стоматологические композиции с флуоресцирующим пигментом

Формула изобретения

1. Отверждаемая стоматологическая композиция, содержащая флуоресцирующий органический бензоксазольный пигмент и флуоресцирующий органический арилбензогуанаминовый пигмент.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что после отверждения обладает флуоресценцией природных зубов.

3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что один или более флуоресцирующих органических пигментов содержат флуоресцирующее соединение, инкапсулированное в полимер или присоединенное к полимеру.

4. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что флуоресцирующий органический пигмент содержит органическое соединение, обладающее собственной флуоресценцией.

5. Композиция по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что флуоресцирующий органический пигмент присутствует в количестве менее 1 мас.% от композиции.

6. Композиция по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит полимеризующийся компонент.

7. Композиция по п.6, отличающаяся тем, что полимеризующийся компонент содержит этиленненасыщенное соединение.

8. Композиция по п.7, отличающаяся тем, что этиленненасыщенное соединение представляет собой (мет)акрилат.

9. Композиция по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит систему инициатора.

10. Композиция по п.9, отличающаяся тем, что композиция является фотоотверждаемой, а система инициатора содержит фотоинициатор.

11. Композиция по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит систему наполнителя.

12. Композиция по п.11, отличающаяся тем, что система наполнителя содержит наночастицы диоксида кремния, наночастицы оксида циркония, наночастицы, состоящие из нанокластеров диоксида кремния и оксида циркония, или их комбинации.

13. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что наночастицы или нанокластеры обработаны силаном.

14. Способ изготовления стоматологической композиции, обладающей флуоресценцией природных зубов, включающий стадии, на которых:

(a) обеспечивают систему стоматологической смолы, которая после отверждения образует материал, обладающий флуоресценцией неприродных зубов; и

(b) прибавляют к системе смолы достаточное количество органического флуоресцирующего бензоксазольного пигмента и флуоресцирующего органического арилбензогуанаминового пигмента для получения композиции, которая после отверждения обладает флуоресценцией природных зубов.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию, на которой:

(c) сравнивают флуоресценцию композиции с флуоресценцией природных зубов.

16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что система смолы содержит этиленненасыщенный компонент.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что этиленненасыщенный компонент представляет собой (мет)акрилат.

18. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что композиция дополнительно содержит систему инициатора.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что композиция является фотоотверждаемой, а система инициатора содержит фотоинициатор.

20. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что композиция дополнительно содержит систему наполнителя.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что система наполнителя содержит наночастицы диоксида кремния, наночастицы оксида циркония, наночастицы, состоящие из нанокластеров диоксида кремния и оксида циркония, или их комбинации.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что наночастицы обработаны силаном.

23. Стоматологический продукт, полученный путем отверждения композиции по любому из пп.1-13.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение в общем относится к стоматологическим композициям, которые содержат органический флуоресцирующий пигмент.

Известный уровень техники

На протяжении последних нескольких десятилетий у стоматологов и стоматологических пациентов существовал повышенный спрос на более эстетические зубные пломбировочные материалы. Высокие эстетические характеристики особенно важны для хорошо видимых пломб, таких как связанных с передними зубами, но также могут быть желательными для пломб, связанных с менее видимыми зубами.

Возрастающее внимание промышленности стоматологических материалов к эстетической стоматологии привело к разработке композиций для восстановления зубов, более точно имитирующих внешний вид природных зубов. Например, были разработаны окрашенные в цвет зубов материалы композиционных пластмасс, которые могут быть использованы вместо, например, пломб из амальгам металлов, для обеспечения зубных пломбировочных материалов более естественного вида. В последние годы стали доступны высокоэстетические композиционные материалы, такие как универсальный пломбировочный материал 3М ESPE FILTEK Supreme Plus Universal Restorative (3М Company, St. Paul, MN), с подцвечивающими системами и возможностью регулирования степени непрозрачности, позволяющий стоматологу создавать зубные пломбировочные материалы с настолько природным видом, что они являются практически незаметными для случайного наблюдателя.

Поскольку зубы человека флуоресцируют при облучении ультрафиолетовым (УФ) светом, зубные пломбировочные материалы, не проявляющие флуоресценции, аналогичной природным зубам, могут быть более заметными при наблюдении в условиях УФ облучения или "невидимого излучения". Например, стоматологические пломбировочные композиции, использующие системы смол, флуоресцирующие с меньшей интенсивностью, чем природные зубы, и/или содержащие такие компоненты, как стабилизаторы окраски, которые слабляют флуоресценцию композиций, могут давать пломбы, которые в УФ-свете выглядят темнее окружающих зубов. Наоборот, стоматологические композиции, содержащие компоненты с более сильной флуоресценцией, чем у природных зубов, могут в таких условиях выглядеть светлее окружающих зубов. Следовательно, пломбы, изготовленные из таких композиций, даже если они незаметны при нормальном видимом свете или в условиях освещения полным спектром, могут демонстрировать пониженные эстетические характеристики при облучении УФ-светом. Поскольку терапевтическая стоматология все большее внимание уделяет эстетическим характеристикам пломб, существует повышенная потребность в эстетических флуоресцирующих композиционных материалах, флуоресценция которых соответствует природным зубам.

Сущность изобретения

Изобретение предлагает отверждаемые стоматологические композиции и способы обеспечения зубных пломбировочных материалов, имеющих флуоресценцию, соответствующую природным зубам. Это позволяет создавать эстетические зубные пломбировочные материалы, которые сохраняют свой природный внешний вид даже при наблюдении под УФ-облучением или невидимым излучением.

Композиции по изобретению типично содержат систему смолы, которая включает полимеризующийся компонент в комбинации с системой инициатора. Полимеризующийся компонент типично содержит по меньшей мере одно этиленненасыщенное соединение, такое как (мет)акрилат, и система инициатора типично содержит один или несколько доноров электронов. Композиции также содержат компонент органического флуоресцирующего пигмента, служащего флуоресцирующим агентом, который, в случае присутствия в достаточном количестве, придает композиции способность к флуоресценции, имитирующей природные зубы. Точное количество флуоресцирующего агента в композиции будет меняться в зависимости от конкретного используемого органического флуоресцирующего пигмента (пигментов) и природы других компонентов, присутствующих в композиции, но обычно составляет от примерно 10 ppm (млн^-1) до примерно 10000 ppm при измереннии с использованием методов испытаний, описанных тут.

Пригодные компоненты органических флуоресцирующих пигментов могут иметь форму, например, нерастворимых тонкодисперсных порошков, флуоресцирующих соединений, присоединенных к полимерной основной цепи, и/или флуоресцирующих соединений, инкапсулированных в термореактивные или термопластичные материалы, и их комбинаций.

Стоматологические композиции по изобретению могут также необязательно содержать систему наполнителя. В некоторых вариантах исполнения, система наполнителя включает один или несколько обработанных силанами нанонаполнителей, выбранных из нанодисперсного диоксида кремния, нанодисперсного оксида циркония, нанокластеров оксида циркония-диоксида кремния, и их комбинаций.

В другом аспекте, изобретение предусматривает способ изготовления стоматологической композиции, обладающей флуоресценцией природных зубов, который включает стадии: (а) обеспечения стоматологической системы смолы, которая, в отвержденном состоянии, обладает флуоресценцией неприродных зубов, (b) прибавления достаточного количества органического флуоресцирующего пигмента к системе смолы для получения композиции, обладающей флуоресценцией природных зубов, и (с) необязательно, сравнения флуоресценции композиции с флуоресценции природных зубов.

Стоматологические композиции по изобретению пригодны для использования в различных стоматологических и ортодонтических областях применения, включая применение в качестве зубных пломбировочных материалов, стоматологических адгезивов, стоматологических цементов, предохранительных прокладок для защиты пульпы зуба, ортодонтических адгезивов, профилактических покрытий зубных фиссур, покрытий для зубов и т.п. Композиции и связанные с ними способы могут быть использованы для изготовления стоматологических изделий путем отверждения с образованием, например, зубных пломб, заготовок для обработки на зуботехническом фрезерном станке, зубных коронок, зубных протезов, ортодонтических приспособлений и т.п.

Преимуществом некоторых вариантов исполнения изобретения является большая стабильность против затухания флуоресценции при продолжительном воздействии ультрафиолетового света по сравнению с проявляемой стоматологическими композиционными материалами, содержащими органические флуоресцирующие красители. Композиции по изобретению, в некоторых вариантах исполнения, также являются существенно более эстетичными, чем стоматологические композиционные материалы, содержащие неорганические пигменты. Кроме того, относительно малое количество (например, от 50 до 2000 ppm (млн^-1)) может быть достаточным в некоторых случаях для получения композиции с пригодной флуоресценцией.

Приведенное выше краткое изложение изобретения не рассчитано на описание всех вариантов исполнения или всех способов осуществления изобретения. Другие варианты исполнения, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидными из приведенного ниже его детального описания, и из формулы изобретения.

Определения

В используемом тут значении, фраза "флуоресценция природных зубов" означает, что при наблюдении под ультрафиолетовым светом с длиной волны 365 нм композиция проявляет интенсивность флуоресценции и окраску, напоминающую природные зубы. Хотя флуоресценция природных зубов меняется для разных людей и желательная точность совпадения флуоресценции композиции с природными зубами зависит от конкретной ситуации и/или эстетических требований пациента (например, моляры и другие зубы, расположенные в глубине рта, могут не требовать настолько же точного совпадения флуоресценции с природными зубами, как передние зубы). Типично, композиции по изобретению демонстрируют интенсивность флуоресценции в интервале значений от примерно 20 импульсов в секунду до примерно 100 импульсов в секунду, более типично, от примерно 30 импульсов в секунду до примерно 90 импульсов в секунду, и наиболее типично, от примерно 35 импульсов в секунду до примерно 85 импульсов в секунду.

Под "флуоресценцией неприродных зубов" подразумевается флуоресценция, заметно менее интенсивная или более интенсивная, чем флуоресценция, проявляемая природными зубами, или имеющая цвет флуоресценции, значительно отличающийся от природных зубов. При использовании по отношению к компоненту донора электронов (например, "донор электронов с флуоресценцией неприродных зубов" и т.д.) термин означает, что когда донор электронов компаундируется с другими компонентами композиции и композиция затем отверждается, ее флуоресценция заметно отличается по интенсивности или длине волны от природных зубов. Под "нефлуоресцирующим" подразумевается, что при облучении УФ-излучением, компаунд, композиция или материал не проявляют видимой флуоресценции или только слабую флуоресценцию, т.е. флуоресцируют в значительно меньшей степени, чем природные зубы человека, так что разница легко заметна.

"Органический флуоресцирующий пигмент" означает материал, который (1) представляет собой органическую молекулу (например, полимер), инкапсулирующую или присоединенную к флуоресцирующему красителю или соединению, или являющуюся молекулой, обладающей собственной флуоресценцией, и (2) является по существу нерастворимым в системе стоматологической смолы. Краситель, по сравнению с ним, является по существу растворимым в стоматологической смоле.

