单组分自粘合牙科组合物、其制备和使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于牙科用途的单组分自粘合组合物，其包含一种或多种具有酸性部分的可自由基聚合的组分作为组分A、一种或多种不具有酸性部分的可自由基聚合的组分作为组分(B)、包含一种或多种过硫酸盐的氧化剂作为组分(C)、一种或多种过渡金属组分作为组分(D)、一种或多种光引发剂体系作为组分(E)、任选地一种或多种非酸反应性填料作为组分(F)和任选地一种或多种添加剂作为组分(G)。
【专利说明】单组分自粘合牙科组合物、其制备和使用方法 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及一种包含光引发剂体系、氧化剂和铜化合物的单组分自粘合牙科组合 物。所述组合物可用于各种牙科应用。 【背景技术】
[0002] 牙科复合材料是牙科学中熟知的并广泛用作口腔修复领域中的修复剂材料（填 充复合材料）或用作粘固剂（树脂粘固剂）。一般来讲，复合材料性质为疏水性的并且包含 无机填料、基于（甲基）丙烯酸酯的树脂基质和自由基聚合引发剂作为制剂的主要部分。
[0003] 为获得对牙釉质和牙本质的粘附，复合材料通常需要通过使用粘结剂或粘结体系 来对牙齿表面预处理。这可能导致相当复杂并且耗费时间的程序。因此，进行了尝试以开 发避免使用附加粘结剂/体系的自粘合复合材料，从而得到牙科医生用起来更容易且更快 的材料。
[0004] 在口腔修复领域中，自粘合树脂粘固剂同时是已被接受的材料。一种可商购获得 的产品为例如RelyX? Unicem(3M ESPE)。这些材料作为双组分体系配制。
[0005] 双组分体系不总是易于施加和使用。因此，一般期望具有单组分体系。
[0006] 在修复剂领域中，市场上近来出现了自粘合、可光固化的单组分复合材料 (Vertise? Flow，科尔公司（Kerr Company))。
[0007] EP 2 153 811 A2 (Kerr)涉及一种单部分、可光固化的自粘附牙科修复剂组合物， 其包含三种不同的可聚合单体、光引发剂和一种或多种填料。
[0008] US 2004/0110864(Hecht等人）描述了自粘合组合物。如果组合物通过光聚合来 固化，则可以配制单组分体系。如果组合物包含包括例如有机过氧化物和活化剂的氧化还 原引发剂体系，则出于贮存稳定性的原因，过氧化物和活化剂存在于空间上分离的部分中。
[0009] 在一个具体例子中，组合物描述为具有引发剂体系，所述引发剂体系可包含甲苯 亚磺酸钠、过氧二硫酸钠、巴比妥酸衍生物和醋酸铜。
[0010] JP 2011-121869涉及一种用于牙科可固化材料的化学聚合催化剂组合物，其包含 芳基硼酸盐化合物、酸性化合物、无机过氧化物和二价铜化合物。该体系作为双组分体系配 制。
【发明内容】
[0011] 期望具有单组分、优选可光固化的组合物，所述组合物不仅对牙釉质而且对牙本 质表面都显示良好的粘附与良好的机械和美学性能。
[0012] 在一个实施例中，本发明的特征是一种用于牙科用途的单组分自粘合组合物，所 述单组分自粘合组合物包含
[0013] a) -种或多种具有酸官能团的可自由基聚合的组分，
[0014] b) -种或多种不具有酸官能团的可自由基聚合的组分，
[0015] c)包含一种或多种过硫酸盐的氧化剂，
[0016] d) 一种或多种过渡金属组分，
[〇〇17] e)光引发剂体系，
[0018] f)任选地，一种或多种非酸反应性填料，和
[〇〇19] g)任选地，添加剂。
[0020] 本发明的另一个实施例涉及一种制备如前述权利要求中任一项所述的组合物的 方法，所述方法包括混合和/或捏合的步骤。
[0021] 根据以下详细描述、附图和权利要求，本发明的其它实施例、特征和优点将显而易 见。
[0022] 除非有不同的定义，否则对于本说明书来说，以下术语应具有给定的含义：
[0023] 组合物可归类为"贮存稳定的"，如果其在相当长的时间（在环境条件下至少约4 星期至多于约12个月）内保持稳定。贮存稳定的组合物通常不随时间的推移显示其中所 含组分的分解或过早聚合。此外，组合物旨在实现的特征应不比期望的减弱得多。
[0024] "单组分"是指提及的所有组分在贮存和使用期间存在于组合物中。即，不通过在 使用前混合组合物的不同部分来制备待施加或使用的组合物。与单组分组合物相比，那些 组合物常被称为双组分组合物（例如，配制为粉末/液体、液体/液体或糊剂/糊剂组合 物）。
[0025] "牙科组合物"或"用于牙科用途的组合物"或"待用于牙科领域中的组合物"为可 用在牙科领域中的任何组合物。在该方面，组合物应对患者健康无害且因此不含能从组合 物移出的危害性和毒性组分。牙科组合物的例子包括永久和临时牙冠和牙桥材料、人造牙 冠、前牙或后牙填充材料、粘合剂、研磨坯、实验室材料和牙齿矫正装置。牙科组合物通常为 可硬化组合物，其可在环境条件下硬化，该环境条件包括在约30分钟或20分钟或10分钟 的时间范围内约15°C至50°C或约20°C至40°C的温度范围。不建议更高的温度，因为它们可 能引起患者的疼痛，并且可能对患者的健康有害。牙科组合物通常以较小的体积提供给从 业者，即体积在约0. lmL至约100mL或约0. 5mL至约50mL或约lmL至30mL的范围内。因 此，可用包装装置的存储体积在这些范围内。
