專利名稱：包含可聚合還原劑的組合物、試劑盒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含一種或多種可聚合還原劑的可硬化(例如可固化)組合物。這種組合物優(yōu)選地是牙科組合物如粘固粉、復(fù)合材料和粘合劑。本發(fā)明尤其涉及水基牙科粘固粉。
背景技術(shù)：
樹脂基復(fù)合材料和修補(bǔ)材料一般具有非常高的粘結(jié)強(qiáng)度，因此被廣泛地用于牙科。樹脂基復(fù)合粘固粉主要用于粘合美學(xué)用品如貼面、嵌體、高嵌體、人造冠和齒橋。樹脂粘固粉通常提供優(yōu)異的物理性能如高壓縮強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度和低耐磨性，并經(jīng)常用于粘合難于直接粘合的情況如不平行或短牙冠預(yù)制件。另一類重要的可固化牙科材料是水基樹脂改性的離子化可硬化粘固粉。不管是樹脂粘固粉還是樹脂改性的離子化可硬化粘固粉都具有多種顏色。在使用粘固粉之前，經(jīng)常使粘固粉顏色與牙齒顏色相配。然而，隨著時(shí)間的變化，樹脂粘固粉或樹脂改性的粘固粉的顏色能夠變化。隨著粘固粉顏色變化，美學(xué)用品的存在變得更加明顯，這是美學(xué)上不可接受的。這種組合物中的某些添加劑能夠提高顏色穩(wěn)定性，然而提高顏色穩(wěn)定性的這些有用添加劑能夠增加這些組合物的潛在毒性和/或麻醉性能。因此，需要一種醫(yī)學(xué)上更可接受的組合物。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了可硬化(例如通過聚合、交聯(lián)、離子或其它化學(xué)反應(yīng)可固化)組合物，它包括在氧化還原聚合反應(yīng)中作為還原劑的可聚合脲或硫脲化合物。這種組合物是有利的，因?yàn)樗鼈兡軌蚪档蛠碜噪寤蛄螂寤衔?例如巴比土酸和5-烷基巴比土酸)衍生物的潛在毒性或麻醉性能，這種降低是由于可聚合脲或硫脲化合物在聚合過程中結(jié)合到聚合物基質(zhì)上。可硬化組合物能夠用于多種應(yīng)用中，典型地用于牙科，并且不需要使用固化光。另外，如果當(dāng)可硬化組合物中存在光敏引發(fā)劑而需要時(shí)，可以使用牙科固化光。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種可硬化組合物，其包括一種包括酸官能組分和烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中，X是O或S；和一種氧化劑。對于優(yōu)選的實(shí)施方案，組合物還包括第二還原劑。
酸官能組分可以是單體、低聚物、聚合物或它們的組合形式。類似地，烯鍵式不飽和組分也可以是單體、低聚物、聚合物或它們的組合形式。酸官能組分和烯鍵式不飽和組分可以是相同組分。也就是說，可以使用既具有酸官能度又具有烯鍵式不飽和度的一種化合物。另一種情況是，烯鍵式不飽和組分與酸官能組分不同。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種可硬化組合物，其包括一種包括烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中，X是O或S；第二還原劑；和一種氧化劑。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種可硬化組合物，其包括一種包括烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中，X是O或S；和一種不含有過氧化物的氧化劑。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種可硬化組合物，其包括一種包括烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；下式的可聚合還原劑 和一種氧化劑。這種還原劑還用作一種新組合物。對于優(yōu)選的實(shí)施方案，組合物還包括第二還原劑。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種可硬化組合物，其包括一種包括酸官能組分和烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種酸反應(yīng)性填料；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中，X是O或S；任選的第二還原劑；和一種氧化劑。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種可硬化組合物，其包括一種包括酸官能組分和烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種酸反應(yīng)性填料；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑
其中，X是O或S；任選的第二還原劑；和一種氧化劑。
對于包括第二還原劑的實(shí)施方案，它優(yōu)選地是胺。以可硬化組合物總重量計(jì)，第二還原劑含量優(yōu)選為約0.01wt％至約5.0wt％。
對于可聚合還原劑中X是氧(O)的實(shí)施方案，可聚合還原劑包括一種或多種脲基。這種可聚合還原劑的實(shí)例包括5-丙烯酰氧基烷基巴比土酸、5-烯丙基5-異丙基巴比土酸、5-乙基5-巴豆基巴比土酸、和它們的混合物。
對于可聚合還原劑中X是硫(S)的實(shí)施方案，可聚合還原劑包括一種或多種脲基。這種可聚合還原劑的實(shí)例包括1-烯丙基硫脲、1，1-二烯丙基硫脲、1，3-二烯丙基硫脲、1-烯丙基-3-(2-羥乙基)-2-硫脲、(甲基)丙烯酰氧基烷基硫脲、1-烯丙基-3-甲基硫脲、和它們的混合物。
優(yōu)選地，氧化劑選自過硫酸和其鹽、過氧化物、過氧化氫、過渡金屬鹽、過硼酸和其鹽、高錳酸和其鹽、過磷酸和其鹽、和它們的混合物。如果使用不含有過氧化物的氧化劑，它優(yōu)先選自過硫酸和其鹽、過氧化物、過渡金屬鹽、過硼酸和其鹽、高錳酸和其鹽、過磷酸和其鹽、和它們的混合物。
優(yōu)選地，酸反應(yīng)性填料是細(xì)碎的。優(yōu)選地，酸反應(yīng)性填料包括金屬氧化物、金屬鹽、玻璃、或它們的混合物。更優(yōu)選地，酸反應(yīng)性填料包括氟鋁硅酸鹽玻璃。對于某些實(shí)施方案，組合物可以包括非反應(yīng)性填料。
本發(fā)明還提供了試劑盒，它包括一個(gè)或多個(gè)容器，其內(nèi)容物集中包括本發(fā)明所述可硬化組合物。
本發(fā)明還提供了本文所述可硬化組合物的制備和使用方法。例如，本發(fā)明的可硬化組合物可以用于將牙科制品(例如人造冠、齒橋、口腔正畸應(yīng)用)粘固(口腔內(nèi)或口腔外)到牙齒或骨頭上的方法，以及填充牙齒的方法。
優(yōu)選地，可硬化組合物包括玻璃離聚物組合物，它包括粉末、液體、或糊劑的任意組合的兩份或多份?？捎不M合物可以是水基的，因此能夠在潮濕條件下如口腔中典型存在的條件下使用。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述本發(fā)明組合物包括可硬化樹脂體系，含有脲或硫脲和它們的衍生物的可聚合還原劑，和氧化劑。優(yōu)選地，該組合物包括可以聚合或者不可以聚合的第二還原劑。所選擇的還原劑和氧化劑要使它們在組合物中可混合，優(yōu)選地使它們在水中也可混合。
樹脂體系典型地包括如下所述的一種或多種烯鍵式不飽和單體、低聚物或聚合物。樹脂體系還可包括如下所述的一種或多種酸官能單體、低聚物或聚合物。另外，可聚合還原劑也可包括如下所述的可聚合單體、低聚物或聚合物。
