JP7838020B2 - 生体担体材料に使用するのに好適な無機シェル内に封入された塩基性コア材料 - Google Patents

Description

医療用及び歯科用に使用するのに好適な様々なセメントが記載されてきた。例えば、Ｍｉｔｒａらの米国特許第５，１５４，７６２号、国際公開第２０１６／００５８２２号、及び米国特許出願第２００８／００５８４４２号を参照されたい。

一実施形態では、硬化性歯科用組成物が記載され、硬化性歯科用組成物は、封入された材料を含む第１の部分であって、封入された材料が、塩基性コア材料、及びコアを取り囲む金属酸化物を含む無機シェル材料を含む、第１の部分と、
水又は酸性成分を含む第２の部分と、を含む。

典型的な実施形態では、第１及び第２の部分を組み合わせると、組成物は、最初に酸性又は中性のｐＨを有する。シェルは、水又は第２の部分の酸性成分によって分解可能である。塩基性コア材料は、シェルの分解時に－ＯＨを放出し、それによってｐＨを上昇させる。

いくつかの実施形態では、塩基性コア材料は、ケイ酸カルシウムの場合のように、硬化性である。いくつかの実施形態では、組成物は、フルオロアルミノシリケート（ＦＡＳ）ガラス及び／又はナノスケール粒子状充填剤などの少なくとも１つの第２の充填剤を更に含む。いくつかの実施形態では、第１及び／又は第２の部分は、重合性材料を含む。

別の実施形態では、組成物が記載され、組成物は、塩基性コア材料、及びコアを取り囲む金属酸化物を含む無機シェル材料を含む、封入された材料と、水又は酸性成分と、を含む。

別の実施形態では、生体担体材料に使用するのに好適な封入された材料は、塩基性コア材料、及びコアを取り囲む金属酸化物を含む無機シェル材料を含む。封入された材料を含む硬化性（例えば、歯科用）組成物も記載される。いくつかの実施形態では、硬化性組成物は、本明細書に記載されるように、第２の充填剤及び／又は重合性材料を更に含む。いくつかの実施形態では、硬化性又は硬化性組成物は、使用中に水又は酸性成分（例えば、生体液）と接触する。

本明細書に記載される硬化性又は硬化（hardened）（例えば、硬化（cured））組成物
を準備すること、及び組成物を歯又は骨構造に適用すること、を含む、様々な使用方法も記載される。いくつかの実施形態では、組成物は重合性材料を含み、方法は、組成物を放射線源に曝露することによって硬化させることを更に含む。硬化性又は硬化（hardened）（例えば、硬化（cured））組成物は、塩基性コア材料の遅延放出、塩基性の遅延増加、
歯又は骨構造の再石灰化を促進させること、及び歯髄細胞の平均ＡＬＰ活性を増加させることなど、様々な技術的効果をもたらすことができる。いくつかの実施形態では、組成物は、歯科用物品を歯構造に結合するために使用される歯科用接着剤又はセメントである。他の実施形態では、組成物は、歯科修復剤である。

本明細書に記載されるのは、封入された材料である。封入された材料は、硬化性歯科用組成物などの生体担体材料中での使用に好適である。封入された材料は、化学的に塩基性のコア材料、及びコアを取り囲む無機シェル材料を含む。シェル材料及びシェルの厚さは、塩基性コア材料の制御及び／又は遅延放出若しくは反応を可能にするように選択することができる。いくつかの実施形態では、塩基性コア材料の放出は、長時間後に塩基性を増加させるために利用される。

封入された充填剤は、塩基性コア材料を含む。塩基性コア材料、並びにコアが形成される材料（例えば、化合物）は、一般に２５℃で固体である。

塩基性コアは、単一の粒子又は複数のより小さい会合した粒子であり得る。本明細書で使用するとき、用語「会合した（associated）」は、凝集化（aggregated）及び／又は凝塊化（agglomerated）した２つ以上の一次粒子の群を指す。同様に、用語「会合していない（non-associated）」は、凝集及び／又は凝塊形成を含まない２つ以上の一次粒子の群を指す。

いくつかの実施形態では、塩基性コアは、複数の凝集化粒子を含んでもよい。「凝集」又は「凝集化」は、一次粒子間の強い会合を指す。例えば、一次粒子は、互いに化学的に結合され得る。凝集体をより小さい粒子（例えば、一次粒子）に分解することは、典型的には、凝集化コア粒子が凝集体として残るように、コア材料の作製及びその封入中には達成されない。同様に、用語「凝集していない（non-aggregated）」は、他の一次粒子と強い会合を含まない一次粒子を指す。

他の実施形態では、塩基性コアは、複数の凝塊化粒子を含んでもよい。本明細書で使用するとき、用語「凝塊形成」又は「凝塊化」は、一次粒子の弱い会合を指す。例えば、一次粒子は、電荷又は極性によりまとまって保持されていてもよい。凝集体をより小さい粒子（例えば、一次粒子）に分解することは、コア材料の作製及びその封入化中に生じ得る。同様に、用語「凝塊化していない（non-agglomerated）」は、他の一次粒子と強い会合を含まない一次粒子を指す。

コアの平均（例えば、一次、会合した、又は凝塊化）粒径は、例えば沈降分析器を使用して測定したとき、典型的には少なくとも０．２、０．５、１、２、３、４、又は５マイクロメートル、典型的には１ｍｍ以下、７５０マイクロメートル以下、又は５００マイクロメートル以下である。硬化性歯科用組成物の場合などのいくつかの実施形態では、塩基性コア材料は、典型的には、２５０、２００、１５０、１００、又は５０マイクロメートル以下の平均（例えば、一次、会合した、又は凝塊化）粒径を有する。シェルは典型的には薄いので、封入された材料もまた、今説明した平均粒径の範囲内に入る。

コア材料は、塩基性である。化学的に塩基性の材料は、電子を供与し、プロトンを受容し、典型的には水溶液中にヒドロキシルイオンを提供する材料である。

封入された材料のコアは、これらが、十分な量の高ｐＫａ成分を含むこと、脱イオン水に添加されるとき（実施例に更に記載される試験方法に従って）、塩基性ｐＨをもたらすこと、又は酸性緩衝剤に添加されるとき（実施例に更に記載される試験方法に従って）、塩基性ｐＨをもたらすことを含む、以下に記載される１つ以上の特性を有するか又は呈するならば、塩基性と見なされる。

塩基性材料は、酸性及び酸性緩衝液と反応してｐＨの上昇を生じさせるように機能する。ｐＨの変化及びｐＨ変化率は、塩基性成分の強度、その中の塩基性成分の化学的及び物理的形態、並びにコア材料内の塩基性成分の量に依存する。

いくつかの実施形態では、封入された材料のコアは、強塩基性である。強塩基性材料は、典型的には、約１１～１４の範囲のｐＫａを有する、十分な量の強塩基性材料（例えば、化合物）を含み、かつこれから調製される。強塩基性化合物の例としては、アルカリ及びアルカリ土類金属の酸化物及び水酸化物、並びにアルカリリン酸塩などの強塩基性塩が挙げられる。強塩基性コア化合物の具体例としては、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａの酸化物及び水酸化物、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａのケイ酸塩、並びにＮａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａのアルミン酸塩が挙げられる。強塩基性ケイ酸塩及びガラスは、典型的には、カチオンモル基準で、シリカ１モル当たり少なくとも１、２、又は３モルの強塩基性コア化合物（例えば、ＣａＯ）を含む。同様に、強塩基性アルミン酸塩は、典型的には、カチオンモル基準で、アルミナ１モル当たり少なくとも１、２、又は３モルの強塩基性コア化合物（例えば、ＣａＯ）を含む。

いくつかの実施形態では、強塩基性材料は、少なくとも１つの強塩基性化合物と、塩基性が弱い又は中性の材料との組み合わせの異種物理的混合物であり得る。例えば、強塩基性材料は、シリカと水酸化ナトリウムとの物理的混合物であってもよい。水酸化ナトリウムは、１３．８のｐＫａを有する強塩基性材料である。水酸化ナトリウムの０．１Ｎ水溶液は、１３のｐＨを有する。重量パーセント基準で、１リットルの水中の９６重量％のシリカと４重量％の水酸化ナトリウムとの混合物の１グラムは、水酸化ナトリウムの０．１Ｎ水溶液を提供することになる。封入された材料が物理的混合物である場合、実質的に全ての強塩基性化合物は、シェルの分解時に到達可能である。したがって、この実施形態では、塩基性コア材料は、脱イオン水中に少なくとも８．５又は９の遅延ｐＨを提供するために（実施例に記載の試験方法に従って）、少量（例えば、少なくとも１、２、又は３重量％の強塩基性材料）を含んでもよい。しかしながら、酸性緩衝溶液中に、少なくとも８．５又は９の遅延ｐＨを提供するために、より高い濃度の化学的に塩基性のコア材料が必要であり得る。例えば、強塩基性材料のｐＫａに応じて、強塩基性材料の量は、封入された材料全体の少なくとも５、６、７、８、９、又は１０重量％であり得る。

他の実施形態では、封入された材料のコアは、少なくとも１つの強塩基性材料（例えば、化合物）及び他の成分（アルカリ土類ケイ酸塩など）を含み、かつこれらから調製される多成分結晶性化合物である。更に他の実施形態では、封入された材料のコアは、少なくとも１つの強塩基性材料（例えば、化合物）から調製された多成分非晶質ガラスとして特徴付けることができる。強塩基性材料（例えば、化合物）は、ガラス構造体内に均質又は不均質に分布させることができる。封入された材料のコアがガラスなどの溶融多成分材料である場合、強塩基性化合物の濃度（Ｘ線蛍光（ＸＲＦ）又は誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）によって決定することができる）は、典型的には、塩基性コア材料全体に基づいて、少なくとも２５、３０、３５、４０、４５、又は５０重量％から最大７５重量％以上に及ぶ範囲である。

いくつかの好ましい実施形態では、コアは、１１．６のｐＫａを有するＣａＯを含み、かつこれから調製される。ＣａＯは、カルシウムイオン源を提供することと組み合わせて、ｐＨの上昇の遅延の両方をもたらすために利用することができる。ＣａＯの量は、典型的には、少なくとも５、１０、１５、２０、又は２５重量％であり、最大７５重量％以上まで及び得る。Ｃａの量は、このような値の約７１％である。