[0026] "单体"为可用化学式表征的带有能聚合成低聚物或聚合物从而增大分子量的可 聚合基团（包括（甲基）丙烯酸酯基团）的任何化学物质。单体的分子量可通常简单地基 于给定化学式计算。
[0027] "可硬化组分或材料"或"可聚合组分"为可例如通过加热以引起聚合、化学交联、 辐射诱导的聚合或通过使用氧化还原引发剂的交联而固化或硬化的任何组分。可硬化组分 可包含仅一个、两个、三个或更多个可聚合基团。可聚合基团的典型例子包括不饱和碳基 团，如尤其是存在于（甲基）丙烯酸酯基团中的乙烯基基团。
[0028] "烯键式不饱和酸性化合物"意在包括具有烯键式不饱和官能团和酸官能团和/或 酸前体官能团的单体、低聚物和聚合物。酸性前体官能团包括例如酸酐、酰卤和焦磷酸酯。 酸性基团优选包含一个或多个羧酸残基如-C00H或-C0-0-C0-、磷酸残基如-0-P(0) (0H) 0H、膦酸残基如C-P(0)(0H)0H、磺酸残基如-S03H*亚磺酸残基如-S02H。
[0029] "填料"包括存在于可硬化组合物中的所有填料。可使用仅一种类型的填料或不同 填料的混合物。
[0030] "未表面处理的填料"为表面未暴露于引起填料的表面改性以使得填料与组合物 的其它组分更相容或更具反应性的反应性物质的填料。
[0031] 如本文所用，"粘合剂"或"牙科粘合剂"是指用作对牙科结构（例如，牙齿）的预 处理以粘附"牙科材料"（例如，"修复剂"、矫正器具（例如，托架）或"矫正粘合剂"）到牙 科表面的组合物。"矫正粘合剂"是指用来将矫正器具粘附到牙科（例如，牙齿）表面的组 合物。一般来讲，所述牙科表面是经预处理的，例如通过蚀刻、底涂和/或施加粘合剂以增 强"矫正粘合剂"对牙科表面的粘附力。
[0032] 如本文所用，"牙科表面"或"牙齿表面"是指牙齿结构（例如，牙釉质、牙本质和牙 骨质）与骨的表面。
[0033] 如本文所用，"自蚀刻"组合物是指粘结到牙科表面而无需用蚀刻剂预处理所述牙 科表面的组合物。优选地，自蚀刻组合物还可用作自底涂剂，其中不使用单独的蚀刻剂或底 涂剂。
[〇〇34] 如本文所用，"自粘合"组合物是指能够粘结到牙科表面而无需用底涂剂或粘结剂 预处理所述牙科表面的组合物。优选地，自粘合组合物也为自蚀刻组合物，其中不使用单独 的蚀刻剂。
[0035] 如本文所用，"未处理的"牙科表面指在施加自蚀刻粘合剂或自粘合组合物之前未 用蚀刻剂、底涂剂或粘结剂处理的牙齿或骨表面。
[0036] 如本文所用，"未蚀刻的"牙科表面是指在施加本发明的自蚀刻粘合剂或自粘合组 合物之前未用蚀刻剂处理的牙齿或骨表面。
[0037] 如本文所用，"蚀刻剂"是指能够完全或部分溶解（即，蚀刻）牙科表面的酸性组 合物。蚀刻效果可为人类肉眼可见的和/或可用仪器检测的（例如，通过光学显微镜）。通 常，蚀刻剂施加到牙结构表面约10到30秒的时间。
[0038] 如本文所用，"（甲基）丙烯酰基"为指"丙烯酰基"和/或"甲基丙烯酰基"的缩 略术语。例如，"（甲基）丙烯酰氧基"基团为指丙烯酰氧基基团（即，ch 2 = ch-c(o)-o-) 和/或甲基丙烯酰氧基基团（即，ch2 = c(ch3)-c(o)-o-)的缩略术语。
[0039] "纳米填料"为一种填料，其单个颗粒具有纳米区域内的尺寸，如小于约200nm的平 均粒径。US 6, 899, 948和US 6, 572, 693给出了可用的例子，尤其是关于纳米级二氧化硅颗 粒的内容以引用方式并入本文。
[0040] "引发剂或引发剂体系"是能够启动可硬化化合物的固化过程的物质。
[0041] "固化、硬化或定形反应"可互换使用，并且是指其中组合物的物理特性（例如粘度 和硬度）由于各个组分之间的化学反应而随时间变化的反应。
[0042] "衍生物"是显示与相应参比化合物密切相关的化学结构的化合物，该化合物包含 相应参比化合物的所有特征结构要素、但与相应参比化合物相比具有小的改变，如另外带 有较小的附加化学基团，如CH 3、Br、C1或F或不带有较小的化学基团，例如CH3。如下例子 可说明：相对于参比化合物双酚A带有四个附加甲基基团的四甲基双酚A，以及相对于参比 化合物双酚A不带有两个附加甲基基团的双酚F均是该定义含义内的双酚A的衍生物。
[0043] 术语"可见光"用于指具有约400纳米（nm)至约800纳米（nm)波长的光。
[0044] "环境条件"是指本发明组合物在储存和处理期间通常经受的条件。环境条件可为 例如约900毫巴至约1100毫巴的压力、约-10°C至约60°C的温度和约10%至约100%的相 对湿度。在实验室中将环境条件调节至约23°C和约1013毫巴。在牙科和牙齿矫正领域， 将环境条件合理理解为约950至约1050毫巴的压力、约15至约40°C的温度和约20%至约 80 %的相对湿度。
