专利名称：牙科用组合物及复合树脂的制作方法
技术领域：
本发明涉及在牙科医疗领域中可代替天然牙齿的一部分或全体的牙科材料，尤 其是可适合用作牙科用复合树脂的牙科用组合物。
背景技术：
包括聚合性单体、填充材料及聚合引发剂的牙科用复合材料被称为复合树脂， 是现今作为用于修复牙齿的缺损部位和龋齿的材料最为常用的牙科材料。这样的牙科用 复合材料中，要求如下特性。即，对于聚合固化后的固化物，要求可代替天然牙齿的充 分的机械强度、硬度、对于在口腔内的咬合的耐磨损性、表面的润泽性、与天然牙齿的 色调适应性、透明性等。此外，对于聚合固化前的糊料(paste)状态，期待具有适度的 流动性和赋形性、不附着且不粘附在牙科用器械上等，临床医生和牙科技术员容易处理 (操作性高)。这样的牙科用复合材料的特性，受其中使用的填充材料的材质、形状、粒径、 含量，以及同时使用的填充材料的组合的影响很大。例如，当使用平均粒径大于Iym的 无机填充材料时，容易提高在聚合性单体中的填充率，可得到固化物的充分的机械强度 和糊料的高操作性，但存在即使进行了终抛光也难以获得足够的光泽、即使获得了足够 的光泽而光泽也不持久的问题。另一方面，若使用具有平均粒径在Iym以下的粒径的无 机超微粒子填充材料，则虽可改善固化物的磨光润泽性(研磨滑沢性)和在口腔内的润泽 性的持久性，但存在以下问题当将该无机超微粒子填充材料混炼到聚合性单体中时， 糊料的粘度上升明显，变得难以提高填充材料的含量，固化物的机械强度变低、聚合前 的糊料组合物发黏，使得操作性变差。此外，若使用使平均粒径在IOOnm以下的无机超 微粒子与聚合性单体混合、固化后将其粉碎而得的有机_无机复合填充材料，则虽可改 善糊料的操作性，但固化物中的无机填充材料含量仍不够。而且有机-无机复合填充材 料表面与基质(matrix)的结合弱，固化物的机械强度仍不足。因为上述实际情况，很难 以良好的平衡性提高固化物的机械强度、磨光润泽性和糊料的操作性。近年来，牙科用组合物的开发在以无机超微粒子为主要构成成分而确保磨光润 泽性的基础之上，研究了改善历来成为问题点的糊料的发黏以及机械强度不足的方法。 例如，在下述专利文献1中记载了使用平均粒径为1 30 μ m的有机-无机复合填充材 料、以及粒径范围为0.1 100 μ m且平均粒径为0.2 20 μ m的玻璃粉末的牙科用复合 树脂，该有机_无机复合填充材料是将平均粒径为0.01 0.05 μ m的超微粒子二氧化硅与 聚合性单体混合并聚合固化后粉碎所得的有机-无机复合填充材料。在专利文献2中，公开了使用1次粒径为1 250nm的凝聚物作为填充材料的 技术，该凝聚物是二氧化硅以及除二氧化硅之外的至少1种金属氧化物的热处理而得的 凝聚物，例如公开了牙科用组合物，其中将平均粒径为15nm的二氧化硅溶胶与平均粒径 为23nm的氧化锆溶胶混合，进行喷雾干燥和热处理而得到混合有二氧化硅类微粒和氧化 锆微粒的凝聚物，将该凝聚物作为填充材料加以使用。
专利文献专利文献1 JP特开昭63-88110号公报专利文献2 JP特开2001-302429号公报
发明内容
专利文献1中记载的牙科用复合树脂，由于有机-无机复合填充材料的粒径较 大，故糊料的显著粘度增加与发黏得到了改善，且由于配合有玻璃粉末因而固化物的机 械强度也得到提高。然而，实质上没能充分提高无机填充材料含量，且有机-无机复合 填充材料表面和与其并用的聚合性单体不能够通过化学结合而实质上成为一体，因此该 填充材料与聚合性单体界面之间的结合力缺乏，另外玻璃粉末的平均粒径为4 5 μ m的 较大值，难以得到充分的磨光润泽性和润泽耐久性，因此该牙科用复合树脂还有改善的 余地。专利文献2中所记载的牙科用组合物，使二氧化硅微粒与氧化锆等金属氧化物 微粒等一同凝聚而制备微米单位以上的尺寸的凝聚粒子，以外观上粒径较大的粒子作为 填充材料而使用。由此，可以改善糊料性状，固化物的机械强度也得到提高。然而，由 于各微粒以较弱的凝聚力凝聚，故该牙科用组合物存在机械强度不足的问题。