ＣａＯを含む強塩基性多成分コア材料の具体的な例としては、ポルトランドセメント（６０～７０％重量％のＣａＯを含有することが報告されている）、ケイ酸三カルシウム（ＣａＯを約７５重量％含有する）、及び３Ｍ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから入手可能であるような生体活性ガラス（約２５重量％のＣａＯ、及び約２５重量％のＮａ_２Ｏを含有する）が挙げられる。

他の実施形態では、封入された材料のコアは、弱塩基性である。弱塩基性材料は、少なくとも８であるが、１１未満の範囲のｐＫａを有する実質的な量の少なくとも１つの材料（例えば、化合物）を含む。弱塩基性コア化合物の例としては、Ｃｕ、Ｚｎ、及びＦｅの酸化物、並びにＮａＦ、酢酸Ｃａ、及びリン酸水素などの弱塩基性塩が挙げられる。

あるいは、弱塩基性コア材料は、より少量の強塩基性化合物を含み得るか、又はそれから調製されてもよい。弱塩基性コア材料は、単独では、典型的には、酸性溶液のｐＨを適切に上昇させるのに十分な量のヒドロキシルイオンを提供することはできない。しかしながら、弱塩基性コア材料は、単独で、水のｐＨを適切に上昇させるのに十分な量のヒドロキシルイオンを提供することができる。更に、封入された弱塩基性コア材料は、封入された強塩基性コア材料と組み合わせて使用することができる。

封入された塩基性材料は、典型的には、酸化還元硬化系の還元剤ではない。いくつかの好ましい硬化性（例えば、歯科用又は医療用）材料において、好ましい技術的効果は、組成物が接着を促進するのに十分な時間にわたって酸性であるように、その後、再石灰化を促進するために塩基性になるようにｐＨを制御することである。このｐＨの変化は、これが硬化後に生じるように十分に遅延される。還元剤の封入は、酸化還元硬化反応を遅延させるであろう。更に、還元剤は、典型的には比較的低濃度で利用される弱塩基であるため、封入還元剤単独では、ｐＨの所望の上昇をもたらさない。

好ましい実施形態では、コア材料は、本明細書では少なくとも６、６．５、又は７、かつ８未満のｐＫａを有するものとして定義される１つ以上の中性化合物を更に含み、かつこれから調製される。いくつかの実施形態では、かかる中性化合物は、脱イオン水中、及び／又は弱酸溶液、及び／又は弱塩基溶液中で低い溶解度を示す。弱酸溶液は、典型的には、７未満であるが、４を超えるｐＨを有する。弱塩基溶液は、典型的には、７超であるが、１０未満のｐＨを有する。低溶解度とは、１リットル当たり１００グラム（すなわち、１０重量％）未満が溶解することを意味する。いくつかの実施形態では、１リットル当たり５０、２５、５、又は１グラム未満が溶解する。中性化合物としては、例えば、シリカ、ジルコニア、チタニア、アルミナ、及びこれらの組み合わせが挙げられる。７超のｐＫａはわずかに塩基性であるが、このような塩基性は、前述したように、弱塩基性コア材料のものよりも小さく、かつ強塩基性コア材料のものよりも有意に小さい。

コア材料が、塩基性材料（例えば、化合物）のみから、又は中性材料との塩基性材料の組み合わせを含み、かつこれらから調製される場合、コア材料の塩基性は、成分の重量に基づいて推定することができる。したがって、コア材料は、前述のような塩基性材料（例えば、化合物）の量を含む。

しかしながら、コア材料が酸性材料（例えば、化合物）を更に含む場合、塩基性を推定することはより困難であり得る。特に、その組成又は組成分析に基づいてコア材料の塩基性を推定することが困難である実施形態については、コア材料又は封入されたコア材料の塩基性は、脱イオン水中又は酸性（例えば、緩衝液）溶液中の特定の量の材料のｐＨの変化によって定義することができる。これらの試験はまた、コア材料又は封入されたコア材料が実際に塩基性であることを確認するために使用され得る。

例えば、フルオロアルミノシリケート（ＦＡＳ）ガラスは、約１９重量％の強塩基性化合物（ＳｒＯ）から調製された均質なガラス構造であり、残りは中性（ＳｉＯ_２）及び他の化合物から調製される。表１１を参照すると、実施例に記載の試験方法に従って脱イオン水中で試験したとき、ＦＡＳガラスは、１５分以内にｐＨを６．５まで低下させ、したがって弱酸性コア材料と見なされる。

いくつかの実施形態では、コア材料又は封入されたコア材料の塩基性は、脱イオン水２５ｇ中の特定の量（０．２５ｇ）の材料のｐＨの変化によって決定することができる。封入されていないコア材料は、典型的には、脱イオン水のｐＨを中性から少なくとも８．５又は９のｐＨに変化させる。これは、典型的には、１、２、３、４、又は５分以内に生じるが、最長１時間又は２４時間要してもよい。例えば、表１０を参照すると、封入されていない（例えば、生体活性ガラス）コア材料は、２０秒以内に水中１０のｐＨをもたらすことができる。溶解などによって無機シェル材料が十分に分解するまで、コア材料がヒドロキシルイオンを放出できないので、同じ封入されたコア材料がこのようなｐＨ時間をもたらすために、より長い時間を要する。しかしながら、ごく一部の封入されていない材料又は試料のバルクよりも少ない封入された材料が存在する場合には、封入された材料の場合であっても、ＤＩ水中で、急速であるがより小さいｐＨ変化が起こり得る。

好ましい実施形態では、コア材料又は封入された材料の塩基性は、緩衝溶液中の特定の量（０．２５ｇ）の材料のｐＨの変化、脱イオン水１５ｇと２５℃で４．００のｐＨに調整された（塩酸で）１０ｇの水性フタル酸水素カリウム緩衝液（例えば、４のｐＨを有する緩衝液ＢＤＨ５０１８）のｐＨの変化によって決定することができる。この試験は、本明細書では「緩衝試験」と称される。強塩基性コア材料又は封入された材料が緩衝試験に供されると、これは少なくとも８．５又は９のｐＨに達することもできる。脱イオン水と比較して酸性溶液を塩基性ｐＨに変化させるために、より多量のヒドロキシルイオンが必要であることが理解される。したがって、このｐＨ変化は、脱イオン水中の同じ材料と比較して、より長い時間がかかり得る。いくつかの実施形態では、このようなｐＨ変化は、５、１０、又は１５分以内に生じるが、最長１時間又は２４時間要してもよい。溶解及び／又は分解などによって無機シェル材料が十分に分解するまで、コア材料が酸と反応するヒドロキシルイオンを放出できないので、同じ封入されたコア材料がこのようなｐＨ変化をもたらすために、更により長い時間を要する。一実施形態では、表８を参照すると、封入されていない（例えば、生体活性ガラス）コア材料は、１５分以内に緩衝試験に従って８．５のｐＨを達成し、４０分以内に９のｐＨを達成する。同じ封入された（例えば、生体活性ガラス）コア材料は、３５分以内に緩衝試験に従って８．５のｐＨを達成し、ｐＨは１時間後に上昇し続ける。

弱塩基性コア材料は、緩衝試験に従って試験したときに、ｐＨの小さな上昇をもたらし得る。例えば、ｐＨは４から５に上昇し得る。しかしながら、弱塩基性コア材料は、緩衝試験に従って試験したとき、ｐＨを少なくとも８．５又は９のｐＨに到達させるのに十分な量のヒドロキシルイオンを提供しない。

したがって、封入された塩基性コア材料は、本明細書に記載されるように、最初に（すなわち、水又は緩衝液中の材料の浸漬直後）、ｐＨを変化させないが、シェル及び塩基性コア材料に応じて様々な速度でｐＨが上昇する。

いくつかの実施形態では、塩基性コア材料は、様々な天然及び合成セメントの場合など、水と混合されたときに硬化性又は自己硬化性である。従来の天然（例えば、ポルトランド）及び合成セメントは、典型的には、多量のケイ酸カルシウム（例えば、３ＣａＯ－ＳｉＯ_２、２ＣａＯ－ＳｉＯ_２）を単独で、又は１つ以上のカルシウムアルミネート（例えば、３ＣａＯ－Ａｌ_２Ｏ_３、４ＣａＯ－Ａｌ_２Ｏ_３－Ｆｅ_２Ｏ_３）と組み合わせて含む。塩基性コア材料が硬化性又は自己硬化性である場合、このような塩基性コア材料は、硬化性組成物の唯一の硬化性材料であり得る。したがって、組成物の第１の部分は、１００％の封入された塩基性コア材料を含有してもよい。

Ｍｉｔｒａらの米国特許第５，１５４，７６２号に記載されているような水系医療用及び歯科用セメントは、典型的には、多量のケイ酸カルシウムを含まない。むしろ、このような組成物は、一般に、酸反応性金属酸化物又は酸反応性ガラス充填剤（例えば、ＦＡＳガラス）として特徴付けられ得る粒子状材料を含む。これらの種類の充填剤は、水と混合したときに自己硬化しない。しかしながら、このような酸反応性充填剤を多官能酸成分と組み合わせて、硬化性材料を提供することができる。

いくつかの実施形態では、封入された材料は、封入された（例えば、歯科用）充填剤である。封入された（例えば、歯科）充填剤は、３～４のｐＨを有する水又は酸性溶液中で、前述したように、低溶解度を有する相当量の中性金属酸化物を含むことができる。中性金属酸化物としては、例えば、シリカ、ジルコニア、チタニア、及びアルミナが挙げられる。中性金属酸化物の量は、塩基性コア材料の総重量の少なくとも１０、１５、２０、２５、３０重量％から最大５０、６０、７０、８０、又は９０重量％の範囲であり得る。封入されたケイ酸カルシウムはまた、シリカ含有量に起因して充填剤として特徴付けられてもよい。

硬化性歯科用組成物又は他の好適な（例えば、生物学的）担体材料は、カルシウムイオン、リン含有イオン（例えば、リン酸塩）、フッ化物イオン、又はこれらの組み合わせを放出する材料などの再石灰化を促進する材料を含む。これらの材料は、封入された充填剤のコア内に存在することができ、ＦＡＳガラスなどの第２の充填剤として提供することができ、又は硬化性歯科用組成物中に別個の成分として提供することができる。

いくつかの実施形態では、封入された（例えば、充填剤）材料のコアは、好ましくは、カルシウムイオン、リンイオン、フッ化物イオン、又はこれらの組み合わせを放出する材料などの再石灰化を促進する材料を含む。ＣａＯは、前述のように、高度に塩基性の材料（例えば、化合物）及びカルシウムイオン源の両方として機能し得る。塩基性コア材料がカルシウムイオンを放出しない強塩基性材料を含む場合、コアは、カルシウム塩（例えば、グリセロリン酸カルシウム）などの別のカルシウム材料を更に含んでもよい。

