zastosowania, rozpuszcza się tworząc jednorodną mieszaninę cieczy. Takie warunki obejmują temperaturę (np. temperaturę ciała), czas (np. czas, przez który podkład może pozostawać na powierzchni twardej tkanki przed utwardzeniem czynnika tworzącego cienką warstwę) oraz stężenie (np. stężenie kwasu i soli wapnia, która może powstawać w czynniku tworzącym cienką warstwę, kiedy podkładjest nakładany na zawierającą wapń twardą tkankę, takąjak zęby lub kości). Alternatywnie, kiedy kwas i czynnik tworzący cienką warstwę są nakładane kolejno, “rozpuszczalny” kwas lub sól wapniowa kwasu, według stosowanego tu określenia, oznacza kwas lub sól, która po zmieszaniu z ewentualnym współrozpuszczalnikiem w żądanych warunkach zastosowania rozpuszcza się tworząc jednorodną mieszaninę ciekłą.

Kwas może być ciałem stałym lub ciekłym. W przypadku ciała stałego, należyje rozpuścić w odpowiednim rozpuszczalniku, aby umożliwić zwilżanie przez kwas twardej tkanki. Ciekłe kwasy mogą również być rozpuszczane w odpowiednim rozpuszczalniku, na przykład w celu ułatwienia zwilżania. Korzystnymi rozpuszczalnikami dla kwasu sąwspółrozpuszczalniki, które

172 401 pomagają w zwilżaniu twardej tkanki i w rozpuszczaniu lub dyspergowaniu substancji. Odpowiednie współrozpuszczalniki obejmują wodę, alkohole takie jak metanol, etanol, 1-propanol, 2-propanol i 2-metylo-2-propanol, ketony takie jak aceton i keton’ metylowoetylowy, aldehydy takie jak formaldehyd, aldehyd acetalowy, aldehyd propionowy, akroleina, aldehyd glutarowy i aldehyd 2-hydroksyadypinowy, amidy takie jak acetamid i N,N-dimetyloformamid oraz inne substancje, takie jak tetrahydrofuran i sulfotlenek dimetylu. Czynnik tworzący cienką warstwę korzystnie zawiera mniej niż około 95% wagowych współrozpuszczalnika, jeszcze korzystniej od około 15 do około 85% wagowych współrozpuszczalnika.

Kwas i czynnik tworzący cienką warstwę można nakładać na twardą tkankę równocześnie lub kolejno. Kiedy kwas i czynnik tworzący cienkąwarstwę nakłada się równocześnie, wówczas korzystna ilość kwasu do rozpuszczenia w czynniku tworzącym cienką warstwę będzie wynosić w zakresie od około 0,001 M do granicy rozpuszczalności. Optymalna ilość zależy częściowo od współczynnika pKa kwasu. Przykładowo, dla kwasów sulfonowych, korzystne jest stężenie w zakresie od około 0,01 M do około 0,5 M. Kiedy kwas i czynnik tworzący cienką warstwę nakłada się kolejno, wówczas korzystna ilość kwasu do rozpuszczenia we współrozpuszczalniku będzie wynosić w zakresie od około 0,001 M do granicy rozpuszczalności. Jeżeli kwas i czynnik tworzący cienkąwarstwę nakładane kolejno, wówczas kwas ewentualnie może być spłukiwany z twardej tkanki (np. przez płukanie wodą) przed nałożeniem czynnika tworzącego cienką warstwę, albo też czynnik tworzący cienką warstwę można nakładać na kwas bez pośredniego etapu płukania. Preparaty zawierające czynnik tworzący cienką warstwę niekiedy nazywane są “podkładem” niezależnie od tego czy stosuje się nakładanie równoczesne, czy nakładanie kolejne.-Takwięc kiedy kwas i czynnik tworzący cienką warstwę nakłada się na twardą tkankę równocześnie, wówczas kwas i czynnik tworzący cienką warstwę będą nazywane łącznie “podkładem”. Kiedy kwas i czynnik tworzący cienkąwarstwę sąnakładane na twardątkankę kolejno, wówczas kwas, jeśli jest w rozpuszczalniku, będzie czasami nazywany “czynnikiem trawiącym”, a czynnik tworzący cienką warstwę będzie czasami nazywany “podkładem”. Podczas stosowania kompozycji według wynalazku pozostawia się podkład na twardej tkance przez wymagany okres czasu. Następnie łatwo lotne współrozpuszczalniki usuwa się np. przez suszenie powietrzem co zmienia powierzchnię twardej tkanki i pozostawia resztkową cienką warstwę na powierzchni twardej tkanki (a w przypadku zębiny, “warstwę hybrydową” z twardą tkanką). Utworzoną resztkową cienką warstwę powleka się warstwą dodatkowego czynnika tworzącego cienką warstwę (ten dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę -może być rozpuszczalny w wodzie lub nierozpuszczalny w wodzie, ale powinien korzystnie tworzyć roztwór jednorodny w połączeniu z resztkową cienką warstwą, a następnie tendodatkowy czynnik tworzący cienkąwarstwę i resztkową cienką warstwę utwardza się i ewentualnie pokrywa kompozytowym, leczniczym, szklanym cementem jonomerowym, szczeliwem lub inną utwardzalną powłoką (dalej takie kompozyty, środki lecznicze, szklane cementy jonomerowe, szczeliwa i inne powłoki utwardzalne nazywane będą zbiorczo “wzmocnieniami”). Użyte tu określenie “zmodyfikowana powierzchniowo tkanka twarda” odnosi się do tkanki twardej, na którą została naniesiona kompozycja według wynalazku. Użyte tu określenie “warstwa hybrydowa” odnosi się do warstwy wzmocnionej żywicą zębiny, która składa się z kolagenu i ewentualnie hydroksyapatytu, który jest infiltrowany i otoczony przez monomery, oligomery i polimery czynnika tworzącego cienką warstwę i ewentualnie dodatkowego czynnika tworzącego cienką warstwę. Wynalazek umożliwia zatem nakładanie podkładu na twardą tkankę w celu polepszenia wytrzymałości spoj enia lub trwałości spojenia nałożonego wzmocnienia lub powłoki.

Podkład może zawierać tylko kwas i czynnik tworzący cienką warstwę. Inne środki wspomagające, takie jak katalizatory polimeryzacji, leki, związki fluoru, indykatory, barwniki, czynniki zwilżające, czynniki buforujące, środki tiksotropowe itp., mogą być zawarte w podkładzie, ewentualnie po osiągnięciu żądanego stopnia zdolności spajania i przydatności do stosowania na danej tkance twardej.

Tkankę twardą, na którą nakłada się podkład, korzystnie najpierw czyści się konwencjonalnymi sposobami (np. przez zdzieranie wiertłem), płucze się (np. wodą) i suszy się (np. powie172 401 trzem). Jeśli trzeba, głębokie ubytki w zębach można wykładać konwencjonalnym materiałem podkładowymi (np. wodorotlenkiem wapnia lub szklanym cementem jonomerowym).