В используемом тут значении, "отверждаемый" описывает материал или композицию, которые могут быть отверждены (например, полимеризованы или сшиты) или переведены в твердое состояние, например, путем удаления растворителя (например, испарением и/или нагреванием); нагревания для индуцирования полимеризации и/или сшивания; облучения для индуцирования полимеризации и/или сшивания; и/или смешения одного или нескольких компонентов для индуцирования полимеризации и/или сшивания.

"Стоматологическая композиция" означает ненаполненный или наполненный (например, композиционный) материал (например, стоматологический или ортодонтический материал), пригодный для нанесения на или способный проявлять адгезию к поверхностям полости рта. Стоматологические композиции включают, например, адгезивы (например, стоматологические и/или ортодонтические адгезивы), цементы (например, стеклоиономерные цементы, модифицированные смолой стеклоиономерные цементы, и/или ортодонтические цементы), праймеры (например, ортодонтические праймеры), пломбировочные материалы (например, восстановительный пломбировочный материал), выстилающие покрытия, изолирующие покрытия (например, ортодонтические изолирующие покрытия), и покрытия. Часто стоматологическая композиция может быть использована для крепления стоматологического изделия к структуре зуба.

"Отверждаемая стоматологическая композиция" означает стоматологическую композицию, такую как паста, которая может быть отверждена для получения стоматологического изделия.

"Стоматологическое изделие" означает изделие, которое может быть прикреплено (например, наклеено) к поверхности полости рта (например, структурам зубов). Типично, стоматологическое изделие представляет собой восстановленный зубной ряд или его часть. Примеры включают пломбировочные материалы, материалы для восстановления, вкладки, накладки, коронки с фасетом, полные и частичные коронки, мосты, имплантаты, опорные зубы для имплантатов, металлические основы коронок с облицовкой, пломбы для передних зубов, пломбы для жевательных зубов, предохранительные прокладки для защиты пульпы зубов, изолирующие покрытия, зубные протезы, штифты, несущие каркасы зубных мостов и другие элементы мостов, опорные зубы, ортодонтические приспособления и устройства и протезы (например, частичные или полные зубные протезы).

В используемом тут значении, термины "стоматологическая композиция" и "стоматологическое изделие" не ограничены композициями и изделиями, используемыми в стоматологии, но также включают ортодонтические композиции (например, ортодонтические адгезивы) и ортодонтические приспособления (например, такие ортодонтические приспособления, как держатели, капы для защиты зубов ночью, скобки, ортодонтические щечные направляющие трубки, ортодонтические зубные кольца, зажимы, кнопки, держатели языка, расширители для рта, установочные приспособления и т.п.), соответственно.

"Поверхность полости рта" обозначает мягкую или твердую поверхность во внутриротовой среде. Твердые поверхности типично включают структуры зубов, включая, например, поверхности природных и искусственных зубов, кости, модели зубов, дентин, эмаль, цементное вещество зубов и т.п.

"Наполнитель" означает дисперсный материал, пригодный для использования во внутриротовой среде. Стоматологические наполнители обычно имеют средний размер частиц не более 100 микрометров.

"Нанонаполнитель" обозначает наполнитель, имеющий средний размер первичных частиц не более 200 нанометров. Компонент нанонаполнителя может быть определенным нанонаполнителем или комбинацией нанонаполнителей. Типично, нанонаполнитель включает непирогенные наночастицы или нанокластеры. "Наноструктурированный" означает материал, находящийся в форме, имеющей размер по меньшей мере в одном измерении, составляющий, в среднем, не более 200 нанометров (например, наноразмерные частицы). Таким образом, наноструктурированные материалы относятся к материалам, включающим, например, наночастицы, как определено ниже; агрегаты наночастиц; материалы, нанесенные в виде покрытий на частицы, где покрытия имеют среднюю толщину не более 200 нанометров; материалы, нанесенные в виде покрытий на агрегаты частиц, где покрытия имеют среднюю толщину не более 200 нанометров; материалы, введенные путем инфильтрации в пористые структуры, имеющие средний размер пор не более 200 нанометров; и их комбинации. Пористые структуры включают, например, пористые частицы, пористые агрегаты частиц, пористые покрытия, и их комбинации.

В используемом тут значении, "наночастицы" являются синонимом "наноразмерных частиц", и относятся к частицам, имеющим средний размер не более 200 нанометров. В используемом тут значении, для сферической частицы "размер" относится к диаметру частицы. В используемом тут значении, для несферической частицы "размер" относится к наибольшему размеру частицы. В определенных вариантах исполнения, наночастицы включают дискретные, неагрегированные и неагломерированные частицы.

"Нанокластер" означает ассоциацию наночастиц, удерживаемых вместе относительно слабыми межмолекулярными силами, вызывающими их слипание, т.е. агрегирование. Типично, нанокластеры имеют средний размер не более 10 микрометров.

В используемом тут значении, термин "этиленненасыщенное соединение" понимается как включающий мономеры, олигомеры и полимеры, имеющие по меньшей мере одну этиленовую ненасыщенность.

"Полимеризация" обозначает образование материала, имеющего больший вес, из мономера или олигомеров. Реакция полимеризации может также включать реакцию сшивания.

В используемом тут значении, термин "(мет)акрилат" представлет собой сокращенное обозначение акрилата, метакрилата или их комбинаций, и "(мет)акриловый" является сокращенным обозначеним акрилового, метакрилового или их комбинаций. В используемом тут значении, "(мет)акрилат-функциональные соединения" представляют собой соединения, включающие, в числе прочего, (мет)акрилатный фрагмент.

Термины "содержит", "содержащий" и их варианты не имеют ограничительного значения при их использовании в описании и формуле изобретения.

Подразумевается, что указание тут численных интервалов значений по их конечным точкам включает все численные величины, относящиеся к данному интервалу (например, от 1 до 5 включает 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4 и 5).

В используемом тут значении, использование терминов в единственном числе (с артиклями "а" или "an") означает "по меньшей мере один" или "один или несколько", если не указано иное. Кроме того, формы единственного числа (с артиклями "a", "an" и "the") включают формы множественного числа, если из контекста четко не следует иное. Таким образом, например, упоминание композиции, содержащей "соединение", включает смесь двух или более соединений. В значении, используемом в данном описании изобретения и приложенной формуле изобретения, термин "или" обычно используется в его значении, включающем "и/или", если из контекста четко не следует иное.

Если не указано иное, все численные величины, выражающие количества ингредиентов, измерения свойств, таких как степень контрастности и т.д., используемые в описании и формуле изобретения, должны пониматься как модифицированные во всех случаях термином "примерно". Соответственно, если не указано иное, численные параметры, приведенные в вышеупомянутых описании и приложенной формуле изобретения, являются приблизительными значениями, которые могут меняться в зависимости от желательных свойств, к достижению которых стремятся квалифицированные специалисты, используя описание настоящего изобретения. По меньшей мере, и без намерения ограничить применение доктрины эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый численный параметр должен истолковываться по меньшей мере в свете числа приведенных значащих цифр и с применением обычных методов округления. Несмотря на то, что интервалы численных значений и параметры, устанавливающие в широком понимании объем изобретения, являются приближениями, численные величины, приводимые в конкретных примерах, указываются возможно более точно. Любая численная величина, однако, по своей природе включает определенную погрешность, обязательно возникающую вследствие стандартных отклонений, существующих в соответствующих измерениях при проведении испытаний.

Краткое описание чертежа

Фиг.1 представляет собой график, показывающий данные затухания флуоресценции для стоматологических композиционных материалов, подвергнутых облучению УФ-светом.

Детальное описание

Изобретение предлагает полимеризующиеся флуоресцирующие стоматологические композиции, которые содержат органический флуоресцирующий пигмент. Неожиданно было обнаружено, что включение флуоресцирующих органических пигментов в стоматологические композиции может обеспечить большую длительность флуоресценции, чем многие флуоресцирующие красители, несмотря на то, что такие пигменты типично содержат инкапсулированные флуоресцирующие красители в полимеризованной полимерной матрице. Кроме того, определенные органические пигменты могут быть добавлены в стоматологические композиты, не вызывая значительных изменений оптических характеристик материала, таких как параметры CIELAB (т.е. цветовое пространство CIE 1976 L*a*b*: равномерное цветовое пространство, использующее формулу кубического корня Адамса-Никерсона, предложенное в 1974 г. для принятия Международной комиссией по освещению (Commission Internationale de l'Eclairage или International Commission on Illumination, CIE) в 1976 г. для использования при измерениях малых цветовых различий (The Measurement of Appearance, p.322, R.S.Hunter)) или степень контрастности, и размер частиц пигмента, по-видимому, не является существенным фактором для эстетических характеристик. Пигменты с медианным размером частиц 10 микрон, по-видимому, не увеличивают рассеяние света. В результате, включение флуоресцирующих органических пигментов в очень низких количествах приводит к удовлетворительно стабильным и эстетически приемлемым флуоресцирующим композиционным материалам с механическими свойствами, сопоставимыми с контрольными образцами без флуоресценции. Концентрация флуоресцирующего органического пигмента в интервале значений всего лишь от 50 до 20000 ppm (млн^-1) эффективно обеспечивает зубной пломбировочный материал оттенка A3. Это намного ниже концентрации, необходимой для неорганических пигментов.

Органический флуоресцирующий пигмент, используемый в стоматологических композициях по изобретению, может быть объединен с одним или несколькими дополнительными флуоресцирующими агентами, которые могут быть выбраны из группы, включающей, без ограничений, другие органические флуоресцирующие пигменты, неорганические флуоресцирующие пигменты, и органические флуоресцирующие красители. Многочисленные примеры пригодных классов органических флуоресцирующих красителей приведены в "Handbook of fluorescence spectra of aromatic molecules", Isadore B. Berlman, 2nd ed., Academic Press, 1971, а также в US 7137818 и US 7114951. Многочисленные примеры пригодных неорганических люминесцентных пигментов приведены в "Inorganic Phosphors", William Yen and Marvin Weber, CRC Press, 2004. Дополнительный люминесцентный агент может, при необходимости, быть выбран таким образом, чтобы не оказывать нежелательного влияния на любые эстетические и функциональные свойства, описанные тут.

Включение органического флуоресцирующего пигмента в качестве флуоресцирующего агента в пригодной концентрации обеспечивает стоматологические композиции и материалы с флуоресценцией, имитирующей характеристики природных зубов. Флуоресценция природных зубов является особенно желательной для композиционных материалов смола/наполнитель, используемых в терапевтической стоматологии, где часто важны эстетические характеристики материала. Такие композиции типично содержат полимеризующийся компонент, систему инициатора, один или несколько наполнителей и/или других добавок, в зависимости от желательного применения. Органические флуоресцирующие пигменты являются предпочтительными для использования в качестве флуоресцирующих агентов в таких композициях, потому что они могут быть использованы в относительно низких концентрациях, и обычно не влияют на непрозрачность стоматологических композиционных материалов.

ПОЛИМЕРИЗУЮЩИЙСЯ КОМПОНЕНТ

Стоматологические композиции по настоящему изобретению являются отверждаемыми, типично, вследствие присутствия полимеризующегося компонента. В некоторых вариантах исполнения, композиции могут быть отверждены (например, полимеризованы методами обычной фотополимеризации и/или химической полимеризации) перед их нанесением на поверхности полости рта. В других вариантах исполнения, композиции могут быть отверждены (например, полимеризованы методами обычной фотополимеризации и/или химической полимеризации) после их нанесения на поверхность полости рта.

