(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022077007
(43)【公開日】2022-05-20
(54)【発明の名称】機械練和に適した歯科用グラスアイオノマーセメント組成物
(51)【国際特許分類】
A61K 6/887 20200101AFI20220513BHJP
A61K 6/836 20200101ALI20220513BHJP
【FI】
A61K6/887
A61K6/836
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021179701
(22)【出願日】2021-11-02
(31)【優先権主張番号】P 2020186987
(32)【優先日】2020-11-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】390011143
【氏名又は名称】株式会社松風
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100132263
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 晴彦
(72)【発明者】
【氏名】塚本 雅広
(72)【発明者】
【氏名】坂本 秀二
(72)【発明者】
【氏名】木本 勝也
【テーマコード(参考)】
4C089
【Fターム(参考)】
4C089AA06
4C089BA13
4C089BE01
(57)【要約】
【課題】 フッ素徐放性を低下させることなく、機械練和において粉液比を高めることができる程度にまで粉材と液材の練和効率を向上させることができ、さらに高い機械的特性を発現する、歯科用グラスアイオノマーセメント組成物を提供すること。
【解決手段】 歯科用カプセル内に粉材と液材が分割包装されており、前記粉材と前記液材を使用直前に機械練和して用いる歯科用グラスアイオノマーセメント組成物であって、(a)疎水化酸反応性ガラス粉末、(b)ポリアルケン酸、及び(c)水を含み、且つ、硬化時に重合反応を伴わない歯科用グラスアイオノマーセメント組成物。
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カプセル用練和装置を用いて機械練和する歯科用グラスアイオノマーセメント組成物であって、
(a)疎水化酸反応性ガラス粉末、
(b)ポリアルケン酸、及び
(c)水
を含み、且つ、硬化時に重合反応を伴わない歯科用グラスアイオノマーセメント組成物。
【請求項2】
前記(a)疎水化酸反応性ガラス粉末は、体積基準の累積粒度分布における50%粒子径(D50)が0.5~15μmの酸反応性ガラス粉末を疎水化表面処理剤により疎水化処理されたものである、請求項1に記載の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物。
【請求項3】
前記疎水化表面処理剤が、
下記一般式(1):
RnSiA4-n (1)
(式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1~20の炭化水素基であり、Aは炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数2~10のアルコキシアルコキシ基、炭素数1~6のアシロキシ基、炭素数2~6のアルケニルオキシ基、ハロゲン原子、イソシアネート基、ヒドロキシ基、又は水素原子を示し、nは1~3の整数である。但し、複数のR及びAはそれぞれ、互いに同じであっても異なっていてもよい。)
で表されるシランカップリング剤、及び
下記一般式(2):
R1R2R3-Si-NH-Si-R4R5R6 (2)
(式中、R1、R2、及びR3はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基であり、R1、R2、及びR3の少なくとも1つは置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基であり、R4、R5及びR6はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基であり、R4、 R5、及びR6の少なくとも1つは置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基である。)
で表されるオルガノシラザンからなる群より選択される少なくとも1種の疎水化表面処理剤である、請求項2に記載の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物。
【請求項4】
(a)疎水化酸反応性ガラス粉末 54.5~80.0質量%、
(b)ポリアルケン酸 5.8~27.3質量%、及び
(c)水 7.6~27.3質量%
を含む、請求項1~3の何れか1項に記載の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物。
【請求項5】
前記(a)疎水化酸反応性ガラス粉末は、酸反応性ガラス粉末100質量部に対して、0.05~3.0質量部の疎水化表面処理剤により疎水化処理されたものである、請求項1~4の何れか1項に記載の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物。
【請求項6】
粉材と液材から構成され、
歯科用カプセル内に前記粉材と前記液材が分割包装されており、
前記粉材に(a)疎水化酸反応性ガラス粉末を含み、
前記液材に(c)水を含み、
前記粉材及び/又は前記液材に(b)ポリアルケン酸
を含む、請求項1~5の何れか1項に記載の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、歯科充填用グラスアイオノマーセメントや歯科合着用グラスアイオノマーセメント等として用いられる、硬化時に重合反応を伴わず主に酸塩基反応にて硬化する歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
歯科臨床において、う蝕や破折等により部分的に形態が損なわれた歯牙に対して審美的及び機能的回復を行うために、充填材料を歯牙に充填する直接修復や、合着材料を用いて歯科補綴装置を歯牙に合着及び/又は接着させる間接修復が行われている。代表的な充填材料や合着材料として、酸-塩基反応のみで硬化する歯科用グラスアイオノマーセメントや、酸-塩基反応に加えて重合反応も伴って硬化するレジン強化型歯科用グラスアイオノマーセメントが挙げられるが、歯質強化や二次う蝕の抑制を重要視する場合は、よりフッ素徐放性の高い歯科用グラスアイオノマーセメントが適している。
【0003】
歯科用グラスアイオノマーセメントは、一般的に酸反応性ガラス粉末を主成分とする粉材と、ポリアルケン酸及び水を主成分とする液材に分割された形態で提供され、使用直前に粉材と液材を練和して用いられる。
【0004】
歯科用グラスアイオノマーセメントの練和方法としては、それぞれ粉材又は液材が包装された容器から、指定された方法で計量した粉材及び液材を練板紙上に取り出し、スパチュラ等の器具を用いてそれらを練和する手練和と、単回使用として設計された歯科用カプセル内に、隔離された状態であらかじめ計量された粉材と液材を、指定された方法にて歯科用カプセル内で接触させた後、カプセル用練和装置にて歯科用カプセルに細かく、且つ強い振動を付加することで練和する機械練和がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