本发明是为了解决现有技术面临的上述问题而完成的，其目的在于提供一种固 化物机械强度、磨光润泽性、润泽耐久性优异，且糊料的操作性良好的牙科用组合物。 本发明的目的还在于提供固化物机械强度、磨光润泽性、润泽耐久性优异，且糊料的操 作性良好的复合树脂。本发明的牙科用组合物含有聚合性单体(A)，平均粒径为1 20 μ m的非晶质填充材料(B)，所述非晶质填充材料⑶含有二 氧化硅类微粒和包覆该二氧化硅类微粒表面的含有锆原子、硅原子及氧原子的氧化物， 以及平均粒径为0.1 1.0 μ m的无机粒子(C)。另外，本发明还提供使用了上述本发明牙科用组合物的复合树脂。发明效果根据本发明的牙科用组合物，可以得到具有高机械强度的固化物。另外，由 于固化物具有高磨光润泽性和润泽耐久性，所以本发明的牙科用组合物成为美观性优异 的物质。另外，本发明的牙科用组合物，糊料的操作性良好且具有适度的流动性和赋形 性，抑制对牙科用仪器的附着、粘附，处理性优良。本发明的牙科用组合物，尤其可以 合适地用作复合树脂，该复合树脂成为固化物的机械强度、磨光润泽性及润泽耐久性优 良，且糊料的操作性良好的复合树脂。
图1是经过干燥工序后的填充材料(B)的一例的SEM照片(X50万)。图2是经过干燥工序后的填充材料(B)的另一例的SEM照片(X30万)。
具体实施例方式本发明中所使用的聚合性单体(A)可以没有任何限制地使用牙科用组合物中所 用的公知聚合性单体，但通常优选使用自由基聚合性单体。作为聚合性单体(A)中的 自由基聚合性单体的具体例，可列举α-氰基丙烯酸、(甲基)丙烯酸、α-卤化丙烯 酸、巴豆酸、肉桂酸、山梨酸、马来酸、衣康酸等的酯类、(甲基)丙烯酰胺、(甲基) 丙烯酰胺衍生物、乙烯基酯类、乙烯基醚类、单-N-乙烯基衍生物、苯乙烯衍生物等。 其中，优选(甲基)丙烯酸酯。应予说明，本发明中(甲基)丙烯酰基的表述以包括甲 基丙烯酰基和丙烯酰基两者的意思使用。(甲基)丙烯酸酯类的聚合性单体的例子如下所示。(I) 一官能性(甲基)丙烯酸酯可列举(甲基)丙烯酸甲基酯、(甲基)丙烯酸异丁基酯、(甲基)丙烯酸苄 基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸2-(N，N-二甲氨基)乙基酯、(甲基) 丙烯酸2，3- 二溴丙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己基 酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸基酯、丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、丙三醇单(甲基)丙 烯酸酯、赤藓糖醇单(甲基)丙烯酸酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基乙基(甲 基)丙烯酰胺、N-(二羟基乙基)(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰氧基十二烷基溴化 吡啶像((meth) acryloyloxydodecylpyridinium bromide)、(甲基)丙烯酰氧基十二烷基氯化 吡啶镇、(甲基)丙烯酰氧基十六烷基氯化吡啶镇、(甲基)丙烯酰氧基癸基氯化铵等。