DK158280B

DK158280B - Polymeriserbart tandreparationsmateriale samt fremgangsmaade til fremstilling heraf

Info

Publication number: DK158280B
Application number: DK189681A
Authority: DK
Inventors: Samuel C Temin; Mildred C Richards
Original assignee: Colgate Palmolive Co
Priority date: 1980-04-29
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1990-04-30
Also published as: ES501694A0; NZ196865A; AU6991281A; DK189681A; CH654480A5; IE51153B1; JPS56169608A; ZA812531B; BE888598A; NO157443C; FR2481113B1; NO811447L; ATA187681A; MX156357A; AU547310B2; GB2075504A; AT376124B; FR2481113A1; SE450749B; BR8102606A

Description

_;DK 158280 B

Den foreliggende opfindelse angår et polymer iserbart tandreparationsmateriale, som er stabiliseret mod for tidlig aktivering af en katalysatorkomponent, og som omfatter mindst en me-thacrylatmonomer med 2-4 polymeriserbare olefiniske dobbelt-5 bindinger, en fri rad ika1 dannende polymerisationskatalysator, som omfatter en organisk peroxid- eller hydroperoxidforbin-delse, og som ved aktivering er i stand til at initiere polymerisation af monomeren, idet nævnte katalysator indgår i en mængde på 0,5-5 vægt% på basis af monomerens vægt, samt even-10 tuelt et part i kel formet, uorganisk fyldstof, fortrinsvis et si 1 iciumholdigt materiale, og eventuelt et silankoblingsmiddel samt en fremgangsmåde til fremstilling af et sådant polymeri-serbart materiale.

15

Polymeriserbare tandmaterialer baseret på anvendelsen af polymerisationskatalysator, f.eks. fri radikalinitiator, og monomer af methacrylattypen, såsom bisphenol A-glyci= dylmethacrylat-reaktionsproduktet, der er beskrevet i US 20 patentskrift nr.3.066.112, og almindeligvis benævnes som BIS-GMA, giver værdifulde grundmaterialer til en lang række tandrestaurerings- og reparationsbehandlinger, såsom fyldninger, plombering og fyldning af huller, revner og lignende. Sådanne midler anvendes almindeligvis i overens-25 stemmelse med en foreskrevet kronologi, hvor kontakten af po-~ ) lymerisationskatalysatoraktivatoren for midlet i nærværelse af polymeriserbar monomer kun sker på det tidspunkt, hvor tandlægen faktisk bruger det. Midler vælges, og doser reguleres for at sikre temmelig hurtig polymerisation ved en sådan kon-30 takt for at give en fast po1 ymer i satmasse i mundhulen. For at lette håndteringen og manipulationen kan man levere materialerne til tandlægen i form af en række viskose pastaer, som gør det muligt at blande midlerne ensartet med et minimum af anstrenge!ser.

Som beskrevet i den kendte teknik kan det foregående opnås ved at sørge for fysisk adskilte fyldstofholdige produkter indeholdende henholdsvis monomer/katalysator, monomer/akti- 35

2 DK 158280 B

vator, etc.. De i handelen værende produkter er emballeret særskilt.

Til trods for fabrikanternes foretagne forholdsregler har 5 det i praksis vist sig, at uønsket polymerisation af det monomere materiale ved henstand ikke desto mindre optræder temmelig hurtigt og i en forstyrrende grad før det tidspunkt, hvor det bringes i kontakt med aktivatormaterialet. En sådan uønsket polymerisation ses til trods for, at der ind-10 går forskellige inhibitorer i de monomere materialer til at reagere med tilfældigt forekommende fri radikaler, som kan bevirke polymerisation. Polymerisater, der er dannet ud fra sådanne destabiliserede monomermaterialer, har uden undtagelse ringe struktur, integritet,farve, etc.. Hærdning af monomer-15 materialet, en nødvendig følge af forpolymerisation, kan yderligere gøre den påvirkede monomer fuldstændig uegnet til dental anvendelse. Prisen kan således blive uoverkommelig. For at undgå problemet med den for tidlige polymerisation, plejer tandlægen i almindelighed at afkøle komponen-2o terne af det polymerdannende materiale før brug.

Der har hidtil været forskellige hjælpeforanstaltninger til afhjælpning af det foregående. Det har således vist sig, at monomerdestabilisering effektivt kan forsinkes noget ved 25 anvendelse af en specifik type fri radikalkatalysator, f.eks. en særlig varmestabil katalysator. Denne måde at gribe tingene an på forudsætter imidlertid, at problemet i alle tilfælde skyldes indvirkningen af varme, dvs. de højere temperaturer accelererer eller initierer katalysa-30 torens fri radikaldannende reaktion. Antallet af anvende lige katalysatorer reduceres væsentligt ved denne metode.