歯科用グラスアイオノマーセメントは、粉材と液材が練和されると水の存在下で酸反応性ガラス粉末とポリアルケン酸との間で酸-塩基反応が進行し硬化する。ここで歯科用グラスアイオノマーセメントは、一般的に全成分中に含まれる酸反応性ガラス粉末の割合が高くなるにつれて硬化体の機械的特性が向上する。このため練和する際の液材に対する粉材の質量比、すなわち粉液比ができる限り高いほうが好ましい。しかし、粉液比が高くなるに伴い練和物の粘度が高くなるため、粉液比を高くしすぎると充分に練和されず不均一な練和物となり、却って硬化体の機械的特性の低下を引き起こす場合がある。このため粉液比を高くするにはある程度の限界がある。
【0007】
これまで、粉液比を高くすることが可能で、それにより得られる硬化体が高い機械的特性を発現する歯科用グラスアイオノマーセメント組成物が提案されている。例えば、特許文献1には、歯科用グラスアイオノマーセメント組成物において、粒子径の大きい球状の粗大無機酸化物粒子と、粒子径の小さい微細無機酸化物粒子とを特定の割合で含ませることで、粉液比を高くする技術が開示されている。
【0008】
歯科用グラスアイオノマーセメントの粉材と液材を、スパチュラ等を用いて手練和する場合は、練和物に強いせん断力や圧縮力を加えることができる。一方、粉材と液材を歯科用カプセル内で機械練和する場合は、カプセル用練和装置にて歯科用カプセルに細かく、且つ強い振動を付加することで粉材と液材が練和されるが、一般的に手練和ほど練和物に強い力が加わりにくい。そのため、機械練和は手練和と比較して粉液比を高くすることが困難であった。
【0009】
また、特許文献1の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物は、球状の粗大無機酸化物粒子と微細無機酸化物粒子を別々に製造する必要があることに加え、球状の粗大無機酸化物粒子については、無機酸化物粒子を分散状態で熔融させ、表面張力により粒子を球状化させて製造するため、製造工程が煩雑である上に粒子径の制御も難しかった。さらに、溶融させて球状化させる工程において無機酸化物粒子からフッ素が離脱するため、歯科用グラスアイオノマーセメントの大きな特長の一つであるフッ素徐放性が低下することがあった。
【0010】
そこで本発明は、フッ素徐放性を低下させることなく、機械練和において粉液比を高めることができる程度にまで粉材と液材の練和効率を向上させることができ、さらに高い機械的特性を発現する、歯科用グラスアイオノマーセメント組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
酸反応性ガラス粉末、ポリアルケン酸、及び水を含み、且つ硬化時に重合反応を伴わない歯科用グラスアイオノマーセメント組成物において、酸反応性ガラス粉末表面を疎水化表面処理剤にて適度に疎水化することにより、予期せぬことには、フッ素徐放性を低下させることなく、機械練和において粉液比を高めることができる程度にまで粉材と液材の練和効率が向上し、これにより機械的特性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上記課題は、以下の構成により解決できることを見出した。
【0012】
本発明はカプセル用練和装置を用いて機械練和する歯科用グラスアイオノマーセメント組成物であって、(a)疎水化酸反応性ガラス粉末、(b)ポリアルケン酸、及び(c)水を含み、且つ、硬化時に重合反応を伴わないことを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物は、機械練和において粉材と液材が効率よく練和される。また、それにより粉液比を高く設定することができるため、所望の高い機械的特性を発現させることができる。しかも、所望の高いフッ素徐放性を有するために、歯質強化や二次う蝕の抑制に有効である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明について詳細に説明する。
本明細書において「歯科用グラスアイオノマーセメント」とは、重合性単量体、重合性基を有するオリゴマー及び/又は重合性基を有するポリマー等の重合性基を有する化合物が、重合反応による硬化を付与することを意図して配合されておらず、水の存在下で酸反応性ガラス粉末とポリアルケン酸との間で起こる酸-塩基反応を主体に硬化する粉液型の歯科用グラスアイオノマーセメントを意味する。
【0015】
「歯科用カプセル」とは、カプセル用練和装置に用いる、並びに/又は歯科材料を混合及び分注するためのカプセルを意味する。
また、「機械練和」とは、歯科用カプセル内に、隔離された状態であらかじめ包装された粉材と液材を、或いは使用直前に歯科用カプセル内に填入した粉材と液材を、カプセル用練和装置にて歯科用カプセルに細かく、且つ強い振動を付加することで練和することを意味する。
また、「カプセル用練和装置」とは、歯科用カプセルが装着できる装置であって、歯科用カプセルに細かく、かつ強い振動を付加することで歯科用カプセル内の粉材と液材を練和するための装置である。
さらに、「疎水化表面処理剤」とは、酸反応性ガラス粉末を表面処理できる化合物であって、それを用いて表面処理することで酸反応性ガラス粉末の表面を疎水性に改質できるものを意味する。
【0016】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物は、(a)疎水化酸反応性ガラス粉末、(b)ポリアルケン酸、(c)水を必須成分として含むものであり、この成分構成により機械練和において粉材と液材の練和効率が向上する。
【0017】
従って、特許文献1の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物と本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物とは、前者が粒子径の大きい球状の粗大無機酸化物粒子を含むのに対して、後者が前記球状の粗大無機酸化物粒子を含まない点で本質的に全く異なる。
以下、本発明の前記成分について説明する。
【0018】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に用いることができる、(a)疎水化酸反応性ガラス粉末は、歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に一般的に用いられている酸反応性ガラス粉末を、公知の疎水化表面処理剤を用いて表面処理することで、表面を適度に疎水化した酸反応性ガラス粉末である。この(a)疎水化酸反応性ガラス粉末を歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に用いることで、フッ素徐放性を低下させることなく、機械練和において粉液比を高めることができる程度にまで粉材と液材の練和効率が向上し、これにより機械的特性が向上する。フッ素徐放性は、既存の歯科用グラスアイオノマーセメントと同レベルの高いフッ素徐放性であることが好ましい。なお、酸反応性ガラス粉末を疎水化することで粉材と液材の練和効率が向上するのは、機械練和においてのみであり、手練和においては練和効率に変わりがないか、或いは却って練和効率が悪くなる。
【0019】