[〇〇45] 如本文所用，"一种（个）"、"所述（该）"、"至少一种（个）"和"一种（个）或多 种（个）"可互换使用。术语"包括"或"包含"及其变型在这些术语出现于说明书和权利 要求书中时不具有限制意义。另外，本文通过端点表述的数值范围包括该范围内包括的所 有数字（如，1 到 5 包括 1、1· 5、2、2· 75、3、3· 80、4、5 等）。
[〇〇46] 除非另外指明，否则说明书和权利要求书中使用的表示成分的量、如下面描述的 物理性能的量度等所有数字在所有情况下均应理解为被术语"约"修饰。 【具体实施方式】
[〇〇47] 本发明的组合物适于解决上面提到的目的中的至少一个，例如，提供尤其是对牙 本质表面具有良好粘合性能的单组分、自粘合牙科组合物。
[0048] 令人惊奇地发现，混配光引发剂体系连同选自或包含一种或多种过硫酸盐和一种 或多种过渡金属组分的氧化剂产生足够稳定的组合物，即产生除非暴露于辐射否则将在合 理的贮存期期间不固化的组合物。
[〇〇49] 除了足够的贮存稳定性外，所述组合物还是自粘合的。即，所述组合物将粘附到牙 科表面而无需使用例如蚀刻剂和/或粘结体系预处理。
[0050] 作为单组分牙科制剂提供所述组合物将有利于使用期间由从业者施用。所述组合 物可采用牙科诊所中已经存在的常见设备原样施用。
[0051] 所述组合物对牙釉质和牙本质两者均显示良好的粘附性能而无需使用粘结剂或 粘结体系。
[0052] 除了自粘合的特征外，所述组合物通常还具有总体良好的机械和美学性能。
[0053] 本发明的组合物的特征可通常在于在硬化后的以下特征中的至少一个：
[0054] ?根据IS04049:2000测得的弯曲强度：至少约50MPa或至少约70或至少约90MPa，
[0055] ?根据IS04049:2000测得的E-模量：至少约3500MPa或至少约4500或至少约 5500MPa。
[0056] ?根据弓丝环粘附力测试（见实验部分）测得的对牙本质的粘附力：至少约5MPa 或至少约7或至少约9MPa，
[0057] ?根据弓丝环粘附力测试（见实验部分）测得的对牙釉质的粘附力：至少约7MPa 或至少约9或至少约llMPa。
[0058] 通常根据预期的用途调节所述组合物的粘度。
[0059] 如果将所述组合物用作牙裂沟封闭剂或牙科可流动材料，则合适的粘度包括例如 约1至约150Pa*s或约10至约120Pa*s(23°C ;剪切速率：1001/s)。
[0060] 如果需要，可如下测定粘度：可使用具有锥/板几何结构CP25-1的Physica MCR301流变仪（奥地利格拉茨的安东帕公司（Anton Paar, Graz, Austria))在受控的剪切 速率下于23°C下测量粘度。直径为25mm，锥角为Γ，并且锥尖与板之间的间隔为49μπι。 剪切速率从l〇〇〇s<至If 1对数性地渐变减小，总共收集23个数据点。每个数据点的整合 时间为10s。
[0061] 本发明提供了一种组合物，使用在牙科诊所或电子设备制造厂已可利用的可见光 源设备在可接受的时间范围内（例如，小于约300秒或小于约180s或小于约120s)，所述组 合物可硬化到足够的深度。
[0062] 如果溶解或分散在水（例如，lg/10mL)中，本发明的组合物通常显示在约0至约5 或约1至约4范围内的pH值。即，所述组合物整体是酸性的。
[0063] 本发明的组合物包含一种或多种具有酸部分的可自由基聚合的组分作为组分（A) 或组分（A)的一部分。
[〇〇64] 如果需要，可采用不同的具有酸部分的可自由基聚合的组分的混合物。
[〇〇65] 所述具有酸部分的可自由基聚合的组分的特征可通常在于以下特征中的至少一 个：
[0066] -分子量（Mw):约70至约700g/mol或约100至约600或约200至约500g/mol，
[0067] -粘度：在23°C下测量的约0· 1至约10Pa*s或约0· 2至约5Pa*s或约0· 5至约 2Pa*s，和 / 或
[0068] -折射率：约 1. 42 至约 1. 55 (nD)。
[〇〇69] 使用具有以下特征中的至少一个的组分（A)可能是优选的，尤其是如果可硬化组 合物应显示足够的粘合性：
[0070] -可聚合部分包含（甲基）丙烯酸酯基团，
[0071] -酸性部分包含含磷、碳或硫的基团，
[0072] -分子量在约70至约700或约100至约600或约200至约500g/mol的范围内。
[0073] 所述烯键式不饱和酸性化合物可通常由式（I)表示
[0074] An-B-Cm ⑴
[0075] 其中A为烯键式不饱和基团，例如（甲基）丙烯酰基部分，
[0076] B为间隔基团，例如⑴任选地被其它官能团（例如，卤化物、0H或它们的混合物） 取代的直链或支化C1-C12烷基，（ii)任选地被其它官能团（例如，卤化物、0H或它们的混 合物）取代的C6-C12芳基；（iii)具有4至20个由一个或多个醚、硫醚、酯、硫酯、硫代羰 基、酰胺、聚氨酯、羰基和/或磺酰键键合到彼此的碳原子的有机基团，并且
[0077] C为酸性基团，其中m、n = 1、2、3、4、5或6，
[0078] 其中所述酸性基团包含一个或多个羧酸残基如-C00H或-C0-0-C0-、磷酸残基 如-0-P (0) (OH) 0H、膦酸残基如C-P (0) (OH) (0H)、磺酸残基如-S03H或亚磺酸残基如-S02H。