В определенных вариантах исполнения, композиции являются фотополимеризующимися, т.е., композиции содержат систему фотоинициатора, которая при облучении актиничным излучением инициирует полимеризацию (или отверждение) композиции. В других вариантах исполнения, композиции являются химически отверждаемыми, т.е., композиции содержат химический инициатор (т.е., систему инициатора), который может полимеризовать, отверждать, или другим образом переводить в твердую форму композицию независимо от облучения актиничным излучением. Такие химически отверждаемые композиции иногда называются "самоотверждающимися" композициями.

Полимеризующийся компонент типично включает одно или несколько этиленненасыщенных соединений, с кислотной функциональностью или без нее. Примеры пригодных этиленненасыщенных соединений включают сложные эфиры акриловой кислоты, сложные эфиры метакриловой кислоты, гидрокси-функциональные сложные эфиры акриловой кислоты, гидрокси-функциональные сложные эфиры метакриловой кислоты, и их комбинации.

Композиции, особенно в фотополимеризующихся вариантах исполнения, могут включать соединения, имеющие функциональные группы, способные взаимодействовать со свободными радикалами, которые могут включать мономеры, олигомеры и полимеры, имеющие одну или несколько этиленненасыщенных групп. Пригодные соединения содержат по меньшей мере одну этиленненасыщенную связь и способны к полиприсоединению. Такие соединения, полимеризующиеся по свободнорадикальному механизму, включают моно-, ди- или поли(мет)акрилаты (т.е., акрилаты и метакрилаты), такие как метил(мет)акрилат, этилакрилат, изопропилметакрилат, н-гексилакрилат, стеарилакрилат, аллилакрилат, глицеринтриакрилат, этиленгликольдиакрилат, диэтиленгликольдиакрилат, триэтиленгликольдиметакрилат, 1,3-пропандиолди(мет)акрилат, триметилолпропантриакрилат, 1,2,4-бутантриолтриметакрилат, 1,4-циклогександиолдиакрилат, пентаэритриттетра-(мет)акрилат, сорбитгексакрилат, тетрагидрофурфурил(мет)акрилат, бис[1-(2-акрилокси)]-п-этоксифенилдиметилметан, бис[1-(3-акрилокси-2-гидрокси)]-п-пропоксифенилдиметилметан, этоксилированный бисфенол А-ди(мет)акрилат и трисгидроксиэтилизоцианураттриметакрилат; (мет)акриламиды (т.е., акриламиды и метакриламиды), такие как (мет)акриламид, метилен-бис-(мет)акриламид и диацетон(мет)акриламид; уретан(мет)акрилаты; бис-(мет)акрилаты полиэтиленгликолей (предпочтительно, с молекулярным весом 200-500), сополимеризующиеся смеси акрилатных мономеров, таких как описанные в патенте США № 4652274 (Boettcher et al.), акрилатных олигомеров, таких как описанные в патенте США № 4642126 (Zador et al.), и поли(этиленненасыщенных) карбамоилизоциануратов, таких как раскрытые в патенте США № 4648843 (Mitra); и винильные соединения, такие как стирол, диаллилфталат, дивинилсукцинат, дивиниладипат и дивинилфталат. Другие пригодные полимеризующиеся по свободнорадикальному механизму соединения включают силоксан-функциональные (мет)акрилаты, раскрытые, например, в WO-00/38619 (Guggenberger et al.), WO-01/92271 (Weinmann et al.), WO-01/07444 (Guggenberger et al.), WO-00/42092 (Guggenberger et al.) и фторполимер-функциональные (мет)акрилаты, раскрытые, например, в патенте США № 5076844 (Fock et al.), патенте США № 4356296 (Griffith et al.), EP-0373384 (Wagenknecht et al.), EP-0201031 (Reiners et al.) и ЕР-0201778 (Reiners et al.). При желании могут быть использованы смеси двух или более полимеризующихся по свободнорадикальному механизму соединений.

Полимеризующийся компонент может также содержать гидроксильные группы и этиленненасыщенные группы в одной молекуле. Примеры таких материалов включают гидроксиалкил(мет)акрилаты, такие как 2-гидроксиэтил(мет)акрилат и 2-гидроксипропил(мет)акрилат; глицерин-моно- или ди-(мет)акрилат; триметилолпропан-моно- или ди-(мет)акрилат; пентаэритрит-моно-, ди- и три-(мет)акрилат; сорбит-моно-, ди-, три-, тетра- или пента-(мет)акрилат; и 2,2-бис[4-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропокси)фенил]пропан (bisGMA). Пригодные этиленненасыщенные соединения также являются доступными из различных коммерческих источников, таких как Sigma-Aldrich, St. Louis. При желании могут быть использованы смеси этиленненасыщенных соединений.

В определенных вариантах исполнения, полимеризующийся компонент включает ПЭГДМА (полиэтиленгликольдиметакрилат с молекулярным весом приблизительно 400), bisGMA, UDMA (уретандиметакрилат), GDMA (глицериндиметакрилат), TEGDMA (триэтиленгликольдиметакрилат), bisEMA6, как описано в патенте США № 6030606 (Holmes), и/или NPGDMA (неопентилгликольдиметакрилат). При желании могут быть использованы различные комбинации этих отверждаемых компонентов.

В тех случаях, когда композиция содержит этиленненасыщенное соединение без кислотной функциональности, оно обычно присутствует в количестве по меньшей мере 5% мас., более типично, по меньшей мере 10% мас., и наиболее типично, по меньшей мере 15% мас. этиленненасыщенных соединений без кислотной функциональности, от общего веса ненаполненной композиции. Композиции по настоящему изобретению типично включают не более 95% мас., более типично, не более 90% мас., и наиболее типично, не более 80% мас., этиленненасыщенного соединения без кислотной функциональности, от общего веса ненаполненной композиции.

В некоторых вариантах исполнения, полимеризующийся компонент может включать одно или несколько этиленненасыщенных соединений с кислотной функциональностью. В используемом тут значении, этиленненасыщенные соединения "с кислотной функциональностью" понимаются как включающие мономеры, олигомеры и полимеры, имеющие этиленовую ненасыщенность и функциональность кислоты и/или кислотного прекурсора. Функциональности кислотного прекурсора включают, например, ангидриды, галоидангидриды кислот и пирофосфаты. Кислотная функциональность может включать функциональность карбоновой кислоты, функциональность фосфорной кислоты, функциональность фосфоновой кислоты, функциональность сульфоновой кислоты, или их комбинации.

Этиленненасыщенные соединения с кислотной функциональностью, включая, например, , -ненасыщенные кислотные соединения, такие как глицеринфосфатмоно(мет)акрилаты, глицеринфосфатди(мет)акрилаты, гидроксиэтил(мет)акрилат (например, НЕМА)-фосфаты, бис((мет)акрилоксиэтил)фосфат, ((мет)акрилоксипропил)фосфат, бис((мет)акрилоксипропил)фосфат, бис((мет)акрилокси)пропилоксифосфат, (мет)акрилоксигексилфосфат, бис((мет)акрилоксигексил)фосфат, (мет)акрилоксиоктилфосфат, бис((мет)акрилоксиоктил)фосфат, (мет)акрилоксидецилфосфат, бис((мет)акрилоксидецил)фосфат, капролактонметакрилатфосфат, ди- или три-метакрилаты лимонной кислоты, поли(мет)акрилат олигомалеиновой кислоты, поли(мет)акрилат полималеиновой кислоты, поли(мет)акрилат поли(мет)акриловой кислоты, поли(мет)акрилат поликарбоксилполифосфоновой кислоты, поли(мет)акрилат полихлорфосфорной кислоты, поли(мет)акрилат полисульфоната, поли(мет)акрилат полиборной кислоты и т.п., могут быть использованы в качестве компонентов системы отверждаемого компонента. Также могут быть использованы мономеры, олигомеры и полимеры ненасыщенных карбоновых кислот, такие как (мет)акриловые кислоты, ароматические (мет)акриловые кислоты (например, метакрилаттримеллитовые кислоты) и их ангидриды. Определенные предпочтительные композиции по настоящему изобретению включают этиленненасыщенное соединение с кислотной функциональностью, имеющее по меньшей мере один фрагмент Р-ОН.

Некоторые из этих соединений получают, например, как продукты реакции изоцианатоалкил(мет)акрилатов и карбоновых кислот. Дополнительные соединения такого типа, содержащие компоненты как с кислотной функциональностью, так и этиленненасыщенные, описаны в патентах США № № 4872936 (Engelbrecht) и 5130347 (Mitra). Могут быть использованы разнообразные такие соединения, содержащие как этиленненасыщенные, так и кислотные фрагменты. При желании могут быть использованы смеси таких соединений.

Дополнительные этиленненасыщенные соединения с кислотной функциональностью включают, например, полимеризующиеся бисфосфоновые кислоты, как раскрыто, например, во временной заявке США № 60/437106, поданной 30 декабря 2002 г.; AA:ITA:IEM (сополимер акриловой кислоты:итаконовой кислоты с боковыми метакрилатными группами, получаемый путем проведения реакции сополимера АА:ITA с достаточным количеством 2-изоцианатоэтилметакрилата для превращения части кислотных групп сополимера в боковые метакрилатные группы, как описано, например, в Примере 11 патента США № 5130347 (Mitra)); и перечисленные в патентах США № № 4259075 (Yamauchi et al.), 4499251 (Omura et al.), 4537940 (Omura et al.), 4539382 (Omura et al.), 5530038 (Yamamoto et al.), 6458868 (Okada et al.) и публикациях европейских патентных заявок № № ЕР 712622 (Tokuyama Corp.) и ЕР 1051961 (Kuraray Co., Ltd.).

Композиции по настоящему изобретению также могут включать комбинации этиленненасыщенных соединений с кислотной функциональностью, как описано, например, во временной заявке США № 60/600658 (Luchterhandt et al.), поданной 11 августа 2004 г. Композиции также могут включать смесь этиленненасыщенных соединений с кислотной функциональностью и без нее.

В техслучаях, когда композиция содержит этиленненасыщенное соединение с кислотной функциональностью, оно обычно присутствует в количестве по меньшей мере 1% мас., более типично, по меньшей мере 3% мас., и наиболее типично, по меньшей мере 5% мас., этиленненасыщенных соединений с кислотной функциональностью, от общего веса ненаполненной композиции. Композиции по настоящему изобретению типично содержат не более 80% мас., более типично, не более 70% мас., и наиболее типично, не более 60% мас., этиленненасыщенных соединений с кислотной функциональностью, от общего веса ненаполненной композиции.

СИСТЕМА ИНИЦИАТОРА

В определенных вариантах исполнения, композиции по настоящему изобретению являются фотополимеризующимися, т.е., композиции содержат фотополимеризующийся компонент и систему фотоинициатора, которая при облучении актиничным излучением инициирует полимеризацию (или отверждение) композиции. Такие фотополимеризующиеся композиции могут быть полимеризующимися по свободнорадикальному механизму или катионно полимеризующимися.

