單組分自粘合牙科組合物、其制備和使用方法

單組分自粘合牙科組合物、其制備和使用方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于牙科用途的單組分自粘合組合物，其包含一種或多種具有酸性部分的可自由基聚合的組分作為組分A、一種或多種不具有酸性部分的可自由基聚合的組分作為組分(B)、包含一種或多種過硫酸鹽的氧化劑作為組分(C)、一種或多種過渡金屬組分作為組分(D)、一種或多種光引發劑體系作為組分(E)、任選地一種或多種非酸反應性填料作為組分(F)和任選地一種或多種添加劑作為組分(G)。
【專利說明】單組分自粘合牙科組合物、其制備和使用方法 【技術領域】
[〇〇〇1] 本發明涉及一種包含光引發劑體系、氧化劑和銅化合物的單組分自粘合牙科組合 物。所述組合物可用于各種牙科應用。 【背景技術】
[0002] 牙科復合材料是牙科學中熟知的并廣泛用作口腔修復領域中的修復劑材料（填 充復合材料）或用作粘固劑（樹脂粘固劑）。一般來講，復合材料性質為疏水性的并且包含 無機填料、基于（甲基）丙烯酸酯的樹脂基質和自由基聚合引發劑作為制劑的主要部分。
[0003] 為獲得對牙釉質和牙本質的粘附，復合材料通常需要通過使用粘結劑或粘結體系 來對牙齒表面預處理。這可能導致相當復雜并且耗費時間的程序。因此，進行了嘗試以開 發避免使用附加粘結劑/體系的自粘合復合材料，從而得到牙科醫生用起來更容易且更快 的材料。
[0004] 在口腔修復領域中，自粘合樹脂粘固劑同時是已被接受的材料。一種可商購獲得 的產品為例如RelyX? Unicem(3M ESPE)。這些材料作為雙組分體系配制。
[0005] 雙組分體系不總是易于施加和使用。因此，一般期望具有單組分體系。
[0006] 在修復劑領域中，市場上近來出現了自粘合、可光固化的單組分復合材料 (Vertise? Flow，科爾公司（Kerr Company))。
[0007] EP 2 153 811 A2 (Kerr)涉及一種單部分、可光固化的自粘附牙科修復劑組合物， 其包含三種不同的可聚合單體、光引發劑和一種或多種填料。
[0008] US 2004/0110864(Hecht等人）描述了自粘合組合物。如果組合物通過光聚合來 固化，則可以配制單組分體系。如果組合物包含包括例如有機過氧化物和活化劑的氧化還 原引發劑體系，則出于貯存穩定性的原因，過氧化物和活化劑存在于空間上分離的部分中。
[0009] 在一個具體例子中，組合物描述為具有引發劑體系，所述引發劑體系可包含甲苯 亞磺酸鈉、過氧二硫酸鈉、巴比妥酸衍生物和醋酸銅。
[0010] JP 2011-121869涉及一種用于牙科可固化材料的化學聚合催化劑組合物，其包含 芳基硼酸鹽化合物、酸性化合物、無機過氧化物和二價銅化合物。該體系作為雙組分體系配 制。
【發明內容】

[0011] 期望具有單組分、優選可光固化的組合物，所述組合物不僅對牙釉質而且對牙本 質表面都顯示良好的粘附與良好的機械和美學性能。
[0012] 在一個實施例中，本發明的特征是一種用于牙科用途的單組分自粘合組合物，所 述單組分自粘合組合物包含
[0013] a) -種或多種具有酸官能團的可自由基聚合的組分，
[0014] b) -種或多種不具有酸官能團的可自由基聚合的組分，
[0015] c)包含一種或多種過硫酸鹽的氧化劑，
[0016] d) 一種或多種過渡金屬組分，
[〇〇17] e)光引發劑體系，
[0018] f)任選地，一種或多種非酸反應性填料，和
[〇〇19] g)任選地，添加劑。
[0020] 本發明的另一個實施例涉及一種制備如前述權利要求中任一項所述的組合物的 方法，所述方法包括混合和/或捏合的步驟。
[0021] 根據以下詳細描述、附圖和權利要求，本發明的其它實施例、特征和優點將顯而易 見。
[0022] 除非有不同的定義，否則對于本說明書來說，以下術語應具有給定的含義：
[0023] 組合物可歸類為"貯存穩定的"，如果其在相當長的時間（在環境條件下至少約4 星期至多于約12個月）內保持穩定。貯存穩定的組合物通常不隨時間的推移顯示其中所 含組分的分解或過早聚合。此外，組合物旨在實現的特征應不比期望的減弱得多。
[0024] "單組分"是指提及的所有組分在貯存和使用期間存在于組合物中。即，不通過在 使用前混合組合物的不同部分來制備待施加或使用的組合物。與單組分組合物相比，那些 組合物常被稱為雙組分組合物（例如，配制為粉末/液體、液體/液體或糊劑/糊劑組合 物）。
[0025] "牙科組合物"或"用于牙科用途的組合物"或"待用于牙科領域中的組合物"為可 用在牙科領域中的任何組合物。在該方面，組合物應對患者健康無害且因此不含能從組合 物移出的危害性和毒性組分。牙科組合物的例子包括永久和臨時牙冠和牙橋材料、人造牙 冠、前牙或后牙填充材料、粘合劑、研磨坯、實驗室材料和牙齒矯正裝置。牙科組合物通常為 可硬化組合物，其可在環境條件下硬化，該環境條件包括在約30分鐘或20分鐘或10分鐘 的時間范圍內約15°C至50°C或約20°C至40°C的溫度范圍。不建議更高的溫度，因為它們可 能引起患者的疼痛，并且可能對患者的健康有害。牙科組合物通常以較小的體積提供給從 業者，即體積在約0. lmL至約100mL或約0. 5mL至約50mL或約lmL至30mL的范圍內。因 此，可用包裝裝置的存儲體積在這些范圍內。