Andre metoder går ud på at anvende temmelig store mængder fyldstof, f.eks. silica, til opnåelse af passende lagringsstabilitet. Uorganiske fyldstoffer af den type, som nor-35 malt anvendes i de beskrevne produkter, kan imidlertid meget vel forsinke hærdningen eller polymerisationen af methacrylatmono= mere, som påpeget i den offentliggjorte litteratur. Dette kan modvirkes øjensynligt ved anvendelsen af silankoblings- eller -låsemidler, som påstås at bevirke i det mindste delvis genoprettet hærde-lighed eller polymeriserbarhed af den monomere. Det er af den største betyd

3 DK 158280 B

meriserbarhed af den monomere. Det er af den største betydning, at virkningerne af midlerne, som man tyr til for at undertrykke, uønsket forpolymerisation af monomer, ikke viser sig i væsentlig grad på tidspunktet for monomer/katalysator-aktivatorkontakt, på hvilket tidspunkt det er nødvendigt med hurtig og effektiv polymerisation.

5

Selv om det ovennævnte kun er delvis repræsentativt for den relevante teknologi på området, er det indlysende, at effektiv gennemførelse af hjælpeprocessen kan være vanskelig, og kræver en omhyggelig og nøjagtig afbalancering af en række faktorer, som i sig selv kan give yderligere problemer.

I overensstemmelse med den foreliggende opfindelse har det vist sig, at det beskrevne monomerstabilitetsproblem i første række hænger sammen med arten af den monomere, der leveres til brug ved tilberedningen af materialet, frem for en reaktion, som kan optræde mellem og blandt materialer, som anvendes som yderligere bestanddele i monomermaterialet.

20

Den foreliggende opfindelse er baseret på den overraskende opdagelse, at methacrylatmonomer og specielt den monomere af BIS-GMA-typen, der almindeligvis er i handelen, når den blandes med katalysator, specielt af peroxid- og hydroper= 2 5 oxidtypen, har begrænset lagringsbestandighed, og at blandingen mere end ofte polymeriserer under lagringsbetingelser før brug, hvilket gør produktet usælgeligt til genopbygningsformål. Sådan falsk reaktivitet findes, selv under moderate betingelser, såsom de betingelser, der er alminde- 3 0 ligt forekommende under normal lagring. I en laboratorieundersøgelse under anvendelse af kommerciel BIS-GMA som den monomere, giver katalysatorholdige prøver heraf, som ikke er behandlet ifølge opfindelsen,polymer efter blot 1 dags henstand ved stuetemperatur.

3 5

Omend instabiliteten skyldes en forurening, og hvad kilden er, er et åbent spørgsmål. Den kan således være blevet ind-

DK 158280B

ført på et tidspunkt under fremstillingen og/eller behandlingen af methacrylatmonomeren og/eller forstadiummaterialer. Man ved at rensning af bisphenol Å-aiethacrylatraonoxnerrna-terialer ved destillation er specielt vanskeligt på grund af deres højtkogende karakter. Muligheden for en højtkogen-5 de forurening af materialet kan derfor ikke. udelukkes.

Hvadend grunden nu er, har det vist sig, at behandlingen af methacrylatmonomeren med et ionbyttende materiale og specielt en sulfonsyretype kationbytterharpiks i syreform kraf-tigt formindsker enhver tendens til, at den monomere poly= meriseres, specielt når den er blandet med katalysator, og specielt af den fri radikalperoxidtype.

Som tidligere berørt er stabilitetsproblemet særligt på-jg trængende med monomermaterialer, som indeholder BIS-GMA, idet dette stof overraskende har vist sig at polymerisere efter blot 1 dag ved stuetemperatur i nærværelse af (f.eks.

2% beregnet på monomer) cumenhydroperoxid, en varmestabil katalysator. Omvendt polymeriserer kommercielt inhibitor-2q holdig methylmethacrylat, der indeholder fra 1-2% benzoyl= peroxid,efter nogle få dage ved 25°C, men det udviser væsentlig større stabilitet,end man ville forvente i nærværelse af det mere varmestabile cumenhydroperoxid og t-butylhydroperoxid. Baseret på 10 timers halveringstid 0_ er den anbefalede temperatur ved brug af benzoylperoxid ca. 73°C og ved brug af cumenhydroperoxid og t-butylhydro= peroxid henholdsvis 160°C og 170°C. BIS-GMA. er følgelig noget unormalt, ved at det temmelig hurtigt undergår for tidlig polymerisation, selv med varmestabile katalysatormaterialer.