Пригодные фотоинициаторы (т.е., системы фотоинициатора, включающие одно или несколько соединений) для полимеризации композиций, фотополимеризующихся по свободнорадикальному механизму, включают бинарные и трехкомпонентные системы. Типичные трехкомпонентные фотоинициаторы включают йодониевую соль, фотосенсибилизатор и электронодонорное соединение, как описано в патенте США № 5545676 (Palazzotto et al.). Пригодные йодониевые соли представляют собой диарилйодониевые соли, например, дифенилйодония хлорид, дифенилйодония гексафторфосфат, дифенилйодония тетрафторборат и толилкумилйодония тетракис(пентафторфенил)борат. Пригодными фотосенсибилизаторами являются монокетоны и дикетоны, поглощающие некоторое количество света в диапазоне от 400 нм до 520 нм (предпочтительно, от 450 нм до 500 нм). Особенно пригодные соединения включают альфа-дикетоны, поглощающие свет в диапазоне от 400 нм до 520 нм (еще более предпочтительно, 450-500 нм). Пригодными соединениями являются камфорхинон, бензил, фурил, 3,3,6,6-тетраметилциклогександион, фенантрахинон, 1-фенил-1,2-пропандион и другие 1-арил-2-алкил-1,2-этандионы и циклические альфа-дикетоны. Пригодные электронодонорные соединения включают замещенные амины, например, этилдиметиламинобензоат. Другие пригодные трехкомпонентные системы фотоинициатора, пригодные для фотополимеризации катионно полимеризующихся смол, описаны, например, в патенте США № 6765036 (Dede et al.).

Другие пригодные фотоинициаторы для полимеризации фотополимеризующихся по свободнорадикальному механизму композиций включают класс фосфиноксидов, которые типично имеют диапазон функциональных длин волн от 380 нм до 1200 нм. Предпочтительными фосфиноксидными инициаторами свободных радикалов с диапазоном функциональных длин волн от 380 нм до 450 нм являются ацил- и бисацил-фосфиноксиды, такие как описанные в патентах США № № 4298738 (Lechtken et al.), 4324744 (Lechtken et al.), 4385109 (Lechtken et al.), 4710523 (Lechtken et al.) и 4737593 (EUrich et al.), 6251963 (Kohler et al.); и заявке ЕР № 0173567 A2 (Ying).

Коммерчески доступные фосфиноксидные фотоинициаторы, способные к свободнорадикальному инициированию при облучении в диапазонах длин волн от более 380 нм до 450 нм, включают бис-(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (IRGACURE 819, Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, NY), бис-(2,6-диметоксибензоил)-(2,4,4-триметилпентил)фосфиноксид (CGI 403, Ciba Specialty Chemicals), смесь бис-(2,6-диметоксибензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксида и 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-она 25:75 по весу (IRGACURE 1700, Ciba Specialty Chemicals), смесь бис-(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксида и 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-она 1:1 по весу (DAROCUR 4265, Ciba Specialty Chemicals), и этил-2,4,6-триметилбензилфенилфосфинат (LUCIRIN LR8893X, BASF Corp., Charlotte, NC).

Типично, фосфиноксидный инициатор присутствует в фотополимеризующейся композиции в каталитически эффективных количествах, таких как от 0,1% мас. до 5,0% мас., от общего веса композиции.

В комбинации с ацилфосфиноксидом могут быть использованы восстановители на основе третичных аминов. Иллюстративные примеры третичных аминов, пригодных для использования по изобретению, включают этил-4-(N,N-диметиламино)бензоат и N,N-диметиламиноэтилметакрилат. В случае его присутствия, аминовый восстановитель присутствует в фотополимеризующейся композиции в количестве от 0,1% мас. до 5,0% мас., от общего веса композиции. Пригодные количества других инициаторов хорошо известны квалифицированным специалистам в данной области техники.

В определенных вариантах исполнения, композиции по настоящему изобретению являются химически отверждаемыми, т.е., композиции содержат химически отверждаемый компонент и химический инициатор (т.е., систему инициатора), который может полимеризовать, вулканизировать или иначе отверждать композицию независимо от облучения актиничным излучением. Такие химически отверждаемые композиции иногда называются "самоотверждающимися" композициями.

Химически отверждаемые композиции могут содержать редокс-отверждающиеся системы, которые включают полимеризующийся компонент (например, этиленненасыщенный полимеризующийся компонент) и редокс-агенты, включающие окислитель и восстановитель. Пригодные полимеризующиеся компоненты, редокс-агенты, необязательные компоненты с кислотной функциональностью и необязательные наполнители, пригодные для использования по настоящему изобретению, описаны в патентных публикациях США № № 2003/0166740 (Mitra et al.) и 2003/0195273 (Mitra et al.).

Восстановители и окислители должны реагировать или иначе взаимодействовать друг с другом с образованием свободных радикалов, способных инициировать полимеризацию системы смолы (например, этиленненасыщенного компонента). Такой тип отверждения представляет собой темновую реакцию, то есть является независимым от наличия освещения и может протекать в отсутствие света. Восстановители и окислители, предпочтительно, достаточно стабильны при хранении и не имеют нежелательной окраски, что позволяет хранить и использовать их в условиях, типичных для применения в стоматологии. Они должны быть в достаточной степени способными к смешению с системами смолы (и, предпочтительно, водорастворимыми), чтобы они могли быть легко растворены в других компонентах композиции (и не склонны к выделению из них).

Пригодные восстановители включают аскорбиновую кислоту, производные аскорбиновой кислоты и комплексные соединения металлов с аскорбиновой кислотой, как описано в патенте США № 5501727 (Wang et al.); амины, особенно третичные амины, такие как 4-трет-бутилдиметиланилин; соли ароматических сульфиновых кислот, такие как соли п-толуолсульфиновой кислоты и соли бензолсульфиновой кислоты; тиомочевины, такие как 1-этил-2-тиомочевина, тетраэтилтиомочевина, тетраметилтиомочевина, 1,1-дибутилтиомочевина и 1,3-дибутилтиомочевина; и их смеси. Другие вторичные восстановители могут включать хлорид кобальта(II), хлорид железа(II), сульфат железа(II), гидразин, гидроксиламин (в зависимости от выбора окислителя), соли с дитионатным или сульфитным анионом и их смеси. Предпочтительно, восстановитель является амином.

Пригодные окислители также будут известны квалифицированным специалистам и включают, без ограничений, персерную кислоту и ее соли, такие как натриевые, калиевые, аммониевые, цезиевые и алкиламмониевые соли. Дополнительные окислители включают пероксиды, такие как бензоилпероксиды, гидропероксиды, такие как кумилгидропероксид, т-бутилгидропероксид и амилгидропероксид, а также соли переходных металлов, такие как хлорид кобальта(III) и хлорид железа(III), сульфат церия(IV), перборную кислоту и ее соли, пермарганцовую кислоту и ее соли, перфосфорную кислоту и ее соли, и их смеси.

Может быть желательным использование более одного окислителя или более одного восстановителя. Также могут быть добавлены небольшие количества соединений переходных металлов для увеличения скорости редокс-отверждения. В некоторых вариантах исполнения может быть предпочтительным включение вторичной ионной соли для повышения стабильности полимеризующейся композиции, как описано в патентной публикации США № 2003/0195273 (Mitraetal.).

Восстановители и окислители присутствуют в количествах, достаточных для обеспечения достаточной скорости свободнорадикальной реакции. Ее можно оценить путем объединения всех ингредиентов композиции, за исключением необязательного наполнителя, и наблюдения за тем, удастся ли в результате получить отвержденную массу.

Типично, восстановитель, если он вообще используется, присутствует в количестве, составляющем, по меньшей мере, 0,01% мас., более типично, по меньшей мере 0,1% мас., от общего веса (включая воду) компонентов композиции. Типично, восстановитель присутствует в количестве не более 10% мас., более типично, не более 5% мас., от общего веса (включая воду) компонентов композиции.

Типично, окислитель, если он вообще используется, присутствует в количестве по меньшей мере 0,01% мас., более типично, по меньшей мере 0,10% мас., от общего веса (включая воду) компонентов композиции. Типично, окислитель присутствует в количестве не более 10% мас., более типично, не более 5% мас., от общего веса (включая воду) компонентов композиции.

Восстановители или окислители могут быть микроинкапсулированы, как описано в патенте США № 5154762 (Mitra et al.). Это обычно увеличивает стабильность композиции при хранении и, при необходимости, позволяет упаковывать вместе восстановители и окислители. Например, благодаря соответствующему выбору инкапсулирующего материала, окислители и восстановители могут быть объединены с компонентом, имеющим кислотную функциональность и, необязательно, наполнителем, и находиться в стабильном при хранении состоянии. Аналогично, благодаря соответствующему выбору водонерастворимого инкапсулирующего материала, восстановители и окислители могут быть объединены со фторалюмосиликатным (FAS) стеклом и водой и находиться в стабильном при хранении состоянии.

Редокс-отверждающаяся система может быть скомбинирована с другими отверждающимися системами, включая системы фотоинициатора, или с композициями, как описано в патенте США № 5154762 (Mitra et al.).

КОМПОНЕНТ ФЛУОРЕСЦИРУЮЩЕГО ОРГАНИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА

Композиции по изобретению содержат по меньшей мере один компонент флуоресцирующего органического пигмента, который служит флуоресцирующим агентом для получения композиции и/или отвержденного продукта или материала (например, зубного пломбировочного материала), изготовленного из композиции, имеющих флуоресценцию природных зубов.

Органические флуоресцирующие пигменты, пригодные для использования по изобретению, могут быть разделены на по меньшей мере три основных типа. Во всех случаях, флуоресцирующий пигмент отличается от красителя тем, что он является по существу нерастворимым в системе смолы, которая типично содержит полимеризующийся по свободнорадикальному механизму мономер. Первый класс флуоресцирующих пигментов представляет собой флуоресцирующие соединения, которые используются в форме нерастворимых тонкодисперсных порошков. Примеры классов таких соединений включают, без ограничений, кумарины, нафталимиды, ксантены, тиоксантены, нафтолактамы, оксазины, тиазины, оксазолы, бензоксазолы, фураны, бензофураны, пиразолины, стильбены, дистирилбензолы, дистирилбифенилы, бензимидазолы, 1,3,5-триазин-2-ильные производные, арилбензогуанамины и полициклические ароматические углеводороды. Квалифицированным специалистам в данной области техники известно, что все вышеупомянутые классы могут быть дериватизированы функциональными группами, такими как амидные, сульфонатные или карбоксигруппы, так чтобы соединение становилось по существу нерастворимым в типичных полимеризующихся по свобод норад икал ьному механизму мономерах. Второй класс флуоресцирующих пигментов включает производные вышеупомянутых классов флуоресцирующих соединений, ковалентно связанные с полимерной основной цепью. Дополнительные классы флуоресцирующих соединений раскрыты в книге "Handbook of fluorescence spectra of aromatic molecules", Isadore B.Berlman, 2nd ed., Academic Press, 1971, а также в US 7137818 и US 7114951. Полимерные основные цепи, к которым могут быть присоединены вышеупомянутые классы флуоресцирующих соединений, известны квалифицированным специалистам и могут включать, без ограничений, полиакрилаты, простые полиэфиры, полиуретаны, полиамиды и сложные полиэфиры. Дополнительные примеры полимерных основных цепей, получаемых методами конденсации и присоединения, приведены в Principles of Polymerization, 4 th ed., George B.Odian, John Wiley & Sons (2004). Третий класс флуоресцирующих пигментов включает, без ограничений, вышеуказанные классы флуоресцирующих соединений, инкапсулированные в термореактивные или термопластичные полимерные матрицы. Примеры таких полимерных матриц включают матрицу толуолсульфонамид-меламин-формальдегидной смолы, полиамиды, полиуретаны, сложные полиэфиры, хотя другие полимерные матрицы могут быть предусмотрены квалифицированными специалистами. Способ получения таких инкапсулированных флуоресцирующих пигментов может преждусматривать полимеризацию матрицы в присутствии флуоресцирующего соединения с последующим измельчением до тонкодисперсного порошка (US 2938873, US 3412036, US 3915884, US 3922232, US 3741907) или использование метода суспензионной полимеризации для получения сферических инкапсулированных флуоресцирующих пигментов (US 3412035). Квалифицированным специалистам в данной области техники известно, что в случае присутствия полимерных основных цепей или инкапсулирующих материалов такие материалы типично, не будут поглощать падающий ультрафиолетовый свет, так что эффективность флуоресценции пигментов будет значительно снижаться.