いくつかの実施形態では、封入された（例えば、歯科用）充填剤のコアは、フッ化物イオンの放出によって再石灰化を促進する材料を更に含み、かつこれから調製される。他の実施形態では、（例えば、歯科用）組成物は、フッ化物イオンの放出によって再石灰化を促進する材料を含む第２の充填剤を更に含む。コア又は第２の充填剤材料は、約５～４０重量％の範囲の量で、ＡｌＦ_３、Ｎａ_２ＡｌＦ_３、及びこれらの混合物などのフッ化物化合物を含み、かつこれらから調製される。いくつかの実施形態では、ＡｌＦ_３の量は、コア又は第２の充填剤材料の１０～３０重量％の範囲である。いくつかの実施形態では、Ｎａ_２ＡｌＦ_３は、コア又は第２の充填剤材料の２～１０重量％の範囲である。

いくつかの実施形態では、封入された（例えば、歯科用）充填剤のコアは、リンイオンの放出によって再石灰化を促進する材料を更に含む。他の実施形態では、（例えば、歯科用）組成物は、フッ化物イオンの放出によって再石灰化を促進する材料を含む第２の充填剤を更に含む。いくつかの実施形態では、コア又は第２の充填剤材料は、２～２５重量％の範囲の量で、Ｐ_２Ｏ_５、ＡｌＰＯ_４、及びこれらの混合物などのリン化合物を含み、かつこれらから調製される。いくつかの実施形態では、Ｐ_２Ｏ_５の量は、コア又は第２の充填剤材料の２～１５重量％の範囲である。いくつかの実施形態では、ＡｌＰＯ_４の量は、コア又は第２の充填剤材料の２～１０重量％の範囲である。

塩基性コアは、当該技術分野において周知の技術である、蒸着、原子層堆積（ＡＬＤ）、スパッタリング、又は蒸発などの任意の好適な方法で金属酸化物を含む無機シェルで封入することができる。

いくつかの実施形態では、封入材料の製造方法は、前述したように、塩基性コア粒子を準備すること、及び蒸着技術のうちの少なくとも１つを用いて、塩基性コア粒子を（例えば、連続した非粒子状）無機コーティングで封入すること、を含む。蒸着法としては、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）、加水分解ＣＶＤ、プラズマＣＶＤなどの化学蒸着法（ＣＶＤ）が挙げられる。

コーティングをもたらすための蒸着技術の利点としては、コーティングが、溶媒又は液体媒体からの干渉を伴わずに分子サイズ種から構築されることが挙げられる。いくつかのコーティング方法（例えば、ＡＬＤ及びＣＶＤ）は、不規則な材料（例えば、粉末又は多孔質微粒子）上の共形層からなるコーティングをもたらす傾向がある。

ＡＬＤ及びＣＶＤは、化学反応を伴うコーティングプロセスであり、使用される化学反応物質は化学前駆体と呼ばれる。すなわち、これらは、形成されるコーティング材料（例えば、金属酸化物コーティング）に対する前駆体である（すなわち、コーティング前駆体）。いくつかの実施形態では、単一のコーティング前駆体が使用されるが、他の実施形態では、少なくとも２つのコーティング前駆体が使用される。少なくとも１つのコーティング前駆体は、コーティング（例えば、金属酸化物コーティング）に必要な少なくとも１つの金属カチオンを含む。

前駆体の単純な分解（例えば、熱分解又はプラズマ増強分解）がコーティングを形成するのに十分である場合、単一のコーティング前駆体を使用することができる。少なくとも１つのコーティング前駆体が少なくとも１つの金属カチオンを含み、少なくとも１つの追加の前駆体（すなわち、共反応物質）と化学反応してコーティング（例えば、金属酸化物コーティング）を形成するとき、少なくとも２つのコーティング前駆体（例えば、金属酸化物前駆体）が使用される。追加のコーティング前駆体は、少なくとも１つの金属カチオンを含むコーティング前駆体に対する共反応物である。共反応物質は、少なくとも１つの金属カチオンを含むコーティング前駆体と化学的に反応して、コーティングを形成する。

ＡＬＤコーティングは、一般に、化学前駆体（例えば、少なくとも１つの金属カチオンを含むコーティング前駆体）の代替パルス、前駆体の単層の吸収、過剰な前駆体の除去、及び共反応物質のパルス化（例えば、少なくとも１つの金属カチオンを含むコーティング前駆体への共反応物質）を介して一度に１つの単層を堆積させる。したがって、これらのコーティングは、共形かつ均一である傾向がある。あるいは、例えば、ＡＬＤシステムはまた、より厚い非自己制限コーティングを堆積させることも可能であり、各化学反応物の単層よりも著しく大きな量が、各パルス又はサイクル中に基材に吸着し、はるかに大量のコーティングの堆積をもたらす。

ＣＶＤコーティングは、同様の化学反応を含むことができるが、両方の前駆体は、典型的には、同時にかつ連続的に供給される。均一性は、コーティングされている粉末を連続的に混合することによって向上させることができる。

本明細書に記載される封入された材料を作製するための有効なコーティング方法は、常圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）である。ＡＰＣＶＤは、ガラス製品などの簡単な設備で実施することができる。いくつかの実施形態では、加水分解反応を使用して、室温（約２２℃）から約１８０℃までの範囲の温度で、（例えば、連続的な）金属酸化物コーティングを形成する。

ＡＬＤ及びＣＶＤプロセスの例示的な前駆体としては、金属アルキル（例えば、トリメチル又はトリエチルアルミニウム、ジエチル亜鉛）、揮発性金属塩化物（四塩化チタン、四塩化ケイ素、三塩化アルミニウム）、シラン、金属アルコキシド（チタンイソプロポキシド、アルミニウムイソプロポキシド、シリコンエトキシド）、混合アルキル、ハロゲン化物、ヒドリド、アルコキシ、及び他の基を有する化合物、並びに他の揮発性金属有機化合物などの少なくとも１つの金属カチオンを含むコーティング前駆体（例えば、金属酸化物前駆体）が挙げられる。少なくとも１つの金属カチオン（例えば、少なくとも１つの金属カチオンを含む金属酸化物前駆体）を含むコーティング前駆体に対する例示的な共反応物としては、水、酸素、オゾン、アンモニア、及びアルキルアミンが挙げられる。金属酸化物に加えて、他の無機、非金属コーティング材料が、コーティング前駆体とコーティング前駆体に対する共反応物質との間の化学反応を用いて堆積される（例えば、少なくとも１つの金属カチオンと金属窒化物前駆体に対する共反応物質を含む金属窒化物前駆体を使用して、金属窒化物コーティングが堆積される）。

例示的な（例えば連続的な）コーティングは、例えば、金属（例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｇ、及びＺｎ）酸化物などの非金属無機材料を含む。いくつかの実施形態では、シェル材料は、少なくとも５０、６０、７０、８０、９０、又は１００重量％の単一金属酸化物又はこれらの組み合わせを含む。例示的な金属酸化物としては、水酸化物及び含水酸化物などの形態、並びに混合アニオン（例えば、酸化物に加えてハロゲン化物、ヒドロキシル、少量のアルキル又はカルボキシレートなど）を含む形態を挙げることができる。シェル材料は、主に、２０、１０、５、又は１重量％以下の炭素含有量を有する無機物である。更に、封入された塩基性材料はまた、２０、１０、５、又は１重量％以下の炭素含有量を有することができる。シェル材料は、金属窒化物、金属硫化物、金属オキ硫化物、及び金属オキシ窒化物を更に含んでもよい。コーティングは、非晶質、結晶質、又は混合された単相若しくは多相であってよく、１つ以上のカチオン及び１つ以上のアニオンを含有することができる。いくつかの実施形態では、コーティングは、いくつかのヒドロキシル又は結合水を含むか、又は含まない非晶質アルミナである。

シェル材料は、弱塩基性材料であってもよい。しかしながら、シェル材料の塩基性は、特に前述の緩衝試験又はディスク緩衝試験に従って、所望のｐＨ変化を生じさせるために十分ではない（続いて記載されるように）。

いくつかの実施形態では、連続コーティングで塩基性粒子を封入することは、ＡＰＣＶＤコーティングプロセスを介して行われ、ここではアルミナ系コーティングが、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）及び水を使用してもたらされる。前駆体は、各液体前駆体のバブラーを通してキャリアガスを流すことによって、反応チャンバ内に導入することができる。一般的に、ＣＶＤプロセスに典型的であるように、各成分を有するキャリアガスは、反応チャンバ内に同時にかつ連続的に送達される。所望の流量及び比率を調整して、コーティングの所望の量及び特性を生成することができる。いくつかの実施形態では、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）流量及び水の流量は、独立して、少なくとも５０又は１００ｃｍ^３／分から１０００、１５００、又は２０００ｃｍ^３／分の範囲である。水の流量は、典型的には、２倍～１０倍以上の範囲の係数でＴＭＡ流量よりも高い。いくつかの実施形態では、いずれかの前駆体の流れは、他の前駆体の流れが存在しない期間、個別に開始又は維持することができる。いくつかの実施形態では、前駆体の流れは、プロセス全体にわたって１回以上変更又は調整することができる。

いくつかの実施形態では、共反応物質（例えば、水）の、少なくとも１つの金属カチオン（例えば、ＴＭＡ）を含むコーティング前駆体に対する比は、プロセスの後よりも最初に高い。他の実施形態では、共反応物質（例えば、水）の、少なくとも１つの金属カチオンを含むコーティング前駆体に対する比は、プロセスの後よりも最初に低い。いくつかの実施形態では、複合粒子は、少なくとも１つの金属カチオンを含むコーティング前駆体に曝露される前に、初期期間にわたって共反応物質（例えば、水）のみに曝露される。いくつかの実施形態では、複合粒子は、第２の反応物質（例えば、コーティング前駆体に対する共反応物質）への曝露前に、少なくとも１つの金属カチオンを含むコーティング前駆体のみに曝露される。いくつかの実施形態では、異なる流量条件は、少なくとも５分間（又は他の実施形態では、少なくとも１０、１５、２０、３０、４５、６０、又は９０分間）から最長１５０分間の範囲で維持される。

いくつかの実施形態では、第１の組成のコーティングが堆積され、その後、第２の組成のコーティングが続く。例えば、アルミナ系コーティングは、ＴＭＡ及び水から堆積させることができ、その後、ＴｉＣｌ_４及び水から堆積されたチタニア系コーティングが続く。