[0079] 作为组分（A)的烯键式不饱和酸性化合物的具体例子包括但不限于甘油磷酸单 (甲基）丙烯酸酯、甘油磷酸二（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸羟乙酯（例如，HEM A) 磷酸酯、双（（甲基）丙烯酰氧基乙基）磷酸酯、（甲基）丙烯酰氧丙基磷酸酯、双（（甲基） 丙烯酰氧丙基）磷酸酯、双（（甲基）丙烯酰氧基）丙氧基磷酸酯、（甲基）丙烯酰氧己基磷 酸酯、双（（甲基）丙烯酰氧己基）磷酸酯、（甲基）丙烯酰氧辛基磷酸酯、双（（甲基）丙烯 酰氧辛基）磷酸酯、（甲基）丙烯酰氧癸基磷酸酯、双（（甲基）丙烯酰氧癸基）磷酸酯、己 内酯甲基丙烯酸酯磷酸酯、柠檬酸二-或三-甲基丙烯酸酯、聚（甲基）丙烯酸酯化低聚马 来酸、聚（甲基）丙烯酸酯化聚马来酸、聚（甲基）丙烯酸酯化聚（甲基）丙烯酸、聚（甲 基）丙烯酸酯化聚羧基-聚膦酸、聚（甲基）丙烯酸酯化聚氯磷酸、聚（甲基）丙烯酸酯化 聚磺酸酯、聚（甲基）丙烯酸酯化聚硼酸等。也可使用不饱和羧酸如（甲基）丙烯酸、芳族 (甲基）丙烯酸酯化酸（例如，甲基丙烯酸酯化偏苯三酸）和它们的酸酐的单体、低聚物和 聚合物。
[0080] 这些化合物中的一些可例如作为（甲基）丙烯酸异氰酸根合烷基酯与羧酸之间的 反应产物获得。具有酸官能组分和烯键式不饱和组分两者的该类型的附加化合物描述于US 4, 872, 936(Engelbrecht)和US 5, 130, 347(Mitra)中。可使用多种包含烯键式不饱和部分 和酸部分的此类化合物。如果需要，可使用此类化合物的混合物。
[0081] 另外，具有酸部分的烯键式不饱和化合物包括例如可聚合双膦酸；AA:ITA:IEM(通 过使AA:ITA共聚物与足量甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯反应以将共聚物的一部分酸基团 转化为侧链甲基丙烯酸酯基团而制得的具有侧链甲基丙烯酸酯的丙烯酸：衣康酸共聚物， 如例如 US5, 130, 347(Mitra)的实例 11 中所述）；以及 US 4, 259, 075(Yamauchi 等人）、 US4, 499, 251 (Omura 等人）、US 4, 537, 940 (Omura 等人）、US 4, 539, 382 (Omura 等人）、 US 5,530,038(Yamamoto等人）、US6,458,868(0kada等人）和EP 0 712 622 Al(德山 (Tokuyama)公司）及EP 1 051 961 Al(可乐丽（Kuraray)公司）中所述的那些。
[0082] 所述不饱和酸性化合物可相对于整个组合物的重量以至少约3重量％或至少约5 重量％或至少约10重量％的量存在于组合物中。
[0083] 然而，相对于整个组合物的重量至多约80重量％或至多约70重量％或至多约60 重量％的量可能仍然是可用的。
[0084] 可用的量包括相对于整个组合物的重量约3重量％至约80重量％或约5重量％ 至约70重量％或约10重量％至约60重量％。
[0085] 本发明的组合物包含一种或多种不具有酸部分的可自由基聚合的组分作为组分 (B)或作为组分（B)的一部分。
[〇〇86] 该组分为通常可自由基聚合的材料，包括一种烯键式不饱和单体、多种烯键式不 饱和单体、低聚物或聚合物。
[0087] 组分（B)还可包含羟基基团、1，3-二酮基部分或两者。
[0088] 此类可聚合材料包括单_、二-或聚-丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸异丙酯、（甲基）丙烯酸正己酯、（甲 基）丙烯酸硬脂酯、（甲基）丙烯酸烯丙酯、二（甲基）丙烯酸甘油酯、称为UDMA的二聚氨 酯二甲基丙烯酸酯（异构体的混合物，例如R0hm Plex6661-0)(其为甲基丙烯酸2-羟乙 酯（册麻）与2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯（了1?1)的反应产物）、三（甲基）丙烯酸 甘油酯、二（甲基）丙烯酸乙二醇酯、二（甲基）丙烯酸二甘醇酯、二（甲基）丙烯酸三甘醇 酯、二丙烯酸1，3-丙二醇酯、二甲基丙烯酸1，3-丙二醇酯、三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯 酸酯、1，2, 4-丁三醇三（甲基）丙烯酸酯、1，4-环己二醇二（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三 (甲基）丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、山梨醇六（甲基）丙烯 酸酯、双[1 _(2-丙烯醜氧基）]-对-乙氧基苯基二甲基甲烧、双[1 -(3_丙烯醜氧基_2_轻 基）]-对-丙氧基苯基二甲基甲烷和异氰脲酸三甲基丙烯酸三羟乙酯；分子量为200-500 的聚乙二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯，诸如US 4, 652, 274中的那些的丙烯酸酯化 单体的可共聚混合物和US 4, 642, 126中的那些的丙烯酸酯化低聚物；以及乙烯基化合物， 诸如苯乙烯、邻苯二甲酸二烯丙基酯、琥珀酸二乙烯酯、己二酸二乙烯酯和邻苯二甲酸二乙 烯酯；包含聚氨酯、脲或酰胺基团的多官能（甲基）丙烯酸酯。如果需要，可使用这些可自 由基聚合材料的两种或更多种的混合物。