Пригодными также являются флуоресцирующие пигменты, поставляемые фирмами DayGlo Corp. (Cleveland, ОН), J.Color Chemicals Corp.(Hangzhou, China), Organic Dyestuffs Corp.(East Providence, Rl), Beaver Luminescers (Newton, MA), при условии, что выбранный пигмент должен быть способен обеспечивать получение отвержденной стоматологической композиции, проявляющей флуоресценцию природных зубов. Пригодные флуоресцирующие пигменты также включают материалы, коммерчески известные как "пигменты с невидимой флуоресценцией".

Флуоресцирующие органические пигменты типично присутствуют в количествах от примерно 10 ppm до примерно 10000 ppm по весу, более типично, от примерно 20 ppm до примерно 5000 ppm по весу, и наиболее типично, от примерно 50 ppm до примерно 2000 ppm по весу, в пересчете на композицию в целом. Преимущество некоторых вариантов исполнения изобретения заключается в том, что они позволяют придавать композициям способность к стабильной флуоресценции независимо от остальной части рецептуры, такой как концентрация УФ-стабилизатора (например, tinuvin 796).

НАПОЛНИТЕЛЬ (НАПОЛНИТЕЛИ)

Композиции по настоящему изобретению могут необязательно содержать один или несколько наполнителей. Наполнители могут быть выбраны из одного или нескольких из широкого спектра материалов, пригодных для включения в композиции, используемые в стоматологии, таких как наполнители, в настоящее время используемые в стоматологических пломбировочных композициях и т.п.

Выбор наполнителя влияет на важные свойства стоматологических композитов, такие как их внешний вид, непроницаемость для ионизирующего излучения и физические и механические свойства. Внешний вид регулируется, частично, путем изменения количеств и относительных индексов преломления ингредиентов композита, тем самым позволяя менять степень прозрачности, непрозрачности или перламутровый эффект композита. Таким образом, внешний вид стоматологического материала можно, при необходимости, сделать близко схожим с внешним видом природного зубного ряда.

Непроницаемость для ионизирующего излучения является мерой способности стоматологических композитов к детектированию рентгеновскими методами исследования. Радионепроницаемые стоматологические композиты часто являются желательными, например, чтобы дать стоматологу возможность определить, остается ли зубной пломбировочный материал в неповрежденном состоянии. В других обстоятельствах может быть желательным нерадионепроницаемый композит. Пригодные наполнители для радионепроницаемых рецептур композиций описаны в ЕР-А2-0189540, ЕР-В-0238025 и патенте США № 6306926 В1.

Количество наполнителя, которое вводится в композит, называется тут "уровень наполнения" и выражается в % мае. от общего веса стоматологического материала, будет меняться в зависимости от типа наполнителя, отверждаемой смолы и других компонентов композиции и конечного назначения композита.

Для некоторых стоматологических материалов, таких как изолирующие покрытия, композиции по изобретению могут быть малонаполненными (например, иметь уровень наполнения менее примерно 40% мас.) или ненаполненными. В таких вариантах исполнения, вязкость стоматологического материала является достаточно низкой, что позволяет ему проникать в ямки и фиссуры окклюзионной поверхности зубов, а также в поврежденные участки эмали, тем самым способствуя удерживанию стоматологического материала. В тех областях применения, где желательными являются высокая прочность или долговечность (например, пломбирование передних или жевательных зубов, протезы, цементы для коронок и мостов, искусственные коронки, искусственные зубы и зубные протезы), уровень наполнения может достигать примерно 95% мас. Для большинства зубных пломбировочных и протезирующих материалов уровень наполнения обычно составляет по меньшей мере 40% мас., более типично, составляет от примерно 60 до 90% мас.

Наполнитель (наполнители), используемый в композициях по изобретению, типично является тонкодисперсным. Наполнитель (наполнители) может иметь унимодальное или полимодальное (например, бимодальное) распределение частиц по размеру. Максимальный размер частиц (наибольший размер частиц, обычно, диаметр) наполнителя (наполнителей) типично составляет менее 20 микрометров, более типично менее 10 микрометров, и наиболее типично, менее 5 микрометров. Средний размер частиц наполнителя (наполнителей) типично составляет менее 0,1 микрометра, и более типично, менее 0,075 микрометра.

Наполнитель (наполнители) может быть неорганическим материалом. Он также может быть полимеризованным органическим материалом, то есть нерастворимым в системе смолы и, необязательно, наполненным неорганическим наполнителем. Наполнитель (наполнители) должны в любом случае быть нетоксичными и пригодными для использования в полости рта. Наполнитель (наполнители) могут быть радионепроницаемыми или радиопрозрачными. Наполнитель типично является по существу нерастворимым в воде.

Примерами пригодных неорганических наполнителей являются распространенные в природе или синтетические материалы, включая, без ограничений: кварц (т.е. диоксид кремния, SiO₂); нитриды (например, нитрид кремния); стекла на основе, например, Zr, Sr, Се, Sb, Sn, Ba, Zn и Al; полевой шпат; боросиликатное стекло; каолин; тальк; диоксид титана; наполнители с низкой твердостью по Моосу, такие как описанные в патенте США № 4695251 (Randklev); и субмикронные частицы диоксида кремния (например, пирогенные диоксиды кремния, такие как доступные под торговыми марками AEROSIL, включая диоксиды кремния "ОХ 50", "130", "150" и "200" производства фирмы Degussa Corp., Akron, ОН, и диоксид кремния CAB-O-SIL М5 производства фирмы Cabot Corp., Tuscola, IL). В некоторых вариантах исполнения, частицы или наночастицы диоксида кремния являются непирогенными, т.е. содержат диоксид кремния, не прошедший через газовую фазу. Примеры пригодных частиц органического наполнителя включают наполненные или ненаполненные пылевидные поликарбонаты, полиэпоксиды и т.п.

Наполнитель может быть реакционноспособным по отношению к кислотам, нереакционноспособным по отношению к кислотам, или комбинациями таких материалов. Пригодные нереакционноспособные по отношению к кислотам частицы наполнителя включают кварц, субмикронный диоксид кремния, нанодисперсный диоксид кремния, нанодисперсный оксид циркония и нестекловидные микрочастицы типа, описанного в патенте США № 4503169 (Randklev). Также предусматриваются смеси этих нереакционноспособных по отношению к кислотам наполнителей, а также комбинированные наполнители, изготовленные из органических и неорганических материалов. Обработанный силанами наполнитель на основе оксида циркония-диоксида кремния (Zr-Si) является особенно пригодным в определенных вариантах исполнения. В некоторых вариантах исполнения изобретения, система наполнителя может включать комбинацию по меньшей мере одного наполнителя, содержащего наночастицы оксида тяжелого металла (например, наночастицы оксида циркония), и/или по меньшей мере одного наполнителя, содержащего частицы оксида нетяжелого металла (например, наночастицы диоксида кремния), и/или по меньшей мере наполнитель, содержащий оксид тяжелого металла и оксид не-тяжелого металла (например, наночастицы из кластеров оксида циркония и диоксида кремния).

Также могут быть введены металлические наполнители, такие как наполнители типа дисперсного металла, изготовленные из чистого металла, такого как металлы Групп IVA, VA, VIA, VIIA, VIII, IB, или IIB, алюминия, индия и таллия из Группы IIIB и олова и свинца из Группы IVB, или их сплавы. Также могут быть введены, необязательно, обычные порошки стоматологических амальгамных сплавов, типично, смеси серебра, олова, меди и цинка. Дисперсный металлический наполнитель, предпочтительно, имеет средний размер частиц от примерно 1 микрона до примерно 100 микрон, более предпочтительно, от 1 микрона до примерно 50 микрон. Также предусматриваются смеси этих наполнителей, а также комбинированные наполнители, изготовленные из органических и неорганических материалов. Наполнители на основе фторалюмосиликатного стекла, необработанные или обработанные силанолом, являются особенно предпочтительными. Такие стеклянные наполнители обладают тем дополнительным преимуществом, что они выделяют фтор в месте проведения стоматологического лечения при размещении во внутриротовой среде.

В некоторых вариантах исполнения, композиция может включать реакционноспособный по отношению к кислотам наполнитель. Пригодные реакционноспособные по отношению к кислотам наполнители включают оксиды металлов, стекла и соли металлов. Типичные оксиды металлов включают оксид бария, оксид кальция, оксид магния и оксид цинка. Типичные стекла включают боратные стекла, фосфатные стекла и фторалюмосиликатные ("FAS") стекла. FAS-стекла являются особенно предпочтительными. FAS-стекло, в случае его присутствия, типично содержит достаточное количество элюируемых катионов, так чтобы образовывалась отвержденная стоматологическая композиция, в которой стекло смешано с компонентами отверждаемой композиции. Стекло также типично содержит достаточное количество элюируемых фторид-ионов, чтобы отвержденная композиция обладала кариостатическими свойствами. Такое стекло может быть изготовлено из расплава, содержащего фтористое соединение, оксид алюминия и другие стеклообразующие ингредиенты, с использованием методик, известных квалифицированным специалистам в области производства FAS-стекла. FAS-стекло, в случае его присутствия, типично находится в форме достаточно тонкодисперсных частиц, чтобы они могли быть эффективно смешаны с другими компонентами цемента и обеспечивали хорошие результаты при использовании полученной смеси в полости рта.

Обычно, средний размер частиц (типично, диаметр) FAS-стекла, используемых в таких композициях, составляет не более примерно 12 микрометров, типично, не более 10 микрометров, и еще типичнее, не более 5 микрометров, при измерениях с использованием, например, анализатора седиментации. Пригодные FAS-стекла известны квалифицированным специалистам и доступны из различных коммерческих источников, а многие из них присутствуют в доступных в настоящее время стеклоиономерных цементах, таких как коммерчески доступные под торговыми марками VITREMER, VITREBOND, RELY X LUTING CEMENT, RELY X LUTING PLUS CEMENT, PHOTAC-FIL QUICK, KETAC-MOLAR и KETAC-FIL PLUS (3M ESPE Dental Products, St. Paul, MN), FUJI II LC и FUJI IX (G-C Dental Industrial Corp., Tokyo, Japan) и CHEMFIL Superior (Dentsply International, York, PA). При необходимости могут быть использованы смеси наполнителей.

