JP4002995B2 - ハイドロカルビルコーティング、組成物および使用法 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、硬組織表面または口内環境表面のコーティングに関する。さらに詳細には、本発明は硬組織表面または口内環境表面の実質的なコーティングに関する。
発明の背景
プラークは、齲歯、歯肉疾患および歯の変色に共通な因子であり、その進展に大きく貢献する。プラークは、歯の表面の蛋白様薄膜である被膜に齲食菌が付着するときに開始される。プラークは、次には、結石形成の核の役をする。結石が成長し、硬化するにつれて、結石はは食品色素原の吸収により着色する傾向がある。さらに、口内修復材料は、本来、食品色素原による着色が増強しやすい。色素吸収、および硬組織または口内環境表面への細菌の付着を回避する手段を持つことが望ましい。
Linらに与えられた米国特許第5,078,988号は、改質アミノアルキルシリコーンを含む歯磨き剤を開示している。改質シリコーンは、齲食および着色を防止するために、歯に疎水性の層を形成するといわれている。Rollaらに対するPCT特許出願番号第WO91/13608号は、液体シリコーン油および脂溶性抗菌薬を含む歯磨き剤を開示しており、この歯磨き剤は、抗菌薬を唾液中に徐々に放出するため、歯のプラーク形成防止に有用であると記述されている。
発明の概要
本発明は、硬組織表面または口内環境表面のコーティングを提供し、このコーティングは反復単位
Ａ）極性基または分極可能基１〜８０重量％
Ｂ）変調基０〜９８重量％
Ｃ）重量平均分子量は約１６０より大きい疎水性炭化水素部分１〜４０重量％、
を含むポリマーを含み、前記コーティングのウィルヘルミー平衡試験前進接触角度（Wilhelmy advancing Constant Angle）は５５°より大きい。
本発明は、反復単位
Ａ）極性基または分極可能基１〜８０重量％
Ｂ）変調基０〜９８重量％
Ｃ）重量平均分子量は約１６０より大きい疎水性炭化水素部分１〜４０重量％
を含むポリマーを含み、前記コーティングのウィルヘルミー平衡試験前進接触角度は５５°より大きい。
前記ポリマーは、更に、縮合反応を受けることができるシラン部分を少なくとも１個含む、人の口内表面を被覆するのに適した歯科用組成物も提供する。
上述の組成物は、シラン縮合反応を促進するための触媒も任意に含むことが可能であり、縮合反応を受けることができるシリコーン縮合反応部位を少なくとも２個含む補足的化合物も任意に含むことが可能である。この補足的化合物は、縮合反応の終了後、上述のポリマー間の架橋化合物の役割をする。
さらに、意外なことに、上述のコーティングを有する表面を界面活性剤で処理することによって、着色および細菌付着に対する抵抗性の有意な増強が得られることが確認されている。
本発明は、別の実施態様で、表面で架橋可能な硬組織表面または口内環境の表面を被覆するためのポリマーも提供する。
また別の実施態様では、上述のポリマー系を含むコーティングを有する歯科用装置を提供する。
詳細な説明：
本発明は、ぞうげ質、エナメル質、セメント質、骨などの硬組織のコーティングに関する。あるいは、このコーティングは、歯科用修復物、歯科矯正装置または歯科補綴装置の表面を含め、口内環境の他の表面に提供することも可能である。歯科修復物には、樹脂系コンポジット、アマルガム、ガラスイオノマー、セラミックスおよびこれらから誘導された様々な混成材料から製作された修復物が含まれる。歯科矯正装置には、歯科矯正用ブラケット、ワイヤなどが含まれる。歯科補綴装置には、歯科用ブリッジ、歯冠、義歯などが含まれる。
コーティングは、細菌付着、プラーク形成または食品または色素による着色に対して被覆表面に抵抗性を与えるのに十分な量で提供される。コーティングは連続層または半連続層として提供されてもよい。コーティングは、少なくとも、本願明細書に記載の実質的に連続的なポリマー単層を被覆表面に提供するのに十分な量で塗布されることが好ましい。
本発明に従って提供されるコーティングは、前述の表面に対して極めて実質的である。コーティングの摩擦係数は低く、プラーク、細菌、食品着色などに対する抵抗性は高い。
意外なことに、本願明細書に記載のコーティングを有する表面を、界面活性剤を含む組成物で処理すると、細菌および蛋白様物質の表面への付着に対する抵抗増強が認められることもわかっている。界面活性剤投与ステップより前に被覆表面が細菌や蛋白様物質に曝露された場合でも、界面活性剤投与ステップは、この意外な利益を供する。それゆえ、界面活性剤含有組成物で処理されている本願明細書に記載のコーティングは、界面活性剤含有組成物で処理されていないコーティングと明らかに物理的に異なる。
界面活性剤処理は、（ｉ）初回コーティングの一部として（ii）初回コーティングの後であるが、蛋白様物質である望ましくない口内微生物に被覆表面を曝露する前に、または（iii）被覆表面を細菌などに曝露した後で、塗布することができる。最後の場合、界面活性剤処理を時々塗布することができる。
本発明のコーティングは、Ａ，Ｂ、およびＣの反復単位を有するビニルコポリマーを含み、Ａは少なくとも１個の極性基または分極可能基を含むエチレン系不飽和モノマーから誘導され、Ｂは変調基を任意に含むエチレン系不飽和モノマーから誘導され、Ｃは重量平均分子量が約１６０より大きいエチレン系不飽和炭化水素部分から誘導される。このポリマーは、水に０．１％未満溶解することが好ましい。
さらに詳細には、単位Ａはアクリレート、メタクリレート、クロトネート、イタコネートなどの、ビニルモノマーから誘導される。極性基は、酸性、塩基性または塩であってもよい。これらの基は、イオンであっても中性であってもよい。
極性基または分極可能基の例としては、ヒドロキシ、チオ、置換アミドまたは未置換アミド、環状エーテル（オキサン類、オキセタン類、フラン類、ピラン類など）などの中性基、塩基性基（ホスフィン類や、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンを含むアミン類など）、酸性基（オキシ酸、Ｃ、Ｓ、Ｐ、Ｂのチオオキシ酸素）およびイオン基（第四級アンモニウム、カルボン酸塩、スルホン酸塩など）およびこれらの基の前駆体および保護形などがある。さらに、Ａはマクロモノマーであってもよい。このような基のさらに詳細な例を次に示す。
単位Ａは、一般式：
CH₂=CR²G-(COOH)_d
で表され、
式中、Ｒ²はＨ、メチル、エチル、シアノ、カルボキシまたはカルボキシメチルであり、ｄは１〜５であり、Ｇは結合または結合価ｄ＋１の炭素原子を１〜１２個含み、置換ヘテロ原子または未置換ヘテロ原子（Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐなど）で任意に置換されるかまたは中断されるかまたはその両者であるハイドロカルビルラジカル結合基である、分子を含む一官能価カルボキシル基または多官能価カルボキシル基から誘導することが可能である。任意に、この単位はその塩の形で提供されてもよい。このクラスの好ましいモノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸およびＮ−アクリロイルグリシンである。
単位Ａは、たとえば、一般式：
CH₂=CR²-CO-L-R³-(OH)_d
で表され、
式中、Ｒ²はＨ、メチル、エチル、シアノ、カルボキシまたはカルボキシアルキルであり、ＬはＯ、ＮＨであり、ｄは１〜５であり、Ｒ³は炭素原子を１〜１２個含む結合価ｄ＋１のハイドロカルビルラジカルである、
分子を含む一官能価ヒドロキシ基または多官能価ヒドロキシ基から誘導することが可能である。このクラスの好ましいモノマーは、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、グリセロールモノ（メタ）アクリレート、トリス（ヒドロキシメチル）エタンモノアクリレート、ペンタエリトリトールモノ（メタ）アクリレート、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミドおよびヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミドである。
あるいは、単位Ａは、一般式：
CH₂=CR²-CO-L-R³-(NR⁴R⁵)_d
で表され、
式中、Ｒ²、Ｌ、Ｒ³およびｄは上述の通りであり、Ｒ⁴およびＲ⁵はＨまたは炭素原子が１〜１２個のアルキル基であるか、合わせて炭素環基または複素環基を構成する、
分子を含む一官能価または多官能価アミノ基から誘導することが可能である。このクラスの好ましいモノマーは、アミノエチル（メタ）アクリレート、アミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−イソプロピルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドおよび４−メチル−１−アクリロイル−ピペラジンである。
単位Ａは、、メトキシエチル（メタ）アクリレート、2（2-エトキシエトキシ）エチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートまたはポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレートなど、アルコキシ置換（メタ）アクリレートまたはアルコキシ置換（メタ）アクリルアミドから誘導することも可能である。
単位Ａは、一般式：