(a)疎水化酸反応性ガラス粉末を製造する際に用いることができる酸反応性ガラス粉末は、金属元素等の酸反応性元素、及びフッ素元素を含んでいる必要がある。酸反応性ガラス粉末は、酸反応性元素を含むことにより(c)水の存在下で、(b)ポリアルケン酸が有する酸性基との酸-塩基反応が進行する。酸反応性元素を具体的に例示するとナトリウム、カリウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ランタン、アルミニウム、亜鉛等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの酸反応性元素は1種類又は2種類以上を含むことができ、またこれらの含有量は特に制限されない。
【0020】
さらに、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物にX線造影性を付与するために、酸反応性ガラス粉末にはX線不透過性の元素を含ませることが好ましい。X線不透過性の元素を具体的に例示すると、ストロンチウム、ランタン、ジルコニウム、チタン、イットリウム、イッテルビウム、タンタル、錫、テルル、タングステン及びビスマス等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、酸反応性ガラス粉末に含まれるその他の元素については特に制限はなく、本発明における酸反応性ガラス粉末は様々な元素を含むことができる。
【0021】
酸反応性ガラス粉末としては以上に示した酸反応性元素、フッ素、及びX線不透過性の元素を含んだアルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、アルミノボレートガラス、ボロアルミノシリケートガラス、リン酸ガラス、ホウ酸ガラス、及びシリカガラス等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
【0022】
さらに、酸反応性ガラス粉末の粒子形状も特に限定されず、球状、針状、板状、破砕状、鱗片状等の任意の粒子形状のものを何ら制限なく用いることができる。これらの酸反応性ガラス粉末は単独で、又は数種を組み合わせて用いることができる。
【0023】
これらの酸反応性ガラス粉末の製造方法は特に限定されず、溶融法、気相法、及びゾル-ゲル法等の何れの製造方法で製造されたものでも問題なく使用することができる。その中でも元素の種類やその含有量を制御しやすい溶融法、又はゾル-ゲル法により製造された酸反応性ガラス粉末を用いることが好ましい。
【0024】
酸反応性ガラス粉末は所望の粒子径とするために粉砕して用いることができる。粉砕方法は特に限定されず、湿式法、又は乾式法の何れの粉砕方法を用いて粉砕したものでも使用することができる。具体的にはハンマーミルやターボミル等の高速回転ミル、ボールミル、遊星ミルや振動ミル等の容器駆動型ミル、アトライターやビーズミル等の媒体撹拌ミル、ジェットミル等を用いて粉砕し、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物の使用用途又は使用目的に応じてその粒子径を適宜調整することができる。
【0025】
歯科用グラスアイオノマーセメント組成物の(a)疎水化酸反応性ガラス粉末は、体積基準の累積粒度分布における50%粒子径(D50)が0.5~15μmの酸反応性ガラス粉末を疎水化表面処理剤により疎水化処理されたものであってもよい。かかる場合、練和効率及び/又は機械的特性が向上し易くなる。
【0026】
このように、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に適した酸反応性ガラス粉末の50%粒子径(D50)は、0.5~15μmの範囲にあることが好ましい。ここで「50%粒子径(D50)」とは、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置等を用いて測定した体積基準の粒度分布において、小粒子径側からの積算値が50%となるときの粒子径をいう。
【0027】
また、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物を充填用の材料として用いる場合は、粉液比を高め、高い弾性率を発現させるために酸反応性ガラス粉末の50%粒子径(D50)は3~15μmの範囲にあることが好ましい。一方、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物を合着用の材料として用いる場合は、薄い被膜厚さを発現させるために酸反応性ガラス粉末の50%粒子径(D50)は0.5~10μmの範囲にあることが好ましく、0.5~5μmの範囲にあることがより好ましい。
【0028】
酸反応性ガラス粉末の50%粒子径(D50)が0.5μm未満になると、その表面積が増大し、組成物中に多量に含ませることができなくなるため、機械的特性が低下する場合がある。また、操作余裕時間が短くなることがある。
【0029】
酸反応性ガラス粉末の50%粒子径(D50)が15μmを超えると、充填用として使用した場合には、研磨後に材料表面が粗造になり、口腔内で着色しやすくなる恐れがある。また、合着用として使用した場合には、被膜厚さが厚くなり、合着及び/又は接着させた補綴装置が浮き上がって、意図した補綴装置の適合が得られなくなることがある。
【0030】
(a)疎水化酸反応性ガラス粉末を製造する際に用いることができる疎水化表面処理剤は公知のものを用いることができる。
具体的には、シランカップリング剤、オルガノシラザン、チタネート系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、 及びアルミネート系カップリング剤等が挙げられる。これらの疎水化表面処理剤は単独で、又は数種を組み合わせて用いることができる。これら疎水化表面処理剤の中でもシランカップリング剤、又はオルガノシラザンを用いることが好ましい。
【0031】
疎水化表面処理剤は、
下記一般式(1):
RnSiA4-n (1)
(式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1~20の炭化水素基であり、Aは炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数2~10のアルコキシアルコキシ基、炭素数1~6のアシロキシ基、炭素数2~6のアルケニルオキシ基、ハロゲン原子、イソシアネート基、ヒドロキシ基、又は水素原子を示し、nは1~3の整数である。但し、複数のR及びAはそれぞれ、互いに同じであっても異なっていてもよい。)
で表されるシランカップリング剤、及び
下記一般式(2):
R1R2R3-Si-NH-Si-R4R5R6 (2)
(式中、R1、R2、及びR3はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基であり、R1、R2、及びR3の少なくとも1つは置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基であり、R4、R5及びR6はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基であり、R4、R5、及びR6の少なくとも1つは置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基である。)
で表されるオルガノシラザンからなる群より選択される少なくとも1種の疎水化表面処理剤であってもよい。かかる場合、練和効率及び/又は機械的特性が向上し易くなる。
【0032】
シランカップリング剤としては、前記のごとく、下記一般式(1)が挙げられる。
一般式(1): RnSiA4-n (1)