可硬化組合物可以用于多種應(yīng)用，包括醫(yī)學(xué)和牙科應(yīng)用，尤其是牙科應(yīng)用。當(dāng)用于牙科應(yīng)用如牙粘合劑、牙粘固粉和牙復(fù)合材料時(shí)，可硬化(典型地是可固化)組合物可以直接結(jié)合到牙釉質(zhì)和/或牙本質(zhì)上。另外，在使用可硬化組合物的牙釉質(zhì)和/或牙本質(zhì)上可以使用一種底漆層。
本發(fā)明組合物可以通過發(fā)生多種反應(yīng)中的一種或多種而硬化。至少一種硬化機(jī)理涉及氧化還原反應(yīng)。如果存在光敏引發(fā)劑，那么氧化還原機(jī)理可以用光固化機(jī)理補(bǔ)充。另外或附加地，氧化還原機(jī)理可以用離子固化機(jī)理補(bǔ)充。這里表示，組合物包含多種組分，當(dāng)將它們混合時(shí)，它們能夠通過離子反應(yīng)生成硬化物質(zhì)。
樹脂體系樹脂體系的組分要選擇為，使它們可以與可硬化組合物的其它組分混合。也就是說，樹脂體系的組分優(yōu)選地至少可以充分溶混，以使得當(dāng)它們與組合物的其它組分(如還原劑和氧化劑)混合時(shí)，不出現(xiàn)大量沉降。優(yōu)選地，樹脂體系的組分與水溶混。樹脂體系的組分可以是單體、低聚物、聚合物或它們的組合。
本發(fā)明可硬化組合物的樹脂體系典型地包括烯鍵式不飽和組分。優(yōu)選地，本發(fā)明可硬化組合物的樹脂體系還包括酸官能組分。烯鍵式不飽和組分可以以獨(dú)立成分存在，或者如果需要，烯鍵式不飽和組分可以作為另一種化合物如酸官能組分的一部分存在。此時(shí)，一種化合物可以包括酸官能部分和烯鍵式不飽和部分。
在一個(gè)實(shí)施方案中，烯鍵式不飽和組分包括α，β-不飽和化合物。優(yōu)選的α，β-不飽和化合物可以提供改變了的性能如韌性、粘合性、凝固時(shí)間等。當(dāng)使用α，β-不飽和化合物時(shí)，它們優(yōu)選是水溶性的、水混溶性的或水分散性的。水溶性、水混溶性或水分散性的(甲基)丙烯酸酯(即丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)、(甲基)丙烯酰胺(即丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺)和聚氨酯(甲基)丙烯酸酯是優(yōu)選的。其實(shí)例包括但不限于甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸四氫化糠酯、甘油單甲基丙烯酸酯或甘油二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二GMA、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯、乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、亞甲基二丙烯酰胺、亞甲基二甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、雙丙酮甲基丙烯酰胺。合適的烯鍵式不飽和化合物還可以從多個(gè)供應(yīng)商得到，如Sigma-Aldrich，St.Louis，MO and Rhom and Tech，Inc.，Darmstadt，Germany。如果需要，也可以使用α，β-不飽和化合物的混合物。
本發(fā)明優(yōu)選的組合物包括足量的烯鍵式不飽和組分，來提供所需的凝固或硬化速率和硬化后所需的全部性能。優(yōu)選地，以可硬化(混合但沒有凝固)組合物的總重量(包括水)計(jì)，本發(fā)明的混合但沒有凝固的可硬化組合物包含至少約1wt％、更優(yōu)選至少約5wt％、最優(yōu)選至少約10wt％的烯鍵式不飽和組分。
酸官能組分可以包括單體、低聚物或聚合物，并且可以包括碳、磷、硫和硼化合物的含氧酸官能衍生物。合適的酸官能衍生物包括美國專利4,209,434(Wilson等人)第2欄第62行至第3欄第6行中列出的那些。優(yōu)選的酸官能化合物是鏈烯酸的聚合物，包括均聚物和共聚物(即兩種或多種不同單體的共聚物)，所述鏈烯酸如丙烯酸、2-氯丙烯酸、2-氰基丙烯酸、烏頭酸、檸康酸、富馬酸、戊烯二酸、衣康酸、馬來酸、中康酸、甲基丙烯酸和惕各酸。如果需要，可以使用酸官能化合物的混合物。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，酸官能組分應(yīng)當(dāng)具有足以提供好的儲(chǔ)存、處理和混合性能的分子量。根據(jù)凝膠滲透色譜和聚苯乙烯作標(biāo)準(zhǔn)物測試的重均分子量，酸官能組分的優(yōu)選分子量為約60至約100,000，最優(yōu)選約80至約30,000。
本發(fā)明的優(yōu)選組合物包括足量的酸官能組分來提供所需的凝固特性和硬化后所需的全部性能。優(yōu)選地，以可硬化(混合但沒有凝固)組合物的總重量(包括水)計(jì)，本發(fā)明的混合但沒有凝固的可硬化組合物包含至少約2wt％，更優(yōu)選至少約5wt％，最優(yōu)選至少約10wt％的酸官能組分。
如上所述，在另一實(shí)施方案中，烯鍵式不飽和組分可以作為酸官能組分的一部分存在。例如，α，β-不飽和酸化合物如甘油磷酸酯單甲基丙烯酸酯、甘油磷酸酯二甲基丙烯酸酯、羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、檸檬酸二甲基丙烯酸酯或檸檬酸三甲基丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯化的低聚馬來酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚馬來酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的多羧基多膦酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的多氯代磷酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚磺酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚硼酸等可以用作可硬化樹脂體系中的組分。這種既含有酸官能組分又含有烯鍵式不飽和組分的其它化合物描述在美國專利4,872,936(Engelbrecht)和5,130,347(Mitra)中。可以使用含有烯鍵式不飽和部分和酸部分的多種這樣的化合物。如果需要，可以使用這種化合物的混合物。
填料本發(fā)明的可硬化組合物還含有填料。填料可以選自大量適合混入用于醫(yī)學(xué)或牙科應(yīng)用的組合物中的物質(zhì)中的一種或多種，如目前用于補(bǔ)牙組合物等中的填料。填料優(yōu)選是細(xì)碎的。填料可以具有單峰或多峰(例如雙峰)的粒度分布。優(yōu)選地，填料的最大粒度(粒子的最大維度，一般是直徑)小于約10微米，更優(yōu)選小于約2.0微米。優(yōu)選地，填料的平均粒度小于約3.0微米，更優(yōu)選小于約0.6微米。
填料可以是無機(jī)物。它也可以是不溶于樹脂體系的交聯(lián)有機(jī)物，任選用無機(jī)填料填充。任何時(shí)候這種填料都應(yīng)當(dāng)是無毒的并適合用于口腔中。填料可以是不透射線的或可透射線的。