で表され、
式中、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｌおよびｄは上述の通りであり、Ｒ⁶はＨまたは炭素原子が１〜１２個のアルキルであり、Ｑ_-は有機陰イオンまたは無機陰イオンである、
置換アンモニウムモノマーまたは未置換アンモニウムモノマーから誘導することが可能である。このようなモノマーの好ましい例は、2-N,N,N-トリメチルアンモニウムエチル（メタ）アクリレート、2-N,N,N-トリエチルアンモニウムエチル（メタ）アクリレート、3-N,N,N-トリメチルアンモニウムプロピル（メタ）アクリレート、N(2-N',N',N'-トリメチルアンモニウム)エチル（メタ）アクリルアミド、N-(ジメチルヒドロキシエチルアンモニウム)プロピル（メタ）アクリルアミドなどであり、対イオンはフッ素化物、塩化物、臭化物、酢酸塩、プロピオン酸塩、ラウリル酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩などであってもよい。このモノマーは、有機対イオンまたは無機対イオンのN,N-ジメチルジアリルアンモニウム塩であってもよい。
アンモニウムイオン含有ポリマーは、単位Ａとして上述のアミノ基含有モノマーのいずれかを使用し、結果として生じたポリマーを、ペンダントアミノ基に実質的に陽子が付加されるｐＨまで、有機酸または無機酸で酸性化することによって調製することが可能である。完全に置換されたアンモニウム基含有ポリマーは、上述のアミノポリマーをアルキル化基でアルキル化することによって調製することが可能であり、その方法はMenschutkin反応として従来の技術上周知である。
本発明の単位Ａは、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン酸など、スルホン酸基含有モノマーから誘導することもできる。あるいは、単位Ａは、リン酸基またはホウ酸基含有モノマーから誘導することが可能である。これらのモノマーは、陽子付加酸形でモノマーとして使用することが可能であり、得られた相応するポリマーは、有様塩基または無機塩基で中和して、ポリマーの塩形を与えることが可能である。
単位Ｂは、アクリレートまたはメタクリレートまたは他のビニル重合可能な出発モノマーから誘導され、ガラス転移温度、キャリヤ媒体中での溶解性、親水性−疎水性比などの特性を調節する機能性を任意に含む。
単位Ｂモノマーの例には、炭素が１〜１２個の直鎖アルコール、分岐アルコールまたは環状アルコールの低級メタクリル酸エステル乃至中級メタクリル酸エステルが含まれる。単位Ｂモノマーの他の例としては、スチレン、ビニルエステル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロイルモノマーなどがある。
Ｂモノマーの更なる例は、1,1-ジヒドロペルフルオロアルカノール類
（１）および同族体（２）のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルである。
(1) CF₃(CF₂)_xCH₂OH
式中、Ｘは０〜２０であり、ｙは少なくとも１から最高１０までである
(2) CF₃(CF₂)_x(CH₂)_yOH
w-ヒドロフロアルカノール3,
(3) HCF₂(CF₂)_x(CH₂)_yOH
式中、Ｘは０〜２０であり、Ｙは少なくとも１から最高１０までである
(4)
フルオロアルキルスルホンアミドアルコール４、

式中、Ｘは０〜２０であり、Ｒ¹は炭素原子が２０個までのアルキルまたはアリールアルキルまたは環炭素原子が６個までのシクロアルキルである
(5)
環状フルオロアルキルアルコール５、

式中、Ｚは０〜７であり、ｙは少なくとも１から最高１０までである
(6) CF₃(CF₂CF₂--O)_q(CF₂O)_x(CH₂)_yOH
式中、ｑは２〜２０であり、且つｘより大きく、ｘは０〜２０であり、ｙは少なくとも１から最高１０までである。

式中、ｐおよびｓは少なくとも１であり、ｒは１〜６である。
好ましい重合Ａモノマー主鎖組成物としては、フルオロアクリレート８〜１３のポリマーなどがある。

単位Ｃは、約１６０より大きい重量平均分子量を持つ、予め形成したエチレン系不飽和炭化水素部分から誘導される。好ましくは、炭化水素部分は、約１６０から１００，０００の間の分子量を持ち、さらに好ましくは、約１６０から２０，０００の間の分子量を持つ。炭化水素部分は、本質的に芳香族であっても非芳香族であってもよく、部分的または完全に飽和された環を任意に含んでもよい。好ましい基Ｃは、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、ドデシルメタクリルレートおよびオクタデシルメタクリルレートである。他の好ましいＣ群としては、エチレン、スチレン∝-メチルスチレン、ビニルトルエン、メチルメタクリレートなど、重合可能炭化水素から調製した、所望の分子量を持つマクロモノマーなどがある。
本発明で使用するコポリマーは、出発モノマー単位Ａ、単位Ｂおよび単位Ｃを、標準的な重合技術で共重合させることによって都合よく調製される。
このポリマーは、企図した基面にポリマーを配置した後、続いて起こる架橋反応によって、コーティングまたは表面組成物をその後固定するために、１個以上の架橋可能な基も含んでもよい。基Ｂが架橋可能な基を含むコポリマーは、コポリマーの親電子部分または求核部分を、適切な反応基およびエチレン基やエポキシ基などの架橋可能基を少なくとも１個含む別の化合物と反応させることによって調製することができる。親電子部分または求核部分は、コポリマーの単位Ａに存在するものと同じ場合もある。
したがって、本発明は、反復単位
（Ａ）極性基または分極可能基１〜８０重量％
（Ｂ）変調基０〜９８重量％
（Ｃ）重量平均分子量が約１６０より大きい疎水性炭化水素部分１〜４０重量％
を含み、前記ポリマーはさらにペンダント架橋可能基も含む、新規ポリマーも企図する。
架橋可能基は、遊離基架橋反応または陽イオン架橋反応を受けることができる。適当な架橋可能基としては、重合可能なエチレン系不飽和基や重合可能なエポキシ基などがあるが、これらに限定されるものではない。エチレン系不飽和基が好ましく、特に遊離基機構によって重合させることが可能なものが好ましい。その例は、置換または未置換のアクリレート類、メチアクリレート類、アルケン類およびアクリルアミド類である。水性系では、一般に陽イオン機構より遊離基機構の方が使用しやすいため、陽イオン機構によって重合される重合可能基、たとえば、ビニルエーテル基などの重合可能なエチレン系不飽和基や重合可能なエポキシ基は、あまり好ましくない。
ペンダント架橋可能基を形成するために、親電子基または求核基を有するポリマーを、１当量未満の適当な化合物と反応させ、それによって、親電子基または求核基を未反応のままにしておくことを含め、様々な合成経路にっよって架橋可能ポリマーを調製することができる。あるいは、適当なモノマーを、既にモノマーに存在するペンダント架橋可能基と共重合させてもよい。この方法の反応は、重合段階で全ての基が完全に反応するのを避けるように注意深く調節するか、あるいは、ポリマー形成に使用する反応は、ポリマー間の架橋形成に使用する反応と違わなければならない。
カップリング化合物と親電子基または求核基との間に共有結合を形成し、それによってペンダント架橋基をポリマーの主鎖に連結するために、現在、「カップリング化合物」、すなわち、ペンダント架橋可能基と出発材料ポリマーに存在する機能性を介してポリマーと反応することができる反応基との両者を含む化合物を使用して、架橋可能なポリマーを作るための上記の第１の合成経路を実行することができる。適当なカップリング化合物は、非妨害置換基および／またはペンダント架橋基と反応基との間の未置換結合基を任意に含む、有機化合物である。
本発明のポリマーの調製に使用するのに適したカップリング化合物には、共有結合を形成するために、極性基と反応することができる少なくとも１個の基、ならびに少なくとも１個の重合可能なエチレン系不飽和基、を含む化合物が含まれる。極性基がカルボキシのとき、親電子基も求核基も含め、多数の基がこれと反応することができる。このような基の例としては、以下の、-NCO、-COCl、および