30

Det foregående tjener ikke blot til at påpege betydningen af den mulige uensartede karakter af de forurenende materialer, men desuden de uensartede virkninger, som fremkaldes af forureningerne på forskellige katalysatormaterialer. Når BIS-GMA anvendes som den eneste eller væsentligste monomer, 3 5 skal langvarig kontakt mellem monomer og katalysator forud for behandlingen undgås, hvorimod der eksisterer et større spillerum med monomerer, såsom methylmethacrylat. I først-

5 DK 158280 B

nævnte tilfælde skal behandlingen med ionbytterharpiksen fortrinsvis ske før kontakt mellem monomer og katalysator.

Sulfonsyrekationbytterharpikserne er velkendte og er i handelen i en lang række former. Heri foretrækkes specielt de sulfonerede tværbundne polystyrenharpikser, således som den, der er i handelen som DOWEX*50 W-X8 i form af perler (1,9 meq/ml/ H+ form våd - 5,1 meq/ml tør). Andre egnede (S) sulfonsyrekationbytterharpikser omfatter DOWEX^ 50W-X2, DOWE3P5OW - X4 og DOWeAow - X10 (Dow Chemical Co.) , såvel som Amberlitir IR 120, Amberlysr^ 15 (Rohm & Haas) og 10 "Rexyn"101(H) fra Fisher Chem. Co., sidstnævnte er karakteriseret som 4/6 meq/ml - tør basis. Kationbytterharpikser anvendes mest effektivt til at behandle den monomere forud for kontakt deraf med katalysatoren/ dvs. som en forbehandling. Ifølge denne metode bliver forureninger, der kan fjer-15 nes ved kationbytterbehandling, herunder de af kationisk karakter, fjernet i det mindste i alt væsentligt fra den monomere, dvs. fysisk ekstraheret derfra. Urenheder, som findes i kationbytterharpiksen, som den er i handelen, kan fjernes derfra ved vaskning med acetone efterfulgt af ovn- 20 tørring før kontakt heraf med methacrylatmonomeren. En sådan kontakt kan ske på sædvanlig måde, f.eks. ved blot at sætte ionbytterperlerne (f.eks. 16-100 mesh, fortrinsvis 20-5Q mesh) til en opløsning af methacrylatmonomeren, omrøre blandingen i det nødvendige tidsrum og filtrere til 25 fraseparering af perlerne. Kontakten opretholdes, indtil forureningen er fjernet i alt væsentligt fuldstændigt, hvilket bestemmes ved hjælp af lagringsstabilitetsundersøgelser. I et laboratorieforsøg gav en opløsningsblanding af 8 dele kationbytterharpiks med 52 dele af et BIS-GMA 30 holdigt monomermateriale eksempelvis ét monomerprodukt i alt væsentlig fri for forureninger efter 24 timers henstand med omrøring. Alternativt kan forureningsfjernelse af monomer opnås i passende grad ved at lede den monomere gennem en egnet kolonne af ionbytterharpiksen på kendt måde.

Methacrylatmonomermaterialer, som er nyttige heri,er velkendte i teknikken. De foretrukne materialer omfatter al- 35

DK 158280 B

6 mindeligvis monomerer med en central del, som indeholder mindst én aromatisk ring^og mindst to acryliske endegrupper. Af denne type foretrækkes specielt BIS-GMA og den udgør i foretrukne udførelsesformer mindst ca. 50 vægt% af det samlede 5 monomermateriale. Handelsproduktet BIS-GMA, der fås fra

CiS

Freeman Chemical Co. under varemærket NUPOL^, er et eksempel på heri velegnede materialer.

Methacrylatmonomerer, som er særligt velegnede i forbindelse med denne opfindelse, er de, der kan illustreres ved hjælp 10 af de følgende almene formler: [(M - A - 0} - Ar]2 - B (M - A - OCO)2Ar

I II

(M - A) CR M-R1 (M - A - OCO - NH) 0R3 m p 2 2

III IV V

CH0 - M

15 CH - M'

CH2 - M VI

hvori M er methacryloyloxy, dvs. CH2 = CiCH^COO-, M' er methacryloyloxy eller hydroxyl, A er alkylen med 1-3 20 carbonatomer, såsom methylen, propylen, isopropylen, hydroxyalkylen med 1-3 carbonatomer, såsom hydroxymethylen, 2-hydroxypropylen og acetoxyalkylen med 3-5 carbonatomer i alkylengruppen, såsom 2-acetoxypropylen, 3-acetoxyamylen etc., n er 1-4, fortrinsvis 1 eller 2, m er 2 eller 3, og 25 p er 1 eller 2 med den forudsætning, at summen af m og p er 4, R er hydrogen, methyl, ethyl eller -A-M, hvori A og M har de tidligere anførte betydninger, Ar er phenylen,