[0089] 其它可聚合组分为乙氧基化双酚A的二（甲基）丙烯酸酯，例如2, 2'-双（4-(甲 基）丙烯酰氧基四乙氧基苯基）丙烷、聚氨酯（甲基）丙烯酸酯和（甲基）丙烯酰胺。使 用的单体还可为α-氰基丙烯酸、巴豆酸、肉桂酸和山梨酸的酯。
[0090] 也可使用ΕΡ 0 235 826提到的甲基丙烯酸酯，例如双[3[4]_甲基丙烯酰-氧基 甲基-8 (9)-三环[5.2. 1.02'6]癸基甲基三乙二醇酯。还合适的为2, 2-双-4 (3-甲基丙烯 酰氧基-2-羟基丙氧基）苯基丙烷（双_GMA)、2, 2-双-4 (3-甲基丙烯酰氧丙氧基）苯基 丙烧、7, 7, 9_二甲基_4, 13-二氧代_3, 14-二氧杂_5, 12-二氣杂十六烧_1，16-二氧二甲 基丙烯酸酯（UDMA)、聚氨酯（甲基）丙烯酸酯和双羟甲基三环-(5. 2. 1. 02,6)癸烷的二（甲 基）丙烯酸酯。
[〇〇91] 可在牙科组合物中单独或与其它烯键式不饱和单体的组合来采用这些烯键式不 饱和单体。
[〇〇92] 除那些组分外，可加入的其它可硬化组分包括低聚或聚合化合物，如聚酯聚氨酯 (甲基）丙烯酸酯、聚醚聚氨酯（甲基）丙烯酸酯、聚碳酸酯聚氨酯（甲基）丙烯酸酯和聚 (甲基）丙烯酸酯聚氨酯（甲基）丙烯酸酯。这些化合物的分子量通常小于20, 000g/m〇l， 尤其是小于15, 000g/mol，并且尤其是小于10, 000g/mol。
[0093] 有时可能优选加入一种或多种具有羟基基团和/或1，3-二酮基部分的可聚合组 分作为组分（B)或组分（B)的一部分。
[0094] 加入这些组分可有利于制备过程。
[〇〇95] 也发现，使用一种或多种这种可聚合组分还可产生组合物对尤其是牙本质表面增 加的粘附力。
[〇〇96] 具体例子包括：包含氢氧根基团和可聚合不饱和基团如丙烯酰基基团、甲基丙烯 酰基基团、乙烯基基团或烯丙基基团等的可聚合单体、低聚物或聚合物。单体是尤其优选 的。这些化合物包括（甲基）丙烯酸2-羟乙酯（HEMA)、（甲基）丙烯酸2-或3-羟丙酯、 (甲基）丙烯酸4-羟丁酯、（甲基）丙烯酸5-羟戊酯、（甲基）丙烯酸6-羟己酯、（甲基） 丙烯酸10-羟癸酯、单（甲基）丙烯酸二亚烷基二醇酯，例如单（甲基）丙烯酸二甘醇酯、 单（甲基）丙烯酸三甘醇酯、单（甲基）丙烯酸四甘醇酯、单（甲基）丙烯酸聚乙二醇酯、单 (甲基）丙烯酸二丙二醇酯、单（甲基）丙烯酸聚丙二醇酯和其它（甲基）丙烯酸1，2-或 1，3-和2, 3-二羟丙酯、1，3-二（甲基）丙烯酸2-羟丙酯、1，2-二（甲基）丙烯酸3-羟丙 酯、N-(甲基）丙烯酰基-1，2-二羟基丙胺、N-(甲基）丙烯酰基-1，3-二羟基丙胺、苯酚与 (甲基）丙烯酸缩水甘油酯的加合物，例如（甲基）丙烯酸1-苯氧基-2-羟丙酯、（甲基） 丙烯酸1-萘氧基-2-羟丙酯、（甲基）丙烯酸双酚A二缩水甘油酯等，尤其优选（甲基）丙 烯酸2-羟乙酯、（甲基）丙烯酸2-羟丙酯和（甲基）丙烯酸2, 3-二羟丙酯。
[0097] 具有1，3-二酮基基团的可聚合组分的一个例子为甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯 (AAEMA)。
[0098] 如果需要，可使用这些组分中的一种或多种的混合物。各个组分可命名为组分 (Bl)、（B2)、（B3)等。
[0099] 在一个具体的实施例中，组分（B)包含不饱和羟基和/或1，3-二酮基官能化合物 (例如HEMA和/或AA-EMA)与不具有这些官能团的不饱和化合物的混合物。组分⑶通常 以相对于整个组合物的重量至少约5重量％或至少约10重量％或至少约20重量％的量存 在于组合物中。
[〇1〇〇] 如果存在，则组合物中包含的组分（B)的量通常为相对于整个组合物的重量至多 约65重量％或至多约55重量％或至多约45重量％。
[0101] 典型的范围包括相对于整个组合物的重量约5重量％至约65重量％或约10重 量％至约55重量％或约20重量％至约45重量％。
[0102] 所述组合物包含氧化剂作为组分（C)或组分（C)的一部分。所述氧化剂选自一种 或多种过硫酸盐或它们的混合物。
[0103] 所述氧化剂应足够稳定以便混配到牙科组合物中。所述氧化剂通常不包含有机残 基如碳-碳部分，并且因此可表征为无机物质。
[0104] 根据一个实施例，过硫酸盐或在硬化反应期间可产生的其自由基是水溶性的。
[0105] 水溶性的是指过硫酸盐可溶解在水中，例如通过解离成离子。
[〇1〇6] 可使用的过硫酸盐可由下式表征：
[0107] D2S208 (II)
[0108] 其中，D选自1^、恥、1(、順4、顺4，其中1?选自！1和(：!1 3。