いくつかの実施形態では、シェル、又は換言すれば封入材は、少なくとも５、１０、１５、２０、又は２５ｎｍの平均厚さを有する。シェルの厚さは、最大２５０、５００、７５０、又は１０００ｎｍ（１マイクロメートル）の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、例えば、封入された歯科用充填剤の場合、シェルの厚さは、典型的には、最大１００、１５０、又は２００ｎｍの範囲である。

重量％基準では、シェル材料は、典型的には、封入された材料全体の少なくとも０．１、０．２、０．３、０．４、又は０．５重量％である。重量％基準でのシェル材料の量は、封入された材料全体の最大１５又は２０重量％までの範囲であり得るが、より典型的には１０、９、８、７、６、又は５重量％以下である。

好ましい実施形態では、シェル材料及びシェルの厚さは、塩基性コア材料の制御及び／又は遅延放出若しくは反応を可能にするように選択することができる。

好ましい実施形態では、シェルは最初に不透過性である（すなわち、組成物及びコア材料からの材料は、シェルを通じた単純な拡散によって相互作用することができない）。相互作用は、シェルが他の材料との相互作用（例えば、分解、腐食、又は溶解）によって変化した後に生じる。組成物（例えば、二成分組成物）は、シェルを分解する水又は酸などの成分を含むように設計することができる。他の実施形態では、使用中に水又は酸性成分と接触するようになることにより、シェルの分解が起こり得る。この実施形態では、供給源又は水若しくは酸性成分は、生体液（例えば、歯又は骨を取り囲む軟組織内に保持された唾液若しくは水）であり得る。

次の実施例の表４～７を参照すると、一実施形態では、封入されていない（例えば、ポルトランドセメント又はケイ酸三カルシウム）塩基性材料は、前述の緩衝試験に供されたときに１分以内に、塩基性ｐＨ（例えば、少なくとも８．５、９、９．５、１０、又は１０．５）をもたらす。しかしながら、封入された（例えば、ポルトランドセメント又はケイ酸三カルシウム）塩基性材料は、前述の緩衝試験によると、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０分間に、塩基性ｐＨ（例えば、少なくとも８．５、９、９．５、１０、又は１０．５）をもたらさない。いくつかの実施形態では、封入された（例えば、ポルトランドセメント）塩基性材料は、１５、２０、２５、３０、３５、４０、又は４５分間に、塩基性ｐＨ（例えば、少なくとも８．５、９、９．５、１０、又は１０．５）をもたらさない。いくつかの実施形態では、封入された（例えば、ポルトランドセメント）塩基性材料は、１００、２００、又は３００分間に、塩基性ｐＨ（例えば、少なくとも８．５、９、９．５、１０、又は１０．５）をもたらさない。

次の実施例の表８を参照すると、別の実施形態では、封入されていない（例えば、生体活性ガラス）塩基性材料は、前述の緩衝試験に供されたときに５分以内に、塩基性ｐＨ（例えば、少なくとも８．５、９、９．５、１０、又は１０．５）をもたらす。しかしながら、封入された（例えば、生体活性ガラス）塩基性材料は、前述の緩衝試験によると、３０～４０分間に、塩基性ｐＨ（例えば、少なくとも８．５、９、９．５、１０、又は１０．５）をもたらさない。

次の実施例の表９を参照すると、別の実施形態では、封入されていない（例えば、ポルトランドセメント）塩基性材料は、脱イオン水中で試験したときに２０秒以内に、１１．５の塩基性ｐＨをもたらす。しかしながら、封入された（例えば、ポルトランドセメント）塩基性材料は、脱イオン水中で試験したときに、２０秒以内に少なくとも８．５の塩基性ｐＨをもたらす。次の実施例の表１０を参照すると、別の実施形態では、封入されていない（例えば、生体活性ガラス）塩基性材料は、脱イオン水中で試験したときに２０秒以内に、１０．５の塩基性ｐＨをもたらす。しかしながら、封入された（例えば、生体活性ガラス）塩基性材料は、２０秒以内に少なくとも９．８の塩基性ｐＨをもたらす。したがって、酸性（例えば、緩衝液）溶液のｐＨの変化は、脱イオン水よりも著しく遅い速度で生じ得る。

好ましい実施形態では、塩基性コア材料の遅延放出又は反応は、歯又は骨構造への適用後、典型的には硬化後などの後の時点で、硬化性歯科用材料などの（例えば、生物学的）担体材料の塩基性を増加させるために利用される。封入されていない塩基性材料は、ｐＨの望ましくは大きな（更に望ましくない急速な）上昇を生じさせ得る。同じ封入された塩基性材料は、ｐＨの所望の上昇を生じさせるが、より長い時間の後に生じさせ得る。

封入された塩基性材料を含む硬化性（例えば、歯科用）組成物などの（例えば、生物学的）担体材料の塩基性は、２ｍｌのプラスチック遠心管内に収容された１．５ｍｌの１０ｍＭのＮａ_２ＨＰＯ_４（一般的にＰＢＳとして知られる）緩衝液中に浸漬された硬化（hardened）（すなわち、硬化された（cured））材料のディスク（高さ３．１ｍｍ×１．３
ｍｍ）のｐＨ変化を測定することによって評価することができる。ＰＢＳ緩衝液は、８ｇのＮａＣｌ、０．２ｇのＫＣＬ、１．４４ｇのＮａ_２ＨＰＯ_４、及び０．２４ｇのＫＨ_２ＰＯ_４を、８００ｍｌの蒸留Ｈ_２Ｏに溶解し、ＨＣｌでｐＨを７．４に調整し、追加の蒸留水で体積を１Ｌに調整し、オートクレーブにより滅菌することによって調製することができる。この試験は、その後、本明細書では「ディスク緩衝試験」と称されるであろう。

封入された（例えば、歯科用）塩基性材料を評価する目的で利用され得る代表的な二成分硬化性（例えば、歯科用）組成物は、以下に記載される第１の部分と、封入された塩基性材料を含む第２の部分と、を含む。第１及び第２の部分は、（１：１の重量比で）組み合わされ、実施例において更に詳細に記載されるように放射線硬化される。一実施形態では、第２の部分は、６５重量％の本明細書に記載の封入された塩基性材料、３３．７部のヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、及び１重量％のヒュームドシリカを含む。別の実施形態では、第２の部分は、３３．７部のヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、１６．２５～６５重量％（例えば、３２．５重量％）の本明細書に記載の封入された塩基性材料０～３２．５重量％のＦＡＳガラス、及び１重量％のヒュームドシリカを含む。

いくつかの実施形態では、封入された塩基性材料の濃度は、典型的には、硬化性（例えば、歯科用）組成物の第２の部分の少なくとも２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、又は６５重量％から最大１００％の範囲である。硬化性（例えば、歯科用組成物）の全体は、封入された塩基性材料のそのような濃度の半分を含む。したがって、封入された塩基性材料の濃度は、典型的には、硬化性（例えば、歯科用）組成物の全体の少なくとも１、１．５、２、２．５、５、７．５、１０、１２．５、１５、１７．５、２０、２２．５、２５、２７．５、３０、又は３２．５重量％から最大５０重量％の範囲である。第２の部分（合計８重量％）中に１６．２５重量％の生体活性ガラスを有する製剤は、限界性能を示したが、より小さい濃度が、少なくとも８．５又は９のｐＨへの上昇の遅延をもたらすことができるように、生体活性ガラスの高塩基性材料（ＣａＯ、Ｎａ_２Ｏ）の濃度を増加させることができると推測される。

次の実施例の表１２～２２を参照すると、一実施形態では、封入されていない塩基性材料は、１６．２５重量％超の封入された塩基性材料を含む組成物については、４６、７２、１００、１４７、２６０、３６０、又は５００時間以内に塩基性ｐＨ（例えば、少なくとも８．５、９、９．５、１０、又は１０．５）をもたらす。

硬化性（例えば、歯科用）組成物は、典型的には、骨又は歯構造への良好な接着を提供するのに十分な時間、酸性成分を含むことにより、硬化前に酸性（１、２、３、４、５、又は６のｐＨ）である。この期間はある程度変化し得るが、最初に（水又は緩衝液中の硬化性又は硬化した組成物の浸漬直後）に酸性であり、典型的には、少なくとも３０秒、１、２、３、４、又は５分間酸性である。他の実施形態では、硬化性又は硬化した（例えば、歯科用）組成物は、最初に中性（７～７．５のｐＨ）であり、１時間～１日の範囲の様々な期間後、いくつかの実施形態では最長２、３、４、５、６、又は７日間、若しくはそれ以上の範囲の様々な期間後に、塩基性（例えば、少なくとも８、８．５、９、９．５、１０、１０．５又は１１）を増加させる。

いくつかの実施形態では、硬化性（例えば、歯科用）組成物は、複数の硬化モードを有するセメントとして特徴付けることができる。いくつかの実施形態では、セメントは、酸と酸反応性充填剤（例えば、ＦＡＳガラス）との間のイオン反応を介する、第１の機構を通して硬化する。封入された塩基性（例えば、充填剤）材料の反応は、前述のように遅延され、したがって典型的には、硬化反応に害を及ぼさない。セメントはまた、エチレン性不飽和成分の光開始フリーラジカル架橋を介する、第２の機構を通して硬化する。セメントは、任意に、エチレン性不飽和成分の酸化還元開始フリーラジカル架橋を介する、第３の機構を通して硬化する。

このようなセメントは、典型的には、２つの部分に配合され、第１の部分は、典型的には、封入された塩基性充填剤、及び硬化のための酸反応性（例えば、ＦＡＳ－ガラス）充填剤を含有する粉末又は液体部分である。第２の部分は、典型的には、酸性ポリマー及び水を含有する水性液体部分である。場合によっては、封入された充填剤は、制御された硬化をもたらし、その後、ｐＨを継続して上昇させるように設計することができる。

セメントは、任意に、別個の部分に水溶性還元剤及び水溶性酸化剤を含有してもよい。還元剤が液体部分に存在するならば、このときは酸化剤が、典型的には粉末部分に存在し、逆もまた同様である。好適な還元剤としては、アスコルビン酸、スルフィン酸、バルビツール酸並びにその誘導体、塩化コバルト（ＩＩ）、塩化鉄、硫酸鉄、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン（酸化剤の選択に応じて）シュウ酸、チオ尿素、及びジチオン酸塩又は亜硫酸塩アニオンの塩が挙げられる。好適な酸化剤は、前述したものと同じである。