Kwas i czynnik tworzący cienką warstwę powinien być pozostawiony na powierzchni twardej tkanki dostatecznie długo, aby zapewnić żądany sropień spojenia podkładu. Czas przebywania będzie zależeć od zastosowanego kwasu i czynnika tworzącego cienką warstwę, od tego czy stosuje się równoczesne, czy kolejne nakładanie kwasu i czynnika tworzącego cienką warstwę, od rodzaju twardej tkanki i od jej przeznaczenia oraz od czasu, który można przeznaczyć na przeprowadzenie procedury nakładania podkładu. Dla nakładania podkładu na zębinę i szkliwo czasy przebywania mniejsze niż około 5 minut, korzystnie około 5 sekund do 1 minuty, zapewniająbardzo skuteczne nakładanie podkładu, chociaż można stosować krótsze lub dłuższe czasy, jeśli jest to potrzebne.

Jak wspomniano powyżej, na podkład nakłada się ewentualnąwarstwę dodatkowego czynnika tworzącego cienką warstwę dyspergowalnego w wodzie lub niedyspergowalnego w wodzie i następnie utwardza się. Korzystnie taki dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę jest kopolimeryzowany z cienką warstwą utworzoną przez usunięcie lotnych współrozpuszczalników z podkładu i zawiera katalizator polimeryzacji (korzystnie fotoinicjator) zdolny do utwardzania cienkiej warstwy i dodatkowego czynnika tworzącego cienką warstwę. Jeżeli jest to pożądane, dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę może zawierać konwencjonalne wypełniacze i może również zawierać dodatki wspomagające typu opisanego powyżej. Szczególnie korzystny dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę otrzymuje się przez łączenie (1) dwumetakrylanu (“Bis-GMA”) pochodzącego z reakcji pomiędzy kwasem metakrylowym a eterem dwuglicydowym bisfenolu A z (2) hydrofilowym monomerem, takim jak HEMA, metakrylan hydroksypropylowy lub kwas metakrylowy. Odpowiednie monomery do stosowania jako dodatkowy czynnik tworzący cienką, warstwę obejmują monomery opisane powyżej, jak również metakrylan tetrahydrofurfuralowy, 1,3-dimetakrylan glicerylu, dimetakrylan glikolu trietylenowego, metakrylan etylu, metakrylan n-heksylu, dimetakrylan glikolu polietylenowego (“PEGDMA”) oraz dimetakrylan 1,6-heksandiolu. Ewentualnie, dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę może zawierać polimery typu opisanego powyżej. Dodatkowy czynnik tworzący cienkąwarstwę może zawierać współrozpuszczalniki typu opisanego powyżej.

Katalizatorami polimeryzacji, które mogą być zawarte w podkładzie lub w dodatkowym czynniku tworzącym cienką warstwę są katalizatory samoutwardzalne lub utwardzalne światłem (tzn. katalizatory, które są czułe na promieniowanie aktyniczne, takie jak światło widzialne), takie jak wspomniane w kolumnach 28 i 29 opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 4 539 382, podstawiane grupą chromoforowąhalometylo-s-triazyny, takie jak przedstawione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3 954 475, podstawione grupąchromoforowąhalometylo-oksadiazole, takie jak przedstawione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4 212 970, oraz sole aryliodoniowe, takie jak przedstawione w europejskim zgłoszeniu patentowym nr 0 290 133.

Jak również wspomniano powyżej, podkład i ewentualnie dodatkowy czynnik tworzący cienkąwarstwę korzystnie powleka się tradycyjnym wzmocnieniem lub powłoką, po czym przeprowadza się czynności wykańczające zabieg znanym sposobem. Przykładowo, na tkance zęba podkład można pokryć spoiwem stomatologicznym, stomatologicznym cementem jonomerowym i/lub stomatologicznym materiałem wzmacniającym i użyćje przykładowo dla uzupełnienia zębów, do instalowania koronek, mostków lub innych urządzeń protetycznych, do spajania wsporników ortodontycznych ze szkliwem, do uszczelniania ubytków i szczelin lub do okładania zębiny, cementu lub szkliwa. Na kościach i kopytach podkład można stosować w połączeniu z konwencjonalnym spoiwem kostnym z wypełniaczem lub bez wypełniacza (np. spoiwo na bazie metakrylanu metylu) do naprawiania pęknięć lub wypełniania uszkodzeń. Na paznokciach podkład ten można stosować w połączeniu z konwencjonalnym polimeryzowalnym lakierem do paznokci, aby wzmacniać paznokcie, zmieniać ich kształt, barwę lub gładkość, albo mocować na nich sztuczne paznokcie.

Kompozycje według wynalazku nadają się szczególnie dobrze do stosowania w środowisku o dużej wilgotności występującym w jamie ustnej. Wartości wilgotności występujące w jamie ustnej mogą wahać się w szerokim zakresie, zależnie od takich czynników jak wydychanie,

172 401 przenikanie płynu przez kanaliki zębiny i niekontrolowanie płynów zewnętrznych przez stomatologa. Jeśli występuje którykolwiek z powyższych czynników, twardą tkankę można traktować jako znajdująca sie w środowisku o dużej wilgotności. Niespodziewanie można osiasngć duże wytrzymałości na ścinanie wzmocnień na twardych tkankach zębiny bez konieczności podejmowania nadzwyczajnych środków dla zabezpieczenia tkanki przed działaniem wysokiej wilgotności. Dla celów porównania in vitro testy wytrzymałości spojenia należy korzystnie porównywać w komorze wysokiej wilgoci przy temperaturze pokojowej i przy wilgotności względnej większej niż około 90%.

Sposób badania wytrzymałości spojenia

Adhezję podkładu z kompozycjąwedług wynalazku do zębiny lub szkliwa ocenia się w następujący sposób:

Najpierw zęby (zwykle pięć zębów wołowych, chyba że podano inaczej) o podobnym wieku i wyglądzie zatapia się częściowo w okrągłych tarczach akrylowych. Odsłoniętą część każdego zęba szlifuje się płasko i równolegle do tarczy akrylowej przy użyciu ścierniwa z węglika krzemu nr 120 na podłożu papierowym zamontowanego na kole do szlifowania kamieni szlachetnych, w ceiu odsłonięcia zębiny lub szkliwa. Podczas tego etapu i późniejszych etapów szlifowania i polerowania zęby były w sposób ciągły płukane wodą. Dalsze szlifowanie i polerowanie zębów przeprowadzano przez zamontowanie ścierniwa z węglika krzemu nr 320 na podłożu papierowym i następnie ścierniwa z węglika krzemu nr 600 na podłożu papierowym na kole do szlifowania kamieni szlachetnych. Polerowane zęby przechowywano w wodzie destylowanej i użyto do prób w ciągu 2 godzin od polerowania. Polerowane zęby wyjęto z wody i wysuszono stosując strumień sprężonego powietrza.

Następnie kompozycje podkładu nakładano na tak przygotowane powierzchnie zęba, jak opisano w jednej z następujących procedur:

Procedura nakładania I - Jedną kroplę kompozycji podkładu (zawierającej różne ilości kwasu i czynnika tworzącego cienką warstwę) nałożono na każdą z powierzchni polerowanego zęba za pomocąpędzla i pozostawiono na 30 - 60 s. Następnie podkład suszono przez nadmuchiwanie sprężonym powietrzem i utwardzano za pomocą napromieniowania przez 20 s stomatologiczną lampą utwardzajacą“Visilux™ 2 (dostępna z firmy 3M).

