本发明涉及基于具有粘合性质的共聚物的牙科材料，其特别适合作为直接或间接牙科修复体的粘合剂。
背景技术：
1、在牙科学中，牙釉质—牙本质粘合剂主要用于在直接或间接修复材料与牙齿结构(牙釉质和牙本质)之间形成牢固并持久的粘结。它们通常含有不同的可自由基聚合的甲基丙烯酸酯单体、聚合物、引发剂体系、溶剂诸如乙醇水溶液或丙酮、以及其他添加剂诸如稳定剂和流变添加剂的混合物。单体混合物通常又含有强酸性粘合剂单体，例如具有自蚀刻性质的含有甲基丙烯酰基团的磷酸二氢酯，其确保与牙齿结构的牢固粘结；二甲基丙烯酸酯诸如双gma和二甲基丙烯酸三乙二醇酯(tegdma)，其促进快速形成稳定的粘合剂层；和亲水性单体诸如甲基丙烯酸2-羟乙酯(hema)，以促进渗透能力。据说，聚合物诸如甲基丙烯酸酯化的聚丙烯酸或衣康酸共聚物改善粘合剂的膜形成并降低技术敏感性。樟脑醌(cq)与叔胺诸如4-二甲基氨基苯甲酸乙酯(embo)的混合物主要用作可见光固化的聚合引发剂，其在双固化体系中与氧化还原引发剂体系组合。
2、us5,700,875公开了含有60至98重量％的可聚合单体混合物、2至40重量％的聚合物和0.01至35重量％的聚合引发剂的牙科粘合剂。所述单体混合物含有2至25重量％具有磺酸、羧酸、羧酸酐或磷酸基团的酸性单体。所述聚合物是基于(甲基)丙烯酸烷基酯、苯乙烯单体、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、丁二烯、聚甲基丙烯酸烷基酯和/或聚乙酸乙烯酯的共聚物，并且溶解或分散在单体混合物中。据说，所述粘合剂易于处理，并且具有优异的粘合性。
3、r.r.j.w.garcia,n.d.wilson,s.h.lewis,m.d.barros,b.yang,c.s.pfeifer,j.w.stansbury,j.dent.res.91(2012):179-184研究了向牙科粘合剂添加纳米凝胶颗粒的效果。为此，将粒度为10至100nm的甲基丙烯酸异冰片酯和udma或乙氧基化双gma的甲基丙烯酸酯官能化的纳米凝胶分散在双gma-hema-乙醇混合物中，浓度分别为17重量％和23重量％，随后测定了机械性质和牙本质粘合性。测得改善的机械性质和牙本质粘合力值。
4、us2013/0224692a1公开了含有高达15重量％的光固化离聚物、不透射线的金属氧化物纳米颗粒、含磷酸性单体、其他单体、水、极性溶剂和引发剂的牙科粘合剂。离聚物被定义为具有离子基团和可自由基聚合基团的聚合物，诸如通过不饱和一元、二元或三元羧酸的均聚或共聚得到的并用含有异氰酸酯基团的单体改性的聚烯烃羧酸。
5、ep3120827a1公开了适合用作牙科粘合剂、涂覆材料、填充复合材料和粘固剂的可自由基聚合牙科材料。所述材料含有至少一种具有强酸性膦酸基团且数均分子量为1000至200000克/摩尔的可自由基聚合的(甲基)丙烯酸酯共聚物、具有或不具有酸性基团的可自由基聚合单体以及用于自由基聚合的引发剂。酸性聚合物和酸性单体的组合优化与牙釉质和牙本质的粘合性。
6、已知的牙科粘合剂的缺点是它们在固化后通常有或多或少的大的残留单体含量。尽管所使用的单体没有全身毒性，但它们可能表现出不期望的影响，并导致接触性过敏反应。
7、为了改善生物相容性，现有技术中提出了各种构思，特别是受贝壳粘合剂启发的生物粘合剂和所谓的含有机改性陶瓷(ormocer)的粘合剂。有机改性陶瓷(ormocer，organically modified ceramics)是含有有机基团的二烷氧基或三烷氧基硅烷以及可能的钛或锆烷氧化物的共缩合物(杂聚硅氧烷)。
8、de19643007a1公开了基于来自蓝贻贝足丝纤丝的肽或蛋白与可自由基聚合单体的反应产物的粘合促进剂和粘合剂，据说其适合于牙科目的。
9、wo2006/045034a1涉及含有0.1至50重量％的dopa(3,4-二羟基苯基-l-丙氨酸)与稀无机酸组合的牙科底涂剂(primer)。dopa旨在实现在施加修复材料之前对牙齿的同时底涂(priming)和蚀刻。
10、us2011/0288252a1公开了用于制备粘合剂的基于含有二烷氧基和二羟基苯基基团的硅烷、用dopa基团改性的杂聚硅氧烷(ormocer)。所述杂聚硅氧烷可通过与水的水解缩合或通过可存在的可聚合基团的自由基聚合而被固化。
11、这样的生物粘合剂的缺点是它们相对低的粘合效果，而且需要长时间段，经常需要数小时或数天来达到完全粘合的效果。因此，还没有发现它们作为牙釉质-牙本质粘合剂的实际应用。