還元剤及び酸化剤の量は、エチレン性不飽和成分の所望の重合度を提供するのに十分なものである。還元剤の量は、典型的には、非硬化セメント組成物の総重量（水を含む）に基づいて、少なくとも０．０１又は０．０２から最大５、６、７、８、９、又は１０重量％に及ぶ範囲である。酸化剤の量は、典型的には、非硬化セメント組成物の総重量（水を含む）に基づいて、少なくとも０．０１又は０．０２から最大５、６、７、８、９、又は１０重量％に及ぶ範囲である。

還元剤又は酸化剤は、Ｍｉｔｒａらの米国特許第５，１５４、７６２号に記載されているようなポリマーで封入することができる。硬化性（例えば、歯科用）組成物がエチレン性不飽和成分の酸化還元開始フリーラジカル架橋を通して硬化するとき、組成物は、金属酸化物を含む無機シェル内に封入されていない架橋反応のための十分な量の酸化剤を含む。硬化性（例えば、歯科用）組成物はまた、ある期間にわたってｐＨを上昇させる目的で、金属酸化物を含む無機シェル内に封入された酸化剤を含んでもよい。

セメントは、二成分粉末－液体組成物に限定されない。例えば、一成分の無水製剤を調製することができる。これらは乾燥形態で販売され、水を添加することによって使用するために調製することができる。また、二成分ペースト－ペースト配合物は、封入された塩基性及び／又は追加の酸反応性（例えば、ＦＡＳガラス）充填剤に、その充填剤とは反応しない好適な重合性液体（例えば、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、又は「ＨＥＭＡ」）を添加して、第１のペーストを得ることによって調製することができる。上述の酸性ポリマーを、酸性ポリマーとは反応しない好適な充填剤（例えば、石英）と組み合わせて、第２のペーストを得る。２つのペーストを一緒に撹拌することによって、使用するために調製される。

セメントは、使用時に水を含有する。水は、販売される組成物中に存在してもよく、又は使用直前に添加されてもよい。水は、蒸留水、脱イオン水、又は味のない（plain）水
道水であってよい。水の量は、一般的に、適切な取扱い特性及び混合特性を提供するのに、並びに充填剤－酸反応において、イオン輸送を許容するのに、十分である量である。水の量は、典型的には、セメントの総重量の少なくとも１、２、３、４、又は５％、典型的には２０又は２５％以下である（すなわち、第１及び第２の部分と添加される任意の水との組み合わせ）である。

セメントは、典型的にはイオン硬化性であり、すなわちイオン反応によって反応して硬化塊を生成することができる。イオン反応は、主にポリマー上の酸基と酸反応性（例えば、ＦＡＳガラス）充填剤との間で起こる。

いくつかの実施形態では、酸反応性（ＦＡＳ）ガラスは、封入された塩基性（例えば、充填剤）材料と組み合わせて利用される。いくつかの実施形態では、ＦＡＳガラスの量は、二成分組成物の第１の部分の少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、又は４０重量％から最大約５０、５５、又は６０重量％までの範囲に及ぶ。第１の部分は典型的には、総硬化性（例えば、歯科用）組成物の半分に相当するので、合計での酸反応性（ＦＡＳ）ガラスの濃度は、ちょうど記載された濃度の半分である。イオン反応への関与に加えて、ＦＡＳガラスは、再石灰化を促進することが知られているリンイオン及びフッ素イオンを放出する。

いくつかの実施形態では、酸反応性（ＦＡＳ）ガラスの濃度は、封入された塩基性（例えば、充填剤）材料の濃度よりも高い。他の実施形態では、封入された塩基性（例えば、充填剤）材料の濃度は、酸反応性（ＦＡＳ）ガラスの濃度よりも高い。いくつかの実施形態では、封入された塩基性充填剤の封入されていない酸反応性（ＦＡＳ）ガラスに対する重量比は、典型的には、二成分型組成物の第２の部分において、少なくとも１：１若しくは１：１超、例えば、１．５：１、２：１、２．５：１、又は３：１から最大５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、又は１０：１の範囲に及ぶ。

セメントは、少なくとも１つのエチレン性不飽和部分を更に含み得る。エチレン性不飽和部分は、別個の成分として（例えば、アクリレート官能性モノマー若しくはメタクリレート官能性モノマーとして）存在してもよく、又は酸性ポリマーなどの別の成分上に基として存在してもよい。

エチレン性不飽和基は、典型的には、（例えば、末端）フリーラジカル重合性基であり、（メタ）アクリル、例えば（メタ）アクリルアミド（Ｈ_２Ｃ＝ＣＨＣＯＮ－及びＨ_２Ｃ＝ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＯＮ－）並びに（メタ）アクリレート（ＣＨ_２ＣＨＣＯＯ－及びＣＨ_２Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯ－）などが挙げられる。他のエチレン性不飽和重合性基としては、ビニルエーテル（Ｈ_２Ｃ＝ＣＨＯ－）などのビニル（Ｈ_２Ｃ＝Ｃ－）が挙げられる。エチレン性不飽和末端重合性基は、特に化学線（例えば、ＵＶ又は青色光）に対する曝露によって硬化される組成物の場合、（メタ）アクリレート基であることが好ましい。更に、メタクリレート官能基は、典型的には、歯科用硬化性組成物において、アクリレート官能基よりも好ましい。

いくつかの実施形態では、エチレン性不飽和成分は、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシメチルメタクリレート、２－ヒドロキシプロピルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、グリセロールモノ－又はジ－メタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール（例えば、４００及び他の分子量）ジメタクリレート、ウレタンメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、メチレンビス－アクリルアミド又はメタクリルアミドなどの水混和性又は水溶性（メタ）アクリレートであり、ジアセトンアクリルアミド及びメタクリルアミドが好ましい。必要に応じて、エチレン性不飽和部分の混合物を使用してもよい。好ましくは、エチレン性不飽和部分は、以下により詳細に記載されるように、酸性ポリマー上の基として存在する。

第２の部分は、有機又は無機酸成分を含む。いくつかの実施形態では、酸成分は、ポリ（マレイン）酸又はポリ（イタコン）酸などのポリカルボン酸である。他の実施形態では、酸成分は、ポリアクリル酸又はリン含有酸である。

いくつかの実施形態では、酸成分は酸性ポリマーである。好適な酸性ポリマーとしては、米国特許第４，２０９，４３４号の第２欄、６２行～第３欄６行に列挙されているものが挙げられる。好ましい酸性ポリマーとしては、アクリル酸、イタコン酸、及びマレイン酸などのアルケン酸のホモポリマー及びコポリマーが挙げられる。

いくつかの実施形態では、酸性ポリマーは、光硬化性アイオノマー、すなわち、硬化反応が可能なペンダントイオン基、及び結果として生じる混合物を、放射エネルギーに曝露すると重合させる、すなわち硬化させることができるペンダントフリーラジカル重合性基を有するポリマーとして特徴付けることができる。

例えば、米国特許第５，１３０，３４７号に記載されているように、光硬化性アイオノマーは、一般式：
Ｂ（Ｘ）_ｍ（Ｙ）_ｎを有し、
式中、
Ｂは有機骨格鎖を表し、
各Ｘは、独立してイオン性基であり、
各Ｙは、独立して光硬化性基であり、
ｍは、２以上の平均値を有する数であり、
ｎは、１以上の平均値を有する数である。

好ましくは、骨格鎖Ｂは、炭素－炭素結合のオリゴマー又はポリマー骨格鎖であり、任意に、酸素、窒素、又は硫黄ヘテロ原子などの非干渉置換基を含有する。本明細書で使用される場合、用語「非干渉」は、光硬化性アイオノマーの光硬化反応のいずれにも過度に干渉しない置換基又は連結基を指す。

好ましいＸ基は酸性基であり、カルボキシル基が特に好ましい。

好適なＹ基としては、重合性エチレン性不飽和基及び重合性エポキシ基が挙げられるが、これらに限定されない。エチレン性不飽和基、特にフリーラジカル機構によって重合することができるものが好ましく、その例は、置換及び非置換アクリレート、メタクリレート、アルケン及びアクリルアミドである。

Ｘ及びＹ基は、直接的に、又は置換若しくは非置換アルキル、アルコキシアルキル、アリール、アリールオキシアルキル、アルコキシアリール、アラルキル、又はアルカリル基などの任意の非干渉有機連結基を用いて、骨格鎖Ｂに結合することができる。

好ましい光硬化性アイオノマーは、各Ｘがカルボキシル基であり、各Ｙが、フリーラジカル機構によって重合され得る（メタ）アクリレート基などのエチレン性不飽和基であるものである。このようなアイオノマーは、ポリアルケン酸（例えば、式Ｂ（Ｘ）_ｍ＋ｎ（式中、各Ｘはカルボキシル基である）のポリマー）と、エチレン性不飽和基と、ＮＣＯ基などのカルボン酸基と反応可能な基との両方を含有するカップリング化合物と反応させることによって簡便に調製される。得られる光硬化性アイオノマーは、好ましくは、フリーラジカル重合性のうちの少なくとも１つを有する（例えば、（メタ）アクリレート基）が、アミド結合によってアイオノマーに結合される。得られる光硬化性アイオノマーの分子量は、典型的には約１０００～約１００，０００ｇ／モルである。

（例えば、光硬化性アイオノマー）酸性ポリマーは、典型的には、ゲル透過クロマトグラフィー及びポリスチレン標準を使用して測定したときに、少なくとも５０００ｇ／モルから最大約１００，０００ｇ／モルの範囲の（重量平均）分子量を有する。いくつかの実施形態では、（例えば、光硬化性アイオノマー）酸性ポリマーは、５０，０００又は２５，０００ｇ／モル未満の分子量を有する。

光硬化性アイオノマーなどの酸性成分の濃度は、典型的には、二成分型組成物の第１の部分の少なくとも５、６、７、８、９、又は１０重量％、典型的には３０、２５、２０、又は１５重量％以下である。第１の部分は典型的には、総硬化性（例えば、歯科用）組成物の半分だけに相当するので、光硬化性アイオノマーなどの酸性成分の合計での濃度は、ちょうど記載された濃度のおよそ半分である。