Procedura nakładania O - Jedną kroplę kompozycji podkładu (zawierającej różne ilości kwasu i czynnika tworzącego cienką warstwę) nałożono na każdą z powierzchni polerowanego zęba pędzlem, pozostawiono na 30 - 60 s, a następnie suszono przez nadmuchiwanie sprężonym powietrzem. Nałożono powłokę z dodatkowego czynnika tworzącego cienką warstwę dyspergowalnego w wodzie lub -niedyspergowalnego w wodzie, delikatnie zmniejszono grubość powietrzem i utwardzano stosując przez 20 s napromieniowania stomatologiczną lampą utwardzającą Visilux 2.

Procedura nakładania III - Czynnik trawiący nałożono na każdą z powierzchni polerowanego zęba pędzlem, pozostawiono na 15 s, a następnie suszono nadmuchem sprężonego powietrza. Jedną kroplę kompozycji podkładu (zawierającej różne ilości kwasu i kompozycji tworzącej cienką warstwę) nałożono na każdąz powierzchni polerowanego zęba pędzlem i natychmiast suszono przez nadmuch sprężonym powietrzem. Na każdąz powierzchni zęba nałożono cienką warstwę powłoki dodatkowego czynnika tworzącego cienką warstwę dyspergowalnego w wodzie lub niedyspergowalnego w wodzie, delikatnie zmniejszono grubość powietrzem i utwardzono przez napromieniowanie przez 10 s stomatologiczną lampąutwardzającąVisilux 2.

Procedura nakładania IV - Na każdą z powierzchni polerowanego zęba nakładano pędzlem czynnik trawiący, pozostawiono na 15 s (chyba że podano inaczej), płukano wodą destylowaną, a następnie suszono nadmuchem sprężonego powietrza. Jedną kroplę kompozycji podkładu (zawierającej różne ilości kwasu i kompozycji tworzącej cienkąwarstwę) nałożono pędzlem na każdąz powierzchni polerowanego zęba i natychmiast suszono nadmuchem sprężonego powietrza. Na każdą z powierzchni zęba nałożono cienką powłokę dodatkowego czynnika tworzącego cienką warstwę dyspergowalnego w wodzie lub niedyspergowalnego w wodzie, delikatnie zmniejszono grubość powietrzem i utwardzano stosując napromieniowanie przez 10 s stomatologiczną lampą utwardzającą Visilux 2.

172 401

Procedura nakładania V - W komorze o wysokiej wilgotności (o temperaturze 25°C i wilgotności względnej większej od 90%) na każdą z powierzchni polerowanego zęba nakładano pędzlem czynnik trawiący, pozostawiono przez l5 s (chyba że podano inaczej), płukano woda_Ł zl ΛΡ+·* rlr. . ....... .

deaty lo w aną następnie przedmuchano sprężonym powietrzem. Jedną kroplę kompozycji podkładu (zawierającej różne ilości kwasu i kompozycji tworzącej cienką warstwę) nałożono na każdą z powierzchni polerowanego zęba pędzlem i natychmiast przedmuchano sprężonym powietrzem. Na każdą z powierzchni zęba nałożono cienką powłokę z dodatkowego czynnika tworzącego cienką warstwę dyspergowalnego w wodzie lub niedyspergowalnego w wodzie, delikatnie zmniejszono grubość powietrzem i utwardzano przez napromieniowanie przez 10 s stomatologiczną lampą utwardzającą Visilux 2.

Przygotowane uprzednio formy wykonane z arkusza Teflonu o grubości 2 mm z otworem o średnicy 4 mm przechodzącym na wylot arkusza zaciśnięto na każdym przygotowanym zębie tak, że oś środkowa otworu w formie była prostopadła do powierzchni zęba. Otwór w każdej formie wypełniono stomatologicznym materiałem wzmacniającym utwardzalnym za pomocą światła widzialnego (zwykle uniwersalny materiał wzmacniający “P-50™” dostępny z firmy 3M) i utwardzano przez napromieniowanie w ciągu 20 s. Wybór materiału wzmacniającego może mieć wpływ na wartości wytrzymałości spojenia otrzymanego w przypadku danego spoiwa. Przykładowo, kompozycje według wynalazku zapewniają bardzo silne spojenia z twardą tkanką, które, jak się uważa, puszczaj ąna powierzchni międzyfazowej pomiędzy wzmocnieniem a spoiwem lub wewnątrz wzmocnienia a nie na powierzchni międzyfazowej pomiędzy spoiwem a twardą tkanką. Materiał wzmacniający o większej wytrzymałości może zwiększyć mierzoną wytrzymałość spojenia tych układów adhezywnych. Można zatem przeprowadzić porównania pomiędzy różnymi układami adhezywnymi, tam gdzie to jest możliwe, stosując podobne materiały wzmacniające. Zęby i formy pozostawiono na około 5 minut w temperaturze pokojowej, a następnie przechowywano w wodzie destylowanej przy temperaturze 37°C przez 24 h, chyba że podano inaczej. Następnie formy ostrożnie zdjęto z zębów, pozostawiając uformowany guzik wzmocnienia przymocowany do każdego zęba.

Wytrzymałość spojenia oceniano przez osadzenie tarczy akrylowej w uchwycie zaciśniętym w szczękach urządzenia “Instom” z polerowaną powierzchnią zęba usytuowaną równolegle do kierunku ciągnięcia. Pętlę z drutu ortodontycznego (średnica 0,44 mm) umieszczono wokół guzika wzmocnienia przy polerowanej powierzchni zęba. Końce drutu ortodontycznego zaciśnięto w szczękach ciągnących urządzenia Instron, wywierając przez to na spojenie naprężenie ścinające. Spojenie naprężono aż uległo uszkodzeniu (lub zębina, albo guzik), stosując prędkość poprzeczki 2 mm/min.

Poniżej podano przykłady w celu lepszego zrozumienia wynalazku bez ograniczania jego zakresu. Jeśli nie podano inaczej, wszystkie części i procenty oznaczają % wagowe.

Przykład I. Stosując metodę badania wytrzymałości spojenia opisanąpowyżej i procedurę nakładania I oceniono średniąwytrzymałość na ścinanie kilku kompozycji podkładu na zębinie i szkliwie. Podkłady wykonane były z wodnych roztworów różnych polimerów, monomerów i ewentualnie z kwasu maleinowego, jak podano w tabeli 1. W tabeli 1 poniżej podano numer próby, składniki i średnią wytrzymałość na ścinanie na szkliwie lub zębinie (w MPa). Rozmiar próbki (n) dla każdej próby w tym i w następnych przykładach wynosił 5, chyba że podano inaczej.

Tabela 1

Składniki (części)	Nr próby
1	2	3	4	5	6⁷	7’
1	2	3	4	5	6	7	8
VBp1	4,23	1,52	-	10,0	15,0	30,0	10,0
vbp-t2	-	-	0,76	-	-	-	-
HEMA	2,29	2,02	1,45	40,0	29,0	28,0	36,0

172 401

1	2	3	4	5	6	7	8
PEGDMA	5,0	-	-	-	-	-	-
Woda	3,43	6,43	2,80	50.0	56.0	42.0	54,0
MOST³	0,075	-	-	-	-	-	-
cpq9	0,050	0,026	-	0,2	-	0,5	-
Kwas maleinowy	-	0,52	0,25	4,0	5,0	-	-
DPICl¹⁰	-	-	-	-	-	3,2	-
Adhezja (MPa) po 24 h
Szkliwo	-	-	12,8	-	9,8	-	-
Zębina	12,l⁴	12.5⁵	7,7	14,6	6,4	13,8	10,6
Adhezja (MPa) natychmiast
\| Zębina		-	-	-	11,0⁶	-	-

'(“YBP”) = wytrącony suchy polimer według przykładu 11 z europejskiego opublikowanego zgłoszenia patentowego nr 0 323 120. /Produkt kopolimeryzacji (4:1) (kwas akrylowy:kwas itakonowy) z metakrylanem 2-izocyjanietylu).