12、生物相容性一般是指在身体中使用或与其表面接触的材料的组织相容性程度。生物相容性材料应该对身体表现为中性，不导致任何负面影响。具体地，它们不应有任何毒理、过敏、诱变、致畸或致癌影响。牙科材料必须不刺激口腔和其他身体组织。
13、de102018204655a1公开了含有酸反应性粉末、多质子酸、水和分散聚合物颗粒的玻璃离聚物粘固剂。优选的聚合物颗粒是聚氨酯颗粒。优选地，这些颗粒的平均粒度小于1μm。优选地，所述颗粒被制备为初级或次级分散体。聚合物颗粒应为毒理学上安全的，并改善粘固剂的开裂和断裂韧性。所述材料优选不含可聚合化合物，诸如(甲基)丙烯酸酯。
14、对于初级分散体，技术人员的理解是通过首先将单体在水中乳化，然后在分散相中使它们聚合而得到的聚合物分散体。制备初级分散体需要乳化剂或保护胶体。为制备次级分散体，通过在挥发性有机溶剂中的溶液聚合制备聚合物。然后将得到的聚合物溶液分散在水相中，然后去除溶剂。聚合物的酸性或碱性基团在分散前被中和。中和过程中形成的盐基团稳定分散体中的聚合物颗粒。根据聚合物颗粒的电荷，对阴离子和阳离子稳定的次级分散体进行区分。例如，为了制备阴离子次级分散体，使用具有酸性基团如羧基基团的共聚物，通过添加碱将其中和。在该情况下，通过聚合物颗粒表面上的羧酸盐基团实现对次级聚合物分散体的稳定。如果使用具有碱性基团，诸如叔氨基的共聚物，则获得阳离子次级分散体，这里中和是通过添加酸实现的。
15、次级分散体的特征在于它们既不需要乳化剂也不需要保护胶体的事实。乳化剂增加聚合物涂层的水蒸气渗透性和吸水性。y.liu,w.-j.soer,j.scheerder,g.satgurunathan,j.-l.keddie,acs applied materials&interfaces 7(2015)12147-12157已经表明，与具有可比较的乳液聚合物的类似涂层相比，不含乳化剂的丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸和甲基丙烯酸正丁酯的次级分散体表现出较低的吸水性和较低的水扩散系数，以及因此更好的阻隔性质。
16、ep0305850a2公开了基于含有磷酸酯基团的共聚物的水性次级分散体，其是通过使25至98重量％的(甲基)丙烯酸酯、1至10重量％的(甲基)丙烯酸、1至8重量％的磷酸酯—具有可自由基聚合基团的磷酸酯以及任选的其它烯属不饱和化合物的混合物聚合得到的。据说所述分散体适合于制备填充有活性颜料的用于腐蚀防护的涂层。
17、ep0841352a1涉及一种用于制备聚(甲基)丙烯酸酯次级分散体的方法，据说所述分散体具有高储存稳定性。所述分散体是通过单烯属不饱和单体诸如丙烯酸或甲基丙烯酸烷基酯、带有醇羟基基团的烯属不饱和单体、含羧基基团的不饱和单体诸如丙烯酸或甲基丙烯酸和任选的调节剂在有机溶剂中的共聚得到的。在完成共聚后，据说聚合混合物中的水溶性残留单体的量小于0.1重量％。据说所述分散体适合作为水可稀释的涂料组合物中的粘结剂，例如用于木材、金属或塑料涂层的底涂剂、面漆或透明清漆。
18、ep1270619a2公开了含有至少一种两亲性聚合物的水性乙烯基聚合物次级分散体，该两亲性聚合物由疏水链段和亲水链段组成。所述两亲性聚合物旨在赋予分散体足够的热稳定性。所述分散体是通过在水-溶剂混合物中在引发剂的存在下在添加至少一种两亲性聚合物的情况下使烯属不饱和单体的混合物聚合制备的。所述单体混合物含有单烯属不饱和单体诸如丙烯酸或甲基丙烯酸烷基酯、带有醇羟基基团的烯属不饱和单体，以及含羧基基团的不饱和单体诸如丙烯酸或甲基丙烯酸。它还可含有具有磺酸基团的单体。据说，所述分散体适合作为水可稀释的涂料组合物中的粘结剂或粘结剂组分，例如用于例如工业涂料、汽车oem和修补涂料的底涂剂、填料、面漆、透明清漆、高光泽漆和单层漆的粘结剂或粘结剂组分。
19、b.schlarb,m.g.rau,s.haremza,prog.org.coat.26(1995)207-215已经表明，通过混合两种具有不同的盐基团含量的共聚物，可制备实现疏水性涂料的制备的次级分散体。它们组合了具有盐基团的亲水共聚物与不具有盐基团的疏水性共聚物。所述亲水性共聚物由10重量％的丙烯酸、53重量％的丙烯酸丁酯和37重量％的苯乙烯组成，而所述疏水性共聚物由49重量％的丙烯酸正丁酯、37重量％的苯乙烯和16重量％的甲基丙烯酸甲酯组成。据说所述涂料的特征在于吸水性低，并且特别适合于制备防腐漆和路标漆。