いくつかの実施形態では、酸成分は、酸及び／又は酸前駆体官能基を有するエチレン性不飽和化合物の形態の硬化性成分である。酸前駆体官能基としては、例えば、無水物、酸ハロゲン化物、及びピロホスフェートが挙げられる。酸官能基としては、リン酸官能基、ホスホン酸官能基、スルホン酸官能基、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。典型的には、本明細書に記載される接着剤組成物は、組成物がジルコニアの場合などの塩基性表面を含む放射線不透過性充填剤を含む場合、カルボン酸官能基を有するエチレン性不飽和化合物をほとんど含まない（例えば、１０重量％未満、５重量％未満、又は１重量％未満）、又はカルボン酸官能基を有するエチレン性不飽和化合物を含まない。

酸官能基を有するエチレン性不飽和化合物としては、例えば、グリセロールホスフェートモノ（メタ）アクリレート、グリセロールホスフェートジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートホスフェート（例えばＨＥＭＡ－Ｐ）、ビス（（メタ）アクリルオキシエチル）ホスフェート、（（メタ）アクリルオキシプロピル）ホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシプロピル）ホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシ）プロピルオキシホスフェート、（メタ）アクリルオキシヘキシルホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシヘキシル）ホスフェート（例えばＭＨＰ）、（メタ）アクリルオキシオクチルホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシオクチル）ホスフェート、（メタ）アクリルオキシデシルホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシデシル）ホスフェート、及びカプロラクトンメタクリレートホスフェートなどのα、β－不飽和酸性化合物が挙げられる。

いくつかの実施形態では、（例えば、歯科用）組成物は、本明細書に記載の封入された充填剤に加えて、他の（すなわち、第２の）充填剤を更に含む。第２の充填剤は、典型的には、本明細書に記載されるような（例えば、強い）塩基性コア材料を含まない。第２の充填剤は、典型的には、前述のように、低い溶解度を有する中性金属酸化物を含む。第２の充填剤はまた、弱塩基性又は弱酸性であってもよい。

いくつかの実施形態では、第２の充填剤は、前述のように、酸反応性（ＦＡＳガラス）充填剤である。

いくつかの実施形態では、他の充填剤は、（例えば、無機金属酸化物）ナノ粒子を含む。このようなナノ粒子、又は換言すれば「ナノスコピック充填剤」は、粘度及びチクソトロピー調節剤として使用することができる。このようなナノ粒子はまた、歯科用硬化性組成物の機械的特性に対しても部分的に寄与し得る。このようなナノ粒子はまた、それらのサイズにより、重合性樹脂の屈折率に対しても寄与する。

いくつかの実施形態では、無機酸化物ナノ粒子は、１００ｎｍ以下の一次粒径を有する。一次粒径は、典型的には、非凝集体の離散粒子のサイズを指す。他のより一般性が低い実施形態では、ナノ粒子は、２個以上の（例えば、溶融又は共有）結合した粒子の凝集体である場合もあり、この凝集体は１００ｎｍ以下の粒径を有する。平均粒径は、硬化した歯科用組成物の薄片試料を切断し、倍率３００，０００の透過型電子顕微鏡写真を使用して約５０～１００個の粒子の粒子径を測定し、平均を計算することによって決定することができる。ナノ粒子は、単峰性又は多峰性（例えば、二峰性）の粒径分布を有し得る。いくつかの実施形態では、（例えば、ジルコニア）ナノ粒子は、少なくとも約２、３、４、又は５ナノメートル（ｎｍ）の平均粒径を有する。いくつかの実施形態では、（例えば、ジルコニア）ナノ粒子は、約５０、４０、３０、２５、１５、又は１０ナノメートル（ｎｍ）以下の平均粒径を有する。

歯科用組成物は、任意に、比較的低い屈折率を有する（例えば、無機金属酸化物）ナノ粒子、例えばシリカなどを更に含む。低屈折率ナノ粒子の包含は、重合性樹脂の屈折率を低減させ得る。好適なシリカナノ粒子は、Ｅｃｏｌａｂ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）からＮＡＬＣＯ ＣＯＬＬＯＩＤＡＬ ＳＩＬＩＣＡＳの商品名で市販されている。例えば、好ましいシリカ粒子は、ＮＡＬＣＯ製品１０３４Ａ、１０４０、１０４２、１０５０、１０６０、２３２７、及び２３２９を使用することで得ることができる。

シリカナノ粒子は、好ましくは、シリカの水性コロイド分散体（すなわち、ゾル又はアクアゾル）から製造される。コロイドシリカは、典型的には、シリカゾル中に約１～５０重量パーセントの濃度で存在する。異なるコロイドサイズを有する、使用することができるコロイドシリカゾルが市販されており、Ｓｕｒｆａｃｅ＆Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．６，ｅｄ．Ｍａｔｉｊｅｖｉｃ，Ｅ．，Ｗｉｌｅｙ Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ，１９７３を参照されたい。充填剤の製造における使用にとって好ましいシリカゾルは、水性媒体中の非晶質シリカの分散体（例えば、Ｅｃｏｌａｂ製のＮａｌｃｏコロイドシリカなど）、及びナトリウム濃度が低く、好適な酸との混和によって酸性化することができるもの（例えば、Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏ．製のＬｕｄｏｘコロイドシリカ、又はＥｃｏｌａｂ製のＮａｌｃｏ ２３２６）として供給されている。

いくつかの実施形態では、歯科用組成物は、少なくとも０．５、１、１．５、又は２重量％の低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子を含む。低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子の量は、典型的には、歯科用組成物の３０、２５、２０、１５、又は５重量％以下である。他の実施形態では、歯科用組成物は、１、０．５、０．２５、０．１、若しくは０．００５重量％未満の低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子を含むか、又は低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子を実質的に含まない。

低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子が歯科用組成物に含まれている場合、低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子の濃度は、概して、高屈折率（例えば、ジルコニア）ナノ粒子の濃度未満である。したがって、高屈折率（例えば、ジルコニア）ナノ粒子の重量又は体積濃度は、典型的には、低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子の重量又は体積濃度よりも大きい。いくつかの実施形態では、高屈折率（例えば、ジルコニア）ナノ粒子の、低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子に対する重量比又は体積比は、少なくとも１．１対１、１．２対１、１．３対１、１．４対１、１．５対１、１．６対１、１．７対１、１．８対１、１．９対１、又は２対１である。いくつかの実施形態では、高屈折率（例えば、ジルコニア）ナノ粒子の、低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子に対する重量比又は体積比は、少なくとも２．１対１、２．２対１、２．３対１、又は２．４対１である。いくつかの実施形態では、高屈折率（例えば、ジルコニア）ナノ粒子の、低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子に対する重量比又は体積比は、１００対１、７５対１、５０対１、２５対１、１０対１、又は５対１以下である。

いくつかの好適な低屈折率（例えば、シリカ）ナノ粒子及び高屈折率（例えば、ジルコニア）ナノ粒子については、米国特許第６，３８７，９８１号（Ｚｈａｎｇら）及び同第６，５７２，６９３号（Ｗｕら）、並びにＰＣＴ国際公開第ＷＯ ０１／３０３０４号（Ｚｈａｎｇら）、同第ＷＯ ０１／３０３０５号（Ｚｈａｎｇら）、同第ＷＯ ０１／３０３０７号（Ｚｈａｎｇら）、同第ＷＯ ０３／０６３８０４号（Ｗｕら）、米国特許第７，０９０，７２１号（Ｃｒａｉｇら）、同第７，０９０，７２２号（Ｂｕｄｄら）、同第７，１５６，９１１号（Ｋａｎｇａｓら）、米国特許第７，２４１，４３７号（Ｄａｖｉｄｓｏｎら）、及び米国特許第７，６４９，０２９号（Ｋｏｌｂら）に開示されている。

本明細書に記載される歯科用組成物は、認識可能な量の無機金属酸化物充填剤を含むことが好ましい。歯科用途において使用される充填剤の性質は、典型的には、セラミックである。

充填剤は、例えば歯科用コンポジット及び歯科用物品（例えば、クラウン）などにおいて現在使用されている充填剤などの、歯科用途のために使用される組成物への組み込みにとって好適な広範な材料のうちの１種以上から選択することができる。充填剤は、概して、無毒性であり、口腔内での使用にとって好適である。充填剤は、放射線不透過性、放射線透過性、又は非放射線不透過性であり得る。いくつかの実施形態では、充填剤は、典型的には、少なくとも１．５００、１．５１０、１．５２０、１．５３０、又は１．５４０の屈折率を有する。

放射線不透過性を増加させるために、ＹｂＦ_３などの構成成分を最大約５重量％まで含むことが一般的である。いくつかの実施形態では、硬化した歯科用組成物の放射線不透過性は、厚さ少なくとも３ｍｍのアルミニウムである。

充填剤の性質は、粒子状又は繊維状のいずれかであり得る。粒子状充填剤は、概して、２０：１以下、より一般的には１０：１以下の長さ対幅の比又はアスペクト比を有するものとして定義され得る。繊維は、２０：１超、又はより一般的には１００：１超のアスペクト比を有するものとして定義され得る。粒子の形状は、球形から楕円形、又はより平面的なもの、例えばフレーク若しくはディスクなどの範囲にわたって多様であり得る。巨視的特性は、充填剤粒子の形状、特に形状の均一性に対して高度に依存し得る。

本明細書に記載される歯科用組成物は、ナノ粒子よりもサイズが大きい無機金属酸化物充填剤材料を含む。先に記載されているように、ナノ粒子は、典型的には、１００ｎｍ以下の粒径を有する、非凝集体の離散粒子である。対照的に、無機金属酸化物充填剤は、１００ｎｍ超、例えば少なくとも１５０ｎｍ又は少なくとも２００ｎｍなどの少なくとも１つの寸法を有する、粒子状又は繊維状材料である。粒子状充填剤の場合、非凝集体の離散粒子又は凝集粒子の平均粒径は、少なくとも２００ｎｍである。無機金属酸化物充填剤は、硬化後の摩耗特性の改善にとって非常に有効である。

いくつかの実施形態では、充填剤は、重合性樹脂に不溶性である架橋済み有機材料を含んでもよく、任意に無機充填剤で充填されてもよい。好適な有機充填剤粒子の例としては、充填又は非充填粉砕ポリカーボネート、ポリエポキシド、ポリ（メタ）アクリレート、及び同類のものが挙げられる。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載される歯科用組成物は、石英、ヒュームドシリカ、米国特許第４，５０３，１６９号（Ｒａｎｄｋｌｅｖ）に記載されている種類の非ガラス質微粒子などの非酸反応性充填剤、並びにナノクラスター充填剤（nanocluster filler）、例えば米国特許第６，７３０，１５６号（Ｗｉｎｄｉｓｃｈら）、米国特許第６，５７２，６９３号（Ｗｕら）、及び米国特許第８，７２２，７５９号（Ｃｒａｉｇ）に記載されているものなどを含む。