[0109] 可使用的一种或多种过硫酸盐的例子包括Na2S20 8、K2S208、（NH4) 2S208以及它们的混 合物。
[〇11〇] 可使用的过硫酸盐的量不受特别限制。过硫酸盐应以足以实现预期目的的量使 用。
[0111] 可用的量包括：
[0112] ?相对于整个组合物至少约0. 1重量％或至少约0. 3重量％或至少约0. 5重量％ 和/或
[0113] ?相对于整个组合物至多约10重量％或至多约5重量％或至多约2重量％。
[0114] 典型的范围包括相对于整个组合物约0. 1重量％至约10重量％或约0. 3重量％ 至约5重量％或约0. 5重量％至约2重量％。
[0115] 如果使用的过硫酸盐的量太高，则机械和美学性能下降。
[0116] 如果使用的过硫酸盐的量太低，则对牙齿结构（即，牙釉质和牙本质）的粘附力下 降。
[0117] 如果需要并为了简化制备过程，可将过硫酸盐与填料颗粒预混合并在制备期间加 到组合物的剩余组分中。
[0118] 本发明的组合物包含一种或多种过渡金属组分作为组分（D)或组分（D)的一部 分。
[0119] 合适的一种或多种过渡金属组分包括一种或多种来自钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜 和/或锌的有机和/或无机盐。
[0120] 可用的盐包括一种或多种醋酸盐、一种或多种氯化物、一种或多种硫酸盐、一种 或多种苯甲酸盐、一种或多种乙酰丙酮盐、一种或多种环烷酸盐、一种或多种羧酸盐、双 (1-苯基戊烷-1，3-二酮）络合物、一种或多种水杨酸盐、任一过渡金属与乙二胺四乙酸的 络合物、以及它们的混合物。
[0121] 根据一个实施例，过渡金属组分为氧化阶段，这允许该组分被还原。视实际情况， 可用的氧化阶段包括+2、+3、+4、+5、+6和+7。
[0122] 有时优选一种或多种铜组分。所述一种或多种铜组分中铜的氧化阶段为优选+1 或+2。
[0123] 可使用的一种或多种铜组分的典型例子包括铜的盐和络合物，包括醋酸铜、氯化 铜、苯甲酸铜、乙酰丙酮酸铜、环烷酸铜、羧酸铜、铜双（1-苯基戊烷-1，3-二酮）络合物、水 杨酸铜、铜与硫脲、乙二胺四乙酸的络合物和/或它们的混合物。铜化合物可以水合形式或 无水形式使用。
[0124] 尤其优选的是醋酸铜。
[0125] 可使用的过渡金属组分的量不受特别限制。过渡金属盐应以足以实现预期目的的 量使用。
[0126] 过渡金属组分通常以至少约0. 0001重量％或至少约0. 001重量％或至少约0. 01 重量％的量存在于组合物中。
[0127] 组合物中包含的过渡金属组分的量通常为至多约3重量％或至多约2重量％或至 多约1. 8重量％。
[0128] 典型的范围包括约0. 0001重量％至约3重量％或约0. 001重量％至约2重量％ 或约0. 01重量％至约1. 8重量％。
[0129] 如果使用的过渡金属组分的量太高，则美学性能可能下降。
[0130] 如果使用的过渡金属组分的量太低，则对牙齿结构（即，牙釉质和牙本质）的粘附 力可能下降。
[0131] 本发明的组合物包含一种或多种光引发剂体系作为组分（E)或组分（E)的一部 分。如技术人员所知，光引发剂体系可包含多于一种组分。
[0132] 能够引发自由基活性官能团聚合的引发剂种类包括自由基生成光引发剂，任选地 与光敏剂或加速剂组合。此类引发剂在暴露于具有介于约400nm和约800nm之间波长的光 能时通常能够生成用于加成聚合的自由基。
[0133] 多种可见或近红外光引发剂体系可用于本发明中使用的可自由基聚合材料 的光聚合。例如，在自由基聚合（硬化）中，光引发体系可选自如US 4, 071，424和TO 2009151957中所述经由胺和α-二酮的双组分体系引发聚合的体系，所述专利以引用方式 并入本文。
[0134] 此类体系的典型例子为樟脑醌和胺的组合。可能优选使用EDMAB(4_二甲氨基苯 甲酸乙酯）。
[0135] 作为另外一种选择，树脂可以与三组分或三元光引发剂体系组合，例如US 5, 545, 676和W0 2009151957所述，该专利以引用方式并入本文。
[0136] 在三元光引发剂体系中，第一组分为碘傷盐，即二芳基碘输盐。当在敏化剂和 供体存在情况下溶解时，碘偷盐优选可溶解在单体中且是架藏稳定的（即，不会自发促 进聚合）。因此，特定碘懲盐的选择可以某些程度上取决于所选的特定单体、聚合物或 低聚物、敏化剂和供体。旧3,729,313、旧3,741，769、旧3,808,006、旧4,250,053和 US4, 394, 403描述了合适的碘偷盐，这些专利公开的碘偷盐以引用方式并入本文中。碘像 盐可为简单盐（例如，包含阴离子，如Cl' Br' Γ或C4H5 SCV)或金属络合盐（例如，包含 SbF50!T或AsFj。如果需要，可使用碘徽盐的混合物。优选的碘偷盐包括二苯基碘偷.盐， 例如氯代二苯碘偷、六氟磷酸二苯基碘懲和四氟磷硼酸二苯基碘