合適的無機(jī)填料的實(shí)例是天然存在的或合成的物質(zhì)，其包括但不限于石英；氮化物(如氮化硅)；由如Ce、Sb、Sn、Ba、Zn和Al得到的玻璃；長石；硼硅酸玻璃；高嶺土；滑石；二氧化鈦；低莫氏硬度填料如美國專利4,695,251(Randklev)中所述那些；和膠態(tài)的和亞微米的二氧化硅粒子(例如，熱解法二氧化硅如商標(biāo)命名為AEROSIL的那些，包括來自Degussa Corp.，Akron，OH的″OX 50″、″130″、″150″和″200″硅石和來自Cabot Corp.，Tuscola，IL的CAB-O-SIL M5硅石)。合適的有機(jī)填料粒子的實(shí)例包括填充的或未填充的粉碎聚碳酸酯、聚環(huán)氧化物等。
優(yōu)選的非酸反應(yīng)性填料粒子是石英、亞微米硅石和美國專利4,503,169(Randklev)所述類型的非玻璃微粒。這些非酸反應(yīng)性填料的混合物以及由有機(jī)物和無機(jī)物制成的組合填料也被考慮了。
為了提高填料與樹脂之間的結(jié)合，也可以用偶聯(lián)劑處理填料粒子表面。所使用的合適偶聯(lián)劑包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巰基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等。
填料還可以是酸反應(yīng)性填料。酸反應(yīng)性填料一般與酸官能樹脂組分混合使用，可以與也可以不與非反應(yīng)性填料混合使用。如果需要，酸反應(yīng)性填料還可以具有釋放氟的性能。合適的酸反應(yīng)性填料包括金屬氧化物、金屬鹽和玻璃。優(yōu)選的金屬氧化物包括氧化鋇、氧化鈣、氧化鎂和氧化鋅。優(yōu)選的金屬鹽包括多價(jià)金屬陽離子的鹽如乙酸鋁、氯化鋁、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋅、硝酸鋁、硝酸鋇、硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鍶和氟硼酸鈣。
優(yōu)選的玻璃包括硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃和氟鋁硅酸鹽(“FAS”)玻璃。FAS玻璃是特別優(yōu)選的。FAS玻璃優(yōu)選含有充足的可洗脫出的陽離子，使得當(dāng)玻璃與可硬化組合物的組分混合時(shí)，能夠形成硬化的牙科組合物。玻璃還優(yōu)選含有足夠能夠洗脫出的氟離子，以使硬化的組合物具有止齲性。利用對FAS玻璃制造領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的技術(shù)，由含有氟化物、氧化鋁和其它形成玻璃的成分的熔體制成玻璃。優(yōu)選地，F(xiàn)AS玻璃是充分細(xì)碎的粒子形式，這樣它們可以方便地與其它粘固粉組分混合，并且當(dāng)所得混合物用于口腔中時(shí)效果良好。優(yōu)選地，使用例如沉降分析儀測定的FAS玻璃的平均粒度(一般是直徑)為至少約0.2微米，更優(yōu)選至少約1微米。優(yōu)選地，F(xiàn)AS玻璃的平均粒度(一般是直徑)不超過約10微米，更優(yōu)選不超過約5微米。合適的FAS玻璃對于本領(lǐng)于技術(shù)人員來說是熟悉的，并且可以從多個(gè)供應(yīng)商得到，并且許多見于目前可得到的玻璃離聚物粘固粉如以商品名VITREMER，VITREBOND，RELY X LUTING CEMENT和KETAC-FIL(3M ESPE Dental Products，St.Paul，MN)，F(xiàn)UJI II，GC FUJI LC和FUJIIX(G-C Dental Industrial Corp.，Tokyo，Japan)以及CHEMFILSuperior(Dentsply International，York，PA)市售的那些。如果需要，可以使用填料的混合物。
可以任選地對FAS玻璃進(jìn)行表面處理。合適的表面處理包括但不限于酸洗(如用磷酸處理)，用磷酸酯處理，用螯合劑如酒石酸處理，和用硅烷或酸性或堿性硅醇溶液處理。理想地，調(diào)節(jié)處理溶液或被處理玻璃的pH值為中性或接近中性，因?yàn)檫@可以增加可硬化組合物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
在某些組合物中，可以以相同份或者以不同份使用酸反應(yīng)性和非酸反應(yīng)性填料的混合物。
填料的用量要足以使可硬化組合物在硬化之前具有理想的混合和加工性能，以及在硬化之后具有良好的性能。優(yōu)選地，填料占可硬化組合物組分總重量(包括水)的不超過約90wt％，更優(yōu)選不超過約85wt％，最優(yōu)選不超過約80％。優(yōu)選地，填料占可硬化組合物組分總重量(包括水)的至少約1wt％，更優(yōu)選至少約5wt％，最優(yōu)選至少約30％。
氧化還原引發(fā)劑為方便起見，將還原劑和氧化劑一起討論。它們應(yīng)當(dāng)相互反應(yīng)或相互作用以得到能夠引發(fā)樹脂體系(如烯鍵式不飽和組分)聚合的自由基。這類固化是一種黑暗反應(yīng)，也就是說不取決于光的存在并且能夠在沒有光存在的情況下進(jìn)行。還原劑和氧化劑優(yōu)選有充分的架藏穩(wěn)定性，并且不會(huì)出現(xiàn)不利的變色，以允許在典型的牙齒條件下儲(chǔ)存和使用。它們應(yīng)當(dāng)能夠與樹脂體系充分混溶(并且優(yōu)選地為水溶性)，使之易于溶解在可硬化組合物的其它組分中(并阻止與其它組分分離)。優(yōu)選地，本發(fā)明還原劑在室溫下的水溶性為至少約2wt％。
本發(fā)明的還原劑包括可聚合的還原劑和任選的可以聚合或不可以聚合的第二還原劑。這些還原劑可以是單體、低聚物或聚合物形式?？删酆系倪€原劑包括下述結(jié)構(gòu)的基團(tuán) 其中X是氧(O)或硫(S)。當(dāng)X是O時(shí)，還原劑包括脲基。另外，當(dāng)X是S時(shí)，還原劑包括硫脲基。在氧化-還原聚合反應(yīng)中，脲和硫脲作為還原劑是已知的。另外，脲和硫脲的衍生物也可以用作可聚合還原劑。如果需要，可以使用這些可聚合還原劑的多種組合。
脲化合物包括，例如巴比土酸的衍生物如5-丙烯酰氧基烷基巴比土酸、5-烯丙基5-異丙基巴比土酸、和5-乙基5-巴豆基巴比土酸。
優(yōu)選地，可聚合還原劑包括烯丙基硫脲基，這是因?yàn)樵摶鶊F(tuán)是酸穩(wěn)定的，并防止了用含胺還原劑或用抗壞血酸經(jīng)常遇到的顯色。包括烯丙基硫脲基的優(yōu)選可聚合還原劑包括(甲基)丙烯酰氧基烷基硫脲、1-烯丙基硫脲、1，1-二烯丙基硫脲、1，3-二烯丙基硫脲、1-烯丙基-3-(2-羥乙基)-2-硫脲、和1-烯丙基-3-甲基硫脲。包括烯丙基硫脲基的最優(yōu)選可聚合還原劑如下式所示
第二還原劑是可聚合的或不可聚合的。優(yōu)選的第二還原劑包括抗壞血酸，抗壞血酸衍生物，和如美國專利5,501,727(Wang等人)所述的金屬絡(luò)合的抗壞血酸化合物；胺，特別是叔胺如4-叔丁基二甲基苯胺；芳族锍鹽如對甲苯锍鹽和苯锍鹽；硫脲如1-乙基-2-硫脲、四乙基硫脲、四甲基硫脲、1，1-二丁基硫脲和1，3-二丁基硫脲；和它們的混合物。其它第二還原劑包括氯化鈷(II)、氯化亞鐵、硫酸亞鐵、肼、羥基胺(取決于氧化劑的選擇)、草酸、連二亞硫酸或亞硫酸陰離子的鹽、和它們的混合物。優(yōu)選地，第二還原劑是胺。