[0026] "單體"為可用化學式表征的帶有能聚合成低聚物或聚合物從而增大分子量的可 聚合基團（包括（甲基）丙烯酸酯基團）的任何化學物質。單體的分子量可通常簡單地基 于給定化學式計算。
[0027] "可硬化組分或材料"或"可聚合組分"為可例如通過加熱以引起聚合、化學交聯、 輻射誘導的聚合或通過使用氧化還原引發劑的交聯而固化或硬化的任何組分。可硬化組分 可包含僅一個、兩個、三個或更多個可聚合基團。可聚合基團的典型例子包括不飽和碳基 團，如尤其是存在于（甲基）丙烯酸酯基團中的乙烯基基團。
[0028] "烯鍵式不飽和酸性化合物"意在包括具有烯鍵式不飽和官能團和酸官能團和/或 酸前體官能團的單體、低聚物和聚合物。酸性前體官能團包括例如酸酐、酰鹵和焦磷酸酯。 酸性基團優選包含一個或多個羧酸殘基如-C00H或-C0-0-C0-、磷酸殘基如-0-P(0) (0H) 0H、膦酸殘基如C-P(0)(0H)0H、磺酸殘基如-S03H*亞磺酸殘基如-S02H。
[0029] "填料"包括存在于可硬化組合物中的所有填料。可使用僅一種類型的填料或不同 填料的混合物。
[0030] "未表面處理的填料"為表面未暴露于引起填料的表面改性以使得填料與組合物 的其它組分更相容或更具反應性的反應性物質的填料。
[0031] 如本文所用，"粘合劑"或"牙科粘合劑"是指用作對牙科結構（例如，牙齒）的預 處理以粘附"牙科材料"（例如，"修復劑"、矯正器具（例如，托架）或"矯正粘合劑"）到牙 科表面的組合物。"矯正粘合劑"是指用來將矯正器具粘附到牙科（例如，牙齒）表面的組 合物。一般來講，所述牙科表面是經預處理的，例如通過蝕刻、底涂和/或施加粘合劑以增 強"矯正粘合劑"對牙科表面的粘附力。
[0032] 如本文所用，"牙科表面"或"牙齒表面"是指牙齒結構（例如，牙釉質、牙本質和牙 骨質）與骨的表面。
[0033] 如本文所用，"自蝕刻"組合物是指粘結到牙科表面而無需用蝕刻劑預處理所述牙 科表面的組合物。優選地，自蝕刻組合物還可用作自底涂劑，其中不使用單獨的蝕刻劑或底 涂劑。
[〇〇34] 如本文所用，"自粘合"組合物是指能夠粘結到牙科表面而無需用底涂劑或粘結劑 預處理所述牙科表面的組合物。優選地，自粘合組合物也為自蝕刻組合物，其中不使用單獨 的蝕刻劑。
[0035] 如本文所用，"未處理的"牙科表面指在施加自蝕刻粘合劑或自粘合組合物之前未 用蝕刻劑、底涂劑或粘結劑處理的牙齒或骨表面。
[0036] 如本文所用，"未蝕刻的"牙科表面是指在施加本發明的自蝕刻粘合劑或自粘合組 合物之前未用蝕刻劑處理的牙齒或骨表面。
[0037] 如本文所用，"蝕刻劑"是指能夠完全或部分溶解（即，蝕刻）牙科表面的酸性組 合物。蝕刻效果可為人類肉眼可見的和/或可用儀器檢測的（例如，通過光學顯微鏡）。通 常，蝕刻劑施加到牙結構表面約10到30秒的時間。
[0038] 如本文所用，"（甲基）丙烯酰基"為指"丙烯酰基"和/或"甲基丙烯酰基"的縮 略術語。例如，"（甲基）丙烯酰氧基"基團為指丙烯酰氧基基團（即，ch 2 = ch-c(o)-o-) 和/或甲基丙烯酰氧基基團（即，ch2 = c(ch3)-c(o)-o-)的縮略術語。
[0039] "納米填料"為一種填料，其單個顆粒具有納米區域內的尺寸，如小于約200nm的平 均粒徑。US 6, 899, 948和US 6, 572, 693給出了可用的例子，尤其是關于納米級二氧化硅顆 粒的內容以引用方式并入本文。
[0040] "引發劑或引發劑體系"是能夠啟動可硬化化合物的固化過程的物質。
[0041] "固化、硬化或定形反應"可互換使用，并且是指其中組合物的物理特性（例如粘度 和硬度）由于各個組分之間的化學反應而隨時間變化的反應。
[0042] "衍生物"是顯示與相應參比化合物密切相關的化學結構的化合物，該化合物包含 相應參比化合物的所有特征結構要素、但與相應參比化合物相比具有小的改變，如另外帶 有較小的附加化學基團，如CH 3、Br、C1或F或不帶有較小的化學基團，例如CH3。如下例子 可說明：相對于參比化合物雙酚A帶有四個附加甲基基團的四甲基雙酚A，以及相對于參比 化合物雙酚A不帶有兩個附加甲基基團的雙酚F均是該定義含義內的雙酚A的衍生物。
[0043] 術語"可見光"用于指具有約400納米（nm)至約800納米（nm)波長的光。
[0044] "環境條件"是指本發明組合物在儲存和處理期間通常經受的條件。環境條件可為 例如約900毫巴至約1100毫巴的壓力、約-10°C至約60°C的溫度和約10%至約100%的相 對濕度。在實驗室中將環境條件調節至約23°C和約1013毫巴。在牙科和牙齒矯正領域， 將環境條件合理理解為約950至約1050毫巴的壓力、約15至約40°C的溫度和約20%至約 80 %的相對濕度。