部分を含む部分および基がある。
結合部位がアルコールのとき、多数の基がアルコールと反応することができる。このような基の例としては、以下の、-NCO、-COCl、および

部分を含む部分および基がある。
架橋可能基を結合するのに適したカップリング化合物の例としては、たとえば、塩化アクリロイル、塩化メタクリロイル、ビニルアザラクトン、アリルイソシアネート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-アミノエチルメタクリレート、2-イソシアナトエチルメタクリレートなどがある。適当なカップリング化合物の他の例としては、米国特許第4,035,321号に記載のものがある。好ましいカップリング化合物の例としては、たとえば、以下のメタクリレート化合物およびそれらの相応するアクリレート類がある。

次のアリル化合物：

特に好ましいカップリング化合物は、以下のメタクリレート化合物およびそれらの相応するアクリレートであり、式中Ｒおよびｑは上述の通りである。

本発明のポリマーは、更に、縮合反応を受けることができるシラン部分を少なくとも１個、任意に含んでもよい。縮合反応は、２分子が結合して、第３の化合物
が消失する反応である。第３の化合物は水のこともあり、特定の反応物の構造によって、この第３の化合物は、アルコール、アミン、または反応で消失するような他の化合物のこともある。このシラン部分は、たとえば、上述の単位Ａ、単位Ｂおよび単位Ｃと、Ａ、ＢおよびＣのモノマーと共重合可能なエチレン系不飽和モノマーから誘導される単位Ｄとの共反応によって、ポリマーの製造時に提供することが可能である。この単位は、一般式
X(Y)_n-Si(R¹²)_iT_j
を有し
式中、
Ｘは、ＡモノマーおよびＢモノマーと共重合可能なビニル基であり、
Ｙは、ヘテロ原子、たとえば、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｐを任意に組み込んでいる、多価結合基（たとえば、炭素原子が１〜３０個のアルキレン、アリレン、アルカリレン、およびアラルキレン）である。エステル基、アミド基、ウレタン基、尿素基がその例である。
ｎは０または１であり、
Ｒ¹²は低級アルキルであり、
ｉは整数０〜２であり、
ｊは整数１〜３であり、
ｉ＋ｊは３である。
Ｔはヒドロキシ、またはハロゲン原子、アルコキシ、アルケンオキシ、アシルオキシ、カルボキシ、アミノ、アミド、ジアルキルイミノオキシ、ケトキシム、アルドキシムおよび類似した基を含む加水分解可能な基である。好ましくは、加水分解可能な基は、アルコキシ、アルケンオキシ、アシルオキシ、ケトキシムおよびアルドキシムから成る群から選択される。さらに好ましくは、加水分解可能な基は、メトキシやエトキシなどのアルコキシ基であるが、それらは、市販されており、低価格で低毒性であるためである。このような単位Ｄの例としては、以下の式で例示されるアクリラトアルキルアルコキシシラン類およびメタクリラトアルキルアルコキシシラン類などがあるが、これらに限定されるものではない。

式中、Ｒ¹³は低級アルキルである。
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（2-メトキシエトキシ）シランなどのビニルオルガノアルコキシシランを使用することが可能な場合もある。
上述の単位Ｄ化合物は、非加水分解形、部分的加水分解形、あるいは完全加水分解形で使用することができる。後者の２種の形では、なかでも後者の形では、シロキサン結合を介したシラン二量体化およびオリゴマー化によるゲル形成を最小限に抑えるように用心しなければならない。ｐＨ調節やヒドロキシ基キャッピングなど、当業者に周知の任意の方法を使用して、シロキサン反応を遅らせることができる。
上述のポリマーの合成に使用される単位Ｄシラン化合物の量は、好ましくは、シラン部分がポリマーの０．１〜３０モルパーセントで存在する量である。さらに好ましくは、シラン部分は、ポリマーの０．１〜２０モルバーセントで存在し、最も好ましくは、ポリマーの０．１〜１０モルパーセントで存在する。
上述の単位Ｄを含有するコポリマーは、出発モノマーである単位Ａ、単位Ｂ、単位Ｃおよび単位Ｄを、標準的なビニル重合技術で共重合することによって都合よく調製することが可能である。あるいは、調製したポリマーＡの極性基の小部分を、縮合反応を受けることができるシラン部分を少なくとも１個有し、更に、Ａの極性基と反応することができる基を有する化合物を用いて、修飾することが可能である。
好ましくは、コーティング組成物は３種の成分を含む。成分Ｉは、上述の縮合反応を受けることができるシラン部分を含むコポリマーである。成分IIは、縮合反応を受けることができる縮合シリコーン反応部位を少なくとも２個有する材料である。成分IIIは、成分Ｉのポリマー間、または成分Ｉのポリマーと成分IIの化合物との間、またはその両者の縮合反応を促進するための任意の触媒である。
成分IIは、縮合反応を受けることができる縮合シリコーン反応部位を少なくとも２個有する化合物であり、したがって、本系の成分Ｉのポリマー間の架橋化合物の役割をする。この成分は、任意に、比較的小さい分子であってもよく、本質的に重合体であってもよい。好ましくは、成分IIの重量平均分子量は約６４〜３０００である。
成分IIの例としては、テトラエチルオルトシリケート、およびその部分的加水分解形または完全加水分解形などがある。好ましくは、成分IIは、
式
Y-[Si(R¹²)_iT_j]_k
で表され、
式中、
Ｙは、多価結合基（たとえば、炭素原子が１〜３０個のアルキレン、アリレン、アルカリレン、およびアラルキレン）で、ヘテロ原子、たとえば、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｐを任意に組み込んでいる。エステル基、アミド基、ウレタン基、尿素基がその例である。
Ｒ¹²は低級アルキルであり、
ｉは整数０〜２であり、
ｊは整数１〜３であり、
ｉ＋ｊは３であり、
ｋは２〜５０である。
Ｔはヒドロキシ、またはハロゲン原子、アルコキシ、アルケンオキシ、アシルオキシカルボキシ、アミノ、アミド、ジアルキルイミノオキシ、ケトキシム、アルドキシムおよび類似した基を含む加水分解可能な基である。好ましくは、加水分解可能な基は、アルコキシ、アルケンオキシ、アシルオキシ、ケトキシムおよびアルドキシムから成る群から選択される。さらに好ましくは、加水分解可能な基は、メトキシやエトキシなどのアルコキシ基でるが、それらは、市販されており、低価格で低毒性であるためである。
成分IIの例は次の通りである。