典型地，利用可聚合脲或硫脲還原劑和第二還原劑，能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的優(yōu)點(diǎn)。這種組合對于可硬化和已硬化的組合物的色澤穩(wěn)定性、已硬化組合物的毒性和可硬化組合物的反應(yīng)時(shí)間(“快速凝固”)，以及可硬化組合物的架藏穩(wěn)定性都提供了性能的平衡。合適的氧化劑對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是熟悉的，包括但不限于過硫酸及其鹽如鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、銫鹽和烷基銨鹽。其它氧化劑包括過氧化物如過氧化苯甲酰，過氧化氫如枯基過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過氧化鈉、過氧化氫和戊基過氧化氫，以及過渡金屬鹽如氯化鈷(II)和氯化亞鐵、硫酸鈰(IV)，硼酸及其鹽，高錳酸及其鹽，過磷酸及其鹽，和它們的混合物。
利用一種以上氧化劑或一種以上還原劑是有利的。也可以加入少量過渡金屬化合物來促進(jìn)氧化還原固化速率。
還原劑和氧化劑的含量要足以得到合適的自由基反應(yīng)速率。這可以通過下述方法來評價(jià)將除了任選的填料之外的可硬化組合物的所有成分混合，觀察是否得到了硬化物質(zhì)。
優(yōu)選地，以可硬化組合物組分的總重量(包括水)計(jì)，可聚合還原劑的含量為至少約0.01wt％，更優(yōu)選至少約0.1wt％。優(yōu)選地，以可硬化組合物組分的總重量(包括水)計(jì)，可聚合還原劑的含量不超過約10wt％，更優(yōu)選不超過約5wt％。
優(yōu)選地，以可硬化組合物組分的總重量(包括水)計(jì)，任選的第二還原劑的含量為至少約0.01wt％，更優(yōu)選至少約0.05wt％。優(yōu)選地，以可硬化組合物組分的總重量(包括水)計(jì)，任選的第二還原劑的含量不超過約10wt％，更優(yōu)選不超過約5wt％。
優(yōu)選地，以可硬化組合物組分的總重量(包括水)計(jì)，氧化劑的含量為至少約0.01wt％，更優(yōu)選至少約0.10wt％。優(yōu)選地，以可硬化組合物組分的總重量(包括水)計(jì)，氧化劑的含量不超過約10wt％，更優(yōu)選不超過約5wt％。
還原劑或氧化劑可以如美國專利5,154,762(Mitra等人)所述進(jìn)行微囊化。這通常提高了可硬化組合物的架藏穩(wěn)定性，并且如果需要，允許將還原劑和氧化劑包裝在一起。例如，通過適當(dāng)選擇包封劑，氧化劑和還原劑能夠與酸官能組分和任選的填料混合，并保持存放穩(wěn)定的狀態(tài)。類似地，通過合適選擇水不溶性包封劑，還原劑和氧化劑可以與FAS玻璃和水混合并保持存放穩(wěn)定的狀態(tài)。
優(yōu)選地，包封劑是藥學(xué)可接受的聚合物和好的成膜劑。還有，包封劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高于室溫。
光敏引發(fā)劑可硬化組合物中也可以加入光敏引發(fā)劑，但不是必須的。當(dāng)暴露于合適的波長和強(qiáng)度的光線時(shí)，光敏引發(fā)劑能夠促進(jìn)烯鍵式不飽和組分的自由基交聯(lián)。光敏引發(fā)劑也優(yōu)選具有充分的架藏穩(wěn)定性，并且不發(fā)生不利的顯色，以允許在典型的牙齒條件下存在和使用?？梢姽夤饷粢l(fā)劑是優(yōu)選的。光敏引發(fā)劑優(yōu)選與樹脂體系可溶混，更優(yōu)選是水溶性的或水混溶性的。含有極性基團(tuán)的光敏引發(fā)劑通常具有足夠的水溶解度或水混溶度。光敏引發(fā)劑常?？梢詥为?dú)使用，但是典型地是與合適的給體化合物或合適的促進(jìn)劑(如胺、過氧化物、磷化物、酮和α-二酮化合物)組合使用。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，合適的可見光誘導(dǎo)的和紫外光誘導(dǎo)的引發(fā)劑是熟悉的。優(yōu)選的可見光誘導(dǎo)的引發(fā)劑包括樟腦醌、二芳基碘鎓的簡單鹽或金屬絡(luò)合鹽、生色團(tuán)取代的鹵甲基-s-三嗪和鹵甲基噁二唑。特別優(yōu)選的可見光誘導(dǎo)的光敏引發(fā)劑包括α-二酮如樟腦醌和二芳基碘鎓鹽如二苯基氯化碘鎓、二苯基溴化碘鎓、二苯基碘化碘鎓或六氟磷酸酯的組合。優(yōu)選的紫外光誘導(dǎo)的聚合引發(fā)劑包括任選可聚合的胺。
如果被使用，光敏引發(fā)劑的含量要足以提供所需的光聚合化速率。其用量部分取決于光源、暴露于輻射能的組合物層的厚度和光敏引發(fā)劑的消光系數(shù)。
優(yōu)選地，以可硬化(混合但未凝固)組合物組分的總重量(包括水)計(jì)，本發(fā)明的混合但未凝固的可光固化組合物包括至少約0.01wt％，更優(yōu)選至少約0.1wt％的光引發(fā)劑。優(yōu)選地，以可硬化(混合但未凝固)組合物組分的總重量(包括水)計(jì)，混合但未凝固的本發(fā)明可光固化組合物包括不超過約5wt％，更優(yōu)選不超過約2wt％的光引發(fā)劑。
任選的添加劑本發(fā)明組合物優(yōu)選含有水，特別是當(dāng)包括酸官能組分時(shí)。水可以是出售時(shí)就存在于產(chǎn)品中，或者由牙醫(yī)在使用前才加入，或者是由于與口腔中的水接觸而包括。水可以是蒸餾水、去離子水或普通自來水。通常，優(yōu)選去離子水。
水的含量應(yīng)當(dāng)足以提供合適的處理和混合性能，并允許傳遞在填料-酸反應(yīng)中的離子。優(yōu)選地，以用于形成組合物的組分的總重量計(jì)，水的含量為至少約2wt％，更優(yōu)選至少約5wt％。優(yōu)選地，以用于形成組合物的組分的總重量計(jì)，水的含量不超過約90wt％，更優(yōu)選不超過約80wt％。任選地，可硬化組合物還含有溶劑(如醇類)或稀釋劑。
如果需要，本發(fā)明的可硬化組合物可以含有助劑如顏料、阻聚劑、促進(jìn)劑、粘度調(diào)節(jié)劑、表面活性劑和其它成分，它們對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
組合物的制備和應(yīng)用不管是在凝固反應(yīng)過程中還是在組合物硬化后，調(diào)整本發(fā)明組合物以在可硬化組合物中提供性能的適當(dāng)平衡。這些性能包括顏色穩(wěn)定性、毒性和固化組合物的反應(yīng)時(shí)間(“快速凝固”)，以及可硬化組合物組分的架藏穩(wěn)定性。例如，對于牙科應(yīng)用來說，可硬化組合物優(yōu)選具有低于或等于約2分鐘的快速凝固。組合物的整個(gè)工作時(shí)間或凝固時(shí)間(即可硬化樹脂在類似于口腔空洞內(nèi)的濕度和溫度條件下，由液體或糊劑狀態(tài)固化為固體物質(zhì)的時(shí)間)優(yōu)選低于約6分鐘，更優(yōu)選低于約4分鐘。
本發(fā)明的可固化組合物可以以多種形式提供，所述形式包括兩份粉末/液體、糊劑/液體和糊劑/糊劑體系。還可以是利用多份組合(即兩份或多份的組合)的其它形式，其中每一份是粉末、液體、凝膠或糊劑形式。在多份體系中，一份典型地包含還原劑，第二份典型地包含氧化劑。因此，如果可聚合還原劑存在于體系的一份中時(shí)，那么氧化劑一般存在于體系的第二份中。然而，可聚合還原劑和氧化劑可以通過使用微囊化技術(shù)而混合于體系的同一份中。
可固化組合物的組分可以包括在試劑盒中，其中組合物的內(nèi)容物按照下述方式包裝，以將組分存放到需要使用它們?yōu)橹埂?br> 當(dāng)用作牙科組合物時(shí)，利用常規(guī)技術(shù)混合并臨床應(yīng)用可硬化組合物的組分。不需要固化光(除非組合物中已包括光敏引發(fā)劑)。組合物對牙釉質(zhì)和/或牙本質(zhì)提供非常良好的粘結(jié)性，而不需要硬組織預(yù)處理?；蛘?，可以在使用可硬化組合物的牙組織上使用底漆層。該組合物還可以提供非常好的長期氟釋放性。因此，本發(fā)明組合物可以提供玻璃離聚物粘固粉(可以大量固化而不需要應(yīng)用光或其它外部固化能量)，不需要預(yù)處理，具有改善的物料性質(zhì)如提高的彎曲強(qiáng)度，以及用于防止齲齒的高氟釋放性。