[〇〇45] 如本文所用，"一種（個）"、"所述（該）"、"至少一種（個）"和"一種（個）或多 種（個）"可互換使用。術語"包括"或"包含"及其變型在這些術語出現于說明書和權利 要求書中時不具有限制意義。另外，本文通過端點表述的數值范圍包括該范圍內包括的所 有數字（如，1 到 5 包括 1、1· 5、2、2· 75、3、3· 80、4、5 等）。
[〇〇46] 除非另外指明，否則說明書和權利要求書中使用的表示成分的量、如下面描述的 物理性能的量度等所有數字在所有情況下均應理解為被術語"約"修飾。 【具體實施方式】
[〇〇47] 本發明的組合物適于解決上面提到的目的中的至少一個，例如，提供尤其是對牙 本質表面具有良好粘合性能的單組分、自粘合牙科組合物。
[0048] 令人驚奇地發現，混配光引發劑體系連同選自或包含一種或多種過硫酸鹽和一種 或多種過渡金屬組分的氧化劑產生足夠穩定的組合物，即產生除非暴露于輻射否則將在合 理的貯存期期間不固化的組合物。
[〇〇49] 除了足夠的貯存穩定性外，所述組合物還是自粘合的。即，所述組合物將粘附到牙 科表面而無需使用例如蝕刻劑和/或粘結體系預處理。
[0050] 作為單組分牙科制劑提供所述組合物將有利于使用期間由從業者施用。所述組合 物可采用牙科診所中已經存在的常見設備原樣施用。
[0051] 所述組合物對牙釉質和牙本質兩者均顯示良好的粘附性能而無需使用粘結劑或 粘結體系。
[0052] 除了自粘合的特征外，所述組合物通常還具有總體良好的機械和美學性能。
[0053] 本發明的組合物的特征可通常在于在硬化后的以下特征中的至少一個：
[0054] ?根據IS04049:2000測得的彎曲強度：至少約50MPa或至少約70或至少約90MPa，
[0055] ?根據IS04049:2000測得的E-模量：至少約3500MPa或至少約4500或至少約 5500MPa。
[0056] ?根據弓絲環粘附力測試（見實驗部分）測得的對牙本質的粘附力：至少約5MPa 或至少約7或至少約9MPa，
[0057] ?根據弓絲環粘附力測試（見實驗部分）測得的對牙釉質的粘附力：至少約7MPa 或至少約9或至少約llMPa。
[0058] 通常根據預期的用途調節所述組合物的粘度。
[0059] 如果將所述組合物用作牙裂溝封閉劑或牙科可流動材料，則合適的粘度包括例如 約1至約150Pa*s或約10至約120Pa*s(23°C ;剪切速率：1001/s)。
[0060] 如果需要，可如下測定粘度：可使用具有錐/板幾何結構CP25-1的Physica MCR301流變儀（奧地利格拉茨的安東帕公司（Anton Paar, Graz, Austria))在受控的剪切 速率下于23°C下測量粘度。直徑為25mm，錐角為Γ，并且錐尖與板之間的間隔為49μπι。 剪切速率從l〇〇〇s<至If 1對數性地漸變減小，總共收集23個數據點。每個數據點的整合 時間為10s。
[0061] 本發明提供了一種組合物，使用在牙科診所或電子設備制造廠已可利用的可見光 源設備在可接受的時間范圍內（例如，小于約300秒或小于約180s或小于約120s)，所述組 合物可硬化到足夠的深度。
[0062] 如果溶解或分散在水（例如，lg/10mL)中，本發明的組合物通常顯示在約0至約5 或約1至約4范圍內的pH值。即，所述組合物整體是酸性的。
[0063] 本發明的組合物包含一種或多種具有酸部分的可自由基聚合的組分作為組分（A) 或組分（A)的一部分。
[〇〇64] 如果需要，可采用不同的具有酸部分的可自由基聚合的組分的混合物。
[〇〇65] 所述具有酸部分的可自由基聚合的組分的特征可通常在于以下特征中的至少一 個：
[0066] -分子量（Mw):約70至約700g/mol或約100至約600或約200至約500g/mol，
[0067] -粘度：在23°C下測量的約0· 1至約10Pa*s或約0· 2至約5Pa*s或約0· 5至約 2Pa*s，和 / 或
[0068] -折射率：約 1. 42 至約 1. 55 (nD)。
[〇〇69] 使用具有以下特征中的至少一個的組分（A)可能是優選的，尤其是如果可硬化組 合物應顯示足夠的粘合性：
[0070] -可聚合部分包含（甲基）丙烯酸酯基團，
[0071] -酸性部分包含含磷、碳或硫的基團，
[0072] -分子量在約70至約700或約100至約600或約200至約500g/mol的范圍內。
[0073] 所述烯鍵式不飽和酸性化合物可通常由式（I)表示
[0074] An-B-Cm ⑴
[0075] 其中A為烯鍵式不飽和基團，例如（甲基）丙烯酰基部分，
[0076] B為間隔基團，例如⑴任選地被其它官能團（例如，鹵化物、0H或它們的混合物） 取代的直鏈或支化C1-C12烷基，（ii)任選地被其它官能團（例如，鹵化物、0H或它們的混 合物）取代的C6-C12芳基；（iii)具有4至20個由一個或多個醚、硫醚、酯、硫酯、硫代羰 基、酰胺、聚氨酯、羰基和/或磺酰鍵鍵合到彼此的碳原子的有機基團，并且
[0077] C為酸性基團，其中m、n = 1、2、3、4、5或6，
[0078] 其中所述酸性基團包含一個或多個羧酸殘基如-C00H或-C0-0-C0-、磷酸殘基 如-0-P (0) (OH) 0H、膦酸殘基如C-P (0) (OH) (0H)、磺酸殘基如-S03H或亞磺酸殘基如-S02H。