DK 158280 B

7 f.eks. o-phenylen, m-phenylen eller p-phenylen, alkylsub-stitueret phenylen, f.eks. tolylen eller 5-t-butyl-m-pheny= len eller cykloalifatisk med 6-10 carbonatomer, såsom 1,3-cyklohexylen, B er p4 \ / 5 > X XR5 4 5 hvori R og R uafhængigt er hydrogen, alkyl, f.eks. C^-C4, eller substitueret alkyl, og R' er alkylen med 2-12 carbonatomer, såsom ethylen, dodecylen, etc., eller 2 2 2 -R -(O-R >OR -, hvor R er alkylen med 2 eller 3 carbonatomer, 10 såsom ethylen, propylen eller isopropylen, og x er 0-5, og 3 R er phenylen, tolylen, methylen-bis-phenylen eller alky= len med 2-12 carbonatomer.

Monomerer· med de ovennævnte formler er velkendte og almindelige i handelen værende produkter. Alternativt kan de let 15 tilvejebringes ved hjælp af sædvanlige syntetiske fremstillingsmetoder, f.eks. ved omsætning af en phenolisk forbindelse, såsom diphenolisk syre, phloroglucinol eller bisphe= nol A med glycidylmethacrylat i nærværelse af forskellige tertiære aminer og/eller phosphiner eller ved omsætning 20 af methacrylsyre med en epoxidholdig forbindelse, såsom diglycidyletheren af en bisphenol. Nogle af disse monomerer fremstilles også ved omsætning af passende alkoholer med methacrylsyre, methacrylylchlorid eller methacrylsyrean= hydrid.

25 Eksempler på monomerermed disse formler er; CH2=C (CH3) COOCH2CH2-OCO-- COOCH2CH2OCOC (CH31=CH2 ,

CH2=C (CH3) -COO—-CH2OCO— OCOC(CH3) = CH

HO CH3 CH3 OH

DK 158280 B

8 C-ECH2OCOC(CH3) = CH2]4, CH3CH2C-fCH2-0-p-C=CH2) 3, 0 iH3 CH2=C(CH3)COO(CH2)4OCOC(CH3)=ch2, CH2=C(CH3)COOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCOC(CH2)=ch2, 5 CH2=C(CH3) COOCH2CH(OH)CH2- "TOT 0-CH2-CH (OH) CH2OCOC (CH3) =ch2 ch2= C ( ch3 ) COO—(5)— c (CH2) 2-(5) O-COC (CH3) =CH2, CH2-C(CH3)COO-CH2CH(OH)ch2-o -W&- OCH2CH (OH) CH2OCOC (CH3) =CH2 OCH2CH (OH) OOOC (CH3) =ch2 Γ3

ch2= c(CH3)coo^2CH2oærø^iN

^^NHCOOCH2CH2OCOC (CH3) =CH2 CHo

I J

CH2=C(CH3)COO-CH2CH-OCCNH-CH2CH2C-C-C -CH2-NHCOOC H-CH2-OCO-C (CH3) =ch2 ch3 ch3 ch3 ch3 10 Monomerer af formlerne I, IX, III og IV foretrækkes i forbindelse med den praktiske udøvelse af den foreliggende opfindelse. Blandt disse monomerer foretrækkes specielt I, II og III, idet monomererne IV oftere anvendes i blanding med én eller flere af monomererne I, II og III.

DK 158280 B

9

Andre nyttige methacrylatmonomerer, som er velegnede til brug ved udøvelsen af denne opfindelse, omfatter de monomers’ med følgende formler, hvori M og Ar har de tidligere definerede betydninger} 4 4 5 MR OAr)2C(CH^)2* hvori R er isopropylen; c 5 c (MR OAr)9 og (MR 0)oAr, hvori R er 2-hydroxypropylen, MA RbM, hvori R° er hydroxycyklopentyl eller hydroxycyklo=

O Q

hexyl, og A er 2-hydroxyethylen, og M2R / hvori R er:

(A) CH

-O-irO-· GHa (B) -CH^ ^~ch2~' (C) -CH2-<0>- O -<g^CH2- eller (D) -CH2_<@HCH2- 10 Disse monomere er sædvanligvis i handelen eller kan let fremstilles. Fremstillingsenkeltheder for mange af disse monomerer er angivet i US patentskrifterne nr, 3.066.112, 3.721.644, 3.730.947, 3.770.811 og 3.774,305. En tertiær eutektisk monomerblanding, der også er velegnet til an-15 vendelse i forbindelse med denne opfindelse, er beskrevet i US patentskrift nr. 3.539.526. Alle de førnævnte patentskrifter er i deres helhed herved at anse for inkorporeret i den foreliggende tekst.