本發(fā)明組合物特別地適合被改造用作多種牙科材料，該材料可以是填充的或未填充的。它們可以用于密封劑或粘合劑，所述密封劑或粘合劑是被置于牙齒附近后(即將牙科材料臨時(shí)或永久地與牙齒粘合或接觸)固化的輕度填充復(fù)合材料或未填充組合物。它們可以用于復(fù)合材料，所述復(fù)合材料典型地為被填充的組合物。它們也可以用于修補(bǔ)材料，該修補(bǔ)材料是當(dāng)置于牙齒附近后聚合的復(fù)合材料。它們還可以用于假體，所述假體是在被置于牙齒附近之前，為最終應(yīng)用(如人造冠、牙橋、貼面、嵌體、高嵌體等)而成形和聚合的復(fù)合材料。這種預(yù)成形制品可以被磨或者由牙醫(yī)或其它用戶形成適合顧客的形狀。
該組合物在臨床中有特殊應(yīng)用，其中難以實(shí)現(xiàn)常規(guī)光固化粘固粉的固化。這種應(yīng)用包括但不限于深度修復(fù)、大牙冠成形、牙內(nèi)修復(fù)、口腔正畸支托的粘結(jié)(包括預(yù)涂層的支托，其中例如糊劑部分可以預(yù)施用到支托上，隨后將液體部分刷在牙齒上)、帶環(huán)、頰面管和其它裝置、將金屬牙冠或其它不透光修復(fù)裝置密封至牙齒上，和口腔中難觸及部分的其它修復(fù)應(yīng)用。
對于優(yōu)選實(shí)施方案來說，在FAS玻璃和酸性聚合物之間的離子硬化反應(yīng)，加上單獨(dú)的氧化還原固化黑暗反應(yīng)的組合從根本上促進(jìn)了均勻固化并保持了良好的臨床性能。因此，本發(fā)明組合物表現(xiàn)出作為多用修補(bǔ)劑的良好前景。
本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的實(shí)施例進(jìn)一步說明，但是這些實(shí)施例中引用的具體物質(zhì)和含量以及其它條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為對本發(fā)明的限定。除非另作說明，所有的份數(shù)和百分比都是按重量計(jì)，所有的水都是去離子水。
實(shí)施例縮寫AA:ITA是根據(jù)美國專利5,130,347(Mitra)的實(shí)施例3，由4∶1摩爾比的丙烯酸∶衣康酸制成的共聚物，Mw(平均)＝106,000；多分散性ρ＝4.64。
AA:IA:IEM是根據(jù)美國專利5,130,347的實(shí)施例11的干聚合物制備方法，使AA:ITA共聚物與足量的甲基丙烯酸2-異氰酸乙酯反應(yīng)，使共聚物的16mol％酸基轉(zhuǎn)變?yōu)閭?cè)鏈甲基丙烯酸酯基制成的。
AHTU1-烯丙基-3-(2-羥乙基)-2-硫脲(Sigma-Aldrich，St.Louis，MO)。
ATU烯丙基硫脲(Sigma-Aldrich)。
BHT丁基化羥基甲苯(PMC Specialties，F(xiàn)ords，NJ)。
二GMA2，2-二[4-(2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基)苯基]丙烷(CAS No.1565-94-2)。
GDMA甘油二甲基丙烯酸酯(Rhom and Tech，Inc.，Darmstadt，Germany)。
HEMA甲基丙烯酸2-羥乙酯(Rhom and Tech，Inc.)；含有150ppm 4-甲氧基苯酚作為引發(fā)劑。
IEM甲基丙烯酸2-異氰酸乙酯(Sigma-Aldrich)。
KPS過硫酸鉀(Sigma-Aldrich)。
FG-KPS細(xì)磨過硫酸鉀(Sigma-Aldrich)。
MEC-KPS根據(jù)美國專利5,130,347制備的微囊化過硫酸鉀。
TBDMA4-叔丁基二甲基苯胺(Sigma-Aldrich)。
FAS I同美國專利5,154,762(Mitra等人)實(shí)施例1中的“對比玻璃”類似(但是表面積為2.8m2/g)，是用硅烷液體處理溶液處理了的氟鋁硅酸鹽(FAS)玻璃。處理溶液是這樣制成的，混合4份A174γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(CK Witco Corp.，Greenwich，CT)和40份水，加入冰醋酸達(dá)到pH為3.01，并攪拌0.5小時(shí)。將所得澄清的處理溶液與100份玻璃粉末和另外的67份水混合得到淤漿。通過加入5％氫氧化銨將淤漿的pH調(diào)整為7.0。再攪拌30分鐘后，將混合物倒入墊有TEFLON聚四氟乙烯(DuPont，Wilmington，DE)的淺盤中，并在95℃下干燥24小時(shí)。將所得干燥餅通過60微米篩子篩選的方法壓碎。
FAS II除了通過74微米篩子篩選干燥餅之外，同F(xiàn)AS I一樣制備的FAS玻璃。
FAS III將美國專利US 5,154,762的實(shí)施例1的“對比玻璃”研磨至表面積為84m2/G，并用硅烷液體處理溶液處理。除了使用8份A174γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷之外，按照FAS I的方法進(jìn)行硅烷處理和隨后的分離干燥玻璃的步驟。將所得干燥餅通過74微米篩子篩選而壓碎。
FAS IV除了不進(jìn)行硅烷處理之外，F(xiàn)AS IV同F(xiàn)AS I一樣。
FAS VFAS II與FAS IV的50/50混合物。
FAS VISchott玻璃(產(chǎn)品號(hào)G 018-117，Schott Glas ExportGmbH，Landshut，Germany)按照FAS III所述方法進(jìn)行硅烷處理。
Zr-Si填料不透光氧化鋅-二氧化硅(Zr-Si)填料是按照美國專利4,503,169(Randklev)所述方法制備的。
測試方法壓縮強(qiáng)度(CS)壓縮強(qiáng)度是這樣評估的，首先將混合的粘固粉樣品注入內(nèi)徑為4mm的玻璃管中。玻璃管的端部用硅膠塞子塞住。對填充管施加0.275MPa壓力5分鐘，放在37℃并且相對濕度(RH)大于90％的箱內(nèi)靜止1小時(shí)。接著將固化樣品放入37℃水中1天，然后切成長度8mm。利用多用試驗(yàn)機(jī)(Instron Corp.，Canton，MA)在十字頭速度為1毫米/分鐘(mm/min)下，根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)7489測試壓縮強(qiáng)度。
牙釉質(zhì)粘合性(DA)；牙釉質(zhì)粘合性是根據(jù)美國專利5,154,762中所述方法測試的，但是沒有對牙釉質(zhì)進(jìn)行任何預(yù)處理。
徑向拉伸強(qiáng)度(DTS)經(jīng)商拉伸強(qiáng)度是根據(jù)上述CS測試方法進(jìn)行測試的，但是將樣品切成長度為2mm。
牙本質(zhì)粘合性(EA)牙本質(zhì)粘合性是根據(jù)美國專利5,154,762中所述方法測試的。
彎曲強(qiáng)度(FS)和彎曲模量(FM)彎曲強(qiáng)度和彎曲模量是根據(jù)ISO測試方法4049中所述方法測試的。