[0079] 作為組分（A)的烯鍵式不飽和酸性化合物的具體例子包括但不限于甘油磷酸單 (甲基）丙烯酸酯、甘油磷酸二（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸羥乙酯（例如，HEM A) 磷酸酯、雙（（甲基）丙烯酰氧基乙基）磷酸酯、（甲基）丙烯酰氧丙基磷酸酯、雙（（甲基） 丙烯酰氧丙基）磷酸酯、雙（（甲基）丙烯酰氧基）丙氧基磷酸酯、（甲基）丙烯酰氧己基磷 酸酯、雙（（甲基）丙烯酰氧己基）磷酸酯、（甲基）丙烯酰氧辛基磷酸酯、雙（（甲基）丙烯 酰氧辛基）磷酸酯、（甲基）丙烯酰氧癸基磷酸酯、雙（（甲基）丙烯酰氧癸基）磷酸酯、己 內酯甲基丙烯酸酯磷酸酯、檸檬酸二-或三-甲基丙烯酸酯、聚（甲基）丙烯酸酯化低聚馬 來酸、聚（甲基）丙烯酸酯化聚馬來酸、聚（甲基）丙烯酸酯化聚（甲基）丙烯酸、聚（甲 基）丙烯酸酯化聚羧基-聚膦酸、聚（甲基）丙烯酸酯化聚氯磷酸、聚（甲基）丙烯酸酯化 聚磺酸酯、聚（甲基）丙烯酸酯化聚硼酸等。也可使用不飽和羧酸如（甲基）丙烯酸、芳族 (甲基）丙烯酸酯化酸（例如，甲基丙烯酸酯化偏苯三酸）和它們的酸酐的單體、低聚物和 聚合物。
[0080] 這些化合物中的一些可例如作為（甲基）丙烯酸異氰酸根合烷基酯與羧酸之間的 反應產物獲得。具有酸官能組分和烯鍵式不飽和組分兩者的該類型的附加化合物描述于US 4, 872, 936(Engelbrecht)和US 5, 130, 347(Mitra)中。可使用多種包含烯鍵式不飽和部分 和酸部分的此類化合物。如果需要，可使用此類化合物的混合物。
[0081] 另外，具有酸部分的烯鍵式不飽和化合物包括例如可聚合雙膦酸；AA:ITA:IEM(通 過使AA:ITA共聚物與足量甲基丙烯酸2-異氰酸根合乙酯反應以將共聚物的一部分酸基團 轉化為側鏈甲基丙烯酸酯基團而制得的具有側鏈甲基丙烯酸酯的丙烯酸：衣康酸共聚物， 如例如 US5, 130, 347(Mitra)的實例 11 中所述）；以及 US 4, 259, 075(Yamauchi 等人）、 US4, 499, 251 (Omura 等人）、US 4, 537, 940 (Omura 等人）、US 4, 539, 382 (Omura 等人）、 US 5,530,038(Yamamoto等人）、US6,458,868(0kada等人）和EP 0 712 622 Al(德山 (Tokuyama)公司）及EP 1 051 961 Al(可樂麗（Kuraray)公司）中所述的那些。
[0082] 所述不飽和酸性化合物可相對于整個組合物的重量以至少約3重量％或至少約5 重量％或至少約10重量％的量存在于組合物中。
[0083] 然而，相對于整個組合物的重量至多約80重量％或至多約70重量％或至多約60 重量％的量可能仍然是可用的。
[0084] 可用的量包括相對于整個組合物的重量約3重量％至約80重量％或約5重量％ 至約70重量％或約10重量％至約60重量％。
[0085] 本發明的組合物包含一種或多種不具有酸部分的可自由基聚合的組分作為組分 (B)或作為組分（B)的一部分。
[〇〇86] 該組分為通常可自由基聚合的材料，包括一種烯鍵式不飽和單體、多種烯鍵式不 飽和單體、低聚物或聚合物。
[0087] 組分（B)還可包含羥基基團、1，3-二酮基部分或兩者。
[0088] 此類可聚合材料包括單_、二-或聚-丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸異丙酯、（甲基）丙烯酸正己酯、（甲 基）丙烯酸硬脂酯、（甲基）丙烯酸烯丙酯、二（甲基）丙烯酸甘油酯、稱為UDMA的二聚氨 酯二甲基丙烯酸酯（異構體的混合物，例如R0hm Plex6661-0)(其為甲基丙烯酸2-羥乙 酯（冊麻）與2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯（了1?1)的反應產物）、三（甲基）丙烯酸 甘油酯、二（甲基）丙烯酸乙二醇酯、二（甲基）丙烯酸二甘醇酯、二（甲基）丙烯酸三甘醇 酯、二丙烯酸1，3-丙二醇酯、二甲基丙烯酸1，3-丙二醇酯、三羥甲基丙烷三（甲基）丙烯 酸酯、1，2, 4-丁三醇三（甲基）丙烯酸酯、1，4-環己二醇二（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三 (甲基）丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、山梨醇六（甲基）丙烯 酸酯、雙[1 _(2-丙烯醜氧基）]-對-乙氧基苯基二甲基甲燒、雙[1 -(3_丙烯醜氧基_2_輕 基）]-對-丙氧基苯基二甲基甲烷和異氰脲酸三甲基丙烯酸三羥乙酯；分子量為200-500 的聚乙二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯，諸如US 4, 652, 274中的那些的丙烯酸酯化 單體的可共聚混合物和US 4, 642, 126中的那些的丙烯酸酯化低聚物；以及乙烯基化合物， 諸如苯乙烯、鄰苯二甲酸二烯丙基酯、琥珀酸二乙烯酯、己二酸二乙烯酯和鄰苯二甲酸二乙 烯酯；包含聚氨酯、脲或酰胺基團的多官能（甲基）丙烯酸酯。如果需要，可使用這些可自 由基聚合材料的兩種或更多種的混合物。