いくつかの実施形態では、充填剤は、ナノクラスター、すなわち、硬化性樹脂中に分散された場合でも、比較的弱いものの粒子を凝集させるのに十分な分子間力によって結びついた２個以上の粒子の群の形態である、ナノ粒子を含む。好ましいナノクラスターは、非重金属酸化物（例えば、シリカ）粒子及びジルコニアなどの重金属酸化物（すなわち、２８よりも大きい原子番号を有する）の、軽度に凝集した、実質的に非晶質のクラスターを含み得る。ジルコニアは、結晶質であっても非晶質であってもよい。いくつかの実施形態では、ジルコニアは、粒子として存在してもよい。ナノクラスターを形成する粒子は、約１００ｎｍ未満の平均直径を有することが好ましい。しかしながら、軽度に凝集したナノクラスターの平均粒径は、典型的には、相当大きくなる。

いくつかの実施形態では、（例えば、歯科用）組成物は、ジルコニア／シリカナノクラスター充填剤などの中性金属酸化物を含む第２の充填剤を更に含む。二成分歯科用組成物の場合、中性金属酸化物を含む充填剤は、第１又は第２の液体含有部分に相当量で存在する。いくつかの実施形態では、中性又は非反応性充填剤は、酸性部分及び非酸性部分のいずれか又は両方に存在し、一方、酸反応性充填剤（例えば、ＦＡＳガラス）及び／又は封入された塩基性コアは、非酸性部分に存在し、混合後に酸性部分と反応する。

いくつかの実施形態では、硬化性（例えば、歯科用）組成物の第１の部分は、ジルコニア／シリカナノクラスター充填剤などの、中性金属酸化物を含む第２の充填剤を、少なくとも５、１０、１５、又は２０重量％から最大３０、３５、又は４０重量％の範囲の量で含む。総硬化性（例えば、歯科）組成物は、ジルコニア／シリカナノクラスター充填剤などの中性金属酸化物を含む第２の充填剤のこのような濃度の約半分を含む。

いくつかの実施形態では、第２の充填剤はまた、米国特許第７，３９６，８６２号に記載されているような金属酸化物を含むシェル材料で封入されてもよい。

充填剤の混合物も使用することができる。

典型的な実施形態では、第２の充填剤は、ナノ粒子と無機酸化物充填剤と樹脂との間の結合を強化するための表面処理を含んでもよい。様々な表面処理について、当該技術分野において記載されており、例えば、米国特許第８，６４７，５１０号（Ｄａｖｉｄｓｏｎら）に記載されているものなどの有機金属カップリング剤及びカルボン酸が挙げられる。封入された塩基性材料はまた、任意に表面処理を含んでもよい。

好適な共重合性有機金属化合物は、一般式：ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）_ｍＳｉ（ＯＲ）_ｎ又はＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）_ｍＣ＝ＯＯＡＳｉ（ＯＲ）_ｎ［式中、ｍは０又は１であり、Ｒは１～４個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ａは二価有機連結基であり、ｎは１～３である］を有し得る。有機金属カップリング剤は、アクリレート、メタクリレート、ビニル基及び同類のものなどの反応性硬化性基で官能化されてもよい。好ましいカップリング剤としては、ガンマ－メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、ガンマ－アミノプロピルトリメトキシシラン、及び同類のものが挙げられる。

いくつかの実施形態では、表面改質剤の組み合わせが有用である可能性があり、これらの薬剤のうちの少なくとも１種は、硬化性樹脂と共重合可能である官能基を有する。硬化性樹脂とは一般に反応しない他の表面改質剤が、分散性又はレオロジー特性を強化するために含まれてもよい。この種類のシランの例としては、例えば、アリールポリエーテル、アルキル、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアリール、又はアミノアルキル官能性シランが挙げられる。

表面修飾は、モノマーとの混合に続いて、又は混合後のいずれかで行うことができる。典型的には、樹脂へ組み込む前に、オルガノシラン表面処理化合物をナノ粒子と組み合わせることが好ましい。表面改質剤の必要とされる量は、粒径、粒子のタイプ、改質剤の分子量、及び改質剤のタイプなどのいくつかの要因に左右される。概して、ほぼ単層の改質剤を粒子の表面に付着させることが好ましい。

様々なエチレン性不飽和モノマーを、歯科用組成物において利用することができる。歯科用組成物のエチレン性不飽和モノマーは、典型的には、約２５℃において安定な液体であり、これは、少なくとも３０、６０、又は９０日間の典型的な貯蔵寿命の間、室温（約２５℃）で保管した場合に、モノマーが、実質的に重合、結晶化、又は別様に硬化しないことを意味する。モノマーの粘度は、典型的には、初期粘度の１０％を超えて変化（例えば、増加）することはない。

特に、歯科修復用組成物の場合、エチレン性不飽和モノマーは、概して、少なくとも１．５０の屈折率を有する。いくつかの実施形態では、屈折率は、少なくとも１．５１、１．５２、１．５３、又はそれ以上である。硫黄原子の包含及び／又は１個以上の芳香族部分の存在は、（このような置換基を含まない同じ分子量のモノマーと比較して）屈折率を上昇させ得る。

硬化性（例えば、歯科用）組成物の硬化性成分は、広範囲の「他の」エチレン性不飽和化合物（酸官能性を有する又は有しない）、エポキシ官能性（メタ）アクリレート樹脂、ビニルエーテル等を含むことができる。

（例えば、光重合性）歯科用組成物は、１個以上のエチレン性不飽和基を有する、フリーラジカル重合性モノマー、オリゴマー、及びポリマーを含んでもよい。好適な化合物は、少なくとも１個のエチレン性不飽和結合を含有し、付加重合を受けることが可能である。有用なエチレン性不飽和化合物の例としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ヒドロキシ官能性アクリル酸エステル、ヒドロキシ官能性メタクリル酸エステル、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

このようなフリーラジカル重合性化合物としては、モノ、ジ、又はポリ－（メタ）アクリレート（すなわち、アクリレート及びメタアクリレート）、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ヘキシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３－プロパンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、１，２，４－ブタントリオールトリ（メタ）アクリレート、１，４－シクロヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ソルビトールヘキサ（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ビス［１－（２－アクリルオキシ）］－ｐ－エトキシフェニルジメチルメタン、ビス［１－（３－アクリルオキシ－２－ヒドロキシ）］－ｐ－プロポキシフェニルジメチルメタン、エトキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、及びトリスヒドロキシエチル－イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレートなど；（メタ）アクリルアミド（すなわち、アクリルアミド及びメタクリルアミド）、例えば、（メタ）アクリルアミド、メチレンビス－（メタ）アクリルアミド、及びジアセトン（メタ）アクリルアミドなど；ウレタン（メタ）アクリレート；（好ましくは分子量２００～５００の）ポリエチレングリコールのビス－（メタ）アクリレート；並びにビニル化合物、例えば、スチレン、フタル酸ジアリル、コハク酸ジビニル、アジピン酸ジビニル、及びフタル酸ジビニルなどが挙げられる。他の好適なフリーラジカル重合性化合物としては、シロキサン官能性（メタ）アクリレートが挙げられる。所望される場合、２つ以上のフリーラジカル重合性化合物の混合物を使用することが可能である。

硬化性（例えば、歯科用）組成物は、単一分子内にヒドロキシル基とエチレン性不飽和基とを有するモノマーを含有してもよい。このような材料の例としては、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、例えば、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート及び２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなど；グリセロールモノ又はジ－（メタ）アクリレート；トリメチロールプロパンモノ又はジ－（メタ）アクリレート；ペンタエリスリトールモノ、ジ、及びトリ－（メタ）アクリレート；ソルビトールモノ、ジ、トリ、テトラ、又はペンタ－（メタ）アクリレート；並びに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（ｂｉｓＧＭＡ）が挙げられる。好適なエチレン性不飽和化合物は、広範な商業的供給業者、例えば、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓなどから入手可能である。

いくつかの実施形態では、二成分硬化性（例えば、歯科用）組成物の第１の部分は、ＨＥＭＡなどの単一分子中にヒドロキシル基及びエチレン性不飽和基を有するモノマーを含む。いくつかの実施形態では、酸性官能基を有するエチレン性不飽和化合物（例えば、ＨＥＭＡ）の量は、二成分組成物の第１の部分の少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０重量％から最大約３５、４０、４５、又は５０重量％までの範囲に及ぶ。第１の部分は、総硬化性（例えば、歯科用）組成物の半分のみに相当するので、酸性官能基を有するエチレン性不飽和化合物（例えば、ＨＥＭＡ）の合計での濃度は、ちょうど記載された濃度のおよそ半分である。

本明細書に記載される（例えば、歯科用）組成物は、酸官能基を有するエチレン性不飽和化合物の形態の、１つ以上の硬化性構成成分を含んでもよい。このような構成成分は、単一分子内に酸性基とエチレン性不飽和基とを含有する。存在する場合、この重合性構成成分は、任意に、酸官能基を有するエチレン性不飽和化合物を含む。好ましくは、酸官能基は、炭素、硫黄、リン、又はホウ素のオキシ酸（すなわち、酸素含有酸）を含む。しかしながら、いくつかの実施形態では、歯科用組成物は、酸官能基を有するエチレン性不飽和化合物を実質的に含まない（１、０．５、０．２５、０．１、又は０．００５重量％未満）。

本明細書において使用される場合、酸官能基を有するエチレン性不飽和化合物は、エチレン性不飽和、並びに酸及び／又は酸前駆体官能基を有するモノマー、オリゴマー、及びポリマーを包含することが意図される。酸前駆体官能基としては、例えば、無水物、酸ハロゲン化物、及びピロホスフェートが挙げられる。酸官能基としては、カルボン酸官能基、リン酸官能基、ホスホン酸官能基、スルホン酸官能基、又はそれらの組み合わせを挙げることができる。