Поверхность частиц наполнителя также может быть обработана аппретом для усиления связи между наполнителем и смолой. Пригодные аппреты включают гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан, гамма-меркаптопропил-триэтоксисилан, гамма-аминопропилтриметоксисилан и т.п. Обработанные силанами наполнители и нанонаполнители на основе оксида циркония-диоксида кремния (ZrO2-SiO2), обработанные силанами наполнители и нанонаполнители на основе диоксида кремния, обработанные силанами наполнители и нанонаполнители на основе оксида циркония, и их комбинации являются особенно пригодными для определенных пломбировочных композиций.

Другие пригодные наполнители раскрыты в патентах США № № 6387981 (Zhang et al.); 6572693 (Wu et al.); 6730156 (Windisch); и 6899948 (Zhang); а также в международной публикации № WO 03/063804 (Wu et al.). Компоненты наполнителя, описанные в этих ссылках, включают наночастицы диоксида кремния, наночастицы оксидов металлов и их комбинации. Нанонаполнители также описаны в патентных публикациях США № № 2005/0252413 (Kangas et al.); 2005/0252414 (Craig et al.); и 2005/0256223 (Kolb et al.).

Для некоторых вариантов исполнения настоящего изобретения, включающих наполнитель (например, композиций стоматологических адгезивов), композиции типично содержат по меньшей мере 1% мас., более типично, по меньшей мере 2% мас., и наиболее типично, по меньшей мере 5% мас., наполнителя от общего веса композиции. Для таких вариантов исполнения, композиции по настоящему изобретению типично содержат не более 40% мас., более типично, не более 20% мас., и наиболее типично, не более 15% мас., наполнителя от общего веса композиции.

Для других вариантов исполнения (например, в которых композиции представляют собой зубные пломбировочные материалы или ортодонтические адгезивы), композиции по настоящему изобретению типично содержат по меньшей мере 40% мас., более типично, по меньшей мере 45% мас., и наиболее типично, по меньшей мере 50% мас., наполнителя от общего веса композиции. Для таких вариантов исполнения, композиции по настоящему изобретению типично содержат не более 90% мас., более типично, не более 80% мас., еще более типично, не более 70% мас. наполнителя, и наиболее типично, не более 50% мас. наполнителя, от общего веса композиции.

ДРУГИЕ ДОБАВКИ

Необязательно, композиции по настоящему изобретению могут содержать растворители (например, спирты (например, пропанол, этанол), кетоны (например, ацетон, метилэтилкетон), сложные эфиры (например, этилацетат), другие неводные растворители (например, диметилформамид, диметилацетамид, диметилсульфоксид, 1-метил-2-пирролидинон)), или их смеси.

В некоторых вариантах исполнения изобретения, композиции являются неводными. В других вариантах реализации, композиции могут, необязательно, содержать воду. Вода может быть дистиллированной, деионизированной, или простой водопроводной водой. В случае ее присутствия, количество воды должно быть достаточным для обеспечения требуемой способности к переработке и смешению и/или для обеспечения транспорта ионов, особенно, при реакциях наполнитель-кислота. В таких вариантах исполнения, вода составляет по меньшей мере примерно 1% мас., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 5% мас., от общего веса ингредиентов, используемых для приготовления отверждаемой композиции. Обычно, вода составляет не более примерно 75% мас., более предпочтительно, не более примерно 50% мас., от общего веса ингредиентов, используемых для приготовления отверждаемой композиции.

При необходимости, композиции по изобретению могут содержать добавки, такие как индикаторы, красители (включая фотоотбеливаемые красители), пигменты, ингибиторы, ускорители, модификаторы вязкости, смачивающие агенты, антиоксиданты, винная кислота, хелатирующие агенты, буферные агенты, стабилизаторы, разбавители и другие подобные ингредиенты, известные квалифицированным специалистам. Поверхностно-активные вещества, например, неионные поверхностно-активные вещества, катионные поверхностно-активные вещества, анионные поверхностно-активные вещества и их комбинации, могут, необязательно, быть использованы в композициях. Пригодные поверхностно-активные вещества включают неполимеризующиеся и полимеризующиеся поверхностно-активные вещества. Дополнительно, лекарственные средства или другие лечебные вещества могут быть необязательно добавлены в стоматологические композиции. Примеры включают, без ограничений, источники фтора, отбеливающие агенты, противокариозные агенты (например, ксилит), агенты реминерализации (например, кальцийфосфатные соединения и другие источники кальция и источники фосфата), ферменты, освежители дыхания, анестетики, коагулянты, нейтрализаторы кислот, химиотерапевтические агенты, модификаторы иммунного ответа, тиксотропные вещества, полиолы, противовоспалительные агенты, антимикробные агенты, противогрибковые агенты, агенты для лечения ксеростомии, десенсибилизаторы и т.п., принадлежащие к типам веществ, часто используемых в стоматологических композициях. Также могут быть использованы комбинации любых вышеназванных добавок. Выбор и определение количества любой такой конкретной добавки для достижения желательного результата могут быть осуществлены квалифицированным специалистом в данной области техники без чрезмерного экспериментирования.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПОЗИЦИЙ

Стоматологические композиции по настоящему изобретению могут быть приготовлены путем объединения всех различных компонентов с использованием обычных методов смешения. Полученная композиция может, необязательно, содержать наполнители, растворители, воду и другие добавки, как описано тут. Типично, фотополимеризующиеся композиции по изобретению готовят путем простого смешения компонентов композиций по настоящему изобретению в условиях "неактиничного освещения". При необходимости могут быть использованы пригодные инертные растворители, оказывающие воздействие на эту смесь. Может быть использован любой растворитель, не реагирующий в значительной степени с компонентами композиций по настоящему изобретению. Примеры пригодных растворителей включают ацетон, дихлорметан, ацетонитрил и лактоны. Жидкий материал, предназначенный для полимеризации, может быть использован в качестве растворителя для другого жидкого или твердого материала, предназначенного для полимеризации. Композиции, не содержащие растворителя, могут быть приготовлены путем простого растворения йодониевой комплексной соли, сенсибилизатора и донора электронов в полимеризующейся смоле, с использованием слабого нагревания для ускорения растворения или без такого нагревания.

Количества и типы каждого ингредиента стоматологического материала должны быть подобраны с целью обеспечения желательных физических и технологических свойств до и после полимеризации. Например, скорость полимеризации, стабильность полимеризации, текучесть, прочность на сжатие, прочность на разрыв и долговечность стоматологического материала типично регулируются частично путем изменения типов и количества инициатора (инициаторов) полимеризации и, в случае присутствия наполнителя (наполнителей), степени наполнения и распределения частиц по размеру. Такая регулировка типично осуществляется эмпирически на основании предшествующего опыта работы со стоматологическими материалами. В тех случаях, когда стоматологический материал наносится на зуб, зуб может быть, необязательно, предварительно обработан праймером и/или адгезивом способами, известными квалифицированным специалистам.

Композиции могут поставляться в различных формах, включая однокомпонентные системы и многокомпонентные системы, например, двухкомпонентные системы порошок/жидкость, паста/жидкость, паста/порошок и паста/паста. Также возможны другие формы, использующие многокомпонентные комбинации (т.е. комбинации двух или более частей), каждая из которых имеет форму порошка, жидкости, геля или пасты. Различные компоненты композиции могут быть разделены между отдельными частями любым желательным образом; однако, в многокомпонентной редокс-системе, одна часть типично содержит окислитель и другая часть типично содержит восстановитель, хотя можно объединить восстановитель и окислитель в одной части системы, если компоненты поддерживаются отделенными друг от друга, например, путем микроинкапсулирования. Также, для вариантов реализации, в которых стоматологическая композиция представляет собой модифицированный смолой стеклоиономер (RMGI), поликислота, реакционноспособный по отношению к кислотам наполнитель и вода обычно не должны все входить в состав одной части, хотя любые два из этих материалов могут быть объединены в одной части вместе с любой комбинацией других компонентов.

Компоненты композиции могут быть включены в набор, в котором содержимое композиции упаковано так, чтобы обеспечить хранение компонентов до возникновения потребности в их использовании.

Компоненты композиции могут быть смешаны и использованы в клинических условиях с применением обычных методик. Для инициирования фотополимеризующихся композиций обычно требуется свет для отверждения. Композиции могут находиться в форме композитов или пломбировочных материалов, которые очень хорошо сцепляются с дентином и/или эмалью. Необязательно, может быть использован слой праймера на ткани зуба, в котором используется отверждаемая композиция.

Изобретение охватывает широкий спектр стоматологических композиций, которые могут быть наполненными или ненаполненными. Типичные примеры стоматологических материалов включают зубные пломбировочные материалы (например, композиты, пломбировочные материалы, изолирующие покрытия, вкладки, накладки, коронки и мостики), ортодонтические приспособления и ортодонтические адгезивы. Такие стоматологические материалы включают пломбировочные материалы для непосредственного создания эстетического эффекта (например, пломбировочные материалы для передних и жевательных зубов), протезы, адгезивы и праймеры для твердых тканей полости рта, изолирующие покрытия, коронки с фасетом, предохранительные прокладки для защиты пульпы зубы, ортодонтические адгезивы для скобок, предназначенные для использования с любым типом скобок (таких как металлические, пластиковые и керамические), цементы для коронок и мостов, искусственные коронки, искусственные зубы, зубные протезы и т.п. Такие стоматологические материалы используются в полости рта и размещаются рядом с природными зубами. Фраза "размещаются рядом с" в используемом тут значении относится к размещению стоматологического материала с временным или постоянным соединением (например, клеевым) или с касательным (например, окклюзионным или проксимальным) контактом с природными зубами.

Признаки и преимущества настоящего изобретения дополнительно иллюстрируются следующими примерами, которые никоим образом не должны его ограничивать. Конкретные материалы и их количества, указанные в данных примерах, а также другие условия и подробности, не должны истолковываться как ненадлежащим образом ограничивающие настоящее изобретение. Если не указано иное, все части и процентные части приводятся по весу, вся вода является деионизированной водой, и все молекулярные веса являются средневзвешенными молекулярными весами.