20、在后来的出版物b.schlarb,s.haremza,w.heckmann,b.morrison,r.müller-mall,m.g.rau mg,prog.org..coat.29(1996)201-208中，作者已经表明，通过改变共聚物的比例和组成可制备具有核壳结构的聚合物乳胶颗粒。
21、kutlug,s.reck,a.hartwig,int.j.adhes.adhes.,91(2019)36-42描述了基于具有两种不同共聚物的次级分散体的可交联压敏粘合剂。所述分散体含有10重量％的丙烯酸和90重量％的丙烯酸2-乙基己酯的羧基共聚物，以及15重量％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、20重量％的甲基丙烯酸羟乙酯和65重量％的甲基丙烯酸2-乙基己酯的环氧共聚物。据说所述粘合剂显示改善的交联，以及因此显示更好的剪切强度。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供生物相容性牙科材料，其特别适合作为用于牙科应用的粘合剂，特别是作为用于将直接和间接牙科修复体粘固至牙齿结构的粘合剂，即粘固至牙釉质和牙本质的粘合剂。所述牙科材料应确保与牙齿结构的良好粘合性，尤其是在口腔条件下。
2、根据本发明，该目的通过含有至少一种共聚物ap的牙科材料实现，所述至少一种共聚物ap通过以下步骤可获得
3、(i)以下的共聚
4、(a)一种或多种包含一种(1)可自由基聚合(甲基)丙烯酸酯基团的单体mg，
5、(b)一种或多种含有羟基基团的(甲基)丙烯酸酯mf，
6、(c)一种或多种强酸性粘合剂单体mh和
7、(d)任选的一种或多种可聚合羧酸单体mcs，其包含一种(1)可自由基聚合基团，
8、(ii)使步骤(i)得到的共聚物a0以类聚合反应与至少一种官能化的可自由基聚合单体mp反应，所述至少一种官能化的可自由基聚合单体mp与a0的聚合物链中的单体mf的oh基团反应，以形成带有可聚合侧基的共聚物ap，和
9、(iii)用碱中和共聚物ap。
10、在所有情况下，仅使用单官能单体，即具有一个可自由基聚合基团的单体来制备共聚物a0。多官能单体，即具有两个或更多个可自由基聚合基团的单体会在聚合过程中引起交联，并因此形成不溶性共聚物。
11、共聚物a0优选具有以下组成：
12、(a)20至80重量％，更优选40至70重量％的单体mg，
13、(b)1至70重量％，更优选5至40重量％的单体mf，
14、(c)1至40重量％，更优选5至30重量％的单体mh和
15、(d)0至30重量％，更优选5至20重量％的单体mcs，
16、所有百分比均基于共聚物a0的质量。特别优选其中(a)、(b)、(c)和(d)之和为100％的共聚物。
17、根据本发明的牙科材料特别适合作为牙科修复材料，尤其是作为牙科粘合剂，更特别的是作为牙釉质-牙本质粘合剂，因此为了简单起见，其在下文中也称为粘合剂。
18、根据本发明的一个优选实施方案，共聚物ap被制备为次级分散体的形式。为此，在有机溶剂中进行根据步骤(i)的单体mg、mf、mh和任选的mcs共聚成共聚物a0，之后是共聚物a0与单体mp的反应(步骤(ii))以及随后的中和(步骤(iii))，
19、(iv)任选地将步骤(iii)中得到的共聚物溶液与水混合并搅拌，以及(v)然后任选地蒸馏出所述有机溶剂。
20、如果使用含有足以分散聚合物溶液的量的水的碱水溶液进行中和，则可以省略步骤(iv)中的水的添加。进行步骤(iv)中的搅拌使得来自步骤(iii)的共聚物溶液分散在水相中。
21、优选地，使用(甲基)丙烯酸酯作为单体mg，由其均聚产生玻璃化转变温度tg低于40℃的聚合物。聚合物分析中常用来测定玻璃化转变温度tg的方法包括差示扫描量热法(dsc)和动态力学分析(dma)。优选地，玻璃化转变温度tg是根据2019年的iso-6721-11通过dma测定的。