DK 158280 B

10

Det må forstås, at blandinger af to eller flere passende methacrylatmonomere" falder inden for den foreliggende opfindelses omfang. Afhængig af valget af monomere? er det i virkeligheden ofte særdeles ønskeligt med blandinger for 5 at optimere det resulterende dentalmateriales egenskaber.

Det foretrækkes således, at den monomere eller monomerblandingen har en viskositet fra ca. 100 til ca. 10.000 centipoise bestemt under anvendelse af et Brookfield-vis-kosimeter ved 20 omdrejninger pr. minut ved stuetemperatur.

10 Mere viskose masser håndteres hensigtsmæssigt ved højere temperaturer. Som angivet indeholder foretrukne blandinger mindst ca. 50 yægt% BIS-GMA.

Foretrukne alifatiske dimethacrylatmonomerer(benævnes også som fortyndingsmiddelmonomer e-) og særligt til brug i blan-15 ding med BIS-GMA., som beskrevet, omfatter: Hexamethylen= dimethacrylat (HMDMA), triethylenglycoldimethacrylat (TEGDMA) og polyethylenglycoldimethacrylat (PEGDMA). Ifølge en særdeles foretrukket udførelsesform omfatter monomermaterialet en blanding af lige dele BIS-GMA og HMDMA, idet 20 dette system har fremragende stabilitet ved både stuetemperatur og forhøjet temperatur (37°C).

Fri radikaldannende katalysatorer, der er nyttige heri, omfatter generelt organiske forbindelser, der, når de aktiveres, frigiver fri radikalformer, der er i stand til at 25 initiere polymerisation af de før beskrevne monomere? til dannelse af faste MAS-polymerisater, som specielt i tilfældet med fyldstofholdige systemer, har god trykstyrke af 2 størrelsesordenen 1757-2109 kg/cm , og fortrinsvis p mindst 2400 - 2812 kg/cm . Foretrukne materialer 30 er de organiske peroxider og hydroperoxider, og blandt disse foretrækkes specielt benzoylperoxid, cumenhydroperoxid og t-butylhydroperoxid. Katalysatoren indgår almindeligvis i mængder på ca. 0,5-5%, fortrinsvis 1-4% og bedst 1-3 vægt% af alt monomer. En særlig fordel ved opfindelsen er, at

DK 158280 B

11 høje katalysatormængder tillades inden for det givne område, uden at stabiliteten herved påvirkes i uheldig retning.

Et yderligere og særligt værdifuldt træk ved opfindelsen er, at fyldstof .ikke er nødvendigt for at opnå lagringsstabili-5 tet og derfor er en valgfri bestanddel af de foreliggende produkter. God stabilitet opnås således i monomermaterialet, hvadenten der indgår et sådant materiale eller ej. Når det anvendes, kan fyldstofmængden gå op til ca. 400 vægt% af den monomere. På baggrund af fyldstoffets polymerisations— 10 (hærdnings) retarderende virkninger'tilrådes det imidlertid almindeligvis at begrænse mængden heraf til under 100% og fortrinsvis under ca. 80 vægt% af det samlede produkt.

Det i produkterne ifølge opfindelsen anvendte uorganiske partikelformede fyldstof omfatter smeltet silica, kvarts, 15 krystallinsk silica, amorft silica, sodaglasperler, bariumglas og andre for røntgenstråler uigennemtrængelige glasser, glasstave, keramiske oxider, partikelformet silicatglas og syntetiske mineraler, såsom β-eucryptit (LiAlSiO^), idet sidstnævnte har en negativ varmeekspansionskoefficient. Det 20 er også muligt at anvende findelte stoffer og pulverformet hydroxylapatit, selv om materialer, som reagerer med silan-koblingsmidler/foretrækkes. Små mængder af pigmenter, som gør det muligt at regulere produktets farve efter tænderne, kan indgå. Egnede pigmenter omfatter jernoxidsort, cadmium-25 gule og-orange, fluorescerende zinkoxider, titandioxid, etc.. Fyldstofpartiklerne plejer almindeligvis at være under ca.. 5Q mikron i diameter og fortrinsvis tinder 30 mikron. Produkter uden fyldstof er særligt velegnede, hvor dentalproduktet er beregnet til dannelse af en belægning, tand-30 sideforseglingsmiddel til tandsideretableringer eller klæbestof.

Koblingsmidler, der ligeledes eventuelt kan anvendes heri, er som nævnt særligt velegnede,når der anvendes et silica-

DK 158280 B

12 fyldstof, da de har tendens til i det mindste delvis at modvirke fyldstoffets polymerisationsinhiberende virkninger og derved genoprette et omtrent ækvivalent mål af polymeri-serbarhed. De gunstige virkninger af koblingsmidlerne, som 5 er silanforbindelser, er mest indlysende i forbindelse med den trykstyrke, som karakteriserer det færdige dentalpoly= merisat.