成分IIIは、縮合反応を受けることができるシラン部分の縮合を促進する触媒である。一般に、水分はこのような硬化反応に好都合である。この目的に任意の縮合シリコーン触媒を使用することができる。
本発明のポリマーを架橋するために好ましい硬化触媒としては、III−Ａ、IV−Ａ、Ｖ−Ａ、VI−Ａ、VIII−Ａ、Ｉ−Ｂ、II−Ｂ、III−Ｂ、IV−ＢおよびＶ−Ｂ群の金属を含む有機金属触媒などがある。有機アミン触媒や有機酸触媒も、シリコーン縮合反応に好ましい。特に好ましい触媒は、二オクタン酸スズ、ナフテン酸スズ、二ラウリル酸ジブチルスズ、ニ酢酸ジブチルスズ、二酸化ジブチルスズ、二オクタン酸ジブチルスズ、ジルコニウムキレート類、アルミニウムキレート類、チタン酸アルミニウム、チタニウムイソプロポキシド、トリエチレンジアミン、p-トルエンスルホン酸、n-ブチルリン酸、およびそれらの混合物である。
特定の用途の場合、成分IIが存在しない、成分Ｉと成分IIIのみの組合せで、十分な架橋を提供するのに足りることもある。一方、用途によっては、特に成分IIが予め部分的に加水分解された形で提供されるとき、成分Ｉと成分IIのみの組み合わせで足りることもある。所望する用途の硬化速度、ならびに成分Ｉのポリマーの実際の分子構造および成分IIの架橋化合物によって、本発明の諸成分の特定の組合せが選択される。溶媒および包装材料および送達システムの賢明な選択によって、一部システムまたは複数部システムを有することが可能である。後者の場合、適用直前に複数部を混合するか、連続層として適用することができる。
縮合反応を受けることができるシラン部分を含むポリマーは、上述の他のポリマーと同じ方式で適用することができる。たとえば、これらのポリマーは、物品の表面に塗布した後で、口内に挿入することが可能であり、また口内表面上で重合することが可能である。更なる利益が得られる組成物を含む界面活性剤で、コーティングを処理することが可能である。
矯正装置を留置した後で、本願明細書に記載の組成物でコーティングを処理することは、特に興味深い。清潔に保つことが困難であり、矯正装置そのものによって、細菌などが集まる間隙が提供されるため、接着したブラケットなどに隣接する歯の表面を保護することは、かなり重要なことである。本発明のコーティング材料を使用する重要な方法は、矯正装置を接着した後で、装置そのものと装置に隣接する歯の表面の両者に塗布することである。
本発明の方法では、コーティング組成物を塗布する前に、被覆する口内表面を酸で予め処理することが望ましい。適当な酸としては、クエン酸、マレイン酸、硝酸、シュウ酸、リン酸、硫酸、ホウ酸などがある。さらに、フッ化物処理に使用されるような、穏やかな酸性組成物を、表面準備用の口内表面前処理組成物として有効に使用することも可能である。
コポリマーをコーティングとして塗布するとき、一般に、キャリヤー溶媒と組み合わせて塗布することが有用である。次に、適当な手段、たとえば、乾燥によって、このキャリヤー溶媒を除去する。キャリヤー溶媒の例としては、水、エタノール、イソプロパノール、アセトン、Ｄ₄などのシリコーン流体、およびそれらの混合物などがある。乳液、たとえば、水中油や油中水の形でコーティングを塗布することもできる。
本発明のコーティングおよび界面活性剤処理は、洗口液、または変調基に存在するエチレン系不飽和を介した更なる重合または架橋によって任意に固定することができる専門的に適用されるコーティングとして適用することができる。練り歯磨き、歯科用ゲル、歯磨き粉、チューインガム、口内錠などの歯磨き剤に、成分を組み込むことも可能である。あるいは、コーティングおよび処理は、その後の、予防カップ、角、ディスクなどによる仕上げ工程またはつや出し工程の間に適用される予防用ペーストまたはつやだし用ペーストの一部であってもよい。コーティングおよび処理は、隣接歯間および接触が難しい領域に送達するためのデンタルフロスで塗布することも可能である。
口内洗浄剤および洗口液の場合、ポリマーまたは界面活性剤のキャリヤーの役割をする液体媒体は、水溶液であっても、水性アルコール溶液であってもよく、他の有機溶媒および無機溶媒を任意に含んでもよい。たとえば、粘度が１００cps未満のシリコーン流体を使用することも可能である。洗剤などの界面活性剤が、ポリマー送達組成物に存在してもよい。
ポリマーと界面活性剤のいずれの送達にも使用される練り歯磨き、ゲル、チューインガム、口内錠および口内パッチは、更に、湿潤剤（グリセロール、ソルビトール、ポリエチレングリコールなど）、つや出し剤（シリカ、炭酸カルシウム、リン酸三カルシウムなど）、増粘剤（通常は、カラゲーニン、ヒドロキシメチルセルロースなどの天然ゴムまたは合成ゴム、または薫蒸シリカなどの合成増粘剤）を含んでもよい。組成物の非弾性モジュラスが弾性モジュラスより低いとき、その組成物は、ペーストであると規定される。組成物の非弾性モジュラス（喪失弾性率として知られている）が弾性モジュラスと同等のとき、その組成物はゲルと規定される。ブラシ、スポンジまたは歯科技術で伝統的に使用されている他のアプリケーターを使用して、企図する基面に組成物を塗布できるとき、その組成物は「塗布可能」であると考えられる。
ポリマーまたは界面活性剤を送達するための組成物は、更に、香味料（ペパーミント油、メントール、甘味料など、天然と合成の両者）、着色剤、粘度調節剤、保存料、酸化防止剤、抗菌薬（ヒドロキノン、ＢＨＴ、アスコルビン酸、p-ヒドロキシ安息香酸、アルキルエステル類、ソルビン酸ナトリウム、チモールなど）、他の抗プラーク添加物（有機リン酸エステル、トリクロサン、および米国特許第3,488,419号に開示されているものなど）、口腔治療薬（フッ化物塩、クロルヘキシジン、アラントインなど）など、色素および染料、およびイオン強度調節用緩衝液など、他の補助剤を含んでもよい。
ポリマー送達用組成物は、更に、エチレン系不飽和化合物を任意に含んでもよい。好ましいエチレン系不飽和化合物の例は、2,2−ビス［4-(2-ヒドロキシ-3-メタクリルオキシプロポキシ)フェニル］プロパン（「BIS-GMA」）および2-ヒドロキシエチルメタクリレート（「HEMA」）である。
本願明細書に記載のポリマーは、練り歯磨きなどに混合するのに有用なばかりでなく、口内に一時的または永久に留置する外来装置用の外部コーティング組成物として使用することも可能である。たとえば、これらのコーティング組成物は、矯正用ブラケット、ワイヤ、ブリッジ、歯冠、義歯など、口外で製造され、その後、口内に留置される歯科用品に適用することも可能である。これらの組成物は、歯科開業医または患者によって口内に挿入される前または挿入された後のいずれにも提供することが可能である。これらのコーティング組成物を口内の既存の構造または人工物に適用するとき、ポリマーの形で、またはポリマーの前駆体として、適用し、次には、熱重合、光重合またはレドックス重合によって、口外または口内で重合することが可能である。これらの諸ポリマーを含む組成物によって被覆された修復材料の摩擦係数は低いため、これらの修復物の摩耗抵抗は、これらのポリマーを含まない修復物と比較して改善される。
本発明の組成物のポリマーが、企図した基面に塗布した後に続く工程で反応させることができるエチレン系不飽和ペンダント部分を含むとき、この組成物はエチレン系不飽和基の反応を遂行するための重合触媒も含む。このような触媒は、光重合触媒、または酸化剤と還元剤との組み合わせを含んでもよい。開始剤は、人体で使用する場合の安全性を考慮して、適当であることが好ましい。
光開始剤は、適当な波長および強度の光に曝露するとすぐに、エチレン系不飽和成分のラジカル架橋を促進しなければならない。やはり好ましくは、貯蔵中、十分に安定しており、且つ望ましくない着色がないため、一般的な歯科条件で、その貯蔵および使用が可能である。可視光線開始剤も好まい、。光開始剤は単独で使用されることが多いが、一般には、適当なドナー化合物または適当な加速剤（たとえば、アミン類、ペルオキシド類、リン化合物、ケトン類およびα-ジケトン化合物）と組み合わせて使用される。
好ましい可視光線誘導性開始剤としては、カンファーキノン（一般に、アミンなど、適当な水素ドナーと組合せられる）、ジアリールヨードニウム単体または金属錯塩、発色団置換ハロメチル-s-トリアジン類およびハロメチルオキサジアゾール類などがある。特に好ましい可視光線誘導性光開始剤としては、補足的水素ドナー（ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、アミン類、アミンアルコール類など）の存在の有無にかかわらず、α-ジケトン、たとえば、カンファーキノンと、塩化ジフェニルヨードニウム、臭化ジフェニルヨードニウム、ヨウ化ジフェニルヨードニウムなどのジアリールヨードニウム塩、またはヘキサフルオロホスフェートとの組合せなどがある。好ましい紫外線誘導性重合開始剤としては、ベンジルおよびベンゾインなどのケトン類、アシロイン類およびアシロインエーテルなどがある。好ましい市販の紫外線誘導性融合開始剤としては、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン（「IRGACURE651」）およびベンゾインメチルエーテル（2-メトキシ-2-フェニルアセトフェノン）などがあり、両者ともCiba-Geigy Corpから市販されている。
光開始剤は、所望の光重合速度を提供するのに十分な量で存在しなければならない。この量は、部分的には光源および光開始剤の吸光係数によって異なる。一般に、光開始剤成分は、未硬化コーティング成分の総重量（水を含める）を基準にして、約０．０１〜約５％の総重量で存在し、さらに好ましくは、約０．１〜約５％で存在する。
あるいは、重合開始剤は、還元剤と酸化剤の組み合わせであるレドックス系を含む。これらの薬剤は、互いに反応するか、さもなければ互いに共同してエチレン系不飽和部分の重合を開始することができるラジカルを産生しなければならない。還元剤および酸化剤は、好ましくは貯蔵中、十分に安定しており、且つ望ましくない着色がないため、一般的な歯科条件で、その貯蔵および使用が可能である。還元剤および酸化剤は、キャリヤー媒体に十分に溶解するか、キャリヤー媒体と混和しなければならない。還元剤および酸化剤は、適切なラジカル反応速度を可能にするのに十分な量で存在しなければならない。有用な還元剤／酸化剤対は、「Redox Polymerization」, G.S. Misra and U.D.N. Bajpai, Prog, Polym. Sci., 8, 61-131(1982)に記載されている。
好ましい還元剤としては、アスコルビン酸、塩化コバルト（II）、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、ヒドラジン、芳香族アミン類および脂肪族アミン類、ヒドロキシルアミン（酸化剤の選択によって異なる）蓚酸、チオウレア、硫酸および塩類、亜ジチオン酸塩陰イオンの塩類または亜硫酸塩陰イオンの塩類などがある。好ましい酸化剤としては、塩化コバルト（II）、tert-ブチルヒドロペルオキシド、塩化第二鉄、ヒドロキシルアミン（還元剤の選択によって異なる）、過ホウ酸およびその塩類、過マンガン酸塩陰イオンの塩類または過硫酸塩陰イオンの塩類などがある。過酸化水素も使用することができるが、場合によって光開始剤を妨害することが確認されている。