[0089] 其它可聚合組分為乙氧基化雙酚A的二（甲基）丙烯酸酯，例如2, 2'-雙（4-(甲 基）丙烯酰氧基四乙氧基苯基）丙烷、聚氨酯（甲基）丙烯酸酯和（甲基）丙烯酰胺。使 用的單體還可為α-氰基丙烯酸、巴豆酸、肉桂酸和山梨酸的酯。
[0090] 也可使用ΕΡ 0 235 826提到的甲基丙烯酸酯，例如雙[3[4]_甲基丙烯酰-氧基 甲基-8 (9)-三環[5.2. 1.02'6]癸基甲基三乙二醇酯。還合適的為2, 2-雙-4 (3-甲基丙烯 酰氧基-2-羥基丙氧基）苯基丙烷（雙_GMA)、2, 2-雙-4 (3-甲基丙烯酰氧丙氧基）苯基 丙燒、7, 7, 9_二甲基_4, 13-二氧代_3, 14-二氧雜_5, 12-二氣雜十六燒_1，16-二氧二甲 基丙烯酸酯（UDMA)、聚氨酯（甲基）丙烯酸酯和雙羥甲基三環-(5. 2. 1. 02,6)癸烷的二（甲 基）丙烯酸酯。
[〇〇91] 可在牙科組合物中單獨或與其它烯鍵式不飽和單體的組合來采用這些烯鍵式不 飽和單體。
[〇〇92] 除那些組分外，可加入的其它可硬化組分包括低聚或聚合化合物，如聚酯聚氨酯 (甲基）丙烯酸酯、聚醚聚氨酯（甲基）丙烯酸酯、聚碳酸酯聚氨酯（甲基）丙烯酸酯和聚 (甲基）丙烯酸酯聚氨酯（甲基）丙烯酸酯。這些化合物的分子量通常小于20, 000g/m〇l， 尤其是小于15, 000g/mol，并且尤其是小于10, 000g/mol。
[0093] 有時可能優選加入一種或多種具有羥基基團和/或1，3-二酮基部分的可聚合組 分作為組分（B)或組分（B)的一部分。
[0094] 加入這些組分可有利于制備過程。
[〇〇95] 也發現，使用一種或多種這種可聚合組分還可產生組合物對尤其是牙本質表面增 加的粘附力。
[〇〇96] 具體例子包括：包含氫氧根基團和可聚合不飽和基團如丙烯酰基基團、甲基丙烯 酰基基團、乙烯基基團或烯丙基基團等的可聚合單體、低聚物或聚合物。單體是尤其優選 的。這些化合物包括（甲基）丙烯酸2-羥乙酯（HEMA)、（甲基）丙烯酸2-或3-羥丙酯、 (甲基）丙烯酸4-羥丁酯、（甲基）丙烯酸5-羥戊酯、（甲基）丙烯酸6-羥己酯、（甲基） 丙烯酸10-羥癸酯、單（甲基）丙烯酸二亞烷基二醇酯，例如單（甲基）丙烯酸二甘醇酯、 單（甲基）丙烯酸三甘醇酯、單（甲基）丙烯酸四甘醇酯、單（甲基）丙烯酸聚乙二醇酯、單 (甲基）丙烯酸二丙二醇酯、單（甲基）丙烯酸聚丙二醇酯和其它（甲基）丙烯酸1，2-或 1，3-和2, 3-二羥丙酯、1，3-二（甲基）丙烯酸2-羥丙酯、1，2-二（甲基）丙烯酸3-羥丙 酯、N-(甲基）丙烯酰基-1，2-二羥基丙胺、N-(甲基）丙烯酰基-1，3-二羥基丙胺、苯酚與 (甲基）丙烯酸縮水甘油酯的加合物，例如（甲基）丙烯酸1-苯氧基-2-羥丙酯、（甲基） 丙烯酸1-萘氧基-2-羥丙酯、（甲基）丙烯酸雙酚A二縮水甘油酯等，尤其優選（甲基）丙 烯酸2-羥乙酯、（甲基）丙烯酸2-羥丙酯和（甲基）丙烯酸2, 3-二羥丙酯。
[0097] 具有1，3-二酮基基團的可聚合組分的一個例子為甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯 (AAEMA)。
[0098] 如果需要，可使用這些組分中的一種或多種的混合物。各個組分可命名為組分 (Bl)、（B2)、（B3)等。
[0099] 在一個具體的實施例中，組分（B)包含不飽和羥基和/或1，3-二酮基官能化合物 (例如HEMA和/或AA-EMA)與不具有這些官能團的不飽和化合物的混合物。組分⑶通常 以相對于整個組合物的重量至少約5重量％或至少約10重量％或至少約20重量％的量存 在于組合物中。
[〇1〇〇] 如果存在，則組合物中包含的組分（B)的量通常為相對于整個組合物的重量至多 約65重量％或至多約55重量％或至多約45重量％。
[0101] 典型的范圍包括相對于整個組合物的重量約5重量％至約65重量％或約10重 量％至約55重量％或約20重量％至約45重量％。
[0102] 所述組合物包含氧化劑作為組分（C)或組分（C)的一部分。所述氧化劑選自一種 或多種過硫酸鹽或它們的混合物。
[0103] 所述氧化劑應足夠穩定以便混配到牙科組合物中。所述氧化劑通常不包含有機殘 基如碳-碳部分，并且因此可表征為無機物質。
[0104] 根據一個實施例，過硫酸鹽或在硬化反應期間可產生的其自由基是水溶性的。
[0105] 水溶性的是指過硫酸鹽可溶解在水中，例如通過解離成離子。
[〇1〇6] 可使用的過硫酸鹽可由下式表征：
[0107] D2S208 (II)
[0108] 其中，D選自1^、恥、1(、順4、順4，其中1?選自！1和(：!1 3。
[0109] 可使用的一種或多種過硫酸鹽的例子包括Na2S20 8、K2S208、（NH4) 2S208以及它們的混 合物。
[〇11〇] 可使用的過硫酸鹽的量不受特別限制。過硫酸鹽應以足以實現預期目的的量使 用。