Silankoblingsmidlerne er stoffer, som indeholder mindst én polymeriserbar dobbeltbinding til omsætning med de methacry« 10 latmonomere. Eksempler på egnede koblingsmidler er γ-meth« acryloxypropyltrimethoxysilan, vinyltrichlorsilan, tris(2-methoxyethoxy]silan, tris(acetoxy)vinylsilan, 1-N-(vinyl« benzylaminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan-3. Det førstnævnte stof foretrækkes til brug med methacrylatmonornerer 15 på grund af den lignende reaktivitet af dobbeltbindingerne.

Koblingsmidlet kan simpelthen sættes til det fyldstofholdige monomermateriale, idet der ikke kræves nogen forudgående hydrolyse i overensstemmelse med f.eks. de sure og alkaliske hydrolyseteknikker, der er beskrevet i US patentskrift 20 nr. 3.066.112, selv om en sådan fremgangsmåde kan anvendes. Fyldstoffet (sædvanligvis kvarts) kan således blive opslæm-met først med en vandig opløsning af koblingsmidlet af en sådan koncentration, at ca, 0,5-2 vægt% af midlet ved tørring aflejres på eller omsættes med fyldstoffet og derefter 25 blandes med monomermaterialet. Sidstnævnte fremgangsmåde resulterer tilsyneladende i en flere gange forøgelse af silanmængden, der reagerer med og/eller bliver bundet til fyldstoffet. Styrkeegenskaberne af dentalpolymerisaterne fremstillet med de foreliggende midler viser sig overlegne, 30 hvilken fremgangsmåde der end anvendes.

Dannelse af dentalpolymerisatet i mundhulen gennemføres ved at blande det foreliggende materiale, sædvanligvis i form af en masse af pastalignende konsistens med et akti-vatorholdigt materiale, der kan være tilsat fyldstof af

DK 158280 B

13 den nævnte type. Egnede aktivatorer omfatter substituerede thiourinstof-fer, f.eks. acetylthiourinstof, N,N-dimethylparatoluidin og para-toluensulfinsyre. Polymerisation og efterfølgende 5 hærdning optræder hurtigt/ men i løbet af et rimeligt tidsrum til/ at tandlægen får mulighed for hurtigt at behandle det område, som er udset til tandreparation,med midlet. Det resulterende polymerisat har god styrke, specielt trykstyrkeJog har ingen påviselig tendens til at spalte, 10 flække eller på anden måde blive beskadiget. Polymerisatet er helt ugiftigt og uden tendens til at give lavmolekylære eller andre stoffer, som kunne forårsage tandkødsirritation, og synes således i alle. væsentlige henseender inaktivt over for indvirkningerne af væsker, som findes i mundhulen.

15 De polymeriserbare dentalproduktér, der fremstilles og tilberedes som beskrevet heri, er stabile i månedsvis ved stuetemperatur, idet der ikke er tegn på for tidlig poly= merisation. Der eksisterer desuden god stabilitet ved forhøjet temperatur, idet visse foretrukne produkter viser 20 god stabilitet i længere tidsrum ved en temperatur af størrelsesordenen 37°C.

Det må forstås, at forureningsproblemet, der er beskrevet, kan være mere eller mindre, udpræget, alt afhængig af den anvendte type methacrylatmonomér, såvel som katalysatorma-25 terialet. Et forbedret stabilitetsniveau kan således opnås i et givet tilfælde med en kombination af lidt eller endog meget forurenet monomer og forholdsvis stabilt katalysator-materiale. Katalysatorens betydning i denne henseende er ikke helt afklaret, X den udstrækning, at forureningen bi-30 drager til katalysatorens dissociative reaktion og følgelig fri radikal dannelse, giver den heri foreskrevne behandling og de i overensstemmelse hermed udformede produkter den beskrevne stabilitetsforbedring. Da materialer, som er i stand til at påvirke katalysatoren, således i mange eller i de

DK 158280 B

14 fleste tilfælde egner sig til nøjagtig kemisk identifikation, er det ikke nødvendigvis kendt, hvilke typer af materialer, der kan fungere således; dog kan sådanne materialer indgå i methacrylatmonomere her og som heri beskrevet på 5 grund af fremgangsmåden til monomerfremstilling eller anden behandling. BIS-GMA er specielt et mere dramatisk eksempel på et i handelen værende materiale, der som den foreliggende ansøger har påvist, indeholder sådanne destabiliserende forureninger.