22、特别优选的单体mg是(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸环烷基酯，尤其是(甲基)丙烯酸直链或支链c1-c25烷基酯和(甲基)丙烯酸c4-c14环烷基酯，更优选甲基丙烯酸直链c2-c16烷基酯和甲基丙烯酸c6-c10环烷基酯，甚至更优选甲基丙烯酸直链c2-c10烷基酯，特别是甲基丙烯酸正丙酯(tg＝35℃)、甲基丙烯酸新戊酯、甲基丙烯酸正丁酯(tg＝20℃)、甲基丙烯酸苯乙酯(tg＝26℃)、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯(tg＝-5℃)、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸正辛酯(tg＝-20℃)、甲基丙烯酸正十二酯(tg＝-65℃)、甲基丙烯酸十四酯(tg＝-9℃)和甲基丙烯酸十六酯(tg＝16℃)，以及相应的丙烯酸酯及其混合物，在所有情况下，甲基丙烯酸酯比丙烯酸酯优选。最优选的是甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯及其混合物。
23、优选的含oh基团的(甲基)丙烯酸酯mf是单官能可自由基聚合的单体，特别优选的是含有一(1)个oh基团的单官能单体。更优选的是(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯及其混合物。甚至更优选的是甲基丙烯酸2-和3-羟丙酯(hpma)，尤其是甲基丙烯酸2-羟乙基酯(hema)及其混合物。
24、单体mf的羟基基团允许共聚物a0与可聚合单体mp的类聚合官能化，可聚合单体mp带有一(1)个能与羟基基团反应以形成化学键的官能团和至少一个可自由基聚合基团。优选的官能团是异氰酸酯基团，优选的可自由基聚合基团是(甲基)丙烯酸酯基团，特别是甲基丙烯酸酯基团。
25、优选的单体mp是(甲基)丙烯酸2-异氰基乙酯、1摩尔(甲基)丙烯酸2-羟乙酯或(甲基)丙烯酸2-羟丙酯各自与1摩尔二异氰酸酯，优选六亚甲基-1,6-二异氰酸酯(hmdi)、2,2,4-三甲基六亚甲基-1,6-二异氰酸酯(tmdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)的加成产物，及其混合物。特别优选的单体mp是甲基丙烯酸2-异氰基乙酯(iema)。
26、共聚物ap中可聚合基团的含量以及因此导致的交联度可通过共聚物a0中单体结构单元mf的含量以及与(多种)单体mp的类聚合反应的反应程度具体调整。优选地，选择单体mp的量，使10至100摩尔％，优选30至100摩尔％，更优选40至100摩尔％的单体结构单元mf的oh基团与单体mp反应。
27、强酸性粘合剂单体mh是可自由基聚合的单体，其带有至少一个强酸性基团和一(1)个可自由基聚合基团。优选的粘合剂单体mh是pka值(室温下)为0.5至4.0，优选1.0至3.5，更优选1.5至2.5的单体。优选的强酸性基团是磷酸和膦酸基团，优选的可自由基聚合基团是(甲基)丙烯酸酯基团，特别是甲基丙烯酸酯基团。特别优选的粘合剂单体mh是可自由基聚合的磷酸酯，诸如2-(甲基)丙烯酰氧基丙基磷酸二氢酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸二氢酯、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基磷酸二氢酯、6-(甲基)丙烯酰氧基己基磷酸二氢酯、10-丙烯酰氧基癸基磷酸二氢酯(adp)和10-甲基丙烯酰氧基癸基磷酸二氢酯(mdp)，以及可聚合膦酸，诸如乙烯基膦酸、4-乙烯基苯基膦酸、4-乙烯基苄基膦酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基膦酸、2-[4-(二羟基磷酰基)-2-氧杂丁基]-丙烯酸乙酯(dhpbae)及其混合物。mdp、乙烯基膦酸、dhpbae及其混合物是非常特别优选的。
28、可自由基聚合羧酸单体mcs是含有至少一个羧酸基团，优选1至2个羧酸基团和一(1)个可自由基聚合基团的单体。优选的可自由基聚合基团是乙烯基、丙烯酸基、邻近或成对地取代的乙烯基，特别是甲基丙烯酸基。乙烯基例如可被-ch3和-cooh、-cooh和-ch2-cooh或两个cooh基团邻近或成对地取代。优选的单体mcs是(甲基)丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸和富马酸及它们的半酯、2-(羟甲基)丙烯酸、4-(甲基)丙烯酰氧基乙基偏苯三酸、10-(甲基)丙烯酰氧基癸基丙二酸、2-(甲基)丙烯酰氧基甲基丁二酸、4-乙烯基苯甲酸及其混合物。丙烯酸，尤其是甲基丙烯酸(maa)是特别优选的。