[0137] 三元光引发剂体系中的第二组分是敏化剂。理想的敏化剂溶于单体并且能够在如 下的波长范围内有光吸收：大于400纳米至1200纳米，更优选大于400纳米至700纳米，且 最优选大于400纳米至约600纳米。敏化剂也能够使用US 3, 729, 313所述测试工序敏化 2-甲基-4, 6-双（三氯甲基）-s-三嗪，该专利以引用方式并入本文。优选地，除了通过该 测试，敏化剂也可部分基于架藏稳定性考虑选择。因此，特定敏化剂的选择可以在某种程度 上取决于所选的特定单体、低聚物或聚合物、碘輪盐和供体。
[0138] 合适的敏化剂可包括以下种类的化合物：酮、香豆素染料（如，香豆素酮）、氧杂蒽 染料、吖啶染料、噻唑染料、噻嗪染料、曝嗪染料、吖嗪染料、氨基酮染料、吓啉、芳族多环烃、 对位取代的氨基苯乙烯基酮化合物、氨基三芳基甲烷、部花青、方酸染料和吡啶盐染料。酮 (如，单酮或二酮）、香豆素酮、氨基芳香酮类和对位-取代的氨基苯乙烯基酮化合物是 优选的敏化剂。对于要求深度固化的应用（如，高度填充的复合材料），优选采用具有在光 聚合所需的照射波长处消光系数低于约1000的敏化剂，更优选低于约100的敏化剂。作为 另外一种选择，可以使用展示在照射激发波长处光吸收减小的染料。
[0139] 例如，优选类别的酮敏化剂具有下式：AC0(X)b Β，其中X为C0或CR5R6,其中R5和R6 可相同或不同并且可为氢、烷基、烷芳基或芳烷基，b为0或1，A和B不同并可被取代（具有 一个或多个互不干扰的取代基）可为相同的或未取代的芳基、烷基、烷芳基或芳烷基基团， 或A和B可一起形成环状结构，所述环状结构可为取代或未取代的环脂族、芳族、杂芳族或 稠合芳环。
[0140] 上述式中适合的酮包括单酮（b = 0)，例如2, 2_、4, 4-或2, 4-二羟基二苯甲 酮、双-2-吡啶酮、双-2-呋喃酮、双-2-硫苯基酮、安息香、芴酮、查尔酮、Michler' s酮、 2_氟-9-芴酮、2-氯硫咕吨酮、苯乙酮、二苯甲酮、1-或2-萘乙酮、9-乙酰基蒽、2-、3_或 9_乙酰基菲、4-乙酰基联苯、苯丙酮、正丁酰苯、苯戊酮、2-、3_或4-乙酰基吡啶、3-乙酰基 香豆素等等。适合的二酮类包括芳烷基二酮，例如蒽醌、菲醌、邻_、间-和对-二乙酰基苯、 1，3 -、1，4-、1，5-、1，6-、1，7-和 1，8- _乙醜基蔡、1，5-、1，8-和 9，10- _乙醜基恩等等。合 适的α -二酮（b = 1和X = C0)包括2, 3- 丁二酮、2, 3-戊二酮、2, 3-己二酮、3, 4-己二 酮、2, 3-庚二酮、3, 4-庚二酮、2, 3-辛二酮、4, 5-辛二酮、苯偶酰、2, 2' -33' -和4, 4' -二羟 基苯偶酰、糠偶酰、二-3, 3' -吲哚基乙二酮、2, 3-莰烷二酮（樟脑醌）、联乙酰、1，2-环己二 酮、1，2-萘醌等。
[0141] 三元引发剂体系的第三种组分是供体。优选的供体包括，例如，胺（包括氨基醛和 氨基硅烷）、酰胺（包括磷酰胺）、醚（包括硫醚）、脲（包括硫脲）、二茂铁、亚磺酸及其盐 类、氰亚铁酸盐、抗坏血酸及其盐类、二硫代氨基甲酸及其盐、黄源酸盐、乙二胺四乙酸盐和 四苯基硼酸盐。供体可为未取代的或由一个或多个互不干扰的取代基取代的。尤其优选的 供体包含电子供体原子，例如氮、氧、磷或硫原子以及粘合在电子供体原子的α位碳或硅 原子的可吸取氢原子。US5, 545, 676公开了多种供体，该专利以引用的方式并入本文。
[0142] 作为另外一种选择，可用于本发明中的自由基引发剂包括酰基氧化膦和双酰基氧 化膦类。
[0143] 合适的酰基氧化膦可由以下通式描述
[0144] (R9)2-P( = 0) -C( = 0) -R10 (III)
[0145] 其中每个R9可以单独地是烃基基团例如烷基、环烷基、芳基和芳烷基，其中任何基 团均可以被卤素、烷基或烷氧基基团取代，或两个R 9基团可以接合与磷原子形成环，并且其 中R1(l是烃基基团、包含S-、0-、或N-的五元-或六元杂环基团、或-Z-C( = 0)-P( = 0)-(R9)2 基团，其中Z代表二价烃基基团例如具有2至6个碳原子的亚烃基或亚苯基。
[0146] 优选的酰基氧化膦为其中R9和R1(l基团是苯基或低级烷基取代或低级烷氧基取代 的苯基的那些。"低级烷基"和"低级烷氧基"是指具有从1至4个碳原子的这类基团。例 子也可见于例如US4, 737, 593中。
[0147] 合适的双酰基氧化膦可由以下通式描述
[0148]
【权利要求】
1. 一种用于牙科用途的单组分自粘合组合物，包含 a) -种或多种具有酸性部分的可自由基聚合的组分作为组分A， b) -种或多种不具有酸性部分的可自由基聚合的组分作为组分（B)， c) 包含一种或多种过硫酸盐的氧化剂作为组分（C)， d) -种或多种过渡金属组分作为组分（D)， e) 光引发剂体系作为组分（E)， f) 任选地，一种或多种非酸反应性填料作为组分（F)，和 g) 任选地，一种或多种添加剂作为组分（G)， 所述组合物不包含一种或多种碱性填料。