Примеры

В используемом тут значении:

"CAMP" относится к 1-(2-метакрилоилоксиэтил)-2-(7-метилен-1,5, дитиаоктан-3-ил)фталату, полученному, как описано в Примере 1 WO/US2006/122081;

"TrisMAP" относится к 2-[4-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропокси)фенил-2-[4-(2-[2-метакрилоксиэтокси]фталилокси-3-метакрилоксипропокси)фенил]пропану. Получают, по существу, как описано во временной заявке США № 60/984785, поданной 2 ноября 2007 г. (Kalgutkar et al.);

"UDMA" относится к диуретандиметакрилату, полученному под торговой маркой "ROHAMERE 6661-0" от фирмы Rohm America LLC, Piscataway, NJ;

"BisEMA6" относится к этоксилированному бисфенолу А-диметакрилату, приобретенному у фирмы Sartomer Co., Inc., Exton, PA;

"TEGDMA" относится к триэтиленгликольдиметакрилату, приобретенному у фирмы Sartomer Co., Inc., Exton, PA;

"BisGMA" относится к 2,2-бис[4-(2-гидрокси-3-метакрилоилоксипропокси)-фенил]пропану;

"ВНТ" относится к бутилированному гидрокситолуолу;

"Наполнитель 1 SiO2/ZrO2" относится к обработанному силанами наполнителю с нанокластерами оксида циркония-диоксида кремния, полученному, по существу, как описано в патенте США № 6730156, и поверхностно обработанному, как описано ниже;

"Наполнитель 2 SiO2/ZrO2" относится к обработанному силанами наполнителю с нанокластерами оксида циркония-диоксида кремния, полученному, по существу, как описано в патенте США № 6730156, и поверхностно обработанному, как описано ниже;

"Наполнитель 3 SiO2/ZrO2" относится к обработанному силанами наполнителю с нанокластерами оксида циркония-диоксида кремния, полученному, по существу, как описано в патенте США № 6730156;

"Наполнитель на основе ZrO2" относится к обработанным силанами наночастицам оксида циркония, полученным, по существу, как описано в Примере синтеза 1А патентной публикации США № 2005/0252413, за исключением того, что вместо смеси А-174 и А-1230 используют GF31;

"Наполнитель на основе SiO2" относится к обработанным силанами наночастицам диоксида кремния, имеющим номинальный размер частиц приблизительно 20 нанометров, полученным, по существу, как описано для Наполнителя F в патентной публикации США № 2005/0252413;

"ENMAP" относится к этил-(N-метил-N-фенил)аминопропионату, полученному по реакции присоединения Михаэля N-метиланилина с этилакрилатом (J.Chem. Soc., Supplement, p.144-152 (1949)), 63524 US002;

"EDMAB" относится к этил-4-диметиламинобензоату;

"EDMOA" относится к 2-этил-9,10-диметоксиантрацену;

"DPIPF6" относится к дифенилйодонийгексафторфосфату, приобретенному у фирмы Alfa Aesar, Ward Hill, MA;

"CPQ" относится к камфорхинону;

"Irgacure 819" относится к бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксиду, приобретенному у фирмы Ciba, Inc., Tarrytown, NY;

"TINUVIN" относится к полимеризующимуся УФ-стабилизатору, приобретенному под торговой маркой TINUVIN R 796 у фирмы Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, NY;

"L-88" относится к органическому флуоресцирующему пигменту, приобретенному у фирмы Beaver Luminescers (Newton, MA);

"QBK58/UF-A2" относится к Y₂SiO₅:Ce, приобретенному у фирмы Phosphor Technology (Stevenage, Hertfordshire, England);

"A-594-5" или "А-594" относится к флуоресцирующему пигменту, приобретенному у фирмы DayGlo Corp, Cleveland, ОН;

"Lumilux White" относится к Lumilux Natural White Z, который был приобретен у фирмы Honeywell Inc., Morristown, NJ;

"Uvitex OB" относится к 2,5-бис(5-трет-бутил-2-бензоксазолил)тиофену (ВВОТ), приобретенному у фирмы Ciba Specialty Chemicals (Tarrytown, NY);

"GENIOSIL GF-31" или "GF-31" относится к композиции 3-метакрилоксипропилтриметоксисилана, выпускаемой фирмой Wacker Chemie AG, Munich, Germany;

"Дисперсия красного пигмента" относится к дисперсии, содержащей красный пигмент оксида железа(III), как описано во временной заявке США № 60/984785, поданной 2 ноября 2007 г. (Kalgutkar et al.);

"Дисперсия желтого пигмента" относится к дисперсии, содержащей желтый пигмент оксида железа(III), как описано во временной заявке США № 60/984785, поданной 2 ноября 2007 г. (Kalgutkar et al.);

"Дисперсия белого пигмента" относится к дисперсии, содержащей пигмент рутиловой формы диоксида титана, как описано во временной заявке США № 60/984785, поданной 2 ноября 2007 г. (Kalgutkar et al.).

Приготовление образца

Если не будет указано иное, реагенты и растворители были приобретены у фирмы Sigma-Aldrich Corp., St. Louis, МО. Все операции смешения композитов осуществлялись путем перемешивания компонентов в смесителе DAC-150FZ SpeedMixer (Flacktec Corp., Landrum SC). Перемешивание осуществляли со скоростью, постепенно возрастающей от 2000 об/мин до 2400 об/мин, в течение 20 секунд, с охлаждением между циклами смешения до тех пор, пока не переставали наблюдаться изменения внешнего вида композита. Камфорхинон, EDMAB и гексафторфосфат йодония растворяют в соответствующих смолах путем вращения на валиках композиции в стеклянной бутылке до тех пор, пока не перестанут наблюдаться твердые вещества. Всеми композитами наполняли шприцы и дегазировали (debubbled) путем приложения нагрузки к поршню на протяжении 16 часов при 45°С. Композиты хранят и выполняют операции с ними при желтом свете.

Диски (3,0 см × 0,11 см), используемые для испытаний на флуоресценцию и измерения параметров CIELAB и степеней контрастности, готовят путем прессования пастообразных композитов (до фотоотверждения) в форме из нержавеющей стали при 69000 кПа (10000 psi) в течение 90 секунд. Для этой цели использовали лабораторный пресс Carver (Model 3912, Wabash, IN), оснащенный кварцево-вольфрамово-галогеновой лампой для отверждения. Фотоотверждение осуществлялось или путем облучения в прессе под давлением 69000 кПа (10000 psi) в течение 120 секунд (Примеры Е-5-Е-9) или после извлечения образца из пресса и фотоотверждения путем многократного использования двух синих ламп для стоматологии в течение 20 секунд, чтобы вся поверхность диска была обработана по меньшей мере один раз (Примеры Е-1-Е-4 и Сравнительные Примеры СЕ-1-СЕ-5). Во всех случаях после этого производили облучение импульсным ксеноновым источником света высокой интенсивности (Kulzer UniXS, Hanau, Germany) в течение 90 секунд с каждой стороны диска.

Измерение параметров флуоресценции CIELAB и степени контрастности

Испытания на стабильность флуоресценции проводят в течение периода 4 часов, с использованием оборудования и методики измерений стабильности цвета, описанных в ISO 4049:2000. Используют аппарат для ускоренного теста на атмосферную устойчивость Hanau (Hanau sun test) со средней интенсивностью дуговой ксеноновой (Хе) лампы. Диски, подвергнутые испытаниям на стабильность флуоресценции, погружают в воду, поддерживаемую при 37°С с помощью бани с циркуляцией воды. Диски извлекают из аппарата и интенсивность флуоресценции измеряют с использованием флуоресцентного спектрометра Tecan Infinite 200 (Durham, NC). Все образцы облучают при 365 нм и регистрируют данные об излучении между 390 и 730 нм с интервалами 1 нм. Коэффициент усиления устанавливают вручную на 70 и каждую экспериментальную точку интегрируют в течение 20 микросекунд с 10 средними. Принимают меры для обеспечения того, чтобы для измерения флуоресценции использовали ту же сторону диска, которая была облучена дуговой Хе лампой. Данные затем анализировали, как описано в Разделе 3.3.8 книги Gunter Wyszecki and W.S.Stiles, "Color Science. Concepts and Methods. Quantitative Data and Formulae", 2^nd edition, John Wiley (1982). Данные функций соответствия цветов для стандартного наблюдателя 1931 CIE 2° были взяты из публикации CIE 15: 2004 (ISBN 3901906339). Результаты анализа выражены через координаты цветности CIE 2° и соответствуют воспринимаемому цвету флуоресценции. Параметры CIELAB и данные о степени контрастности были получены для тех же дисков с использованием спектрофотометра для видимой области спектра (VIS) Hunterlab UltraScan (Reston, VA).

Приготовление обработанного силанами (S/T) Y₂SiO ₅:Ce

Y₂SiO₅:Ce представляет собой неорганический люминесцентный пигмент, приобретенный у фирмы Phosphor Technology (Stevenage, Hertfordshire, England), который был обработан силаном с использованием 11,6% мас. (3-метакрилокси)пропилтриметоксисилана (Genosil GF31) следующим образом. Готовят суспензию 0,8010 г Y₂SiO₅:Ce в 10,0242 г растворителя 1:1 деионизированная вода:1-метокси-2-пропанол при перемешивании. Доводят рН до 2,65 с помощью нескольких капель 10% мае. трифторуксусной кислоты. Прибавляют GF-31 (0,0932 г) одной порцией и реакцию проводят при перемешивании с помощью магнитной мешалки в круглодонном реакционном сосуде с холодильником для предотвращения потери растворителя в течение 5,25 часов при 70°С. Растворитель затем отгоняют с помощью ротационного испарителя (80°С, вакуум) в течение 52 минут, получая S/T Y₂SiO ₅:Ce в виде беловатого порошка. Порошок измельчают с помощью ступки и пестика и используют без дальнейшей обработки.

Приготовление наполнителя 1 SiO2/ZrO2

Готовят суспензию нанокластеров диоксида кремния-оксида циркония (как описано в US 6572693) в 1:1 смеси деионизированной воды и 1-метокси-2-пропанола перемешиванием с помощью магнитной мешалки. Доводят рН до 3,00 с помощью нескольких капель 10% мас. трифторуксусной кислоты. Эту суспензию обрабатывают силаном, используя 17,98 г (3-метакрилокси)пропилтриметокси-силана (Genosil GF31), который прибавляют одной порцией. Реакцию проводят в течение ночи, вращая запечатанный флакон на валиках при комнатной температуре. На следующее утро суспензию высушивают в щелевой сушилке (gap dried). Щелевая сушилка имеет заданную температуру горячей пластины 290°F (143°С), фактическую температуру на входе 263°F (128°С), на выходе - 255°F (124°С), величину зазора между холодной и горячей пластинами приблизительно 2 дюйма (31 мм), покрытие 0,015 дюйма (0,38 мм) и линейную скорость приблизительно 3 фута (91 см) в минуту. Порошок пропускают через сито 75 мкм (m). Никакой дополнительной обработки перед использованием не проводят.

Приготовление наполнителя 2 SiO2/ZrO2

Наполнитель готовят путем приготовления смеси 5,47 г Части А (описана ниже) с 7,93 г Части В (описана ниже).

Часть А готовят следующим образом. Помещают 31,3590 г (3-метакрилокси)пропилтриметоксисилана (Genosil GF31, 11-0021-2849-1) в круглодонную колбу, затем прибавляют в колбу с магнитной мешалкой 330,3 г этилацетата и 299,6 г диоксида кремния-оксида циркония (US 6572693). Затем прибавляют 7,21 г гидроксида аммония (28/30%). Реакцию проводят в течение ночи при перемешивании магнитной мешалкой в закрытом сосуде при комнатной температуре. На следующий день растворитель отгоняют в ротационном испарителе (35°С/вакуум) до удаления большей части растворителя, затем баню переключают на 90°С до тех пор, пока порошок не будет сухим на вид. Этот процесс занимает 35 минут. После этого порошок помещают в печь при 85°С на 2 часа. Порошок пропускают через сито 75 мкм (m). Никакой дополнительной обработки перед использованием не проводят.