29、根据本发明优选的是除共聚物ap外，还含有至少一种第二共聚物bp的粘合剂，第二共聚物bp的组成与共聚物ap的组成不同，优选是通过以下步骤可获得的共聚物
30、(i)以下的共聚
31、(a)一种或多种具有一个(1)可聚合(甲基)丙烯酸酯基团的单体mg，
32、(b)一种或多种含有羟基基团的(甲基)丙烯酸酯mf，和
33、(c)任选的一种或多种可聚合羧酸单体mcs，
34、(ii)使得到的共聚物b0以类聚合反应与至少一种官能化的可自由基聚合单体mp反应，所述至少一种官能化的可自由基聚合单体mp与b0的聚合物链中的单体mf的oh基团反应，以形成带有可聚合侧基的共聚物bp，和(iii)用碱中和共聚物bp。
35、共聚物b0优选具有以下组成：
36、(a)30至85重量％，优选40至80重量％的单体mg，
37、(b)5至55重量％，优选10至50重量％的单体mf和
38、(c)1至40重量％，优选5至30重量％的单体mcs，
39、所有百分比均基于共聚物b0的质量。特别优选的是其中(a)、(b)和(c)之和为100％的共聚物。
40、共聚物bp优选也被制备为次级分散体的形式。共聚物b0的次级分散体以与共聚物a0相同的方式通过在有机溶剂中单体mg、mf，和如果需要的mcs的共聚(步骤(i))制备。然后将得到的共聚物b0与单体mp以类聚合反应进行反应，以得到共聚物bp(步骤(ii))。单体mp的量优选选择为使得10至100摩尔％，优选30至80摩尔％，特别优选40至60摩尔％的单体结构单元mf的oh基团与单体mp反应。随后，可以通过加入碱中和共聚物b(步骤(iii))，可以任选地向得到的共聚物溶液添加水(步骤(iv))，然后可以任选地蒸馏出有机溶剂(步骤(v))。然后可以将得到的共聚物bp的次级分散体与共聚物ap的次级分散体混合。含有两种或更多种不同共聚物的次级分散体在本文称为次级共分散体。优选地，使用上述单体mg、mf、mp和任选的mcs来制备共聚物bp，制备ap所用的相同或不同单体可用于制备bp。共聚物bp不含任何强酸性单体mh或由其衍生的重复单元。在所有情况下，使用仅单官能单体，即具有一个可自由基聚合基团的单体来制备共聚物bp。
41、根据本发明的一个优选实施方案，次级共分散体通过分别制备共聚物ap和共聚物bp的溶液，并在中和之前将它们相互混合，然后仅通过加入碱将它们中和来制备。如有必要，然后任选地将水添加到中和的共聚物分散体，然后任选地蒸馏出有机溶剂。
42、优选用于中和共聚物ap、bp、或者ap和bp的混合物的酸性单体结构单元的碱是lioh，koh，naoh，nh4oh和有机胺，优选乙胺、正丁胺、二丁胺、三甲胺、三丁胺(tba)、三乙胺(tea)、n-甲基吗啉或二甲基环己胺，氨基酸衍生物，优选赖氨酸甲酯二盐酸盐、精氨酸盐酸盐或甘氨酸乙酯，羟基官能化胺，优选甲基二乙醇胺、二乙基乙醇胺、二甲基乙醇胺、三(羟甲基)氨基甲烷、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺(teoa)、丁醇胺、二丁醇胺、3-二甲氨基-2-丙醇(dmap)或1,3-二氨基-2-丙醇(dap)，较高分子量的含醚基团的胺及其混合物。优选的较高分子量的含醚基团的胺是氨基封端的低聚环氧乙烷或环氧丙烷低聚物。这样的聚醚胺可商购，例如以之名。上述碱优选以水溶液的形式使用。特别优选的是dmap、tba、tea、dap及其混合物的水溶液。
43、共聚物ap和bp的酸性基团可以完全被中和，或优选地部分被中和。优选地，基于强酸性粘合剂单体mh的含量，碱或碱混合物以20至90摩尔％，更优选25至80摩尔％，甚至更优选30至75摩尔％的量添加。当使用ap和bp的混合物时，优选在混合共聚物后进行中和。
44、形成的次级分散体中的共聚物颗粒的粒度可通过所使用的碱的类型和中和的程度具体调整。根据本发明，平均粒度为1至700nm，特别是5至500nm，非常尤其是20至300nm的颗粒是优选的。
45、除非另有说明，本文的所有粒度均为体积平均粒度(d50值)，即50％的所有颗粒的总体积包含在直径小于指定值的颗粒中。因此，d10值是指10％的总填料体积小于规定值时的体积直径。