²(“VBT-T”) = produkt reakcji VBP, “MOSTOL” (2,4-bis-(trójchlorometylo)-6-(2-hydroksyetoksy)styrylo-s-triazyny) i “TMDI” (diizocyjanian czterometylenowy). Przygotowanie tego polimeru opisano w przykładzie II poniżej i zawiera on w tym przykładzie w przybliżeniu 4% wagowe funkcjonalnych grup tnazynowych.

³(“MOST”) = 2,4-(trójchlorometylo)-6-metoksystyrylo-s-triazyna ⁴n = 3 ⁵n = 1 ⁶n = 2 ⁷Próba 6 różniła się od procedury standardowej tym, że

1) zamiast materiału wzmacniającego P-50™ wymienionego przy omawianiu metody badania wytrzymałości spojenia zastosowano materiał wzmacniający Silux™ dostępny z firmy 3M oraz 2) polimer (VBP) miał 75% normalnej liczby funkcyjnych grup metakrylanowych wytrąconego suchego polimeru z przykładu 11 z europejskiego opublikowanego' zgłoszenia patentowego nr 0 323 120.

8Próba 7 różniła się od procedury standardowej tym, że zamiast materiału wzmacniającego P-50™, wymienionego przy omawianiu metody badania wytrzymałości spojenia, zastosowano szklany cement jonomerowy Vitrebond™ (dostępny z firmy 3M).

⁹(“CPQ”) = Kamforochinon.

¹⁰(“DPIC1”) = Chlorek difenylojodoniowy.

Powyższe dane ilustrują adhezję do zębiny lub szkliwa otrzymanąprzy nakładaniu różnych podkładów na tkankę twardą w pojedynczym zabiegu nakładania. Wszystkie powyższe próby zawierały polimer, monomer i wodę. Próby 2, 3,4 i 5 zawierały ponadto 'kwas maleinowy.

Przykładu. Stosując opisaną powyżej metodę badania wytrzymałości spojenia i procedurę nakładania I oceniano średnią wytrzymałość na ścinanie kilku kompozycji podkładu na szkliwie. Podkłady były sporządzone z roztworów wodnych różnych polimerów, HEMA oraz kwasu maleinowego, jak podano w- tabeli 21. Każdy podkład zawierał ponadto 0^^C^t)5 części CPQ. Polimery zastosowane w tym przykładzie przygotowano przez reakcję VBP, MOSTOL i TMDI. Roztwór złożony z 69 części tetrahydrofuranu (“TH””) i 6,0 części MOSTOL'u dodawano powoli do roztworu złożonego z 44,4 części TH”, 1,32 częściTMDI i 0,5 części dilaurynianu dibutylocyny (“DBTDL”) i ogrzewano w temperaturze 40°C przez 18 h w atmosferze suchego powietrza. Przygotowano cztery różne preparaty polimeru przez reakcję powyższego roztworu z polimerem YBP. Polimer w 3% funkcjonalizowany triazyną (tzn. w przybliżeniu 3% ciężaru koń172 401 cowego polimeru stanowią grupy triazynowe) przygotowano przez dodawanie powoli 0,75 części triazyny (tzn. nie licząc ciężaru przypisywanego składnikowi TMDI lub rozpuszczalnikowi) do 25 części polimeru VBP. Reakcja ta była prowadzona w temperaturze 40°C przez 18 h z kataliz MWMyuuLULA w tuwudiciz^ dutucgu |wwięiur. ązytoany punffici wyuc^tiauOucumuey’ lu i suszono w suszarce próżniowej, dla usunięcia rozpuszczalnika. Podobnie, zmieniając stosunek stechiometryczny triazyny i VBP, sporządzono polimer zawierający 6%, 9% i 12°% funkcyjnych grup triazynowych. Poniżej w tabeli 2 podano numer próby, składniki i średnią wytrzymałość na ścinanie przy szkliwie.

Tabela 2

Numer próby	Kwas maleinowy	HEMA	Woda	Polimer, VBP-T	% triazyny w polimerze	Adhezja do szkliwa, MPa
1	0,251	1,582	3,060	0,342	6	12,1
2	0,126	2,071	2,497	0,434	9	16,2
3	0,250	2,552	1,918	0,523	6	H,2
4	0,127	1,078	3,349	0,582	3	13,0
5	0,375	1,072	3,340	0,582	3	15,6
6	0,252	1,470	2,791	0,760	0	8,5
7	0,250	1,445	2,795	0,760	12	11,5
8	0,000	1,442	2,807	0,760	6	7,4
9	0,251	1,446	2,792	0,761	6	15,0
10	0,500	1,444	2,793	0,761	6	13,0
11	0,249	0,692	3,406	0,924	6	12,0
12	0,249	1,203	22.92	1,524 J_	5 j_	7,0 j_

Przykładni. Stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedurę nakładania II oceniano średnią wytrzymałość na ścinanie kilku kompozycji podkładu na zębinie i szkliwie. Podkłady sporządzone były z wodnych roztworów polimeru VBP, HEMA i kwasu maleinowego, jak podano w tabeli 3. Dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę zawierał 61,9 części Bis-GMA, 37,1 części HEMA, 0,25 części CPQ, 0,25 części sześciofluorofosforanu dwufenylojodoniowego (“DPIHFP”) oraz 0,50 części 4-dwumetyloaminobenzoesanu etylowego (“EDMAB”). Poniżej w tabeli 3 podano numer próby, składniki i średnią wytrzymałość na ścinanie przy szkliwie i zębinie w MPa.

Tabela 3

Numer próby	kwas maleinowy	HEMA	Woda	Polimer, VBP	Adhezja do szkliwa, MPa	Adhezja do zębiny, MPa
1	2	3	4	5	6	7
1	0,501	2,487	7,105	0,003	18,5	6,1
2	0,507	1,029	8,451	0,032	23,5	7,9
3	0,803	2,328	6,796	0,073	19,4	7,1
4	0,527	2,405	7,006	0,077	20,1	13,6
5	0,202	2,484	7,229	0,080	15,8	17,8
6	0,501	4,604	4,751	0,144	17,8	27,9

172 401

1	2	3	4	5	6	7
7	0,324	1,301	8,133	0,236	26,6	16,4
8	0,500	1,500	7,500	0.500	23,7	19.7
9	0,329	3,290	5,805	0,588	21,3	26,8
10	0,502	1,244	7,005	1,243	23,8	15,1

Przygotowano dodatkowe próbki według próby 8 i przechowywano je w wodzie destylowanej przy temperaturze 37°C. W odstępach czasu 7 dni, 1 miesiąc i 3 miesiące próbki te wyjmowano z wody i badano, jak opisano powyżej. Średnia wytrzymałość na ścinanie przy zębinie i szkliwie dla każdego badania podana jest w tabeli 4 poniżej.