10 Rensningsbehandling af monomeren, herunder dén, som har været eller er i kontakt med katalysatoren, skal gennemføres før dannelsen af fri radikaler i nævneværdige mængder, dvs. mængdér, som er tilstrækkelige til at initiere en polymerisationshastighed, som danner tilstrækkeligt polymer i løbet 15 af forholdsvis kort tid. Med "kort tid" menes en kortere periode end den, som normalt blev anset for forbundet med krav til holdetid her. For størstedelen bliver det polymeri-serbare materiale normalt anvendt af tandlægen i løbet af nogle få uger efter indkøb heraf.

20 Monomerdestabilisering vil ikke være et problem, for så vidt angår de foreliggende produkter, da de er stabile under de lagringsbetingelser, som normalt forventes, ud over den periode, som tandlægen har dem. Når henses til, at det poly= meriserbare materiale sandsynligvis af tandlægen vil blive 25 afkølet før brug, vil det være i orden med endnu længere opbevaringstider. Blanding af monomer og katalysator af fabrikanten vil yderligere og naturligvis ske planmæssigt og nødvendigvis kort tid før salg. Hvis der forekommer en tilstrækkelig lang opbevaringstid og/eller høj temperatur, vil 30 der imidlertid helt sikkert ske geldannelse i monomermaterialet. Selv forekomsten af en ringe mængde fri radikal vil med tiden forårsage geldannelse.

I den foreliggende tekst er det hensigten, at udtrykket 15

DK 15 S 2 8 O B

"før dannelse af fri radikaler" eller "før dannelsen af fri radikaler i nævneværdige mængder" skal have en betydning i overensstemmelse med det foregående og skal forstås under henvisning dertil. Behandling af en forud dannet blan-5 ding af katalysator og monomer i overensstemmelse med én udførelsesform for opfindelsen, før dannelsen af en nævneværdig mængde fri radikaler, betyder således blot, at eventuelle fri radikalformer, som findes på dette behandlingstidspunkt, ikke vil være tilstrækkelig til at bevirke gel-10 dannelse af monomermaterialet inden for de beskrevne krav til holdetid.

Stabiliteten af i handelen værende BIS-GMA og methylmethacry* lat (MMA) i nærværelse af organisk peroxid-og hydroperoxid* katalysatorer sammenlignes som følger: 15 Portioner af ΜΜΆ (Rohm og Haas produkt indeholdende 10 ppm methylether af hydroquino'n, MEHQl blandes med katalysator til frembringelse af 2% opløsninger af henholdsvis benzoyl* peroxid (BP), cumenhydroperoxid (CHP) og t-butylhydroperoxid (TBH). Opløsningerne får lov til at henstå ved omgivelsernes 20 temperatur (20-25°C).

Portioner af BIS-GMA (Freeman Chemical Co. produkt, der fås under varemærket "NUPOL"\ tilberedes på tilsvarende måde til frembringelse af 2% opløsninger, henholdsvis af de samme katalysatormaterialer og får lov til at henstå 25 ved 20-25°C. De opnåede resultater er anført i den efterfølgende tabel:

DK 158280 B

16

Tabel' 1.

Geltid (dage)

Katalysator

Monomer BP TBH CHP

5 BIS-GMA (a) .3 2 MMA 3 (al (a) (a] ingen gelering efter 9 dage, hvor forsøget sluttede.

Det viser sig overraskende, at BIS-GMA er mere stabilt med TBH, en mindre varmestabil katalysator, dvs. BP i sammenlig-10 .ning med enten TBH eller CHP. Som tidligere anført anbefa les både TBH og CHP til brug ved temperaturer, der ligger væsentligt højere end for BP, og det ville blive forventet, når TBH eller CHP opløses i de monomerer^ at opnå større stabilitet over for polymerisation end BP. De for 15 MMA anførte data ligger mere på linie med, hvad man normalt ville forvente, hvilket understreger det temmeligt unormale stabilitetstrask af BIS-GMA i nærværelse af fri radikalkatalysator. Geltid betegner den dag, hvor man først ser, at geldannelse finder sted.

20 De følgende eksempler har udelukkende til formål at belyse og på ingen måde at begrænse den foreliggende opfindelse.

Alle dele og procenter er vægtdele og vægtprocenter.

Eksempel 1.

Til 52 dele af en homogen blanding af lige dele BIS-GMA 25 (NUPOL 46-4005 charge nr. 124.793} og hexamethylendimethacry= lat (HMDMA), fra Sartomer Chemicals, parti nr. PB 844 sættes 8 dele acetonevasket og ovntørret DOWEX ® 50 W-X 8 ion-bytterperler (1,9 MEQ/nil, H+ form) . Blandingen omrøres i 24 timer og filtreres derpå gennem et sintret glasfilter

DK 158280 B

17 til fjernelse af perlerne. Til monomeropløsningen sættes 0,026 dele MEHQ for at erstatte eventuelt ved ionbytterbe-handlingen tabt inhibitor.