46、0.1μm至1000μm范围内的粒度测定优选借助于静态光散射(sls)，例如使用la-960静态激光散射粒度分析仪(horiba，日本)或使用microtrac s100粒度分析仪(microtrac，美国)进行。这里，使用波长为655nm的激光二极管和波长为405nm的发光二极管作为光源。使用两种具有不同波长的光源实现在仅一次测量运行中测量样品的整个粒度分布，由此测量是以湿法测量进行的。为此，制备填料的水性分散体，并在流动池中测量其散射光。用于计算粒度和粒度分布的散射光分析是根据din/iso 13320根据米氏理论进行的。1nm至0.1μm范围内的粒度的测量优选通过水性颗粒分散体的动态光散射(dls)来进行，优选使用波长为633nm的he-ne激光，在散射角90°下和在25℃下，例如使用malvern zetasizer nano zs(malvern instruments,malvern uk)进行。
47、在聚集的和团聚的颗粒情况下，可由tem图像确定一次粒度。透射电子显微镜检查(tem)优选使用飞利浦cm30 tem在300千伏的加速电压下进行。为了制备样品，将颗粒分散体液滴施加至涂有碳的厚的铜网(网孔大小为300目)，然后蒸发溶剂。对颗粒计数并计算算术平均值。
48、根据本发明的粘合剂除了(多种)共聚物ap和任选的bp外，优选还含有至少一种分散介质，特别优选乙醇、异丙醇、叔丁醇、水或其混合物，最优选乙醇、水或其混合物。最优选的是水。
49、此外，粘合剂可以含有一种或多种用于自由基聚合的引发剂，优选光引发剂，特别是樟脑醌与4-二甲氨基苯甲酸乙酯的组合。但是，粘合剂的聚合也可以例如与施加至粘合剂的自由基固化修复材料的聚合一起发生。认为在这种情况下，引发剂组分和/或自由基从修复材料扩散到粘合剂层中，引起粘合剂的固化。因此，添加引发剂是任选的，不含用于自由基聚合的引发剂的粘合剂是特别优选的。
50、另外，粘合剂可以含有一种或多种填料和/或一种或多种添加剂。
51、优选地，根据本发明的粘合剂具有以下组成：
52、-10至50重量％，优选15至45重量％，更优选20至35重量％的至少一种共聚物ap，以及任选的至少一种共聚物bp和
53、-50至90重量％，优选55至85重量％，更优选65至80重量％的分散介质。
54、粘合剂优选含有
55、-10至70重量％，优选15至60重量％，更优选20至55重量％的水。
56、粘合剂还可含有
57、-0.001至10重量％，优选0.01至8重量％，更优选0.1至5重量％的用于自由基聚合的引发剂。
58、进一步优选的是含有以下的粘合剂
59、-0至10重量％，优选0至5重量％，更优选0至3重量％的填料和/或
60、-0至5重量％，优选0至3重量％，更优选0至2重量％的一种或多种添加剂。
61、在每种情况下，给出的所有数量都与粘合剂的总质量有关，如果存在，水含量包含在分散介质的量中。根据本发明的粘合剂优选以单组分形式存在。
62、测量分散介质的量使得粘合剂具有期望的粘度，即易于施加并能良好地铺展在待粘结的基底，例如牙齿上。
63、用于制备粘合剂的优选的引发剂是光引发剂，如二苯甲酮、安息香及其衍生物，以及α-二酮及其衍生物，诸如9,10-菲醌和1-苯基丙烷-1,2-二酮、二乙酰基或4,4’-二氯苯偶酰。优选的光引发剂是樟脑醌和2,2-二甲氧基-2-苯基-苯乙酮，尤其是α-二酮与作为还原剂的胺诸如4-(二甲基氨基)-苯甲酸酯、n,n-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯、n,n-二甲基-对称-二甲基苯胺或三乙醇胺的组合。还优选的是norrish i型光引发剂，特别是酰基锗化合物，双酰基膦氧化物锗化合物、单酰基三烷基锗化合物和二酰基二烷基锗化合物，诸如苯甲酰基三甲基锗、二苯甲酰基二乙基锗和双-(4-甲氧基苯甲酰基)二乙基锗。进一步优选的是不同光引发剂的混合物，诸如二苯甲酰基二乙基锗与樟脑醌和4-二甲基氨基苯甲酸乙酯的组合。最优选的是樟脑醌与4-二甲基氨基苯甲酸乙酯的组合。
64、优选的填料为有机或无机填料颗粒。优选的无机颗粒填料是基于氧化物诸如sio2或zro2，或sio2和zro2的混合氧化物的无定形球状材料。特别优选的是纳米颗粒填料诸如热解二氧化硅或沉淀二氧化硅，其平均一次粒度为5至200nm，优选为10至50nm。填料的作用是改善机械性质和/或调节粘度，并且优选在形成分散体之前添加。粘合剂可含有一种或多种填料。
65、其他合适的添加剂包括稳定剂、杀微生物剂和氟离子释放添加剂。
66、令人惊讶地发现，根据本发明的粘合剂表现出对天然牙齿结构的高粘合性，因此实现将直接和间接修复体牢固地连接至牙齿。然而，它们也适合于将修复体粘结在一起以及修复牙科修复体。共聚物ap和bp带有可自由基聚合基团，其使得粘合剂能交联和固化并确保良好的机械性质。另外，这些基团还能与例如牙科填充材料的可自由基聚合基团反应，并因此提高其粘合性。