Tabela 4

Czas w wodzie 37°C	Adbega do szkliwa, MPa	Adhezja do zębiny, MPa
24 h	23,7	19,7
7 dni	26,5	21,2
1 miesiąc	32,7	26,8
3 miesiące	23,7	20,1

Powyższe dane (w tabelach 3 i 4) ilustrują adhezję do zębiny i szkliwa otrzymaną przy stosowaniu różnych podkładów przez pojedyncze nakładanie na twardą tkankę, po którym następuje powlekanie dodatkowym czynnikiem tworzącym cienką warstwę. Dane z tabeli 4 ilustrują doskonałą stabilność spojenia po wystawieniu na działanie środowiska wodnego przez dłuższy czas.

Przykład IV. Stosując sposób badania wytrzymałości spojenia opisany powyżej oraz procedurę nakładania III, oceniano średnią wytrzymałość na ścinanie kompozycji podkładu na zębinie i szkliwie. Czynnik trawiący złożony był z ośmiu części kwasu maleinowego i 92 części wody. Roztwór podkładu zawierał 13,3 części polimeru VBP, 39,8 części HEMA i 46,9 części wody, a dodatkowy czynnik tworzący cienkąwarstwę zawierał 61,9 części bis-GMA, 37,1 części HEMA, 0,25 części CPQ, 0,25 części DPIHFP i 0,50 części EDMAB. Średnia wytrzymałość na ścinanie wynosiła odpowiednio dla szkliwa i zębiny 27,7 MPa i 16,8 MPa.

Przykłady ViVI. Stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedurę nakładania IV oceniano średnią wytrzymałość na ścinanie dwóch kompozycji podkładu na zębinie i na szkliwie. Czynnik trawiący, podkład i dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę w przykładzie były takie same jak w przykładzie IV. Podkład i dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę w przykładzie VI były takie same jak w przykładzie IV, z tym, że czynnikiem trawiącym w przykładzie VI był żel trawiący na bazie kwasu fosforowego zawierający 35 części kwasu fosforowego, 5,5 części materiału o nazwie Cabosil (dostępny z firmy Degussa), 0,1 części błękitu metylowego i 59,4 części wody. W sposób podobny jak w przykładzie m próbki badano po składowaniu w wodzie o temperaturze 37°C przez czas do 1 miesiąca.

Wyniki przedstawiono w tabeli 5 w funkcji czasu składowania.

Dane zawarte w tabeli 5 przedstawiają, że stosując podkłady, które zawierają albo kwas maleinowy, albo kwas fosforowy można uzyskać średnie wytrzymałości na ścinanie bardzo dobrze nadające się do przyjęcia. Średnia wytrzymałość na ścinanie zarówno na zębinie jak i na szkliwie była trwała i stabilna przez długi czas.

172 401

Tabela 5

Pr__kła d r i^yKiau	Czas w wodzie 37°C	Adhezja do szkliwa, MPa	Adhezja do zębiny, MPa
5	24 h	27,7	30,6
5	7 dni	19,5	29,3
5	1 miesiąc	28,4	24,1
6	24 h	27,1	17,7
6	7 dni	31,4	11,2
6	1 miesiąc	38,0	17,8

Przykład VII. Adhezja do stwardniałej zębiny.

Zdolność do spojenia ze stwardniałą zębinąjest ważną cechą, której nie mają aktualnie dostępne spoiwa. W przykładzie tym próbki zębiny ludzkiej, którą scharakteryzowano jako stwardniałą, obrabiano stosując sposób badania wytrzymałości spojenia opisany powyżej i procedurę nakładania IV. Czynnik trawiący, podkład i dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę były takie same jak stosowane w przykładzie IV. Średnia wartość adhezji do stwardniałej zębiny wynosiła 17,3 MPa, podczas gdy spoiwo kontrolne Scotchbond™ 2 (dostępne z firmy 3M) wykazało średnią wytrzymałość na ścinanie mniejszą niż 3 MPa.

Przykład VIII. Wpływ zmiany ciężaru cząsteczkowego

W przykładzie tym oceniano szereg polimerów poliglikolu etylenowego (“PEG”) o różnych ciężarach cząsteczkowych zakończonych bezwodnikiem kwasu itakonowego, bezwodnikiem kwasu bursztynowego lub metakrylanem 2-izocyjanianu etylu (“IEM”). PEG był reprezentowany następującym wzorem

H-O-CH2-CH2)j-OH, w którym wartość indeksuj dla tego szeregu polimerów PEG (i ich pochodnych z grupami terminalnymi) podana w tabeli 6. Przygotowanie polimerów obejmowało reakcję stechiometryczną dwóch równoważników czynnika powlekającego do jednego równoważnika polimeru. Bezwodnik itakonowy lub bezwodnik bursztynowy łączono z cząsteczkąPEG przez ogrzewanie składników do temperatury 90°C bez rozpuszczalnika. Reakcję kontrolowano za pomocą jądrowego rezonansu magnetycznego, aż do zaniknięcia materiału wyjściowego, po czym usunięto doprowadzanie ciepła. IEM łączono z cząsteczką PEG przez reakcję składników w roztworze chlorku metylenu zawieraj ącym 0,4% dilauryniany dibutylocyny w charakterze katalizatora przez 30 minut przy temperaturze 90°C. Rozpuszczalnik usuwano przez odparowanie w wyparce obrotowej.

Stosując sposób badania wytrzymałości , spojenia opisany powyżej i procedurę nakładania IV oceniano wytrzymałość na ścinanie różnych kompozycji podkładu na zębinie i szkliwie. Czynnik trawiący i dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę były takie same jak użyte w przykładzie IV. Podkład złożony był z 10 części podanego polimeru (według tabeli 6), 40 części HEMA i 50 części wody. Tabela 6 podaje średniąwytrzymałość na ścinanie na szkliwie i zębinie.

Tabela 6

Numer próby	Średnia liczba identycznych grup etylenowych (j)	Przybliżony końcowy ciężar cząsteczkowy	Zespół powłokowy	Adhezja do szkliwa, MPa,	Adhezja do zębiny, MPa
1	2	3	4	5	6
1	6,4	300	Brak	11,3	14,7
2	13,2	600	Brak	8,9	10,3

172 401

1	2	3	4	5	6
3	33,7	1 500	Brak	18,6	11,8
4	45	2 000	Brak	22,8	1 1 0 --, -
5	77	3 400	Brak	17,6	12,2
6	181	8 000	Brak	13,1	13,1
7	6,4	524	Bezwodnik itakonowy	15,1	20,5
8	13,2	824	Bezwodnik itakonowy	21,2	16,0
9	33,7	1 724	Bezwodnik itakonowy	17,8	20,6
10	45	2 224	Bezwodnik itakonowy	18,0	18,6
11	77	3 624	Bezwodnik itakonowy	18,2	11,8
12	181	8 224	Bezwodnik itakonowy	20,3	9,4
		rnn	τ'» _ _ _J ii_ i________ .	1 6 1
U	u,-t		BezwouuLk bursztynowy	ιυ,ι	23,3
14	13,2	800	Bezwodnik bursztynowy	12,1	17,3
15	33,7	1 700	Bezwodnik bursztynowy	19,6	11,6
16	45	2 200	Bezwodnik bursztynowy	10,1	15,6
17	77	3 600	Bezwodnik bursztynowy	18,8	9,1
18	181	8 200	Bezwodnik bursztynowy	12,2	10,0
19	6,4	610	IEM	14,6	12,7
20	13,2	910	EM	16,9	10,4
21	33,7	1 810	IEM	26,3	11,4
22	45	2 310	IEM	11,5	9,6
23	77	3 710	EM	23,2	10,5
24	181	8310	EM	19,4	8,6