(式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1~20の炭化水素基であり、Aは炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数2~10のアルコキシアルコキシ基、炭素数1~6のアシロキシ基、炭素数2~6のアルケニルオキシ基、ハロゲン原子、イソシアネート基、ヒドロキシ基、又は水素原子を示し、nは1~3の整数である。但し、複数のR及びAはそれぞれ、互いに同じであっても異なっていてもよい。)
【0033】
Rの炭化水素基としては、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数6~20のアリール基、等が挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-テトラデシル基、n-ヘキサデシル基、エイコシル基、等が挙げられる 。シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、1-プロペニル基、1-メチルエテニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、1-ヘプテニル基、1-オクテニル基、1-ノネニル基、1-デセニル基、1-ウンデセニル基、1-ドデセニル基、等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基、等が挙げられる。前記炭化水素基の置換基としては、アセチル基、アセトキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、炭素数1~6のアルコキシ基、フェノキシ基、炭素数1~6のアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、ハロゲン原子、等が挙げられる。
【0034】
Aの炭素数1~4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、等が挙げられる。炭素数2~10のアルコキシアルコキシ基としては、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、3-メトキシ-n-プロポキシ基、4-メトキシフェノキシ基、等が挙げられる。炭素数1~6のアシロキシ基としては、アセトキシ基、エチルカルボニルオキシ基、プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、ベンゾイロキシ基、等が挙げられる。炭素数2~6のアルケニルオキシ基としては、イソプロペノキシ基、2-プロペノキシ基、2-ブテノキシ基、3-ブテノキシ基、等が挙げられる。
【0035】
一般式(1)のシランカップリング剤を具体的に例示する。なお、以下の例示においては、(メタ)アクリロイルをもってアクリロイルとメタクリロイルの両者を包括的に表記する。メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルシラノール、メトキシトリプロピルシラン、メチルトリ-n-プロポキシシラン、ジメトキシジフェニルシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジエチルシラン、メチルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、n-デシルトリエトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、p-スチリルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、スチリルエチルトリメトキシシラン、p-トリルトリメトキシシラン、3-メトキシプロピルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、3-ブテニルトリエトキシシラン、ベンジルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルトリメトキシシラン、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルトリエトキシシラン、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルトリメトキシシラン、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルトリエトキシシラン、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデシルトリメトキシシラン、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデシルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、クロロメチルトリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロフェニルトリエトキシシラン、2-クロロエチルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル-3,3,3-トリフルオロプロピルジメトキシシラン、2-クロロエチルメチルジメトキシシラン、等が挙げられる。
【0036】
オルガノシラザンとしては、前記のごとく、下記一般式(2)が挙げられる。
一般式(2): R1R2R3-Si-NH-Si-R4R5R6 (2)
(式中、R1、R2、及びR3はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基であり、R1、R2、及びR3の少なくとも1つは置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基であり、R4、R5及びR6はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基であり、R4、R5、及びR6の少なくとも1つは置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基である。)
【0037】
R1、R2、R3、R4、R5、及びR6の置換基を有していてもよい炭素数1~6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、ビニル基、アリル基、フェニル基、等が挙げられる。
【0038】
一般式(2)のオルガノシラザンを具体的に例示すると、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン、1,1,1,3,3,3-ヘキサエチルジシラザン、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシラザン、1,1,1,3,3,3-ヘキサフェニルジシラザン、1,1,1,3,3,3-ヘキサイソプロピルジシラザン、1,1,1,3,3,3-ヘキサn-プロピルジシラザン、1,1,1,3,3,3-ヘキサブチルジシラザン、1,3-ジエチル-1,1,3,3-テトラメチルジシラザン、1,3-ジフェニル-1,1,3,3-テトラメチルジシラザン、1,3-ジメチル-1,1,3,3-テトラフェニルジシラザン、1,3-ジプロピル-1,1,3,3-テトラメチルジシラザン、1,1,3,3-テトラメチルジシラザン、等が挙げられる。
【0039】