凝固時(shí)間用于可硬化樹脂固化由液體或糊劑狀態(tài)形成固體物質(zhì)的凝固時(shí)間是根據(jù)下述方法測試的。在恒溫恒濕屋內(nèi)(22℃和50％RH)，分別將1g糊劑A和糊劑B劇烈刮刀混合25秒。然后，用混合的糊劑完全填充帶有通過中心的矩形孔(10mm長，8mm寬和5mm厚)的立方鋁模具。然后將填充的模具的一填充端(底端)放在聚酯膜上，該聚酯膜包在鋁板上。45秒鐘后(從開始混合起)，在模具的頂部填充端放置另一個(gè)聚酯膜，并在膜的頂部放置400g標(biāo)準(zhǔn)重物。90秒時(shí)，將重物拿走，將夾在中間的樣品構(gòu)造轉(zhuǎn)移到95％RH和37℃濕潤箱中。120秒時(shí)，除去頂部聚酯膜，并將固化糊劑的頂面用壓陷器手工壓陷，所述壓陷器由端部為平的柱狀“針”組成，并在手柄端連接400g物塊。將測試樣品每10至15秒壓陷一次，直到針不再觸及膜覆蓋的鋁板。從開始混合直到針最后接觸底部板期間的時(shí)間定義為凝固時(shí)間。凝固時(shí)間記錄為2次或3次測試的平均值。
工作時(shí)間根據(jù)下述方法測試對于混合的糊劑-糊劑粘固粉至固化的工作時(shí)間。在使用前，將工具和糊劑存放在恒溫恒濕屋內(nèi)(22℃和50％RH)，并在同一個(gè)屋內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。將選定量的A和B糊劑用刮刀在板上混合25秒，并將所得混合組合物樣品轉(zhuǎn)移到半柱形槽式部分(8cm長，1cm寬和3cm深)，該槽子是在10cm塑料塊上的8cm槽子。1:00時(shí)，每30秒通過槽子用圓珠式(1mm直徑)溝槽器劃出垂直的溝槽；2:00時(shí)，每15秒劃出一個(gè)溝槽；接近工作時(shí)間結(jié)束時(shí)，每10秒劃一次溝槽。當(dāng)粘固粉樣品塊用溝槽器移動(dòng)時(shí)，定義為工作時(shí)間的結(jié)束。工作時(shí)間記錄為2次或3次測試的平均值。
水中膨脹根據(jù)下述方法測試固化樹脂樣品在水中的膨脹。在恒溫恒濕屋內(nèi)(22℃和50％RH)，將選定量的A和B糊劑用刮刀在板上混合25秒，并將所得混合組合物樣品轉(zhuǎn)移到三個(gè)20mm(內(nèi)徑)×1mm(深)的TEFLON圓盤模具中，將該模具夾在聚酯膜片材和聚碳酸酯板之間。將填充的圓盤模具夾住(400g力)并立刻放入37℃95％RH箱內(nèi)至固化。自開始混合10分鐘后，將一個(gè)圓盤從模具中取出并放在濕紙巾上。在樣品上用永久標(biāo)記劃出等分線，用刮牙器在線上劃出樣品。從邊緣溢出的任何樣品都要清理掉，并將樣品浸入裝有37℃去離子水(DI)的陪替氏培養(yǎng)皿中。然后將該過程在剩下的兩個(gè)圓盤樣品上重復(fù)。立刻(從開始混合起約15分鐘)用光學(xué)顯微鏡測試每個(gè)樣品上劃線長度兩次，同時(shí)樣品仍然浸在水中。平均值表示初始值(IV)。24小時(shí)后，對所有的3個(gè)樣品都進(jìn)行了劃線長度的兩次測試，平均得到膨脹值(EV)。每個(gè)樣品的膨脹百分比根據(jù)下式計(jì)算得到水中膨脹百分比％＝(EV-IV)×100/IV。對于固化樣品的水中膨脹百分比記錄為三個(gè)樣品膨脹百分比的平均值。
原材料液體樹脂A液體樹脂A是通過混合AA:ITA(14.4份)、AA:ITA:IEM(35.6份)、HEMA(17.1份)、水(32.9份)、和BHT(0.06份)制成的?？捎不瘶渲乃萌芤悍Q作液體樹脂A。
實(shí)施例1-2和比較實(shí)施例1-2液體樹脂A的凝膠研究通過與氧化劑的多種組合配制不同還原劑并且在將試劑加入可硬化樹脂后評價(jià)凝膠時(shí)間，進(jìn)行凝膠研究來確定不同可聚合還原劑體系的效率。具體地說，不同還原劑與KPS氧化劑混合，然后在室溫下加入到液體樹脂A中，攪拌5-10秒。測試的凝膠時(shí)間為從混合試劑加入樹脂至混合物由液體轉(zhuǎn)變?yōu)檎承阅z的時(shí)間。所用組分的量、凝膠時(shí)間和凝膠外觀表示在表1中。
表1

表1中的結(jié)果表明，與單獨(dú)使用可聚合還原劑(比較實(shí)施例1)或單獨(dú)使用胺還原劑(比較實(shí)施例2)相比，可聚合還原劑和胺還原劑的混合(實(shí)施例1和2)使液體樹脂A的凝膠時(shí)間更快。
實(shí)施例3-6用液體樹脂A和FAS進(jìn)行凝固時(shí)間研究在氧化劑和不同氟鋁硅酸鹽(FAS)玻璃填料的各種組合中，進(jìn)行凝固時(shí)間研究來確定可聚合還原劑的效率。將氧化劑和填料加入到含有烯鍵式不飽和羧酸聚合物的可硬化樹脂后，確定凝固時(shí)間。這種含有烯鍵式不飽和羧酸聚合物、FAS玻璃填料和水的可硬化體系通常被稱作玻璃離聚物粘固粉。具體地說，通過用刮刀室溫下混合15至30秒，混合FAS玻璃填料(含有不同含量的氧化劑FG-KPS)和液體樹脂A(含有不同含量的可聚合還原劑ATU)。根據(jù)本發(fā)明所述方法測試凝固時(shí)間。所用組分含量和凝固時(shí)間表示在表2中。
表2

表2中的結(jié)果表明，含有可硬化樹脂、KPS-ATU氧化還原體系和多種FAS填料的多種組合物都具有用作牙科材料可接受的凝固時(shí)間。
實(shí)施例7-10除了將液體樹脂A(加上2％ATU)分別在37℃和90％RH下老化1周、2周、4周和8周之外，按照實(shí)施例5D所述方法制備可硬化樹脂(實(shí)施例7-10)。在混合各組分并隨后固化之后，根據(jù)本發(fā)明所述測試方法，評價(jià)所得固體樹脂的牙本質(zhì)粘合性(EA)、壓縮強(qiáng)度(CS)、和徑向拉伸強(qiáng)度(DTS)。所得結(jié)果表示在表3中。
表3

從表3中的數(shù)據(jù)可以概括出，液體樹脂A(加上2％ATU)的老化沒有使物理性能(EA、CS或DTS)出現(xiàn)明顯不同。
實(shí)施例11除了開始將可聚合還原劑ATU加入到填料中而不是加入到液體樹脂A中之外，以與實(shí)施例3-6類似的方式配制填料(粉末)/液體組合物。具體地說，填料由FAS V(4.65份)、MEC-KPS(0.5份)和ATU(0.2份)組成。以2.5∶1的比例將填料加入到液體樹脂A中，并且所得凝固時(shí)間為2分鐘5秒。物理性能是根據(jù)本發(fā)明所述測試方法測定的，結(jié)果如下CS為115MPa，DTS為22.1MPa，EA(沒有調(diào)理)為6.08MPa。
實(shí)施例12-13利用刮刀將糊劑75A(1.4g)和糊劑75B(1.0g)混合25秒來配制糊劑/糊劑組合物(玻璃離聚物粘固粉體系)，固化后得到硬化的樹脂粘固粉(實(shí)施例12)。同樣，將糊劑77A(1.7g)和糊劑77B(1.0g)混合，固化后得到硬化的樹脂粘固粉(實(shí)施例13)。糊劑75A/77A和糊劑75B/77B的組分分別表示在表4和表5中。根據(jù)本發(fā)明所述測試方法測試硬化的樹脂粘固粉的凝固時(shí)間、工作時(shí)間和各種物理性能，結(jié)果表示在表6中。
表4

表5

表6

表6中的結(jié)果表明，糊劑/糊劑組合物含有可硬化樹脂體系、填料和KPS-ATU氧化還原體系(其中KPS在一種糊劑中，而ATU在另一種糊劑中)，并且具有作為牙科材料可接受的凝固時(shí)間和物理性能。實(shí)施例12所示更快的工作時(shí)間和凝固時(shí)間歸因于含量高得多的可聚合還原劑ATU。
實(shí)施例14-ATU的甲基丙烯?；苌锏暮铣杉捌渥鳛檫€原劑的應(yīng)用在圓底燒瓶中，將AHTU(8.01g，0.05mol)溶解在無水THF(100ml)中，并加入二丁基錫二月桂酸酯(0.20ml，Sigma-Aldrich)。將燒瓶連接到回流冷凝器上，該冷凝器端部連接裝有燥石膏干燥劑的干燥管。室溫下10分鐘內(nèi)滴加IEM(7.75g，0.05mol)。40℃下攪拌反應(yīng)混合物15小時(shí)。從熱源上移開燒瓶，通過旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)除去溶劑得到無色粘稠液體。產(chǎn)物的紅外特征與甲基丙烯酸酯化的AHTU(M-AHTU)化學(xué)結(jié)構(gòu)一致。