(II) 二官能性(甲基)丙烯酸酯可列举乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二 (甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1， 10"癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A 二缩水甘油(甲基)丙烯酸酯(2，2-双[4-〔 3_(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基〕苯基]丙烷，通称BisGMA)、2，2-双〔4_(甲 基)丙烯酰氧基乙氧基苯基〕丙烷、2，2-双〔4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基〕丙 烷、2，2-双[4- 〔3-((甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基〕苯基]丙烷、1，2-双〔 3_ (甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基〕乙烷、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、[2，2， 4-三甲基六亚甲基双(2-氨基甲酰基氧基乙基)]二甲基丙烯酸酯等。(III)三官能性以上的(甲基)丙烯酸酯可列举三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸 酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六 (甲基)丙烯酸酯、N，N，-(2，2，4-三甲基六亚甲基)双〔2-(氨基羧基)丙烷-1， 3_ 二醇〕四甲基丙烯酸酯、1，7-二丙烯酰氧基-2，2，6，6-四丙烯酰氧基甲基-4-氧
基庚烷等。上述聚合性单体均可以分别单独使用或混合两种以上使用。此外，当提高对于牙质(tooth structure)、金属、陶瓷等的粘附性时，本发明的 聚合性组合物有时优选含有赋予对于这些被粘附体的粘附性的功能性单体作为聚合性单 体。作为功能性单体，例如，2_(甲基)丙烯酰氧基乙基二氢磷酸酯、10_(甲基) 丙烯酰氧基癸基二氢磷酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基苯基氢磷酸酯等具有磷酸基的单体；以及11_(甲基)丙烯酰氧基-1，1-十一烷二羧酸、4_(甲基)丙烯酰氧基乙氧基 羰基邻苯二甲酸等具有羧酸基的单体，由于对于牙质和贱金属呈现优异的粘附性，故优 选。此外，作为功能性单体，例如，10-巯基癸基(甲基)丙烯酸酯、6-(4_乙烯基 苄基正丙基)氨基-1，3，5-三嗪-2，4-二硫酮、日本专利特开平10-1473号公报中记载 的硫尿嘧啶衍生物、和日本专利特开平11-92461号公报中记载的具有硫元素的化合物， 由于对于贵金属呈现优异的粘附性，故优选。此外，作为功能性单体，例如，Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等硅烷偶 联剂，在对陶瓷(ceramic)、牙瓷(porcelains)、牙科用复合树脂的粘附中有效。本发明的牙科用组合物中使用的填充材料(B)，包含二氧化硅类微粒、和包覆 该二氧化硅类微粒表面的含有锆原子、硅原子及氧原子的氧化物。二氧化硅类微粒是指，以氧化物换算计，含有SiO2SO摩尔％以上的微粒。SiO2 以外的成分，只要是不妨碍本发明的效果的成分，则没有特别限制，可列举例如Ti02、 ZrO2> A1203、Na2O等。SiO2的含量优选为90摩尔％以上，优选实质上(即除不可避 免的杂质之外)为100摩尔％。二氧化硅类微粒的平均粒径优选为2 300nm。平均 粒径不足2nm时，有最终牙科用组合物的固化物的机械强度变得不充分的可能，若超过 300nm,则当使用牙科用组合物来修复牙齿时，有固化物的透明性降低、磨光润泽性变 得不充分的可能。此外，二氧化硅类微粒的平均粒径可以通过动态光散射法来求出。例 如，将含有二氧化硅微粒的水分散溶胶(固体成分含量20重量％)7.0g投入到长3cm、 宽2cm、高2cm的带透过窗口的圆柱状不锈钢小室中，使用基于动态光散射法的超微粒 子粒度分析装置(Honeywell社制，型号9340-UPA150)，测定粒径分布，由此可算出平均 粒径。