チタネート系カップリング剤としては、テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラn-ブチルチタネート、テトライソブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2-エチルヘキシル)チタネート、テトラオクチルチタネート、テトラステアリルチタネート、テトライソステアリルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、等が挙げられる。
【0040】
ジルコニウム系カップリング剤としては、ジルコニウムn-ブトキシド、ジルコニウムn-プロポキシド、ジルコニウムイソプロポキシド、ジルコニウムアセチルアセトネート、ジルコニウムトリブトキシステアレート、ジルコニウムジブトキシビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムトリブトキシエチルアセトアセテート、ジルコニウムブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、等が挙げられる。
【0041】
アルミネート系カップリング剤としては、アルミニウムアセチルアセトネート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムアルキルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムモノメタクリレート、等が挙げられる。
【0042】
疎水化表面処理剤を用いた酸反応性ガラス粉末の表面処理方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、酸反応性ガラス粉末を混合槽で撹拌しながら、適当な溶媒で希釈した疎水化表面処理剤を噴霧し、槽内で混合した後、熱処理を行う方法、酸反応性ガラス粉末を適当な溶媒中に分散させたスラリー中に、疎水化表面処理剤を溶解させ、混合した後、溶媒留去と熱処理、或いはスプレードライを行う方法、酸反応性ガラス粉末を適当な溶媒中に分散させたスラリー中に、疎水化表面処理剤を溶解させ、リフラックスを行った後、溶媒留去と熱処理を行う方法等が挙げられる。なお、必要に応じて疎水化表面処理剤は、任意に酸触媒等を添加した水又は水を含む溶媒中であらかじめ加水分解させてから用いることもできる。また、いずれの表面処理方法においても、熱処理する際の温度は特に限定されないが、50~200℃の範囲が好ましく、100~150℃の範囲がより好ましい。
【0043】
歯科用グラスアイオノマーセメント組成物の(a)疎水化酸反応性ガラス粉末は、酸反応性ガラス粉末100質量部に対して、0.05~3.0質量部の疎水化表面処理剤により疎水化処理されたものであってもよい。かかる場合、練和効率及び/又は機械的特性が向上し易くなる。
【0044】
酸反応性ガラス粉末に対する疎水化表面処理剤の処理量は、酸反応性ガラス粉末100質量部に対して0.05~3.0質量部の範囲であることが好ましく、0.1~1.5質量部の範囲であることがより好ましく、0.2~1.0質量部の範囲であることがさらに好ましい。酸反応性ガラス粉末100質量部に対する疎水化表面処理剤の処理量が0.05質量部未満になると機械練和において粉材と液材の練和効率が向上せず、練和不足や機械的特性の低下を引き起こすことがある。また、疎水化表面処理剤の処理量が3.0質量部を超えると、(b)ポリアルケン酸との酸-塩基反応を阻害し、機械的特性が低下することがある。
【0045】
また、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物の操作性や硬化特性、機械的特性等を調整するために、(b)ポリアルケン酸との酸-塩基反応に悪影響を及ぼさない範囲で、酸反応性ガラス粉末に対する任意の処理として、前記(a)疎水化酸反応性ガラス粉末の製造に使用するものとは異なる表面処理剤(以下、その他の表面処理剤)を用いた表面処理、熱処理、又は液相中や気相中等での凝集化処理等を、前記(a)疎水化酸反応性ガラス粉末を製造する際の表面処理と組み合わせて行っても何ら問題ない。これらの任意の処理は単独で、又は数種を複合的に行うことができ、さらに各処理を行う順序も特に制限はない。これらの中でも各種特性を制御しやすく、且つ生産性にも優れることから、その他の表面処理剤を用いた表面処理、又は熱処理が好適である。
【0046】
その他の表面処理剤を用いた酸反応性ガラス粉末の任意の表面処理を具体的に例示すると、リン酸、又は酢酸等の酸による洗浄、酒石酸、又はポリカルボン酸等の酸性化合物による表面処理、フッ化アルミニウム等のフッ化物による表面処理、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシランの部分加水分解オリゴマー、テトラエトキシシランの部分加水分解オリゴマー等のシラン化合物による表面処理等が挙げられる。本発明において用いることができる表面処理方法は上記したものに限定されず、また、これらの表面処理方法はそれぞれ単独で、又は複合的に組み合わせて用いることができる。
【0047】
酸反応性ガラス粉末の熱処理方法を具体的に例示すると、電気炉等を用いて200℃~800℃の範囲で1時間~72時間加熱する処理方法が挙げられる。本発明において用いることができる熱処理方法は上記したものに限定されず、処理工程についても単一処理、又は多段階処理等が可能である。
【0048】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物は、
(a)疎水化酸反応性ガラス粉末 54.5~80.0質量%、
(b)ポリアルケン酸 5.8~27.3質量%、及び
(c)水 7.6~27.3質量%、
を含んでいてもよい。かかる場合、練和効率及び/又は機械的特性が向上し易くなる。
【0049】
(a)疎水化酸反応性ガラス粉末は、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物全体に対して54.5~80.0質量%含まれることが好ましい。(a)疎水化酸反応性ガラス粉末の含有量が54.5質量%未満になると機械的特性が低下することがある。また、(a)疎水化酸反応性ガラス粉末の含有量が80.0質量%を超えると操作余裕時間が短くなる場合や、均一な練和物が得られず、機械的特性が低下する場合がある。
【0050】
なお、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物には、機械練和における練和効率に悪影響を与えない範囲であれば、機械的特性や硬化特性を調整する目的で、必須ではないものの、疎水化表面処理剤による表面処理を行っていない、酸反応性ガラス粉末を含ませることができる。この場合、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に含まれる(a)疎水化酸反応性ガラス粉末と、酸反応性ガラス粉末の配合比率は、質量比で70:30~99:1の範囲であることが好ましい。
【0051】
また、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物は、粉材と液材から構成され、
歯科用カプセル内に前記粉材と前記液材が分割包装されており、
前記粉材に(a)疎水化酸反応性ガラス粉末を含み、
前記液材に(c)水を含み、
前記粉材及び/又は前記液材に(b)ポリアルケン酸
を含んでいてもよい。
このような組成物は、フッ素徐放性を低下させることなく、練和効率及び/又は機械的特性が向上し易くなるだけでなく、実使用(特に、機械練和装置での使用)により好適となり得る。