67、应注意的是，即使在口腔条件下，粘合剂也表现出高且持久的粘合性。这是特别令人惊讶的，因为共聚物ap和共聚物bp两者都在很大程度上由亲水性单体组成，使得由它们形成的粘合剂层应该是亲水性的，并因此对湿气敏感。发明人已经发现，通过有选择性地选择用于制备共聚物ap和共聚物bp的单体的类型和量，以及通过有选择性地在共聚物链中引入可聚合侧基，可以获得即使在湿气条件下也确保稳定的粘合的粘合剂，因此非常适合牙科应用，特别是口腔内使用。
68、根据本发明的粘合剂的特别的优点是它们不含单体，特别是不含可自由基聚合的单体，这从毒理学观点来看是有利的。因此，所述粘合剂的特征在于高生物相容性。另外，所述粘合剂优选也不含乳化剂和表面活性剂。
69、使用固化的粘合剂的水性提取物通过标准化测试方法对生物相容性进行了研究。提取物对小鼠成纤维细胞没有细胞毒性并且没有遗传毒性。
70、下面描述一种用于制备本发明的共聚物的优选方法。
71、共聚物ap和bp是通过单体mg、mf以及任选的mh和mcs的自由基聚合合成的，优选通过在易挥发、良好溶解聚(甲基)丙烯酸酯的水混溶性有机溶剂中的溶液聚合合成的。优选的溶剂为丙酮(沸点：56℃)、甲乙酮(80℃)、二乙酮(102℃)、甲基异丁基酮(116℃)、四氢呋喃(66℃)和乙腈(82℃)及其混合物。丙酮和甲乙酮是特别优选的。基于反应混合物的质量，单体优选以10至60重量％，优选15至50重量％，更优选20至40重量％的总单体浓度使用。
72、聚合优选在用于自由基聚合的引发剂存在的情况下进行。用于制备共聚物的优选的聚合引发剂是热引发剂，诸如偶氮化合物，例如2,2'-偶氮双(异丁腈)(aibn)、2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈)、4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)、2,2'-偶氮双丁酸二甲酯、1,1'-偶氮双(1-环己烷甲腈)或2,2'-偶氮双(2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈)，过氧化物，例如过氧化二月桂酰、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二叔丁酯、过氧化二异丙苯，过氧化二碳酸酯，例如过氧化二碳酸二环己酯或过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己)酯。特别优选的是aibn、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二叔丁酯。为了实现完全的单体转化，优选在聚合过程中后给予引发剂。任选地，可在高温下进行后聚合。基于反应批次的质量，所使用的总引发剂浓度优选范围为0.1至5.0重量％，特别优选0.5至4.0重量％，最优选0.7至2.5重量％。存在的任何残留单体优选通过共聚物的透析或再沉淀去除。
73、所形成的聚合物的数均分子量mn随着单体浓度的增加和引发剂浓度的降低而增加。即使在高单体浓度下，也可以添加链调节剂来选择性地调节摩尔质量。优选的链调节剂是硫醇，例如巯基乙醇、叔十二烷基硫醇或月桂基硫醇，二硫化物诸如二硫化二异丙基黄原酸酯。特别优选的链调节剂是含有硫醇基团的氨基酸衍生物，诸如n-乙酰基-(l)-半胱氨酸(ac)、n-乙酰基-l-半胱氨酸甲酯、n-乙酰基-l-半胱氨酸乙酯，最优选的是ac。含有硫醇基团的氨基酸衍生物产生具有特别好的生物相容性的聚合物。基于反应混合物的质量，链调节剂优选以0.1至5.0重量％，更优选0.5至4.0重量％，甚至更优选0.7至3.0重量％的浓度使用。
74、在聚合过程中，引发剂和链调节剂作为端基结合到聚合物中。如聚合物化学中常见的，在指定聚合物组成时不考虑这些。
75、共聚物a0和b0的数均摩尔质量mn的优选范围为5000至60000g/mol，更优选为10000至50000g/mol，最优选为15000至40000g/mol，数均摩尔质量mn通过凝胶渗透色谱法(gpc)测定。