還元剤および酸化剤の量は、エチレン系不飽和成分を所望する程度に重合するのに十分でなければならない。還元剤と酸化剤の各々に好ましい量は、成分の総重量（水を含める）を基準にして、約０．０１〜約１０％であり、さらに好ましくは、約０．０２〜約５％である。界面活性剤、特に中性おおよび陽イオン。
陽イオン機構よって重合する架橋可能ポリマーの場合、適当な開始剤としては、ジアリールヨードニウム塩類、トリアリールスルホニウム塩類、アリールジアゾニウム塩類など、陽イオンを発生することができる塩類などがある。
上述の通り、意外にも、本願明細書に記載のコーティングを界面活性剤含有組成物で後処理すると、細菌または蛋白用物質の付着が非常に減少することが確認されている。界面活性剤は、後コーティング組成物中に非常に少量混合されてもよく、非イオン系界面活性剤であってもイオン系界面活性剤でってもよい。特に好ましい後コーティング処理用界面活性剤は、非イオン系界面活性剤である。
好ましいイオン系界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウムやオクタデシル硫酸ナトリウムなど、長鎖脂肪族酸の塩類などがある。コーティングのポリマーは、界面活性剤に対する対イオンの役割をするイオン機能性を任意に含んでもよい。
好ましい非イオン系界面活性剤は、長鎖脂肪酸のポリヒドロキシエステルや、長鎖脂肪アルコールのポリヒドロキシエーテルを主成分とする。ポリオキシエチレン、長鎖脂肪酸のソルビタンエーテル、たとえば、Tween^TM20、Tween^TM40、Tween^TM60、またはTween^TM80界面活性剤が特に好ましい。
本願明細書に記載のコーティングは、更に、医用品、およびその表面への付着を減少させることによって利益を得る医学的環境で使用するための物品を、被覆するのに有用である。このような医用品の例としては、ペースメーカー、血管篩、骨修復物、留置材料など、一時的または永久に体内に埋め込まれる装置などがある。カテーテルや外科用機器など、体液と接触する物品も、本発明のコーティングが施されることによって利益を得る。さらに、手袋、マスク、手術着、掛布など、感染管理の目的で使用される物品も、本コーティングから利益を得ると考えられる。
本発明の実質性は、多数の技術によって測定することが可能である。たとえば、コーティングに対して他のタイプの攻撃をした後、コーティングが残存しているか否かを化学的手段によって評価することが可能である。このような一分析手段は、本願明細書に記載のウィルヘルミー均衡を使用する、前進接触角度の評価である。好ましくは、接触角度は５５°より大きい。
あるいは、コーティングの連続効果は、基面の着色に対する抵抗性または細菌付着に対する抵抗性を測定することによって評価することが可能である・コーティングの抵抗性は、コーティングに対する物理的攻撃または浸漬攻撃を使用して評価することが可能である。物理的攻撃は、予め決定された荷重を有するブラシで、限られた時間、こすることによって与えてもよい。あるいは、物理的攻撃は、口中の歯の所作を模倣するのに使用される機械的方法で、歯を繰り返しこすったり磨いたりすることによって与えてもよい。
好ましくは、本発明のコーティングは、３７℃の蒸留水中に２週間浸漬しておいた試料に対して本願明細書に記載のウィルヘルミー均衡を使用して測定したとき、少なくとも５５°の前進接触角度を与えるほど、企図する基面に対して十分に実質的である。さらに好ましくは、３週間浸漬しておいた試料に対して少なくとも５５°の前進接触角度を与える。
ウィルヘルミー（Wilhelmy）均衡
本発明の諸コーティングの疎水性を評価するために、有名なウィルヘルミー均衡技術を使用して前進接触角度を測定する。この技術は、たとえば、「Wettability」, John C, Berg, editor, Marcel Dekker, Inc., New York, 1993, pp11-25に記載されている。測定は、連続被覆試料で行う。接触角度測定は全て、水を用いて行う。
以下の実施例は、本発明の範囲を例示するものであり、限定するものではない。他に表示がなければ、全ての部および割合は重量であり、全ての分子量は重量平均分子量である。
実施例
実施例１
アクリル酸（６g）、イソブチルメタクリレート（２６g）、およびメタクリロイル末端ポリスチレンマクロマー（「13KPSMA」, Sartomer, West Chester, PA）（４g）を、n-プロパノール５４mlおよび酢酸エチル５４mlおよびアソビスイソブチロニトリル（「ＡＩＢＮ」）開始剤と共に三つ口丸底フラスコに入れた。フラスコに攪拌装置、窒素引入口チューブ、コンデンサーおよび温度計を取り付けた。乾燥窒素を、、攪拌して均質にした溶液の中を、１５分間、活発に泡立たせることににより、試薬を脱酸素した。この最後に、窒素流量を減らし、泡立っている状態からブランケット状態に切り替えた。電子温度制御装置を取り付けた油浴を使用して、この反応混合物を攪拌しながら６０℃に加熱した。加熱を２４時間続けた。窒素ブランケットを消し、結果として生じたポリマー溶液を室温まで冷却し、50/50 n-プロパノール／酢酸エチルで希釈すると、１０％ポリマーを含む溶液が生じた。このポリマーを「ポリマーＡ」と呼んだ。
実施例２
アクリル酸（６g）、イソブチルメタクリレート（２４．７g）、およびメタクリロイル末端ポリスチレンモノマー（４g）、アルコキシシランモノマーγ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン（「Ａ−１７４」、Osi Specialties, Inc.）（１．３g）を、イソプロパノール５４mlおよび酢酸エチル５４mlおよびＡＩＢＮ開始剤０．２gと共に三つ口丸底フラスコに入れた。フラスコに攪拌装置、窒素引入口チューブ、コンデンサーおよび温度計を取り付けた。乾燥窒素を、、攪拌して均質にした溶液の中を、１５分間、活発に泡立たせることににより、試薬を脱酸素した。この最後に、窒素流量を減らし、泡立っている状態からブランケット状態に切り替えた。電子温度制御装置を取り付けた油浴を使用して、この反応混合物を攪拌しながら６０℃に加熱した。加熱を２４時間続けた。窒素ブランケットを消し、結果として生じたポリマー溶液を室温まで冷却し、50/50イソプロパノール／酢酸エチルで希釈すると、１０％ポリマーを含む溶液が生じた。このポリマーを「ポリマーＢ」と呼んだ。
実施例３
アクリル酸（６g）、イソブチルメタクリレート（２４．７g）、ドデシメタクリレート（４g）、Ａ−１７４（１．３g）を、n-プロパノール１０８mlおよびＡＩＢＮ開始剤０．２gと共に三つ口丸底フラスコに入れた。フラスコに攪拌装置、窒素引入口チューブ、コンデンサーおよび温度計を取り付けた。乾燥窒素を、、攪拌して均質にした溶液の中を、１５分間、活発に泡立たせることににより、試薬を脱酸素した。この最後に、窒素流量を減らし、泡立っている状態からブランケット状態に切り替えた。電子温度制御装置を取り付けた油浴を使用して、この反応混合物を攪拌しながら６０℃に加熱した。加熱を２４時間続けた。窒素ブランケットを消し、結果として生じたポリマー溶液を室温まで冷却し、n-プロパノールで希釈すると、１０％ポリマーを含む溶液が生じた。このポリマーを「ポリマーＣ」と呼んだ。
実施例４
アクリル酸（６．６g）、イソブチルメタクリレート（２６g）、およびドデシルメタクリレート（４g）を、乾燥2-ブタノン溶剤１０８mlおよびＡＩＢＮ開始剤０．２gと共に三つ口丸底フラスコに入れた。フラスコに攪拌装置、窒素引入口チューブ、コンデンサーおよび温度計を取り付けた。乾燥窒素を、、攪拌して均質にした溶液の中を、１５分間、活発に泡立たせることににより、試薬を脱酸素した。この最後に、窒素流量を減らし、泡立っている状態からブランケット状態に切り替えた。電子温度制御装置を取り付けた油浴を使用して、この反応混合物を攪拌しながら６０℃に加熱した。加熱を２４時間続けた。反応混合物を室温までまで冷却した。Di-t-ブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ、０．０３６g）およびニラウリル酸ジブチルスズ（０．０５g）を、攪拌した反応混合物に加えた。窒素引入口チューブを空気窒素引入口チューブと取り替えて、反応温度を４０℃に上げた。空気を、反応混合液中を泡立てて通し、その間に、乾燥2-ブタノン３０ml中のイソシアナトエチルメタクリレート（ＩＥＭ、１．３g）を反応混合物に滴状で加えた。ＩＥＭ溶液を加え終わった後、４０℃でさらに２時間、反応を進行させた。結果として生じたポリマー溶液を室温まで冷却し、2-ブタノンで希釈すると、ポリマー１０％を含む溶液が生じた。このポリマーを「ポリマーＤ」と呼んだ。ポリマーＤの１０％溶液に、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート（０．０５％）およびカンファーキノン（０．０５％）を加えて、光の存在下で架橋可能なポリマーを作った。このポリマーＤ溶液を不透明の容器内で保存した。
実施例５
水の前進接触角度によってポリマーＡ〜Ｄの疎水性を特性化した。Wilhelmyプレート法を使用し、プレート浸漬速度５０ミクロン／秒で、水の前進接触角度を二重に測定して平均値を求めた。ポリマーを被覆したガラスプレート（２２×２２×０．１５mm）を測定用プレートとして使用した。ポリマーがガラスプレートに十分に接着するように、ポリマー溶液（１０％）中でプレートを浸漬被覆する前に、ガラスプレートをＡ-１７４でシラン処理した。縮合触媒（ポリマーの重量で、５％オクタン酸第一スズ）の存在下および非存在下で、ポリマーＢおよびポリマーＣを特性化した。DENTACOLOR^TMXS（Kulzer, Inc.、ドイツ）光源を１８０秒間使用して、ポリマーＤで被覆したガラスプレートを光硬化させた。ポリマーＡ〜Ｄの前進水接触角度を表１に示す。
Wilhelmyプレート法を使用して、エナメル質およびぞうげ質の前進水接触角度を同様に測定した。次の手順を使用して、ウシ門歯からエナメル質プレートおよびぞうげ質プレートを調製した。１２０および６００グリット炭化珪素湿潤／乾燥サンドペーパでウシ門歯の頬側表面を磨き、清潔な、平らなエナメル質表面およびぞうげ質表面を現した。ダイアモンドソーを使用して、残りの歯から磨いた歯の表面を切断し、片側が磨かれたエナメル質またはぞうげ質の約１mmのディスクを採取した。類似した大きさおよび形のエナメル質ディスク２枚を、SCOTCHBOND^TMMULTIPURPOSEPLUS歯科用接着剤（３M）を使用し、磨いた表面が外側に向くように、磨いていない表面で合わせた。同様に、ぞうげ質ディスクを合わせた。これらのエナメル質サンドイッチおよびぞうげ質サンドイッチをダイアモンドソーで切断して、寸法約６×８mmのプレートとした。プレート浸漬速度５０ミクロン／秒を使用して、水の接触角度を測定した。エナメル質およびぞうげ質の前進水接触角度を反復して（少なくとも２回）測定した。その平均値を表１に示す。ポリマーＡ〜Ｄを比較した結果から、ポリマーは、磨いて露出したエナメル質およびぞうげ質より疎水性であることがわかる。