【0052】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に用いることができる(b)ポリアルケン酸は、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和トリカルボン酸等の少なくとも分子内に1つ以上のカルボキシ基を有したアルケン酸の単独重合体又は共重合体であれば何ら制限なく用いることができる。さらに、(b)ポリアルケン酸は、分子内に酸性基を有さない重合性単量体とアルケン酸との共重合体であっても何ら問題ない。
【0053】
(b)ポリアルケン酸を得るために用いることができるアルケン酸を具体的に例示すると、アクリル酸、メタクリル酸、2-クロロアクリル酸、3-クロロアクリル酸、2-シアノアクリル酸、アコニット酸、メサコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、グルタコン酸、シトラコン酸、ウトラコン酸、1-ブテン-1,2,4-トリカルボン酸、3-ブテン-1,2,3-トリカルボン酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中でも、アクリル酸のみを出発原料として合成した(b)ポリアルケン酸、或いはアクリル酸とマレイン酸、アクリル酸と無水マレイン酸、アクリル酸とイタコン酸、アクリル酸と3-ブテン-1,2,3-トリカルボン酸等、2種類以上を出発原料として合成した(b)ポリアルケン酸を用いることが好ましい。
【0054】
各種(b)ポリアルケン酸を得るために用いる重合方法は特に限定されず、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等のいずれの方法で重合させたものでも何ら制限なく用いることができる。また、重合体の合成時に用いる重合開始剤や連鎖移動剤は、所望の重合体を得るために適宜選択すればよい。このようにして得られた(b)ポリアルケン酸は単独で、又は数種を組み合わせて用いることができる。
【0055】
(b)ポリアルケン酸は重量平均分子量が30,000~300,000の範囲であることが好ましい。ここで、重量平均分子量とはゲル浸透クロマトグラフィーによって測定された分子量分布に基づいて算出された平均分子量である。(b)ポリアルケン酸の重量平均分子量が30,000未満になると、機械的特性が低下することがある。また、(b)ポリアルケン酸の重量平均分子量が300,000を超えると操作余裕時間が短くなる場合や、均一な練和物が得られず、機械的特性が低下する場合がある。
【0056】
(b)ポリアルケン酸は本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物全体に対して5.8~27.3質量%含まれることが好ましい。(b)ポリアルケン酸の含有量が5.8質量%未満になると機械的特性が低下することがある。また、(b)ポリアルケン酸の含有量が27.3質量%を超えると操作余裕時間が短くなる場合や、均一な練和物が得られず、機械的特性が低下する場合がある。
【0057】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に用いることができる(c)水は、(b)ポリアルケン酸を溶解するための溶媒として機能すると共に、(a)疎水化酸反応性ガラス粉末から溶出した金属イオンを拡散させ、(b)ポリアルケン酸との架橋反応を誘起するための必須成分である。
【0058】
(c)水は本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物における硬化性や機械的特性に悪影響を及ぼすような不純物を含有していないものであれば何ら制限なく用いることができる。つまり、歯科用グラスアイオノマーセメントの酸-塩基反応を開始させることができる水であれば何ら制限なく用いることができる。例えば、蒸留水、又はイオン交換水を用いることができる。
【0059】
(c)水は本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物全体に対して7.6~27.3質量%含まれることが好ましい。(c)水の含有量が7.6質量%未満になると操作余裕時間が短くなる場合や、均一な練和物が得られず、機械的特性が低下する場合がある。また、(c)水の含有量が27.3質量%を超えると機械的特性が低下する場合がある。
【0060】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物には、必須ではないものの、操作余裕時間や硬化時間を調整する目的で酸性化合物を任意に含ませることができる。酸性化合物であればその種類に特に制限はない。これらの酸性化合物を具体的に例示すると、酒石酸、クエン酸、マレイン酸、フマル酸、リンゴ酸、アコニット酸、トリカルバリール酸、イタコン酸、1-ブテン-1,2,4-トリカルボン酸、3-ブテン-1,2,3-トリカルボン酸等のカルボン酸化合物、リン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸等のリン酸化合物、及びこれらの酸性化合物の金属塩等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの酸性化合物は単独で又は数種を組み合わせて用いることができる。酸性化合物を含ませる場合では、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物全体に対して0.1~15質量%の範囲で含まれることが好ましい。
【0061】
さらに本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物には、諸特性に影響を与えない範囲であれば、粉材と液材の初期の馴染みや練和物性状を調整する目的で、必須ではないものの、界面活性剤を任意に含ませることができる。本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に用いることができる界面活性剤は、イオン性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤のいずれであってもよい。
【0062】
イオン性界面活性剤を具体的に例示すると、アニオン性界面活性剤としては、ステアリン酸ナトリウム等の脂肪族カルボン酸金属塩類、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等の硫酸化脂肪族カルボン酸金属塩類、ステアリル硫酸エステルナトリウム等の高級アルコール硫酸エステルの金属塩類等が挙げられる。また、カチオン性界面活性剤としては、高級アルキルアミンとエチレンオキサイドの付加物、低級アミンからつくられるアミン類、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド等のアルキルトリメチルアンモニウム塩類等が挙げられる。さらに両性界面活性剤としては、ステアリルアミノプロピオン酸ナトリウム等の高級アルキルアミノプロピオン酸の金属塩類、ラウリルジメチルベタイン等のベタイン類等が挙げられる。
【0063】
また、非イオン性界面活性剤としては、高級アルコール類、アルキルフェノール類、脂肪酸類、高級脂肪族アミン類、脂肪族アミド類等にエチレンオキシドやプロピレンオキシドを付加させたポリエチレングリコール型、或いはポリプロピレングリコール型、又は多価アルコール類、ジエタノールアミン類、糖類と脂肪酸がエステル結合した多価アルコール型等を挙げることができる。
【0064】
以上に記載した界面活性剤はこれらに限定されるものではなく、何等制限なく用いることができる。またこれらの界面活性剤は単独で又は数種を組み合わせて用いることができる。