用上面制備的3wt％M-AHTU調(diào)配液體樹脂A，將所得液體與實(shí)施例5D中所用的粉末混合。測試的粉末/液體混合物的凝固時(shí)間為3分鐘40秒。
本發(fā)明所引用的專利、專利文獻(xiàn)和出版物的全部說明書，同分別引入一樣，被引入本文以供參考。在不偏離本發(fā)明范圍和精神的前提下，對本發(fā)明的多種改進(jìn)和改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解為，本發(fā)明決不想限于本發(fā)明所給出的說明性實(shí)施方案和實(shí)施例，并且這些實(shí)施例和實(shí)施方案僅作為實(shí)施例出現(xiàn)，本發(fā)明的范圍僅想通過本發(fā)明后面給出的權(quán)利要求書進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種可硬化組合物，該組合物包括一種包括酸官能組分和烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中X是O或S；和一種氧化劑。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，該組合物還包括第二還原劑。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中酸官能組分和烯鍵式不飽和組分是相同組分。
4.如權(quán)利要求3所述的組合物，其中酸官能組分和烯鍵式不飽和組分包括選自下述化合物的α，β-不飽和酸化合物甘油磷酸酯單甲基丙烯酸酯、甘油磷酸酯二甲基丙烯酸酯、羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、檸檬酸二甲基丙烯酸酯或檸檬酸三甲基丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯化的低聚馬來酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚馬來酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的多羧基多膦酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的多氯代磷酸、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚磺酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯化的聚硼酸、和它們的混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中烯鍵式不飽和組分與酸官能組分不同。
6.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中烯鍵式不飽和組分選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯甲基丙烯酸酯、和它們的混合物。
7.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中烯鍵式不飽和組分選自甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸四氫化糠酯、甘油單甲基丙烯酸酯或甘油二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二GMA、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯、乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氨酯甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、亞甲基二丙烯酰胺、亞甲基二甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、雙丙酮甲基丙烯酰胺、和它們的混合物。
8.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中酸官能組分包括鏈烯酸的均聚物或共聚物。
9.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中X是O。
10.如權(quán)利要求9所述的組合物，其中可聚合還原劑選自5-丙烯酰氧基烷基巴比土酸、5-烯丙基5-異丙基巴比土酸、5-乙基5-巴豆基巴比土酸、和它們的混合物。
11.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中X是S。
12.如權(quán)利要求11所述的組合物，其中可聚合還原劑選自(甲基)丙烯酰氧基烷基硫脲、1-烯丙基硫脲、1，1-二烯丙基硫脲、1，3-二烯丙基硫脲、1-烯丙基-3-(2-羥乙基)-2-硫脲、1-烯丙基-3-甲基硫脲、和它們的混合物。
13.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中氧化劑選自過硫酸、過硫酸鹽、過氧化物、過氧化氫、過渡金屬鹽、過硼酸、過硼酸鹽、高錳酸、高錳酸鹽、過磷酸、過磷酸鹽、和它們的混合物。
14.如權(quán)利要求1所述的組合物，該組合物還包括光敏引發(fā)劑。
15.如權(quán)利要求1所述的組合物，該組合物還包括細(xì)碎的酸反應(yīng)性填料。
16.如權(quán)利要求15所述的組合物，其中填料選自金屬氧化物、金屬鹽、玻璃、和它們的混合物。
17.如權(quán)利要求16所述的組合物，其中填料包括氟鋁硅酸鹽玻璃。
18.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中組合物中的至少一種組分是微囊化的。
19.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中以可硬化組合物總重量計(jì)，可硬化樹脂體系包括至少約5wt％的酸官能組分和至少約5wt％的烯鍵式不飽和組分。
20.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中以可硬化組合物總重量計(jì)，可聚合還原劑的含量為約0.01wt％至約10wt％。
21.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中以可硬化組合物的總重量計(jì)，氧化劑的含量為約0.01wt％至約10wt％。
22.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中組合物直接結(jié)合到牙釉質(zhì)和/或牙本質(zhì)上。
23.如權(quán)利要求1所述的多份體系形式的組合物，其中可聚合還原劑在第一份中，氧化劑在第二份中。
24.如權(quán)利要求23所述的組合物，其中多份體系包括至少一種糊劑、液體、粉末、或凝膠部分。
25.如權(quán)利要求24所述的組合物，該組合物為糊劑/糊劑、糊劑/液體、或粉末/液體體系形式。
26.一種可硬化組合物，該組合物包括一種包括烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中X是O或S；第二還原劑；和一種氧化劑。
27.如權(quán)利要求26所述的可硬化組合物，其中第二還原劑是胺。
28.如權(quán)利要求26所述的可硬化組合物，其中以可硬化組合物的總重量計(jì)，第二還原劑的含量為約0.05wt％至約10wt％。