应予说明，本发明中非晶质的填充材料(B)的“非晶质”是指，对于作为填充 材料(B)而得到的无机粉末，即使使用X射线衍射装置(V力·夕公司制“RINT-1400”， X射线衍射法)按下述条件测定X射线衍射峰，也无法确认衍射峰。X射线衍射的测定条件2 θ 10 70°扫描速度2°/min管电压30kv管电流130mA包覆二氧化硅类微粒的表面的氧化物是含有锆原子、硅原子和氧原子的物质。 该氧化物还可以含有钛原子、铝原子等。通过这样的氧化物包覆二氧化硅类微粒的表 面，因为填充材料(B)的折射率与聚合性单体(A)的折射率相近似，所以牙科用组合物 的透明性变得优异，同时牙科用组合物的固化物的机械强度变得优异。氧化物的结构的具体例子如下所示。[化学式1]
权利要求
1.牙科用组合物，其包含聚合性单体(A)；平均粒径为1 20 μ m的非晶质的填充材料(B)，该填充材料包含二氧化硅类微粒、 和包覆该二氧化硅类微粒表面的含有锆原子、硅原子和氧原子的氧化物；以及平均粒径为0.1 1.0 μ m的无机粒子(C)。
2.根据权利要求1所述的牙科用组合物，其中，相对于所述聚合性单体(A)100重量 份，含有所述填充材料(B) 50 400重量份，而且含有所述无机粒子(C) 100 400重量 份。
3.根据权利要求2所述的牙科用组合物，其中，相对于所述聚合性单体(A)100重量 份，所述填充材料(B)和所述无机粒子(C)的总量为200 600重量份。
4.根据权利要求1所述的牙科用组合物，其中，所述填充材料(B)和所述无机粒子 (C)的重量比，即填充材料(B)的重量/无机粒子(C)的重量为0.2 4.0。
5.根据权利要求1所述的牙科用组合物，其还包含平均粒径为5 50nm的无机超微 粒子(D)。
6.根据权利要求5所述的牙科用组合物，其中，相对于所述聚合性单体(A)100重量 份，含有所述无机超微粒子(D) 10 50重量份。
7.根据权利要求1所述的牙科用组合物，其中，所述无机粒子(C)是包含二氧化硅作 为主要成分的无机粒子。
8.根据权利要求1所述的牙科用组合物，其中，所述二氧化硅类微粒具有2 300nm 的平均粒径。
9.根据权利要求1所述的牙科用组合物，其中，所述填充材料(B)中，所述氧化物的 包覆将复数个二氧化硅类微粒包覆。
10.根据权利要求9所述的牙科用组合物，其中，所述填充材料(B)具有下述结构 所述二氧化硅类微粒的氧化物的包覆和该二氧化硅类微粒附近的二氧化硅类微粒的氧化 物的包覆伸长而相互连接的结构。
11.根据权利要求9所述的牙科用组合物，其中，所述填充材料(B)具有下述结构 具有所述氧化物的包覆的复数个二氧化硅类微粒，在该氧化物的包覆中连结并凝聚的多 孔质状的粒子结构。
12.根据权利要求1所述的牙科用组合物，其中，所述填充材料(B)为烧成体。
13.根据权利要求1所述的牙科用组合物，其中，所述填充材料(B)，在所述氧化物 的包覆上还包含选自有机硅化合物、有机钛化合物、有机锆化合物和有机铝化合物中的 至少一种有机金属化合物的表面处理层。
14.使用了权利要求1所述的牙科用组合物的复合树脂。
全文摘要
本发明的牙科用组合物，其包含聚合性单体(A)、平均粒径为1～20μm的非晶质的填充材料(B)，以及平均粒径为0.1～1.0μm的无机粒子(C)，所述填充材料(B)包含二氧化硅类微粒、和包覆该二氧化硅类微粒表面的含有锆原子、硅原子和氧原子的氧化物。其中优选的是，相对于聚合性单体(A)100重量份，含有填充材料(B)50～400重量份，而且含有无机粒子(C)100～400重量份。
文档编号A61K6/06GK102014847SQ200980115730
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月28日 优先权日2008年4月28日
发明者冈田浩一, 大塚圭介, 奥林正辉, 高畑裕祐 申请人:日挥触媒化成株式会社, 日本可乐丽医疗器材株式会社