Przykład IX. Adhezja w środowisku o dużej wilgotności

Przykład ten demonstruje zdolność kompozycji według wynalazku do wiązania się z zębiną w trudnych warunkach wysokiej wilgotności (tj. wilgotności względnej większej niż 90%). Stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedurę nakładania V oceniano średnią wytrzymałość na ścinanie różnych kompozycji podkładu na zębinie. Czynnik trawiący i dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę są takie same jak użyte w przykładzie IV. Podkład dla prób 2-9 zawierał 10 części podanego polimeru (według tabeli 7), 40 części HEMA i 50 części wody. Podkład dla prób 10-12 zawierał 13,3 części polimeru, 39,8 części HEMA i 46,9 części wody. Podkład zpróby 1, który jest zastosowany dla kontroli, złożony był z 2,5 części kwasu maleinowego, 58,5 części HEMA i 39,0 części wody oraz nie zawierał żadnego polimeru.

Tabela 7

Numer próby	Polimer w podkładzie	Adhezja do zębiny, MPa	Ciężar cząsteczkowy	Grupa powlekająca
1	2	3	4	5
1	brak1	<2,5
2	Przykład 8, próba 4	6,8	2 000	brak

172 401

1	2	3	4	5
3	Przykład 8, próba 7 JJ1UUU /	8,2	524	Bezwodnik itakonowy
4	Przykład 8, próba 9	5,3	1 724	Bezwodnik itakonowy
5	Przykład 8, próba 10	9,2	2 224	Bezwodnik itakonowy
6	Przykład 8, próba 11	10,9	3 624	Bezwodnik itakonowy
7	Przykład 8, próba 12	5,7	8 224	Bezwodnik itakonowy
8	Przykład 8, próba 16	9,9	2 200	Bezwodnik bursztynowy
9	Ty^Pjyzł o x xx-jtruuo Oj próba 22	11,7	2310	IEM
10	VBP3:22	7,0	8,900
11	VBP	22,44	20 000
12	aa-iem3	16,5	115 000

¹ Próba kontrolna ² (“\ΈΡ3:2) = wytrącony juchy poiimer z prykładu 11 ^Ł^:rt^iecjj^li^^g^o opubiikowanego zgłoszenia patentowego nr 0 323 120 ze stosunkiem kwasu akrylowego do kwasu itakonowego 3:2 zamiast 4:1.

³ (“AA.-IEM”) =) wytrącony j^rcctry poiimer z pnyldadu 10 europejskiego opubiikowanego zgłoszenia patentowego nr 0 323 120.

⁴ średnia z 15 wartości wytrzymałości.

Przykład X. Wpływ stężenia polimeru w podkładzie

Przykład ten demonstruje zdolność kompozycji według wynalazku do wiązania się z zębiną w trudnych warunkach dużej wilgotności (większej niż 90%). Stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedurę nakładania V oceniano średnią wytrzymałość na ścinanie różnych kompozycji podkładu na zębinie. Czynnik trawiący i dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę były takie same jak użyte w przykładzie IV. Skład podkładu podano w tabeli 8, która ilustruje wpływ zmiany ilości polimeru od 0% (próba nr 1) do 50% (próba nr 9). Jak wynika z wartości adhezji podanych w tabeli 8, nawet niewielkie ilości polimeru drastycznie polepszają właściwości w środowisku o dużej wilgotności.

Tabela 8

Numer próby	HEMA	Woda	Polimer, VBP	Adhezja do zębiny, MPa
1	2	3	4	5
1	40	60	0	0,0
2	40	59,95	0,05	8,1
3	40	59	1	20,8
4	40	55	5	17,4
5	40	50	10	20,0

172 401

1	2	3	4	5
6	40	40	20	22,1
7	40	30	30	14 6 - J —
8	40	20	40	16,3
9	30	20	50	13,6

Przykład XI. Stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedury nakładania IV oceniano średniąwytrzymałość na ścinanie kompozycji podkładu na zębinie i szkliwie w funkcji czasu pozostawania i rodzaju kwasu. Czynnik trawiący zawierał albo kwas maleinowy, albo kwas fosforowy w wodzie, jak podano w tabeli 9. Podkład i dodatkowy czynnik tworzący cienką warstwę były takie same jak użyte w przykładzie IV. Tabela 9 podaje stężenie kwasu w wodnym, czynniku trawiącym dla każdej próby i wynikową średnią wytrzymałość na ścinanie na szkliwie i zębinie.

Tabela 9

Numer próby	Kwas	% kwasu w czynniku trawiącym	Czas przebywania (s)	Adhezja do szkliwa MPa	Adhezja do zębiny MPa
1	fosforowy	5,0	17,5	26.5	23,6
2	fosforowy	21,3	17,5	26,4	26,3
3 J	fosforowy	37,5	17,5	29,5	29,3
4	fosforowy	21,3	5,0	28,6	30,7
5	fosforowy	21,3	30,0	28,1	27,7
6	maleinowy	2,0	17,5	23,8	16,7
7	maleinowy	11,0	17,5	21,9	22,0
8	maleinowy	20,0	17,5	30,3	23,3
9	maleinowy	11,0	30,0	26,0	23,0
10	maleinowy	11,0	30,0	26,0	23,0

Przykład XII. Porównanie konkurencyjnych spoiw stomatologicznych Przykład ten stanowi porównanie zdolności kompozycji według wynalazku i kilku dostępnych w handlu spoiw stomotologicznych do wiązania się z zębiną w trudnych warunkach dużej wilgotności (większej niż 90%). Stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedurę nakładania V porównano średnią wytrzymałość na ścinanie kompozycji według próby 2 przykładu IX na zębinie z pięcioma dostępnymi w handlu układami spoiw stomatologicznych. Produkty dostępne w handlu nakładano na przygotowaną zębinę według zaleceń odpowiednich producentów.

Tabela 10(a)

Numer	Produkt	Adhezja do zębiny,
próby	MPa
1	2	3
1	Próba 2 z przykładu IX	24,7
2	XR-Bond™ ‘	0,6

172 401

1	2	3
3	Universal Bond® 3	2,9
4	Tenure™³	7,8
5	All-Bond™ 4	5,3
6	Scotchbond 25	2,9

'XR-Pr^:mer™/XR-Bond™ - Spoiwo dla zębiny i szkliwa dostępne z firmy Kerr Manufacturing Co., USA.

² Prisma Universal Bonti®3 - Czynnik spajający dla i szkliwa dostępny z firmy L. D.

Caulk Division Dentsply Int. Inc. Milford, Del.

³ Tenure™ Solution - Spoiwo stomatologiczne dostępne z firmy Den-Mat Corp . Santa Maria, Ca.

⁴ All-Bond - Uniwersalny system spoiwa stomatologicznego dostępny z firmy Bisco, Inc., Ttae/ca T11 ⁵ β^οϊώοηύ 2™ - Utwaddznee śwaałeem spoiwo dentystyczne z podkładem dk z^<^tinyScotchprep™ z firmy 3M Co. St. Paul, Mn.