76、凝胶渗透色谱法(gpc)是一种相对方法，其中基于分子的大小，或者更准确地说，基于分子的流体力学体积来分离分子。绝对摩尔质量通过用已知的标准校准来确定。优选地，使用窄分布的聚苯乙烯标准作为校准标准。这些是可商购的。苯乙烯-二乙烯基苯柱用作分离材料，四氢呋喃(thf)用作洗脱剂。苯乙烯-二乙烯基苯柱适合于有机可溶解的合成聚合物。使用待研究聚合物的稀释的溶液(0.05-0.2重量％)进行测量。
77、供选择地，可以通过众所周知的冰点降低法(冷冻法)、沸点升高法(沸点测定法)或由蒸汽压降低(蒸汽压渗透法)来确定数均摩尔质量。这些都是无需校准标准的绝对方法。检查4至6个浓度为0.005至0.10摩尔/千克的稀释聚合物溶液的浓度系列，然后将测量值外推至0摩尔/千克的浓度。
78、随后，共聚物与单体mp以类聚合反应进行反应，优选与甲基丙烯酸2-异氰基乙酯(iema)以类聚合反应进行反应。反应优选在来自第一步的共聚物溶液中进行。为此，将单体mp，例如iema，溶解在有机溶剂中，优选溶解在丙酮、甲乙酮、二乙酮、甲基异丁基酮、四氢呋喃或乙腈中，特别优选溶解在丙酮中，并滴入在20至60℃，优选40至55℃的温度下的聚合物溶液中。为了加速反应，可以加入催化剂，诸如草酸锡(ii)或辛酸锡(ii)、二月桂酸二丁基锡、三邻甲苯基铋、三苯基铋、三-(2-甲基苯基)铋、三-(2-甲氧基苯基)铋或新癸酸铋(iii)。特别优选的是铋催化剂，诸如三邻甲苯基铋或新癸酸铋(iii)，其特征在于高生物相容性。根据一个特别优选的实施方案，与单体mp的反应是在没有催化剂的情况下进行的。
79、随后，通过加入碱中和共聚物ap和bp的酸性基团。为了制备次级共分散体，优选在中和之前将共聚物ap和共聚物bp混合在一起。将一种或多种碱加入共聚物ap或者ap和bp的混合物，溶解在至少部分与水混溶且沸点低于水的有机溶剂中，或溶解在其沸点低于水的沸点的共沸物中。优选地，碱以水溶液的形式逐步加入。
80、如果碱溶液中的水的量不足以分散共聚物溶液，或者如果碱不是以水溶液的形式使用的，则向中和的共聚物溶液添加水。优选对混合物进行剧烈搅拌，然后优选将有机溶剂至少部分蒸发。当溶剂蒸发时，形成粘性次级分散体或次级共分散体。得到的次级分散体或次级共分散体含有(多种)共聚物颗粒。次级分散体或次级共分散体可直接用作粘合剂或用于制备粘合剂。
81、根据本发明的牙科材料的优势性质主要归因于可自由基聚合共聚物ap和任选的bp。这些共聚物以实现制备稳定分散体的颗粒的形式存在。所述共聚物带有酸性基团，其在中和后导致分散体的阴离子稳定化。与此同时，强酸性单体和羧酸单体的组合导致对牙本质和牙釉质的高粘合性。在将粘合剂施加到牙齿表面并随后干燥之后，共聚物形成良好附着的聚合物膜，其实现经由单体mp的可聚合基团与牙科修复材料诸如修复复合材料的强粘结。共聚物ap以及如果存在的共聚物bp实现制备具有高生物相容性的单组分、不含单体的粘合剂。
82、根据本发明适合的共聚物可优选地按上述方式制备。然而，共聚物ap和bp也可以通过其他已知的自由基聚合方法合成，例如通过物质聚合、沉淀聚合、悬浮聚合或乳液聚合以及现有技术中已知的活性自由基聚合方法合成。在这些方法中获得的共聚物可溶解在至少部分与水混溶且具有的沸点低于水的沸点的有机溶剂中，并通过类聚合反应与可聚合单体mp反应。然后采用剧烈搅拌将聚合物溶液分散到水中，在分散到水中之前、之后或过程中用碱全部或部分中和酸基团，最后将有机溶剂基本上蒸发。然后可将共聚物分散在合适的分散剂中。
83、根据本发明的材料特别适合作为牙科材料，供牙医口内使用，用于修复受损牙齿(治疗应用)，尤其是作为牙科粘合剂，特别是作为牙釉质-牙本质粘合剂。
84、根据本发明的材料也可用作口外材料(非治疗性)，例如用作用于制备或修复牙科修复体的粘合剂。它们也适合作为用于制备和修复嵌体、高嵌体、牙冠或牙桥的粘合剂。
85、在施用时，优选用刷将根据本发明的粘合剂施加到准备好的牙釉质和/或牙本质表面，可能是将其涂抹在牙釉质和/或牙本质表面上。可通过蒸发液体，例如通过用空气吹，或通过人工热源或辐射加热来加速膜的形成。在该过程中，形成附着的聚合物膜。牙釉质和/或牙本质表面可预先通过常规措施进行预处理，诸如用37％的磷酸腐蚀和/或用气流干燥进行预处理。然而，这并非必要，即使不进行酸预处理，也获得优异的粘合性。随后，例如可以施加光固化修复复合材料，并用光辐照使其固化。如果粘合剂含有光引发剂，则可以在施加修复复合材料之前通过辐照固化粘合剂层。
86、使用根据本发明的粘合剂，可实现在牙本质和牙釉质上的15mpa或更高的剪切粘结强度，这确保修复材料和牙齿结构之间非常好且持久的粘结。