実施例６
次の手順を使用して、エナメル質上のポリマーＡ〜Ｄのハブラシ／練り歯磨き耐摩耗性を測定した。ウシ門歯を、頬側表面が注封材料より上がっているように、ポリメチルメタクリレート中に注封した。頬側表面を１２０および６００グリット炭化珪素湿潤／乾燥サンドペーパで磨き、清潔な、平らなエナメル質表面を現した。磨いたエナメル質表面をさらに清潔にするために、水中１０％クエン酸でエナメル質を１０秒間、酸腐食させ、すすいで乾燥させた。小さいブラシを使用して、磨いたエナメル質表面に耐プラークポリマー溶液（１０％）を塗布し、風乾させた。縮合触媒（ポリマー重量で、５％オクタン酸第一スズ）の存在下および非存在下で、ポリマーＢおよびポリマーＣを特性化した。
DENTACOLOR^TMXS（Kulzer, Inc. ドイツ）光源を180秒間使用して、ポリマーＤで被覆した歯を光硬化させた。ブラッシングに先立って、被覆したエナメル質試料を、３７℃、湿潤オーブン中９７％ＲＨで２０時間、状態調節した。
ORAL B^TM35 Soft Straight歯ブラシを用いて、荷重１４０ｇ、頻度５０サイクル／分で１０分間、被覆した各エナメル質表面をブラッシングした。ブラッシング工程中、エナメル質表面および歯ブラシを、重量で50/50のCREST^TMRegularFlavor練り歯磨き／蒸留水のスラリーに浸漬した。
ブラッシング後、以下の染色手順を使用して、磨いたエナメル質表面のうちポリマーで被覆されたままであった割合を測定した。染色手順では、磨いた表面を３７％リン酸で１秒間腐食させ、洗浄し、表面をAcid Violet#17（Aldrich Chemical Company Inc., Milwaukee, WI）の０．２％水溶液に約３０秒間浸漬し、すすいで乾燥させた。Acid Violet#17色素の取り込みを可能にするため、露出したエナメル質を、リン酸腐食工程で十分に脱塩した。しかし、耐プラークポリマーは、リン酸腐食工程による影響を比較的受けず、Acid Violet#17による染色に抵抗した。そこで、ブラッシング後、磨いた表面のうち被覆されたままであった表面積の割合を、染色されなかった表面の割合によって測定した。割合は、視覚的検査によって求めた。
表２は、耐プラークポリマーＡ〜Ｄの、歯ブラシ／練り歯磨き耐摩耗性の比較を示す。結果は、少なくとも２回反復の平均値である。結果から、これらのポリマーコーティングは、歯磨き中に遭遇する摩耗に対して良好な抵抗性を有することがわかる。