Powyższe dostępne w handlu spoiwa stomatologiczne były również modyfikowane przez dodanie 10, 20 lub 30% VBP do ich odpowiednich składników podkładu. Te zmodyfikowane produkty handlowe badano następnie w warunkach dużej wilgotności stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedurę nakładania V. Tabela 10(b) podaje otrzymaną adhezję do zębiny i % VBP dodany do podkładu lub podkładów. Zmodyfikowane produkty handlowe nakładane były na przygotowanązębmę według zaleceń odpowiednich producentów.

Tabela 10(b)

Numer próby	Produkt	% VBP	Adhezja do zębiny, MPa
1	XR-Bond™	10	0,5
2	XR-Bond™	20	7,9
3	Universal Bond®3	10	0,0
4	Universal Bond®3	20	1,8
5	Universal Bond®3	30	0,5
6	Universal Bond®3*	30	5,8
7	Tenure™	10	6,0
8	~ TM Tenure	20	11,7
9	All-Bond™^{1 2 3}	10	15,7
10	All-Bond II™	20	10,1
11	All-Bond Π™³	20	18,2

¹W próbie tej handlowy podkład był modyfikowany przez dodanie 30% VBP, a spoiwem z próby 2, przykład IX zastąpiono handlowe spoiwo Universal Bond.

All-Bond Π - Spoiwo stomatologiczne dostępne z firmy Bisco, Inc. Itasca, 111.

W próbie te- handlowy zmodyfikowano pneez dodanie 20% VBP, a z próby 2, przykład IX, zastąpiono handlowe spoiwo A11 Bond Π.

Przykład XHL Stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedury nakładania I oceniano średnią wytrzymałość na ścinanie kilku kompozycji podkładu na zębinie i szkliwie. Na wierzch podkładu zamiast materiału wzmacniającego P 50™ nakładano kompozycję jonomerową “tricure”. Jonomer “tricure” przygotowano przez wymieszanie pro20

172 401 szku i cieczy, opisanej poniżej, w stosunku 2,2:1. Ciecz ta przygotowana była przez wymieszanie składników podanych poniżej w tabeli 11.

Tabela 11

Składniki	Części
VBP	50
Woda	30
HEMA	20
DPIHFP	1,0
CPQ	0,25
BHT	0,10

rroszck ten zawierał SzkŁiO i uwić oUUzielue ZiaunuSie mikrókapsuiki. ozkio przygotowane przez zmieszanie najpierw składników podanych poniżej w tabeli 12. Następnie składniki te stopiono w piecu łukowym przy temperaturze około 1350 - 1450°C, wylano z pieca cienkim strumieniem i chłodzono za pomocą walców chłodzących, aby otrzymać bezpostaciowe, jednofazowe szkło fluoroglinokrzemianowe.

Tabela 12

Składnik	Ilość
SiO2	37
A1F₃	23
SrO	20
A1₂O₃	10
AlPO₄	7
Na2AlF6	6
PO	4

Szkło to zmielono w młynie kulowym uzyskując sproszkowane szkliwo o powierzchni właściwej 3,0 m²/g mierzonej metodą Brunauera, Emmeta i Tellera (BET). Cztery części “A-174 gamma-metakrylopropylotrimetoksysilanu (Union Carbide Corp.), 0,44 części lodowatego kwasu octowego, 25 części metanolu i 25 części wody mieszano przez 15 minut w temperaturze pokojowej, otrzymując roztwór zawierający silanol. 100 części tak przygotowanego szkła łączono z tym roztworem silanolowym, dyspergowano przez 1,5 h w temperaturze pokojowej, suszono przez noc w temperaturze 45°C i przesiewano przez sito o wymiarze oczek 74 pm.

Kuliste mikrokapsułki zawierające granulowany kwas askorbinowy tworzono przez mieszanie 2,38 części kwasu askorbinowego w 46,62 częściach wody z 366 częściami 1%o roztworu maślanu acetylocelulozy w octanie etylowym. Mieszaninę tę utrzymywano w temperaturze 4°C przez zanurzenie zbiornika w kąpieli wody z lodem i mieszano z prędkością 700 obr/min. 267 części lodowatego n-heksanu dodawano do tego roztworu przez 30 minut. Wytrącający się materiał ziarnisty filtrowano, płukano lodowatym n-heksanem, suszono w warunkach próżni i następnie rozdrabniano w młynie elektrycznym. Podobnie kuliste kapsułki zawierające nadsiarczan potasu przygotowano przez zastąpienie kwasu askorbinowego przez K2S₂O₈.

Proszek “tricure” przygotowano przez zmielenie 100 części szkła traktowanego silanolem, 0,55 części mikrokapsułek kwasu askorbinowego i 0,1 części mikrokapsułek K₂S₂O₈, w ciągu 1 h.

172 401

Podkłady wykonano z wodnych roztworów różnych polimerów, HEMA i ewentualnie kwasu maleinowego, jak podano w tabeli 13. W tabeli 13 poniżej podano numer próby, składniki i śrpdnia wartość uw/yrzrzTiainśrś na śrśnanip na ę-zHiwip 1 nh -ζρΕίηίρ (w MPa)

------- -------!- j -------------------------.. -----------_v ,, ...„

Tabela 13

SKłαdniKi	Numer próby
1	2	3	4	5	6	7
VBP	-	13,3	13,3	10	-	-	-
Kwas poiiakrylowy	-	-	-	-	25	-
HEMA	-	39,8	39,8	36	-	40	-
Woda	92,0	46,9	138,9	54	75	60	100
Kwas maleinowy	8.0	-	8,0	-	-	-	-
Adhezja (MPa) po 24 h
Szkliwo	11,8	15,8	12,0	16,9	6,2	-	-
Zębina	-	10,7	10,4	10,1	3,7	4,5	5,3

¹ Ciężar cząsteczkowy 20.000, z firmy B. F. Goodrich

W charakterze próby kontrolnej cement jonomerowy nakładano bezpośrednio na twardą tkankę (to znaczy bez stosowania roztworu podkładowego). Średnia wytrzymałość na ścinanie na szkliwie i zębinie wynosiła tylko 6,22 i 4,49 MPa odpowiednio dla tych próbek. Próby 5-7 stanowią przykłady porównawcze.

Przykłady XVI. Stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedurę nakładania I oceniano średnią wytrzymałość na ścinanie kilku kompozycji podkładu na zębinie i szkliwie. Podkłady zawierające 10 części VBP, 54 części wody i 36 części monomeru, jak podano w tabeli 14. Na wierzch podkładu zamiast materiału wzmacniaj ącego P- 50 nałożono kompozycję jonomerową opisaną w przykładzie XIII.

Tabela 14

Numer próby	Monomer	Adhezja do zębiny, MPa
1	HEMA	10,4
2	Dwumetakrylan glicerolu	10,1
3	Monometakrylan glicerolu	9,4
4	Trójmetakrylan pentaerytrytowy	11,7

Pięć dodatkowych próbek według próby 1 badano po poddaniu próbek cyklicznej obróbce cieplnej przez ponad 600 cykli w zakresie temperatur 8°C - 57°C. Średnia wytrzymałość na ścinanie dla tych próbek wynosiła 12,7 MPa.