【0065】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に界面活性剤を含ませる場合、界面活性剤は、組成物全体に対して0.001~5質量%の範囲で含まれることが好ましい。
【0066】
さらに本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物には、諸特性に悪影響を与えない範囲であれば、操作性、機械的特性又は硬化特性を調整する目的で、必須ではないものの、非酸反応性粉末を任意に含ませることができる。
【0067】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に用いることができる非酸反応性粉末は、(b)ポリアルケン酸が有する酸性基と反応する元素を含まないものであれば特に限定されることなく用いることができる。非酸反応性粉末としては歯科用充填材として公知なもの、例えば、無機充填材、有機充填材及び有機-無機複合充填材等が挙げられ、これらは単独で又は数種を組み合わせて用いることができる。それらの中でも無機充填材を用いることが特に好ましい。また、これら非酸反応性粉末の形状は特に限定されず、球状、針状、板状、破砕状、鱗片状等の任意の粒子形状のものやそれらの凝集体であってもよく、これらに限定されるものではない。これら非酸反応性粉末の平均粒子径に特に制限はないが、0.001~30μmの範囲にあることが好ましい。
【0068】
無機充填材を具体的に例示すると、石英、無定形シリカ、超微粒子シリカ、酸性基と反応する元素を含まない種々のガラス(溶融法によるガラス、ゾル-ゲル法による合成ガラス、気相反応により生成したガラス等を含む)、チッ化ケイ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0069】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物に非酸反応性粉末を含ませる場合、非酸反応性粉末は、組成物全体に対して0.001~20質量%の範囲で含まれることが好ましい。
【0070】
また、本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物は、必須ではないものの、防腐剤、抗菌材、着色剤、蛍光剤、無機繊維材料、有機繊維材料、その他の従来公知の添加剤等の成分を必要に応じて任意に含ませることができる。
【0071】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物は、(a)疎水化酸反応性ガラス粉末と(b)ポリアルケン酸が(c)水の存在下で共存しない限り、各必須成分を様々な組み合わせで粉材と液材に分割することができる。具体的に例示すると、
(a)疎水化酸反応性ガラス粉末を含む粉材と、(b)ポリアルケン酸、及び(c)水を含む液材との組み合わせ、
(a)疎水化酸反応性ガラス粉末、及び(b)ポリアルケン酸を含む粉材と、(c)水を含む液材との組み合わせ、
(a)疎水化酸反応性ガラス粉末、及び(b)ポリアルケン酸を含む粉材と、(b)ポリアルケン酸、及び(c)水を含む液材との組み合わせ、等が挙げられる。
【0072】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物における粉液比とは、液材に対する粉材の質量比(粉材質量/液材質量)をいい、特に制限はないが、粉液比が1.0/1.0~6.0/1.0の範囲にあることが好ましく、1.2/1.0~4.0/1.0の範囲にあることがさらに好ましい。
【0073】
本発明の歯科用グラスアイオノマーセメント組成物は、充填材料及び合着材料としての用途以外に、小窩裂溝封鎖材、裏層(装)材料、支台築造材料等、歯科治療における幅広い用途に用いることができる。
【実施例0074】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例に用いた歯科用グラスアイオノマーセメント組成物について、その性能を評価した際の試験方法は次の通りである。
【0075】
〔練和物の準備〕
<機械練和>
23℃、湿度50%の環境下において、所定量の粉材と液材を歯科用カプセル内に充填した。なお、液材の充填量は115mgに統一し、粉材の充填量は各実施例及び比較例にそれぞれ設定した粉液比に従って決定した。液材を歯科用カプセル容器内で接触させた後、歯科用カプセルをカプセル用自動練和装置(Ultramat2/SDI Limited社製、回転数4000rpm以上)に設置し、10秒間練和した。練和物はカプセル用アプライヤーを用いて歯科用カプセルのノズルから排出し、各試験に供した。
<手練和>
23℃、湿度50%の環境下において、所定の粉液比に従って適量の粉材と液材を練板紙上に計量した後、プラスチック製スパチュラを用いて約30秒間練和し、各試験に供した。
なお、機械練和及び手練和のいずれも粉液比2.2/1.0以上を充填材料、粉液比2.2/1.0未満を合着材料として試験した。
【0076】
〔練和性〕
23℃、湿度50%の環境下において、練和直後の練和物を目視にて確認し、以下の基準に従って練和性を評価した。なお、本明細書においては評価が◎、若しくは△であった場合に良好な練和性であると判断した。
[評価基準]
◎:練和物中に粉材の残存は認められない。
△:練和物中に粉材が僅かに残存している(粉材充填量の2%以下の粉材が練和物中に残存していることが観察される)。
×:練和物中に粉材が多く残存している(粉材充填量の2%を超える粉材が練和物中に残存していることが観察される)。
〔圧縮強さ〕
ISO 9917-1:2007に従って、以下の手順により機械的特性として圧縮強さを測定した。23℃、湿度50%の環境下において、練和物をステンレス製金型(内径:4mm、高さ:6mmの円柱形)に充填した後、37℃、湿度100%の恒温恒湿槽内に静置した。1時間静置後、金型から硬化物を取り外し、それを試験体とした。試験体を37℃のイオン交換水中に練和終了から24時間浸漬した後、その試験体についてインストロン万能試験機(型式:5567A)を用いて、クロスヘッドスピード1mm/min.の条件にて圧縮強さを測定した。
また、圧縮強さの測定結果から、下記評価基準に従って性能に関する評価を行った。
なお、本明細書においては充填材料及び合着材料のいずれも、評価が◎~▲であった場合に良好な圧縮強さである(即ち、高い機械的特性を有する)と判断した。
〔評価〕
-評価基準-
〔充填材料〕
◎:圧縮強さが230MPa以上である。
〇:圧縮強さが220MPa以上~230MPa未満である。
△:圧縮強さが210MPa以上~220MPa未満である。
▲:圧縮強さが200MPa以上~210MPa未満である。
×:圧縮強さが200MPa未満である。
〔合着材料〕
◎:圧縮強さが170MPa以上である。
〇:圧縮強さが160MPa以上~170MPa未満である。
△:圧縮強さが150MPa以上~160MPa未満である。
▲:圧縮強さが140MPa以上~150MPa未満である。
×:圧縮強さが140MPa未満である。
〔フッ素徐放性〕
23℃、湿度50%の環境下において、練和物をステンレス製金型(内径12mm、厚さ:1mmの円盤形)に充填した後、37℃、湿度100%の恒温恒湿槽内に静置した。1時間静置後、金型から硬化物を取り外し、37℃の蒸留水(5mL)中に浸漬した。1週間浸漬後、硬化物を取り出し、フッ素イオン複合電極(Mode196-09:オリオンリサーチ社)、及びイオンメーター(Mode1720A:オリオンリサーチ社)を用いて、フッ素イオン溶出液中のフッ素イオン濃度を測定した。フッ素イオン濃度の測定はフッ素イオン溶出液にイオン強度調整剤(TISABIII、オリオンリサーチ社)を0.5mL添加してから行った。