実施例７
以下の手順を使用して、ポリマーＡ〜Ｄへの齲食菌の付着を測定した。清潔なウシ歯を、１０％クエン酸で１５秒間酸腐食し、すすいで乾燥させた。酸腐食した歯の歯冠を、50/50イソプロパノール／アセトン中１０％ポリマー溶液に浸漬被覆し、風乾させた。
ポリマーを被覆したウシ歯を１０×３０mmポリプロピレン試験管に入れ、3M IMPRINT^TM印象材料を使用して適所に保持した。歯冠領域のみが露出するように歯を置いた。歯冠端を下にして２４ウェル組織培養プレート（Costar、Inc., Cambridge, MA）のウェルに歯を入れて、ヒト全唾液（２．３ml）を各ウェルに加え、歯冠を覆った。この歯を、振盤しながら室温で１時間インキュベートした。ＫＣｌ緩衝液（０．１M ＮａＣｌ、０．０５M ＫＣｌ、１mM ＫＨ₂ＰＯ₄、0.1mM ＭｇＣｌ₂、１mM ＣａＣｌ₂、ｐＨ７．０）中で洗浄した「Mutans streptococci」（American Type Culture Collection, Rockville, MD）を唾液に加え（歯当たり１０⁹）、振盪しながら室温でさらに２時間インキュベートした。ＫＣｌ緩衝液または０．３％TWEEN-80（Sigma, Inc., St. Louis, MO）を加えたＫＣｌ緩衝液のいずれかで歯を２度洗浄した。歯を印象材料から取り出し、歯冠端を下にして新たな２４ウェルプレートに入れた。ＫＣｌ緩衝液またはTWEEN-80（２ml）を含むＫＣｌ緩衝液を各ウェルに加えて歯を２度洗浄した。ＤＮＡ抽出緩衝液（０．４M ＮａＯＨ、１０mMエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ））（２３ml）を各ウェルに加え、プレートを９５〜１００℃に１２分間加熱した。可溶化ＤＮＡをウェルから除去し、３等分した。各々を、スロット−ブロット装置のウェルに加え、各試料の細菌ＤＮＡレベルを測定した。プレートから歯を取り出して番号をつけた。
以下のＤＮＡスロット−ブロット手順を使用して、各試料の細菌ＤＮＡレベルを測定した。膜を蒸留水に浸漬することによって、Zeta-Probeハイブリダイゼーション膜（BioRad Laboratories, Inc., Richmond, CA）を準備した。湿った膜をスロット−ブロット装置（Minifold II, Schleicher & Schuell, Inc.）に取り付け、真空にし、各ウェルを０．５mlのＴＥ緩衝液（１０mMトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン塩酸（TRIZMA^TM塩酸、Sigma, Inc.）、１mM ＥＤＴＡ、ｐＨ８．０）ですすいた。可溶化ＤＮＡ試料を各ウェルに加え、０．４M ＮａＯＨで１度洗浄した。すべての液体を膜を通過させた後で真空源との接続を断ち、装置を分解して、紫外線に３分間曝露することによってＤＮＡを半乾燥膜上に固定した（StratLinker, Stratagene, Inc., LaJolIa, CA）。膜を０．３M ＮａＣｌ、０．０３M クエン酸ナトリム中で簡単にすすぎ、３７℃インキュベーター中で乾燥させた。乾燥した膜をガラス製ハイブリダイゼーションチャンバに入れ、プレハイブリダーゼーション溶液（Life Technologies, Inc, Grand Island, NY）１５mlを加えた。管を、ハイブリダイゼイションオーブン（Hybridizer 700、Stratagene, Inc.）内、６５℃で１時間回転させた。被験生物用のdigoxegenin標識全ゲノムプローブ（１５０ng）をプレハイブリダーゼーション溶液（１５ml）に加えた。希釈したプローブを１２分間煮沸した。プレハイブリダーゼーション溶液をガラス製ハイブリダイゼーションチャンバから取り出し、希釈したプローブ溶液を補充した。スロット−ブロットをプローブと共に６５℃で一晩インキュベートした。
digoxigenin標識プローブと共に一晩インキュベートしたスロット−ブロット膜をハイブリダイゼイションオーブンから取り出し、室温、シェーカー台に取り付けたガラス製トレー内、０．３M ＮａＣｌ、０．１％ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を含む０．０３Mクエン酸ナトリウムで５分間ずつ２度洗浄した。この膜を、ハイブリダイゼイションオーブン内、６０℃、１５mM ＮａＣｌ ５０ml、０．１％ＳＤＳを含む１．５mMクエン酸ナトリウムで３０分ずつ２度洗浄した。膜をガラス製トレーに入れて、室温で２分間、マレイン酸緩衝液（０．１５M ＮａＣｌ、０．１Mマレイン酸、ｐＨ７．５）で洗浄した。この膜を、マレイン酸緩衝液中、膜の非特異的反応部位をブロックするために加えた１０％スキムミルク蛋白（KPL Lboratories, Gaithersburg, MD）と共に、室温で１時間インキュベートした。アルカリホスファターゼ（Boehringer Mannheim, Inc., Indianapolis, IN）で標識した抗Digoxigenin抗体を、１０％スキムミルク蛋白を含むマレイン酸緩衝液で１:５０００希釈し、室温で１時間、膜に加えた。この抗体溶液を除去し、０．３％TWEEN-20を含むマレイン酸緩衝液中で、膜を１５分間ずつ２度洗浄した。洗浄緩衝液を除去した後、膜を酵素基質緩衝液（０．１M TRIZMA塩酸、ｐＨ９．５）中で５分間、平衡化させた。リン酸ブロモクロロインドール／ニトロブルーテトラゾリウム酵素基質溶液（KPL Laboratories, Inc.）を加え、膜を、暗所、室温で３０分間インキュベートした。膜をＴＥ緩衝液に５分間移し、続いて蒸留水に５〜１０分間浸漬することによって、発色を停止させた。膜をペーパータオルに載せて乾燥させた。
乾燥した膜を濃度計（Model 325、Molecular Dynamics, Inc., Sunnyvale, CA）の移送トレーに載せて走査した。データは、Molecular Dynamics ImageQuant^TMソフトウエアを使用して、ディジタルファイルとして収集した。各スロットの正味の光学濃度を測定し、各膜で実行した微生物ＤＮＡの標準曲線と比較した。各スロットの微生物当量を算出し、プロフィロメトリ法で測定した歯冠表面積によって標準化した。
American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, Maryland由来の「mutans strptococci」２菌株について、ポリマーＡ〜Ｄの細菌付着結果を表３に示す。表３に示した結果は、非被覆エナメル質と比較した、結合Streptococcus sorbinus (ATCC 27315)およびStreptococcus gordonii (ATCC 10558)の減少率である。ＫＣｌ洗浄液にTWEEN-80が含まれている場合と含まれていない場合について、２種のバクテリアを評価した。ポリマー被覆した歯のＫＣｌ洗浄液にTWEEN-80が含まれていたとき、裸のエナメル質対照歯のＫＣｌ洗浄液にもTWEEN-80が含まれていた。表示した結果は、反復５回測定の平均値である。結果から、エナメル質に耐プラークコーティングを塗布すると、齲食菌の結合が有意に減少したことがわかる。