Powyższe dane ilustrują adhezję do zębiny uzyskaną przez zastosowanie różnych monomerów w podkładzie. Wytrzymałość spojenia była doskonała i była stabilna po wystawieniu na działanie naprężeń przy cyklicznej zmianie temperatury

Przykład Xv. Kopolimer przygotowano przez kopolimeryzację 28,8 części kwasu akrylowego i 13,0 części kwasu itakonowego, jak opisano w przykładzie 3 europejskiego opublikowanego zgłoszenia patentowego nr 0 323 120. Do innej butli załadowano 22,2 części dwuizocyjanianu izo22

172 401 forowego, 22,15 części THF, 0,05 części BHT i 0,2 części DBTDL. Butlę tę wyposażono w chłodnicę zwrotną, mieszadło i dodatkowy lejek. Dodawano kroplami roztwór 13,0 części HEMA rozpuszczonych w 22,15 części THF. Gdy reakcja dobiegła końca, roztwór ten dodano do rkrrro

ΙλλϊΆλΙ'ΙΜ-Ι^Π'Ι rkrrro e * ΛΛΓίΛΟίΛνΤΜ /-te ηΛΎΎ^,-^,Λ I ινω w ι^χ u Λΐψυιηηνι u. ρτχζχ j d αχχ^^ντ pvpŁ^vuxxno ι η-τ^ν uu ρχζ^νι vagu w cuna. \uzy ny w wyniku kopolimer pochodny wytrącono w octanie etylowym i suszono w próżni. Analiza jądrowego rezonansu magnetycznego (“NMR”) i analiza podczerwieni (“IR”) wykazały obecność funkcjonalnych grup karboksylowych i metakryloilowych. Roztwór podkładu wytworzono przez rozpuszczenie 1,4 części powyższego polimeru w mieszaninie złożonej z 3,5 części HEMA i 5,1 części wody. Stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedurę nakładania I oceniano wytrzymałość na ścinanie tej kompozycji podkładu na zębinie i szkliwie. Na wierzch podkładu zamiast materiału wzmacniającego P-50 nałożono kompozycję jonomerową opisaną w przykładzie XIII. Średnia wytrzymałość na ścinanie na zębinie i szkliwie przy zastosowaniu tego podkładu wynosiła odpowiednio 17,9 i 10,4 MPa, podczas gdy średnia wytrzymałość na ścinanie jonomeru bezpośrednio na szkliwie i zębinie (to znaczy bez podkładu) wynosiła odpowiednio 4,7 i 3,8 MPa.

Przykład XVI. Stosując opisany powyżej sposób badania wytrzymałości spojenia i procedurę nakładania I ocenino średniąwytrzymałość na ścinanie kilku kompozycji podkładu na zębinie i szkliwie. Zamiast materiału wzmacniającego P-50 nałożono na wierzch podkładu kompozycję jonomerową opisaną w przykładzie ΧΠΓ Podkłady z tego przykładu zawierały 48 części wody, 40 części HEMA i 12 części polimeru według tabeli 15. Polimery z prób 2-4 są zasadniczo takie same jak VBP, z tym wyjątkiem, że zmieniony został stosunek molowy kwasu akrylowego i kwasu itakonowego. Polimer z próby 2 (“VBP7:3”) zawierał przykładowo 7 równoważników kwasu akrylowego na 3 równoważniki kwasu itakonowego. Polimer ten zawierał również więcej grup funkcjonalnych IEM niż VBP

Tabela 15

Numer próby	Polimer	% zawartości grupy IEM	Ciężar cząsteczkowy	Adhezja do zębiny, MPa
1	VBP	16	18 000	9,17
2	VBP7:3	25	11 900	11,11
3	VBP3:2	34	9 150	9,94
4	VBP1:1	16	6 130	10,21

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Kompozycja do spajania lub powlekania twardej tkanki takiej jak zębina, zawierająca polimer i monomer, tworząca utwardzalną cienką warstwę z powierzchnią zmodyfikowanej zębiny, mająca po utwardzeniu wytrzymałość na ścinanie co najmniej 7 MPa, znamienna tym, że zawiera adhezywnie skuteczną ilość dyspergowalnego w wodzie czynnika tworzącego cienką warstwę oraz zawiera, jako oddzielny składnik lub łącznie z czynnikiem tworzącym cienką warstwę, kwas o kwasowości pKa nie wyższej od kwasowości fenolu, w ilości od 0,001 mola do granicy rozpuszczalności, przy czym czynnik tworzący cienką warstwę zawiera (a) adhezywnie skuteczną ilość polimeru o przeciętnym ciężarze cząsteczkowym co najmniej 1100 i (b) adhezywnie skuteczną ilość polimeryzującego monomeru; oraz ewentualnie substancje pomocnicze.
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera kwas lub grupy kwasowe o współczynniku kwasowosci pKa od około -10 do około +5, korzystnie kwas sulfonowy, kwas karboksylowy, kwas dikarboksylowy, kwas fosfonowy, kwas fosforowy, kwasy nieorganiczne i ich kombinacje.
3. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera polimer o średniej masie cząsteczkowej w zakresie 1.100 do 1.000.000, korzystnie 5.000 do 200.000.
4. Kompozycja według zastrz. 3, znamienna tym, że zawiera polimer mający grupy hydrofitowe dobrane spośród grup obejmujących wiązania amidowe, grupy karboksylowe, sole, grupy hydroksylowe, wiązania polieterowe, grupy kwasu sulfonowego oraz ich kombinacje.
5. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako polimer i kwas zawiera polimer posiadający co najmniej jeden rodnik kwasowy dobrany z grupy obejmującej kwas karboksylowy, kwas mineralny, fenol, kwasy alkilosulfonowe i kwasy arylosulfonowe, sól rodnika kwasowego oraz reaktywną pochodną rodnika kwasowego dobraną z grupy złożonej z bezwodników kwasowych, halogenków kwasowych i estrów, o kwasowości nie wyższej od kwasowości fenolu.
6. Kompozycja według zastrz. 3, znamienna tym, że polimer zawiera jedną lub więcej grup polimeryzujących, dobranych spośród akrylanów, metakrylanów lub ich kombinacji.
7. Kompozycja według zastrz. 3, znamienna tym, że jako polimer zawiera kwas polialkenokarboksylowy, dalej modyfikowany przez włączenie dodatku polimeryzujących grup reaktywnych.
8. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako monomer zawiera monomer posiadający jedną lub więcej grup ulegających polimeryzacji dobranych spośród grup akrylanowych, metakrylanowych i ich kombinacji.
9. Kompozycja według zastrz. 8, znamienna tym, że jako monomer zawiera metakrylan 2-hydroksyetylu.
10. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że czynnik tworzący cienką warstwę ponadto zawiera wodę.
11. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że czynnik tworzący cienką warstwę zawiera dostateczną liczbę grup ulegających dyspersji w wodzie nadającą wymienionemu czynnikowi tworzącemu cienką warstwę, z wyłączeniem wody w nim zawartej, rozpuszczalność lub dyspergowalność w wodzie wynoszącą co najmniej 5% wagowo.
12. Kompozycja według zastrz. 11, znamienna tym, że jako dyspergujące w wodzie grupy zawiera grupy hydroksylowe, grupy karboksylowe, grupy kwasu sulfonowego, sole kationowe, wiązania amidowe i wiązania polieterowe.

* * *

172 401