Portioner af den således behandlede monomeropløsning anven-5 des til at tilberede opløsninger, der indeholder henholdsvis 2% BP og 4% CHP. Efter 6 måneders henstand ved stuetemperatur, udviste disse opløsninger ingen polymerdannelse, og forsøget blev afsluttet på dette tidspunkt. BIS-GMA-produktets stabilitet er væsentligt forbedret i sammenlig-10 ning med geltiden på 2 dage for BIS-GMA i tabel 1 for en 2% CHP-opløsning. Den for BIS-GMA/HMDMA monomerproduktet opnåede væsentligt forbedret stabilitet i dette eksempel er des mere overraskende, når man tænker på den høje (4%) koncentration af CHP.

15 Eksempel 2.

Til 25 dele af monomerproduktet, der blev opnået ved ionby tterbehandlingen i eksempel 1,sættes først 5%, beregnet på monomer, silankoblingsmiddel og derefter 75 dele amorft silica. Produktet er.stabilt (der ses ingen geldannelse) 20 i over 1 år ved stuetemperatur.

Eksempel 3.

Det fra eksempel 2 opnåede ældede produkt blandes med en tilsvarende mængde af et lignende produkt, men CHP udelades, og der tilsættes 2% acetylthiourinstof som reduktionsmiddel.

25 Der sker en hurtig og fuldstændig hærdning.

Andre monomermaterialer, der blev afprøvet som beskrevet i de foregående eksempler med lignende stabiliseringsresulta tér, er som følger med dele angivet i parentes:

Claims

5 BIS-GMA (71) 1TEGDMA (29) ^ polyethylenglycoldimethacrylat 2 triethylenglycoldimethacrylat. 10 Patentkrav.
1. Polymeriserbart tandreparationsmateriale, som er stabili-15 seret mod for tidlig aktivering af en katalysatorkomponent, og som omfatter mindst en methacry1atmonomer med 2-4 polymeriser-bare olefiniske dobbeltbindinger, en friradikaldannende polymerisationskatalysator, som omfatter en organisk peroxid- eller hydroperoxidforbindelse, og som ved aktivering er i stand 20 til at initiere polymerisaton af nævnte monomer, idet nævnte katalysator indgår i en mængde på 0,5-5 vægt% på basis af monomerens vægt, samt eventuelt et partikelformet, uorganisk fyldstof, og eventuelt et silankoblingsmiddel, kendetegnet ved, at monomeren forud for dens kontakt med 25 nævnte katalysator er blevet behandlet med en sulfonsyretype-kationbytterharpiks i fri syreform. 35 Materiale ifølge krav 1, kendetegnet ved, at mindst ca. 50 vægt% af nævnte methacry1atmonomerer er reak- 30 tionsproduktet af bisphenol A og glycidylmethacrylat, at der er et siliciumholdigt fyldstof til stede i en mængde på under 80 vægt% på basis af materialets totale vægt, og silankob-lingsmidlet til stede i en mængde på 3-6 vægt% på basis af monomerens vægt. DK 158280 B
3. Materiale ifølge krav 2, kendetegnet ved, at nævnte methacrylatmonomer omfatter en omtrent l:l-blanding af reaktionsproduktet af bisfenol A og g 1yc i dy 1methacry1 at og hexamethylendimethacrylat, og at silankoblingsmidlet er til 5 stede i en mængde på ca. 5 vægt%.
4. Fremgangsmåde til fremstilling af et polymeriserbart materiale ifølge krav 1, hvor et methacrylatmonomermateri a 1e, som indeholder mindst en methacry1atmonomer med 2-4 polymeriser- 10 bare olefiniske dobbeltbindinger blandes med en polymerisationskatalysator, som omfatter en organisk peroxid- eller hy-droperoxidforbindel se, som frigør frie radikaler, og som ved aktivering er i stand til at initiere polymerisation af monomeren, idet katalysatoren anvendes i en mængde på 0,5-5 vægt% 15 på basis af monomerens vægt, og eventuelt et partikelformet, uorganisk fyldstof, fortrinsvis et s i 1iciumholdigt fyldstof, og eventuelt et si 1ankoblingsmiddel, kendetegnet ved, at man forud for monomerens kontakt med katalysatoren behandler den med en sulfonsyretype-kationbytterharpiks i fri 20 syreform.
5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at behandlingen omfatter, at man omrører en opløsning af methacry 1atmonomeren med kationbytterharpiksen i form af perler, 25 eller at man fører opløsningen igennem en søjle af kationbytterharpiksen, indtil man opnår et i det væsentlige forureningsfrit monomermateriale som bestemt ved lagringsstabilitetsforsøg .