Claims (11)

1. 口内環境の表面または硬質組織表面をコーティングするための歯科用組成物であって、
   Ａ）極性基または分極可能基を有するエチレン系不飽和モノマー１〜８０重量％、
   Ｂ）変調基を有するエチレン系不飽和モノマー０〜９８重量％、および
   Ｃ）分子量が１６０より大きい疎水性炭化水素部分を有するエチレン系不飽和モノマー１〜４０重量％
   の繰り返し単位Ａ、ＢおよびＣを含むビニルコポリマーを含み、ウィルヘルミー平衡試験前進接触角度（Wilhelmy Balance Test Advancing Contact Angle）が５５°より大きく、前記コポリマーの水への溶解度が０．１％未満である組成物。
2. 前記極性基または分極可能基が、ヒドロキシ、チオ、置換アミド、未置換アミド、環式エーテル、ホスフィン、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、Ｃ、Ｓ、Ｐ、Ｂのオキシ酸、Ｃ、Ｓ、Ｐ、Ｂのチオオキシ酸、およびこれらの基の前駆体および保護形からなる群より選択される、請求項１に記載の組成物。
3. Ａ単位が、一般式
   ＣＨ₂＝ＣＲ²Ｇ-(ＣＯＯＨ)_d
   （式中、Ｒ²はＨ、メチル、エチル、シアノ、カルボキシまたはカルボキシメチルであり、ｄは１〜５であり、Ｇは結合であるかまたは１〜１２個の炭素原子を含む価数ｄ＋１のヒドロカルビル結合基であって、所望により、置換ヘテロ原子または未置換ヘテロ原子により置換され、および／または介在されている）
   で示される一もしくは多官能性カルボキシル基含有分子またはその塩から誘導されたものである、請求項１に記載の組成物。
4. Ａ単位が、一般式
   ＣＨ₂＝ＣＲ²-ＣＯ-Ｌ-Ｒ³-(ＯＨ)_d
   （式中、Ｒ²はＨ、メチル、エチル、シアノ、カルボキシまたはカルボキシアルキルであり、ＬはＯ、ＮＨであり、ｄは１〜５であり、そして、Ｒ³は１〜１２個の炭素原子を含む価数ｄ＋１のヒドロカルビル基である）
   で示される、一もしくは多官能性ヒドロキシル基含有分子から誘導されたものである、請求項１に記載の組成物。
5. Ａ単位がアルコキシ置換（メタ）アクリレートまたは（メタ）アクリルアミドからなる群より選択されるものである、請求項１記載の組成物。
6. Ａ単位が、一般式
   ＣＨ₂＝ＣＲ²-ＣＯ-Ｌ-Ｒ³-(Ｎ⁺Ｒ⁴Ｒ⁵Ｒ⁶)_dＱ^-
   （式中、Ｒ²はＨ、メチル、エチル、シアノ、カルボキシまたはカルボキシアルキルであり、ＬはＯ、ＮＨであり、ｄは１〜５であり、Ｒ³は１〜１２個の炭素原子を含む価数ｄ＋１のヒドロカルビル基であり、Ｒ⁴およびＲ⁵はＨまたは１〜１２個の炭素原子のアルキル基であるか、または、一緒になって炭素環式または複素環式基を構成し、Ｒ⁶はＨまたは１〜３０個の炭素原子のアルキルであり、そしてＱ^-は有機アニオンもしくは無機アニオンである）
   の置換アンモニウムもしくは未置換アンモニウムモノマーから誘導されたものである、請求項１記載の組成物。
7. 前記コポリマーが縮合反応を受けることができる少なくとも１つのシラン部分をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
8. 前記シラン部分が下式
   Ｘ(Ｙ)_n-Ｓｉ(Ｒ¹²)_iＴ_j
   （式中、ＸはＡモノマーおよびＢモノマーと共重合可能なビニル基であり、
   Ｙは多価結合基であり、
   ｎは０または１であり、
   Ｒ¹²はＨまたは低級アルキルであり、
   ｉは０〜２の整数であり、
   ｊは１〜３の整数であり、
   ｉ＋ｊは３であり、
   Ｔはヒドロキシ、またはハロゲン原子、アルコキシ、アルケンオキシ、アシルオキシ、カルボキシ、アミノ、アミド、ジアルキルイミノオキシ、ケトキシム、およびアルドキシムからなる群から選択された加水分解可能な基である）
   を有するモノマー１〜５０重量％より誘導される、請求項７に記載の組成物。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の組成物より調製することができるコーティングを含む、一時的もしくは永久的な歯科用修復物。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の組成物より調製することができるコーティングを含む、歯科矯正装置。
11. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の組成物より調製することができるコーティングを含む、歯科補綴装置。