29.如權(quán)利要求26所述的組合物，其中X是O。
30.如權(quán)利要求29所述的組合物，其中可聚合還原劑選自5-丙烯酰氧基烷基巴比土酸、5-烯丙基5-異丙基巴比土酸、5-乙基5-巴豆基巴比土酸、和它們的混合物。
31.如權(quán)利要求26所述的組合物，其中X是S。
32.如權(quán)利要求31所述的組合物，其中可聚合還原劑選自(甲基)丙烯酰氧基烷基硫脲、1-烯丙基硫脲、1，1-二烯丙基硫脲、1，3-二烯丙基硫脲、1-烯丙基-3-(2-羥乙基)-2-硫脲、1-烯丙基-3-甲基硫脲、和它們的混合物。
33.一種可硬化組合物，該組合物包括一種包括烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中X是O或S；和一種不包含過氧化物的氧化劑。
34.如權(quán)利要求33所述的組合物，其中不包含過氧化物的氧化劑選自過硫酸、過硫酸鹽、過渡金屬鹽、過硼酸、過硼酸鹽、高錳酸、高錳酸鹽、過磷酸、過磷酸鹽、和它們的混合物。
35.一種可硬化組合物，該組合物包括一種包括烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種具有下式的可聚合還原劑 和一種氧化劑。
36.如權(quán)利要求35所述的可硬化組合物，該組合物還包括第二還原劑。
37.如權(quán)利要求36所述的可硬化組合物，其中以可硬化組合物的總重量計(jì)，第二還原劑的含量為約0.05wt％至約10wt％。
38.如權(quán)利要求36所述的可硬化組合物，其中第二還原劑是胺。
39.一種可硬化組合物，該組合物包括一種包括酸官能組分和烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種酸反應(yīng)性填料；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中X是O或S；任選的第二還原劑；和一種氧化劑。
40.如權(quán)利要求39所述的組合物，該組合物還包括非反應(yīng)性填料。
41.如權(quán)利要求39所述的組合物，其中酸反應(yīng)性填料是細(xì)碎的。
42.如權(quán)利要求41所述的組合物，其中填料選自金屬氧化物、金屬鹽、和它們的混合物。
43.如權(quán)利要求42所述的組合物，其中填料包括氟鋁硅酸鹽玻璃。
44.如權(quán)利要求39所述的組合物，該組合物還包括光敏引發(fā)劑。
45.如權(quán)利要求39所述的組合物，其中組合物中的至少一種組分是微囊化的。
46.如權(quán)利要求39所述的組合物，其中酸官能組分和烯鍵式不飽和組分是相同組分。
47.如權(quán)利要求39所述的組合物，其中烯鍵式不飽和組分與酸官能組分不同。
48.如權(quán)利要求39所述的組合物，其中烯鍵式不飽和組分選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯甲基丙烯酸酯、和它們的混合物。
49.如權(quán)利要求39所述的組合物，其中以可硬化組合物總重量計(jì)，可硬化樹脂體系包括至少約5wt％酸官能組分和至少約5wt％烯鍵式不飽和組分。
50.如權(quán)利要求39所述的組合物，其中以可硬化組合物總重量計(jì)，可聚合還原劑含量為約0.01wt％至約10wt％。
51.如權(quán)利要求39所述的組合物，其中以可硬化組合物總重量計(jì)，氧化劑含量為約0.01wt％至約10wt％。
52.一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)容器的試劑盒，其內(nèi)容物總共包括一種包括酸官能組分和烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中X是O或S；和一種氧化劑。
53.如權(quán)利要求52所述的試劑盒，該試劑盒還包括第二還原劑。
54.一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)容器的試劑盒，其內(nèi)容物總共包括一種包括烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中X是O或S；第二還原劑；和一種氧化劑。
55.一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)容器的試劑盒，其內(nèi)容物總共包括一種包括酸官能組分和烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系；一種酸反應(yīng)性填料；一種包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中X是O或S；任選的第二還原劑；和一種氧化劑。
56.一種制備可硬化組合物的方法，該方法包括提供包括酸官能組分和烯鍵式不飽和組分的樹脂體系；提供包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑， 其中X是O或S；任選地提供酸反應(yīng)性填料；任選地提供第二還原劑；提供氧化劑；和將樹脂體系、還原劑、任選的酸反應(yīng)性填料、任選的第二還原劑和氧化劑混合形成組合物。
57.一種制備可硬化組合物的方法，該方法包括提供包括烯鍵式不飽和組分的樹脂體系；提供包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑， 其中X是O或S；提供第二還原劑；提供氧化劑；和將樹脂體系、還原劑、第二還原劑和氧化劑混合形成組合物。
58.一種將牙科制品粘固到牙齒或骨頭上的方法，該方法包括提供牙科制品；提供包括下述組分的可硬化組合物包括酸官能組分和烯鍵式不飽和組分的樹脂體系，包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中X是O或S；任選的酸反應(yīng)性填料；任選的第二還原劑；和氧化劑；以及利用可硬化組合物將牙科制品粘固到牙齒或骨頭上。
59.一種將牙科制品粘固到牙齒或骨頭上的方法，該方法包括提供牙科制品；提供包括下述組分的可硬化組合物包括烯鍵式不飽和組分的樹脂體系，包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中X是O或S；第二還原劑；和氧化劑；以及利用可硬化組合物將牙科制品粘固到牙齒或骨頭上。
60.一種填充牙齒的方法，該方法包括提供包括下述組分的可硬化組合物包括酸官能組分和烯鍵式不飽和組分的樹脂體系，包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑(p41，插入式，空4行)其中X是O或S；任選的酸反應(yīng)性填料；任選的第二還原劑；和氧化劑；以及將可硬化組合物施用到牙齒上。
61.一種填充牙齒的方法，該方法包括提供包括下述組分的可硬化組合物包括烯鍵式不飽和組分的可硬化樹脂體系，包括下式官能團(tuán)的可聚合還原劑 其中X是O或S；第二還原劑；和氧化劑；以及將可硬化組合物施用到牙齒上。
62.具有下式的化合物
全文摘要
本發(fā)明提供了可硬化(即通過聚合、交聯(lián)、離子或其它化學(xué)反應(yīng)可固化)組合物，它包括在氧化還原聚合反應(yīng)中作為還原劑的可聚合脲或硫脲化合物。
文檔編號(hào)A61K6/00GK1610732SQ02826495
公開日2005年4月27日 申請日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月29日
發(fā)明者蘇米塔·B·米特拉, 阿夫申·法爾薩菲 申請人:3M創(chuàng)新有限公司