Часть В готовят следующим образом. Помещают в круглодонную колбу 38,2841 г (3-метакрилокси)пропилтриметоксисилана (Genosil GF31, 11-0021-2849-1), затем прибавляют в колбу 327,5 г этилацетата и 298 г диоксида кремния-оксида циркония (US 6572693) при перемешивании на магнитной мешалке. Затем прибавляют 7,21 г гидроксида аммония (28/30%). Реакцию проводят в течение ночи при перемешивании магнитной мешалкой в закрытом сосуде при комнатной температуре. На следующий день растворитель отгоняют в ротационном испарителе (35°С/вакуум) до удаления растворителя. Этот процесс занимает 47 минут. Затем порошок помещают в печь при 85°С на 2 часа. Порошок пропускают через сито 75 мкм (m). Никакой дополнительной обработки перед использованием не проводят.

Примеры Е1 и Е2 и Сравнительные примеры СЕ-1-СЕ-5

Композиты, указанные в Таблице 1, готовят в соответствии с описанной выше общей методикой (все компоненты приведены в % мас.) с целью сравнения параметров CIELAB и степеней контрастности (мера непрозрачности) композиций, содержащих органический флуоресцирующий пигмент L-88 (примеры Е-1 и Е-2), с композициями, содержащими неорганический люминесцентный пигмент QBK58/UF-A2 (примеры СЕ-1, СЕ-2 и СЕ-3) или не содержащими флуоресцирующего пигмента (примеры СЕ-4 и СЕ-5). L-88 представляет собой органический флуоресцирующий пигмент, а именно гидроксилзамещенный арилгуанамин. QBK58/UF-A2 представляет собой материал неорганического люминесцентного пигмента, приготовленного из Y₂SiO₅, легированного церием.

Таблица 1
Рецептуры пастообразных композиций для примеров Е-1 и Е-2 и сравнительных примеров СЕ-1-СЕ-5 (количества указаны в % мас.)
Компонент	СЕ-1	CE-2	CE-3	CE-4	СЕ-5	Е-1	Е-2
CAMP	1,68	1,68	1,68	1,69	1,68	1,68	1,68
BisEDMA 6	6,32	6,32	6,32	6,33	6,33	6,32	6,32
UDMA	1,41	1,41	1,41	1,41	1,42	1,42	1,42
Tris-MAP	12,40	12,40	12,39	12,42	12,41	12,40	12,39
CPQ	0,07	0,07	0,07	0,07	0,08	0,08	0,08
IRGACURE 819	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06
ENMAP	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38
BHT	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03
TINUVIN R-796	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11
Наполнитель SiO 2	11,61	11,60	11,60	11,62	11,62	11,61	11,61
Наполнитель ZiO 2	3,87	3,87	3,87	3,87	3,88	3,87	3,87
Наполнитель 1 SiO2/ZrO2	61,91	61,88	61,85	62,00	62,00	61,94	61,90
S/T Y2SiO5:Ce	0,15	0,20	0,25	0,00	0,00	0,00	0,00
L-88	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,10	0,15

Параметры CIELAB и степени контрастности для вышеуказанных уомпозиций измеряют с использованием протокола испытаний, описанного выше. Результаты приведены в Таблице 2 (для паст, содержащих неорганический флуоресцирующий пигмент) и Таблице 3 (для паст, содержащих органический флуоресцирующий пигмент).

Таблица 2
Параметры CIELAB и степени контрастности для паст, содержащих Y2SiO5:Ce, и контроля без пигмента
Композиция	% Y 2SiO5:Ce	L*	а*	b*	(Степень контрастности)
CE-4 (контроль)	0,00	86,58	-2,64	12,05	33,72
СЕ-1	0,15	86,46	-2,47	13,96	43,19
СЕ-2	0,20	86,96	-2,42	13,56	44,29
СЕ-3	0,25	86,81	-2,28	14.03	46,58

Таблица 3
Параметры CIELAB и степени контрастности для паст, содержащих L-88, и контроля без пигмента
Композиция	% L-88	L*	a*	b*	(Степень контрастности)
СЕ-5 (контроль)	0,00	85,70	-2,78	13,59	37,64
Е-1	0,10	86.07	-3,17	12,94	36.03
Е-2	0,15	86,36	-3,46	13,14	36,73

Данные в Таблицах 2 и 3 показывают, что, в то время как L-88 не проявляет влияния или незначительно влияет на величину b* или степень контрастности (непрозрачность), наблюдается заметный эффект на оба эти параметра при добавлении Y₂SiO₅:Ce. В особенности, непрозрачность находится на нежелательном уровне для применения в стоматологии и b* имеет значение на границе нежелательного уровня при концентрации, равной 0,25%. Уровень наполнения L-88, необходимый для хорошей флуоресценции, значительно ниже, чем концентрации, использованные в экспериментах. Мы неожиданно обнаружили, что для достижения хорошей флуоресценции требуется менее 0,05%. При таком желательном уровне содержания L-88, он незначительно или вообще не влияет на величину b* и степень контрастности композиции.

Примеры Е3 и Е4

Были проведены исследования с облучением стоматологических композиционных материалов, содержащих органические красители и пигменты, в течение определенного периода времени. Пасты, имеющие рецептуры, приведенные в Таблице 4, были приготовлены в соответствии с общей методикой, описанной выше. В этих рецептурах композиций L-88, приобретенный у фирмы Beaver Luminescers (Newton, MA), объединен или с другим флуоресцирующим пигментом, А-594-5, приобретенным у фирмы DayGlo Corporation (Cleveland, ОН), или с органическим флуоресцирующим красителем, 2,5-бис(5-трет-бутил-2-бензоксазолил)тиофеном (ВВОТ), полученным под торговой маркой Uvitex OB от фирмы Ciba Specialty Chemicals (Tarrytown, NY). Образцы каждой композиции подвергали воздействию УФ-облучения и измеряли изменение флуоресценции во времени. Полученные данные о затухании флуоресценции приведены в Таблице 5.

Таблица 4
Рецептуры пастообразных композиций для примеров Е-3 и Е-4 (% мас.).
Компонент	Е-3	Е-4
CAMP	1,77	1,73
BisEMA6	6,63	6,52
UDMA	1,49	1,55
TrisMAP	13.05	13,54
CPQ	0,07	0,08
IRGACURE 819	0,06	0,06
ENMAP	0,40	0,39
BHT	0,04	0,03
TINUVIN R-796	0,12	0,12
Наполнитель SiO2	11,37	11,13
Наполнитель ZiO 2	3,79	3,71
Наполнитель 2 SiO2/ZrO2	60,63	60,79
A-594-5	0,360	0000
L-88	0,016	0,008
Uvitex OB	0000	0,004
Дисперсия красного пигмента	0,02	0,02
Дисперсия желтого пигмента	0,07	0,12
Дисперсия белого пигмента	0,13	0,21

Таблица 5
Данные о затухании флуоресценции для стоматологических композиционных материалов, содержащих органические флуоресцирующие пигменты или красители, подвергнутых воздействию УФ-облучения
Время (минут)	Е-3	Е-4
cps (имп./с)	норм.	cps	норм.
0	144004	1,00	266531	1,00
30	145495	1,01	168425	0,63
60	134169	0,93	137441	0,52
120	131246	0,91	90624	0,34
240	95651	0,66	65202	0,24

Данные из Таблицы 5, представленные графически на Фиг.1, показывают, что композиция, содержащая органические флуоресцирующие пигменты, такие как А-594-5, противодействует затуханию флуоресценции после облучения UV-светом гораздо лучше, чем композиция, содержащая органические флуоресцирующие красители. Точная величина улучшения характеристик зависит от используемого органического флуоресцирующего пигмента.

Примеры Е-5-Е-9

Пасты, имеющие составы, приведенные в Таблице 6, были приготовлены в соответствии с общей методикой, описанной выше. Эти пасты содержат комбинации органических флуоресцирующих пигментов L-88 и А-594-5 в различных соотношениях для регулирования воспринимаемого цвета флуоресценции.

Таблица 6
Рецептуры пастообразных композиций для примеров Е-5-Е-9
Компонент	Е-5	E-6	E-7	E-8	Е-9
BisGMA	5,27%	5,27%	5,27%	5,28%	5,28%
TEGDMA	1,20%	1,20%	1,20%	1,20%	1,20%
UDMA	7,38%	7,38%	7,39%	7,39%	7,39%
BisEMA6	7,38%	7,38%	7,39%	7,39%	7,39%
DPIPF6	0,11%	0,11%	0,11%	0,11%	0,11%
CPQ	0,04%	0,04%	0,04%	0,04%	0,04%
EDMAB	0,22%	0,22%	0,22%	0,22%	0,22%
ВНТ	0,03%	0,03%	0,03%	0,03%	0,03%
TINUVIN R-796	0,33%	0,33%	0,33%	0,33%	0,33%
Наполнитель SiO2	7,40%	7,40%	7,40%	7,40%	7,41%
Наполнитель 3 SiO2/ZrO2	70,45%	70,48%	70,51%	70,53%	70,55%
А-594-5	1599 ppm	1198 ppm	801 ppm	398 ppm	198 ppm
L-88	403 ppm	399 ppm	401 ppm	400 ppm	400 ppm

Таблица 7
Координаты цветности для стоматологических композиционных материалов, содержащих А-594-5 и L-88.
Композиция	А-594-5 (ppm)	L-88 (ppm)	X	Y	Число импульсов флуоресценция
Е-5	1600	400	0,159	0,107	525619
Е-5 (повтор)	1600	400	0,160	0,108	512282
Е-6	1200	400	0,159	0,109	483245
Е-7	800	400	0,160	0,111	350420
Е-8	400	400	0,161	0,112	350420
Е-9	200	400	0,162	0,126	332637

Данные, приведенные в Таблице 7, показывают, что уменьшение соотношения А-594-5 к L-88 приводит к увеличению координаты цветности. Это соответствует более зеленому цвету флуоресценции. Эти примеры демонстрируют, что комбинация органического флуоресцирующего пигмента с одним или несколькими люминесцентными агентами пригодна для регулирования цвета флуоресценции. Большие величины изменения могут быть обеспечены путем использования люминесцентных агентов, имеющих большие различия в их индивидуальных цветах флуоресценции. Следует отметить, что, хотя общее количество люминесцентного агента влияет на интенсивность флуоресценции, оно по существу не влияет на координаты цветности флуоресценции.

Для квалифицированных специалистов будут очевидными различные модификации и изменения настоящего изобретения, не выходящие за пределы объема и сущности данного изобретения. Следует понимать, что настоящее изобретение не должно ненадлежащим образом ограничиваться приведенными тут иллюстративными вариантами исполнения и примерами и что такие примеры и варианты исполнения приведены лишь в качестве примеров, а объем изобретения должен ограничиваться только приведенной формулой изобретения.

Полные описания упоминаемых тут патентов, патентных документов и публикаций целиком включены сюда в качестве ссылок, как если бы каждый из них был включен сюда индивидуально.