また、フッ素徐放性の測定結果から、下記評価基準に従って性能に関する評価を行った。
なお、本明細書においては評価が◎~△であった場合に優れたフッ素徐放性であると判断した。
〔評価〕
-評価基準-
◎:フッ素徐放性が25ppm以上である。
〇:フッ素徐放性が20ppm以上~25ppm未満である。
△:フッ素徐放性が15ppm以上~20ppm未満である。
×:フッ素徐放性が15ppm未満である。
【0077】
〔総合評価〕
前記の性能を評価した結果、良好な練和性、高い圧縮強さ並びに優れたフッ素徐放性を示したものを歯科用グラスアイオノマーセメント組成物として望ましい特性を有しているものと判断した。
具体的には、練和性、圧縮強さ及びフッ素徐放性の評価又は測定結果から、下記評価基準に従ってスコア化し、その合計値から性能に関する総合評価を行った。
-評価基準-
練和性、圧縮強さ及びフッ素徐放性の評価結果に対する各スコア
◎:4点、〇:3点、△:2点、▲:1点、×:0点
-総合評価の分類-
A(非常に良い) :12点
B :11点
C :10点
D(良い) : 9点
E : 8点
F : 7点
G : 6点
H(やや良い) : 5点
I(悪い) : 4点以下、又は各試験の評価にて1つ以上×を含む。
【0078】
実施例、及び比較例に用いた歯科用グラスアイオノマーセメント組成物の製造方法を以下に示した。
【0079】
[酸反応性ガラス粉末の製造]
[酸反応性ガラス粉末1(G1)の製造]
シリカ23質量%、酸化アルミニウム8質量%、リン酸アルミニウム13質量%、フッ化アルミニウム14質量%、及び炭酸ストロンチウム42質量%の割合で混合後、溶融し、融液を水中で急冷することでガラスを得た。得られたガラスを粉砕することで、酸反応性ガラス粉末1(G1)を得た。この酸反応性ガラス粉末の50%粒子径(D50)をレーザー回折式粒度測定機(マイクロトラックMT3300EXII:マイクロトラックベル社製)により測定した結果、4.7μmであった。
【0080】
[酸反応性ガラス粉末2~8(G2~G8)の製造]
粉砕時間を変更することで表1に示した50%粒子径(D50)に調整したこと以外は、酸反応性ガラス粉末1(G1)と同様の方法にて製造した。
【0081】
【0082】
[(a)疎水化酸反応性ガラス粉末の製造]
[疎水化酸反応性ガラス粉末1(TG1)の製造]
γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン0.3g、イオン交換水0.1g、無水エタノール8.8gを混合して表面処理液(総質量:9.2g)を調製した。この表面処理液と酸反応性ガラス粉末1(G1)100gを乾式で混合した後、熱風乾燥機を用いて110℃にて5時間熱処理することで、疎水化酸反応性ガラス粉末1(TG1)を得た。
【0083】
[疎水化酸反応性ガラス粉末2~18(TG2~TG18)の製造]
表2及び表3に示した酸反応性ガラス粉末、表面処理剤及びその処理量に変更した以外は、疎水化酸反応性ガラス粉末1(TG1)と同様の方法にて製造した。なお、各疎水化酸反応性ガラス粉末を製造する際に用いた表面処理液は以下に従い調製した。すなわち、表2及び表3に示した表面処理剤の各量に対して、表面処理剤:イオン交換水=3:1(質量比)となるようにイオン交換水を添加し、さらに疎水化酸反応性ガラス粉末1(TG1)の製造に用いた表面処理液と同様に総質量が9.2gとなる様に無水エタノールを添加し、混合することで各表面処理液を調製した。
【0084】
【0085】
【0086】
[(b)ポリアルケン酸]
PCA1:アクリル酸-トリカルボン酸コポリマー粉末(重量平均分子量:8万)
PCA2:アクリル酸ホモポリマー粉末(重量平均分子量:10万)
[(c)水]
IEW:イオン交換水
[その他成分]
TA:酒石酸
【0087】
[粉材、及び液材の調製]
粉材P1~P22の組成を表4及び表5に示す。粉材P1~P14、P16~P22は、表4及び表5に示した(a)疎水化酸反応性ガラス粉末をそのまま用いた。粉材P15は表5に示す割合にて各成分を混合することにより調製した。また、液材L1~L4は表6に示す割合にて各成分を混合することにより調製した。
【0088】
【0089】
【0090】
【0091】
前記粉材及び液材を表7~表10の実施例及び比較例に示す組合せ、粉液比、及び練和方法にて練和した歯科用グラスアイオノマーセメント組成物(実施例1~28、比較例1~5)について、前記の方法に従い、練和性、圧縮強さ、フッ素徐放性を評価した。その結果を表7~表10に示した。
【0092】
【0093】
【0094】
【0095】
【0096】
<実施例1>
実施例1は機械練和において良好な練和性を示し、また高い圧縮強さを有していた。さらに優れたフッ素徐放性も示し、歯科用グラスアイオノマーセメントとして望ましい特性を有していた。
<実施例2~28>
実施例2~28の組成の概要は以下の通りである。
実施例2:実施例1から粉液比を高くした組成物
実施例3~4、11、15~21、24、27及び28:実施例1から酸反応性ガラス粉末の粒子径、疎水化表面処理剤の処理量、及び粉液比を変更した組成物
実施例5~7:実施例1から疎水化表面処理剤の種類を変更した組成物
実施例8~9、13~14、22~23、25及び26:(b)ポリアルケン酸濃度が異なる液材を用いた組成物
実施例10:実施例1から(b)ポリアルケン酸の種類を変更した組成物
実施例12:実施例1から粉材に(b)ポリアルケン酸を配合した組成物
実施例2~28を評価した結果、いずれも機械練和において良好な練和性を示し、また高い圧縮強さを有していた。さらに優れたフッ素徐放性も示し、歯科用グラスアイオノマーセメントとして望ましい特性を有していた。
【0097】
<比較例1>
比較例1は実施例1の(a)疎水化酸反応性ガラス粉末[50%粒子径(D50):4.7μm、処理量:0.30質量部]の代わりに、同じ粒子径であって表面処理を行っていない酸反応性ガラス粉末を配合した組成物である。比較例1を評価した結果、機械練和において練和性が悪く、また圧縮強さが低かった。
<比較例2>
比較例2は実施例1を手練和した組成物である。比較例2を評価した結果、粉材と液材がなじみにくく、練和効率が悪いため手練和には適さなかった。さらに圧縮強さが低かった。
<比較例3>
比較例3は実施例18の(a)疎水化酸反応性ガラス粉末[50%粒子径(D50):0.5μm、処理量:1.00質量部]の代わりに、同じ粒子径であって表面処理を行っていない酸反応性ガラス粉末を配合した組成物である。比較例3を評価した結果、機械練和において練和性が悪く、また圧縮強さが低かった。
<比較例4>
比較例4は実施例3の(a)疎水化酸反応性ガラス粉末[50%粒子径(D50):15.0μm、処理量:0.05質量部]の代わりに、同じ粒子径であって表面処理を行っていない酸反応性ガラス粉末を配合した組成物である。比較例4を評価した結果、機械練和において練和性が悪く、また圧縮強さが低かった。
<比較例5>
比較例5は実施例1の(a)疎水化酸反応性ガラス粉末(疎水化表面処理剤:γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン)の代わりに、表面処理剤としてγ-アミノプロピルトリメトキシシランを用いて親水性に表面処理を行った、酸反応性ガラスを配合した組成物である。比較例5を評価した結果、機械練和において練和性が悪く、また圧縮強さが低かった。