[0111] 可用的量包括：
[0112] ?相對于整個組合物至少約0. 1重量％或至少約0. 3重量％或至少約0. 5重量％ 和/或
[0113] ?相對于整個組合物至多約10重量％或至多約5重量％或至多約2重量％。
[0114] 典型的范圍包括相對于整個組合物約0. 1重量％至約10重量％或約0. 3重量％ 至約5重量％或約0. 5重量％至約2重量％。
[0115] 如果使用的過硫酸鹽的量太高，則機械和美學性能下降。
[0116] 如果使用的過硫酸鹽的量太低，則對牙齒結構（即，牙釉質和牙本質）的粘附力下 降。
[0117] 如果需要并為了簡化制備過程，可將過硫酸鹽與填料顆粒預混合并在制備期間加 到組合物的剩余組分中。
[0118] 本發明的組合物包含一種或多種過渡金屬組分作為組分（D)或組分（D)的一部 分。
[0119] 合適的一種或多種過渡金屬組分包括一種或多種來自鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅 和/或鋅的有機和/或無機鹽。
[0120] 可用的鹽包括一種或多種醋酸鹽、一種或多種氯化物、一種或多種硫酸鹽、一種 或多種苯甲酸鹽、一種或多種乙酰丙酮鹽、一種或多種環烷酸鹽、一種或多種羧酸鹽、雙 (1-苯基戊烷-1，3-二酮）絡合物、一種或多種水楊酸鹽、任一過渡金屬與乙二胺四乙酸的 絡合物、以及它們的混合物。
[0121] 根據一個實施例，過渡金屬組分為氧化階段，這允許該組分被還原。視實際情況， 可用的氧化階段包括+2、+3、+4、+5、+6和+7。
[0122] 有時優選一種或多種銅組分。所述一種或多種銅組分中銅的氧化階段為優選+1 或+2。
[0123] 可使用的一種或多種銅組分的典型例子包括銅的鹽和絡合物，包括醋酸銅、氯化 銅、苯甲酸銅、乙酰丙酮酸銅、環烷酸銅、羧酸銅、銅雙（1-苯基戊烷-1，3-二酮）絡合物、水 楊酸銅、銅與硫脲、乙二胺四乙酸的絡合物和/或它們的混合物。銅化合物可以水合形式或 無水形式使用。
[0124] 尤其優選的是醋酸銅。
[0125] 可使用的過渡金屬組分的量不受特別限制。過渡金屬鹽應以足以實現預期目的的 量使用。
[0126] 過渡金屬組分通常以至少約0. 0001重量％或至少約0. 001重量％或至少約0. 01 重量％的量存在于組合物中。
[0127] 組合物中包含的過渡金屬組分的量通常為至多約3重量％或至多約2重量％或至 多約1. 8重量％。
[0128] 典型的范圍包括約0. 0001重量％至約3重量％或約0. 001重量％至約2重量％ 或約0. 01重量％至約1. 8重量％。
[0129] 如果使用的過渡金屬組分的量太高，則美學性能可能下降。
[0130] 如果使用的過渡金屬組分的量太低，則對牙齒結構（即，牙釉質和牙本質）的粘附 力可能下降。
[0131] 本發明的組合物包含一種或多種光引發劑體系作為組分（E)或組分（E)的一部 分。如技術人員所知，光引發劑體系可包含多于一種組分。
[0132] 能夠引發自由基活性官能團聚合的引發劑種類包括自由基生成光引發劑，任選地 與光敏劑或加速劑組合。此類引發劑在暴露于具有介于約400nm和約800nm之間波長的光 能時通常能夠生成用于加成聚合的自由基。
[0133] 多種可見或近紅外光引發劑體系可用于本發明中使用的可自由基聚合材料 的光聚合。例如，在自由基聚合（硬化）中，光引發體系可選自如US 4, 071，424和TO 2009151957中所述經由胺和α-二酮的雙組分體系引發聚合的體系，所述專利以引用方式 并入本文。
[0134] 此類體系的典型例子為樟腦醌和胺的組合。可能優選使用EDMAB(4_二甲氨基苯 甲酸乙酯）。
[0135] 作為另外一種選擇，樹脂可以與三組分或三元光引發劑體系組合，例如US 5, 545, 676和W0 2009151957所述，該專利以引用方式并入本文。
[0136] 在三元光引發劑體系中，第一組分為碘傷鹽，即二芳基碘輸鹽。當在敏化劑和 供體存在情況下溶解時，碘偷鹽優選可溶解在單體中且是架藏穩定的（即，不會自發促 進聚合）。因此，特定碘懲鹽的選擇可以某些程度上取決于所選的特定單體、聚合物或 低聚物、敏化劑和供體。舊3,729,313、舊3,741，769、舊3,808,006、舊4,250,053和 US4, 394, 403描述了合適的碘偷鹽，這些專利公開的碘偷鹽以引用方式并入本文中。碘像 鹽可為簡單鹽（例如，包含陰離子，如Cl' Br' Γ或C4H5 SCV)或金屬絡合鹽（例如，包含 SbF50!T或AsFj。如果需要，可使用碘徽鹽的混合物。優選的碘偷鹽包括二苯基碘偷.鹽， 例如氯代二苯碘偷、六氟磷酸二苯基碘懲和四氟磷硼酸二苯基碘
[0137] 三元光引發劑體系中的第二組分是敏化劑。理想的敏化劑溶于單體并且能夠在如 下的波長范圍內有光吸收：大于400納米至1200納米，更優選大于400納米至700納米，且 最優選大于400納米至約600納米。敏化劑也能夠使用US 3, 729, 313所述測試工序敏化 2-甲基-4, 6-雙（三氯甲基）-s-三嗪，該專利以引用方式并入本文。優選地，除了通過該 測試，敏化劑也可部分基于架藏穩定性考慮選擇。因此，特定敏化劑的選擇可以在某種程度 上取決于所選的特定單體、低聚物或聚合物、碘輪鹽和供體。