2. 根据前述权利要求所述的组合物，不包含一种或多种包含巴比妥酸部分、硫代巴比 妥酸部分、亚磺酸盐部分、芳基硼酸盐部分或它们的混合物的组分。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述氧化剂满足以下特征中的至少 一个： 不包含基于碳-碳的部分， 是水溶性的。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种过渡金属组分选自 为水合或为干燥形式的来自钛、钒、铬、锰、钴、镍、铜、锌的有机和/或无机盐、以及它们的 混合物。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述过渡金属组分为铜组分，所述 铜组分选自为水合或为干燥形式的醋酸铜、氯化铜、苯甲酸铜、乙酰丙酮酸铜、环烷酸铜、羧 酸铜、铜双（1-苯基戊烷-1，3-二酮）络合物、铜络合物、以及它们的混合物。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述光引发剂体系选自 a) -种或多种包含胺和α-二酮组分的二组分体系， b) -种或多种包含碘鐘盐、敏化剂和供体组分的三组分体系， c) 一种或多种包含酰基或双酰基氧化膦的体系。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述具有酸性部分的可自由基聚合 的组分选自具有下式的组分 An_B_Cm ⑴ 其中，A为烯键式不饱和基团，例如（甲基）丙烯酰基部分，B为间隔基团，选自（i)任选 地被其它官能团取代的直链或支化C1-C12烷基，（ii)任选地被其它官能团取代的C6-C12 芳基，和（iii)具有4至20个由一个或多个醚、硫醚、酯、硫酯、硫代羰基、酰胺、聚氨酯、羰 基和/或磺酰键键合到彼此的碳原子的有机基团，其中所述其它官能团选自卤化物和/或 OH，并且C为酸性基团，其中m、n = 1、2、3、4、5或6， 其中所述酸性基团包含一个或多个羧酸残基如-COOH或-C0-0-C0-、磷酸残基 如-O-P(O) (OH)OH、膦酸残基如-C-P(O) (OH)OH、亚磺酸残基如-S02H或磺酸残基如-S03H， 以及它们的混合物。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述不具有酸性部分的可自由基 聚合的组分选自分子量为200-500的聚乙二醇的单-、二-或聚-丙烯酸酯和甲基丙烯酸 酯、双丙烯酸酯和双甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯化单体、丙烯酸酯化低聚物、带乙烯基部分的 化合物的可共聚混合物、以及它们的混合物，其中所述可自由基聚合的组分可被羟基基团、 1，3-二酮基基团或两者所取代。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中组分（B)包含具有羟基基团和/或 1，3-二酮基基团的组分（B1)和不具有这些官能团中的任一种的组分（B2)。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于硬化后的以下特征中的至 少一个： ?根据ISO 4049:2000测得的弯曲强度：至少约50MPa， ?根据ISO 4049:2000测得的E-模量：至少约3500MPa， ?根据弓丝环测试方法测得的对牙本质的粘附力：至少约5MPa， ?根据弓丝环测试方法测得的对牙釉质的粘附力：至少约7MPa。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物以以下量包含所述组分： a) -种或多种具有酸性部分的可自由基聚合的组分：约3重量％至约80重量％， b) -种或多种不具有酸性部分的可自由基聚合的组分：约5重量％至约65重量％， c) 氧化剂：约0. 1重量％至约10重量％， d) 过渡金属组分：约0. 0001重量％至约3重量％， e) 光引发剂体系：约0. 1重量％至约5重量％， f) 一种或多种填料：〇重量％至约90重量％， g) 添加剂：〇重量％至约15重量％， 重量％相对于整个组合物的重量。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物用作前牙或后牙填充物、粘 合剂、洞衬剂、可流动材料、粘固剂、涂料组合物、根管填料、根管密封剂、桩核构建材料或它 们的组合。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物被包含于容器中。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物为自粘合的可光固化体系。
15. 方法，包括a)向表面施加如前述权利要求中任一项所述的组合物、b)通过施加辐 射使所述组合物固化的步骤，所述方法不包括附加的混合步骤和/或蚀刻步骤。
【文档编号】A61K6/00GK104114142SQ201280059074
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2011年12月1日
【发明者】R·黑希特, A·施蒂皮施尔德, V·哈萨纳杰, G·赖亚, M·卢德斯特克, R·古根贝格尔 申请人:3M创新有限公司