[0138] 合適的敏化劑可包括以下種類的化合物：酮、香豆素染料（如，香豆素酮）、氧雜蒽 染料、吖啶染料、噻唑染料、噻嗪染料、曝嗪染料、吖嗪染料、氨基酮染料、嚇啉、芳族多環烴、 對位取代的氨基苯乙烯基酮化合物、氨基三芳基甲烷、部花青、方酸染料和吡啶鹽染料。酮 (如，單酮或二酮）、香豆素酮、氨基芳香酮類和對位-取代的氨基苯乙烯基酮化合物是 優選的敏化劑。對于要求深度固化的應用（如，高度填充的復合材料），優選采用具有在光 聚合所需的照射波長處消光系數低于約1000的敏化劑，更優選低于約100的敏化劑。作為 另外一種選擇，可以使用展示在照射激發波長處光吸收減小的染料。
[0139] 例如，優選類別的酮敏化劑具有下式：AC0(X)b Β，其中X為C0或CR5R6,其中R5和R6 可相同或不同并且可為氫、烷基、烷芳基或芳烷基，b為0或1，A和B不同并可被取代（具有 一個或多個互不干擾的取代基）可為相同的或未取代的芳基、烷基、烷芳基或芳烷基基團， 或A和B可一起形成環狀結構，所述環狀結構可為取代或未取代的環脂族、芳族、雜芳族或 稠合芳環。
[0140] 上述式中適合的酮包括單酮（b = 0)，例如2, 2_、4, 4-或2, 4-二羥基二苯甲 酮、雙-2-吡啶酮、雙-2-呋喃酮、雙-2-硫苯基酮、安息香、芴酮、查爾酮、Michler' s酮、 2_氟-9-芴酮、2-氯硫咕噸酮、苯乙酮、二苯甲酮、1-或2-萘乙酮、9-乙酰基蒽、2-、3_或 9_乙酰基菲、4-乙酰基聯苯、苯丙酮、正丁酰苯、苯戊酮、2-、3_或4-乙酰基吡啶、3-乙酰基 香豆素等等。適合的二酮類包括芳烷基二酮，例如蒽醌、菲醌、鄰_、間-和對-二乙酰基苯、 1，3 -、1，4-、1，5-、1，6-、1，7-和 1，8- _乙醜基蔡、1，5-、1，8-和 9，10- _乙醜基恩等等。合 適的α -二酮（b = 1和X = C0)包括2, 3- 丁二酮、2, 3-戊二酮、2, 3-己二酮、3, 4-己二 酮、2, 3-庚二酮、3, 4-庚二酮、2, 3-辛二酮、4, 5-辛二酮、苯偶酰、2, 2' -33' -和4, 4' -二羥 基苯偶酰、糠偶酰、二-3, 3' -吲哚基乙二酮、2, 3-莰烷二酮（樟腦醌）、聯乙酰、1，2-環己二 酮、1，2-萘醌等。
[0141] 三元引發劑體系的第三種組分是供體。優選的供體包括，例如，胺（包括氨基醛和 氨基硅烷）、酰胺（包括磷酰胺）、醚（包括硫醚）、脲（包括硫脲）、二茂鐵、亞磺酸及其鹽 類、氰亞鐵酸鹽、抗壞血酸及其鹽類、二硫代氨基甲酸及其鹽、黃源酸鹽、乙二胺四乙酸鹽和 四苯基硼酸鹽。供體可為未取代的或由一個或多個互不干擾的取代基取代的。尤其優選的 供體包含電子供體原子，例如氮、氧、磷或硫原子以及粘合在電子供體原子的α位碳或硅 原子的可吸取氫原子。US5, 545, 676公開了多種供體，該專利以引用的方式并入本文。
[0142] 作為另外一種選擇，可用于本發明中的自由基引發劑包括酰基氧化膦和雙酰基氧 化膦類。
[0143] 合適的酰基氧化膦可由以下通式描述
[0144] (R9)2-P( = 0) -C( = 0) -R10 (III)
[0145] 其中每個R9可以單獨地是烴基基團例如烷基、環烷基、芳基和芳烷基，其中任何基 團均可以被鹵素、烷基或烷氧基基團取代，或兩個R 9基團可以接合與磷原子形成環，并且其 中R1(l是烴基基團、包含S-、0-、或N-的五元-或六元雜環基團、或-Z-C( = 0)-P( = 0)-(R9)2 基團，其中Z代表二價烴基基團例如具有2至6個碳原子的亞烴基或亞苯基。
[0146] 優選的酰基氧化膦為其中R9和R1(l基團是苯基或低級烷基取代或低級烷氧基取代 的苯基的那些。"低級烷基"和"低級烷氧基"是指具有從1至4個碳原子的這類基團。例 子也可見于例如US4, 737, 593中。
[0147] 合適的雙酰基氧化膦可由以下通式描述
[0148]
【權利要求】
1. 一種用于牙科用途的單組分自粘合組合物，包含 a) -種或多種具有酸性部分的可自由基聚合的組分作為組分A， b) -種或多種不具有酸性部分的可自由基聚合的組分作為組分（B)， c) 包含一種或多種過硫酸鹽的氧化劑作為組分（C)， d) -種或多種過渡金屬組分作為組分（D)， e) 光引發劑體系作為組分（E)， f) 任選地，一種或多種非酸反應性填料作為組分（F)，和 g) 任選地，一種或多種添加劑作為組分（G)， 所述組合物不包含一種或多種堿性填料。
2. 根據前述權利要求所述的組合物，不包含一種或多種包含巴比妥酸部分、硫代巴比 妥酸部分、亞磺酸鹽部分、芳基硼酸鹽部分或它們的混合物的組分。
3. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，其中所述氧化劑滿足以下特征中的至少 一個： 不包含基于碳-碳的部分， 是水溶性的。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，其中所述一種或多種過渡金屬組分選自 為水合或為干燥形式的來自鈦、釩、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋅的有機和/或無機鹽、以及它們的 混合物。
5. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，其中所述過渡金屬組分為銅組分，所述 銅組分選自為水合或為干燥形式的醋酸銅、氯化銅、苯甲酸銅、乙酰丙酮酸銅、環烷酸銅、羧 酸銅、銅雙（1-苯基戊烷-1，3-二酮）絡合物、銅絡合物、以及它們的混合物。
6. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，其中所述光引發劑體系選自 a) -種或多種包含胺和α-二酮組分的二組分體系， b) -種或多種包含碘鐘鹽、敏化劑和供體組分的三組分體系， c) 一種或多種包含酰基或雙酰基氧化膦的體系。
7. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，其中所述具有酸性部分的可自由基聚合 的組分選自具有下式的組分 An_B_Cm ⑴ 其中，A為烯鍵式不飽和基團，例如（甲基）丙烯酰基部分，B為間隔基團，選自（i)任選 地被其它官能團取代的直鏈或支化C1-C12烷基，（ii)任選地被其它官能團取代的C6-C12 芳基，和（iii)具有4至20個由一個或多個醚、硫醚、酯、硫酯、硫代羰基、酰胺、聚氨酯、羰 基和/或磺酰鍵鍵合到彼此的碳原子的有機基團，其中所述其它官能團選自鹵化物和/或 OH，并且C為酸性基團，其中m、n = 1、2、3、4、5或6， 其中所述酸性基團包含一個或多個羧酸殘基如-COOH或-C0-0-C0-、磷酸殘基 如-O-P(O) (OH)OH、膦酸殘基如-C-P(O) (OH)OH、亞磺酸殘基如-S02H或磺酸殘基如-S03H， 以及它們的混合物。
8. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，其中所述不具有酸性部分的可自由基 聚合的組分選自分子量為200-500的聚乙二醇的單-、二-或聚-丙烯酸酯和甲基丙烯酸 酯、雙丙烯酸酯和雙甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯化單體、丙烯酸酯化低聚物、帶乙烯基部分的 化合物的可共聚混合物、以及它們的混合物，其中所述可自由基聚合的組分可被羥基基團、 1，3-二酮基基團或兩者所取代。
9. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，其中組分（B)包含具有羥基基團和/或 1，3-二酮基基團的組分（B1)和不具有這些官能團中的任一種的組分（B2)。
10. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，其特征在于硬化后的以下特征中的至 少一個： ?根據ISO 4049:2000測得的彎曲強度：至少約50MPa， ?根據ISO 4049:2000測得的E-模量：至少約3500MPa， ?根據弓絲環測試方法測得的對牙本質的粘附力：至少約5MPa， ?根據弓絲環測試方法測得的對牙釉質的粘附力：至少約7MPa。
11. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，所述組合物以以下量包含所述組分： a) -種或多種具有酸性部分的可自由基聚合的組分：約3重量％至約80重量％， b) -種或多種不具有酸性部分的可自由基聚合的組分：約5重量％至約65重量％， c) 氧化劑：約0. 1重量％至約10重量％， d) 過渡金屬組分：約0. 0001重量％至約3重量％， e) 光引發劑體系：約0. 1重量％至約5重量％， f) 一種或多種填料：〇重量％至約90重量％， g) 添加劑：〇重量％至約15重量％， 重量％相對于整個組合物的重量。
12. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，所述組合物用作前牙或后牙填充物、粘 合劑、洞襯劑、可流動材料、粘固劑、涂料組合物、根管填料、根管密封劑、樁核構建材料或它 們的組合。
13. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，所述組合物被包含于容器中。
14. 根據前述權利要求中任一項所述的組合物，所述組合物為自粘合的可光固化體系。
15. 方法，包括a)向表面施加如前述權利要求中任一項所述的組合物、b)通過施加輻 射使所述組合物固化的步驟，所述方法不包括附加的混合步驟和/或蝕刻步驟。
【文檔編號】A61K6/00GK104114142SQ201280059074
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2012年11月30日 優先權日:2011年12月1日
【發明者】R·黑希特, A·施蒂皮施爾德, V·哈薩納杰, G·賴亞, M·盧德斯特克, R·古根貝格爾 申請人:3M創新有限公司