酸官能基を有するエチレン性不飽和化合物としては、例えば、α，β－不飽和酸性化合物、例えば、グリセロールホスフェートモノ（メタ）アクリレート、グリセロールホスフェートジ（メタ）アクリレート（ＧＤＭＡ－Ｐ）、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート（例えば、ＨＥＭＡ）ホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシエチル）ホスフェート、（（メタ）アクリルオキシプロピル）ホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシプロピル）ホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシ）プロピルオキシホスフェート、（メタ）アクリルオキシヘキシルホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシヘキシル）ホスフェート、（メタ）アクリルオキシオクチルホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシオクチル）ホスフェート、（メタ）アクリルオキシデシルホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシデシル）ホスフェート、カプロラクトンメタクリレートホスフェート、クエン酸ジ又はトリ－メタクリレート、ポリ（メタ）アクリレート化オリゴマレイン酸、ポリ（メタ）アクリレート化ポリマレイン酸、ポリ（メタ）アクリレート化ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリレート化ポリカルボキシル－ポリホスホン酸、ポリ（メタ）アクリレート化ポリクロロホスホン酸、ポリ（メタ）アクリレート化ポリスルホネート、ポリ（メタ）アクリレート化ポリホウ酸、及び同類のものなどが挙げられ、構成成分として使用することができる。また、不飽和炭酸、例えば、（メタ）アクリル酸、芳香族（メタ）アクリレート化酸（例えば、メタクリレート化トリメリット酸）、及びそれらの無水物などのモノマー、オリゴマー、及びポリマーを使用することも可能である。

歯科用組成物は、少なくとも１個のＰ－ＯＨ部分を有する酸官能基を有する、エチレン性不飽和化合物を含んでもよい。このような組成物は、自己接着性であり、かつ非水性である。例えば、このような組成物は、少なくとも１個の（メタ）アクリルオキシ基及び少なくとも１個の－Ｏ－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_ｘ基を含む第１の化合物であって、式中、ｘ＝１又は２であり、少なくとも１個の－Ｏ－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_ｘ基及び少なくとも１個の（メタ）アクリルオキシ基は、Ｃ１～Ｃ４炭化水素基によって一緒に連結されている、第１の化合物；少なくとも１個の（メタ）アクリルオキシ基及び少なくとも１個の－Ｏ－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_ｘ基を含む第２の化合物であって、式中、ｘ＝１又は２であり、少なくとも１個の－Ｏ－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_ｘ基及び少なくとも１個の（メタ）アクリルオキシ基は、Ｃ５～Ｃ１２炭化水素基によって一緒に連結されている、第２の化合物；酸官能基を有しないエチレン性不飽和化合物；開始剤系；及び充填剤を含み得る。

開始剤は、典型的には、重合性成分の混合物に添加される。開始剤は、重合性組成物中に容易に溶解できるように（かつそれからの分離を防止するように）樹脂系と十分に混和性である。典型的には、開始剤は、組成物中に、組成物の総重量に基づいて、約０．１重量パーセント～約５．０重量パーセントなどの有効量で存在する。

いくつかの実施形態では、モノマーの混合物は光重合性であり、この組成物は、化学線で照射した際に組成物の重合（又は硬化）を開始させる光開始剤（すなわち、光開始剤系）を含有する。このような光重合性組成物は、フリーラジカル重合性であってもよい。光開始剤は、典型的には、約２５０ｎｍ～約８００ｎｍの有効波長範囲を有する。フリーラジカル光重合性組成物を重合させるのに好適な光開始剤（すなわち、１種以上の化合物を含む光開始剤系）としては、二成分及び三成分系が挙げられる。典型的な三成分光開始剤は、米国特許第５，５４５，６７６号（Ｐａｌａｚｚｏｔｔｏら）に記載されているように、ヨードニウム塩、光増感剤、及び電子供与体化合物を含む。ヨードニウム塩としては、ジアリールヨードニウム塩、例えば、ジフェニルヨードニウムクロリド、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート及びジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート（tetrafluoroboarate）が挙げられる。一部の好ましい光増感剤としては、約３００ｎｍ～約８００ｎｍ（好ましくは、約４００ｎｍ～約５００ｎｍ）の範囲内の一部の光を吸収するモノケトン及びジケトン（例えば、アルファジケトン）、例えば、カンファーキノン、ベンジル、フリル、３，３，６，６－テトラメチルシクロヘキサンジオン、フェナントラキノン、及び他の環状アルファジケトンを挙げることができる。これらの中でも、カンファーキノンが典型的には好ましい。好ましい電子供与体化合物としては、置換アミン、例えば、４－（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノ）安息香酸エチルが挙げられる。

フリーラジカル光重合性組成物を重合させるのに好適な他の光開始剤としては、典型的には約３８０ｎｍ～約１２００ｎｍの有効波長範囲を有するホスフィンオキシドのクラスが挙げられる。約３８０ｎｍ～約４５０ｎｍの有効波長範囲を有する好ましいホスフィンオキシドフリーラジカル開始剤は、アシル及びビスアシルホスフィンオキシドである。

約３８０超～約４５０ｎｍの波長範囲で照射されるとフリーラジカル反応を開始することができる市販のホスフィンオキシド光開始剤としては、ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎ．Ｙ．）））、ビス（２，６－ジメトキシベンゾイル）－（２，４，４－トリメチルペンチル）ホスフィンオキシド（ＣＧＩ ４０３（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ））、ビス（２，６－ジメトキシベンゾイル）－２，４，４－トリメチルペンチルホスフィンオキシドと２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オンとの重量で２５：７５の混合物（ＩＲＧＡＣＵＲＥ １７００（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ））、ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシドと２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オンとの重量で１：１の混合物（ＤＡＲＯＣＵＲ ４２６５（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、及びエチル－２，４，６－トリメチルベンジルフェニルホスフィネート（ＬＵＣＩＲＩＮ ＬＲ８８９３Ｘ（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎ．Ｃ．））が挙げられる。

第三級アミンを、アシルホスフィンオキシドと組み合わせて使用してもよい。例示的な第三級アミンとしては、エチル４－（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノ）ベンゾエート及びＮ，Ｎ－ジメチルアミノエチルメタクリレートが挙げられる。存在する場合、アミン還元剤は、光重合性組成物中に、組成物の総重量に基づいて、約０．１重量パーセント～約５．０重量パーセントの量で存在する。いくつかの実施形態では、歯科用硬化性組成物は、紫外（ＵＶ）線で又は青色光で照射されてもよい。この実施形態では、好適な光反応開始剤としては、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎ．Ｙ．からＩＲＧＡＣＵＲＥ及びＤＡＲＯＣＵＲの商品名で入手可能なものが挙げられ、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ １８４）、２，２－ジメトキシ－１，２－ジフェニルエタン－１－オン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ６５１）、ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９）、１－［４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル］－２－ヒドロキシ－２－メチル－１－プロパン－１－オン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ２９５９）、２－ベンジル－２－ジメチルアミノ－１－（４－モルホリノフェニル）ブタノン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３６９）、２－メチル－１－［４－（メチルチオ）フェニル］－２－モルホリノプロパン－１－オン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ９０７）、及び２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オン（ＤＡＲＯＣＵＲ １１７３）が挙げられる。

光重合性組成物は、典型的には、組成物の様々な構成成分を混和することによって調製される。光重合性組成物が空気の存在下で硬化しない実施形態では、光開始剤は、「安全な光」条件（すなわち、組成物の早過ぎる硬化を招くことのない条件）下で組み合わせられる。混合物を調製する際、所望されるならば、好適な不活性溶媒を用いてもよい。好適な溶媒の例としては、アセトン及びジクロロメタンが挙げられる。

硬化は、放射線源、好ましくは可視光源に対して組成物を曝露することによって起こる。２５０ｎｍ～８００ｎｍの化学線光（特に、３８０ｎｍ～５２０ｎｍの波長の青色光）を発する光源、例えば、石英ハロゲン電球、タングステンハロゲン電球、水銀アーク、炭素アーク、低、中、及び高圧水銀電球、プラズマアーク、発光ダイオード、並びにレーザーなどを用いるのが便利である。概して、有用な光源は、０．２００～６０００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲の強度を有する。２０秒間の、１０００ｍＷ／ｃｍ^２の強度によって、一般に、所望される硬化をもたらすことができる。このような組成物を硬化させるための様々な従来の光を使用することができる。

任意に、組成物は、溶媒（例えば、アルコール（例えば、プロパノール、エタノール）、ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトン）、エステル（例えば、酢酸エチル）、他の非水性溶媒（例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、１－メチル－２－ピロリジノン））、及び水を含有してもよい。いくつかの実施形態では、（例えば、一成分）歯科用組成物は、典型的には歯科用組成物全体の５重量％以下の量の水を含む。

所望される場合、組成物は、添加剤、例えば、インジケーター、光退色性染料などの染料、顔料、阻害剤、促進剤、粘度調整剤、湿潤剤、緩衝剤、ラジカル及びカチオン性安定剤（例えば、ＢＨＴ）、並びに当業者には明白であろう他の類似成分などを含有することができる。

加えて、医薬又は他の治療用物質を、歯科用組成物に対して任意に添加することができる。例としては、限定されるものではないが、歯科用組成物に使用されることが多い種類の、フッ化物源、増白剤、抗う蝕剤（例えば、キシリトール）、カルシウム源、リン源、再石灰化剤（例えば、リン酸カルシウム化合物）、酵素、息清涼剤、麻酔剤、凝固剤、酸中和剤、化学療法剤、免疫応答調節剤、チクソトロピー剤、ポリオール、抗炎症剤、抗菌剤（抗菌性脂質構成成分に加えて）、抗真菌剤、口腔乾燥症治療剤、減感剤、及び同類のものが挙げられる。上記の添加剤のうちのいずれかの組み合わせを用いてもよい。当業者であれば、所望される結果を達成するために、過度な実験を行うことなく、そのような添加剤のいずれかを選び、その量を選択することができる。

硬化性歯科用組成物は、当該技術分野において既知であるように、歯などの口腔表面を処理するために使用することができる。いくつかの実施形態では、組成物は、歯科用組成物を適用した後に硬化する（curing）ことによって硬化（harden）できる。例えば、歯科用硬化性組成物が歯牙充填などの修復材として使用される場合、この方法は、概して、硬化性組成物を口腔表面（例えば、虫歯）に適用すること、及び組成物を硬化させることを含む。いくつかの実施形態では、歯科用接着剤が、本明細書に記載される硬化性歯科修復材料を適用する前に適用されてもよい。また、歯科用接着剤は、典型的には、高充填された歯科修復用組成物の硬化（curing）と同時に硬化させる（curing）ことによって硬化（harden）される。口腔表面を処理する方法は、歯科用物品を準備することと、口腔（例えば、歯）表面に歯科用物品を接着することとを含み得る。

一実施形態では、硬化した歯科用組成物は、歯髄キャッピングに使用することができる。この実施形態では、硬化した歯科用組成物（例えば、緩衝ディスク試験に使用されるものと同じ成形ディスク）と接触させた歯髄幹細胞の細胞増殖を、実施例において更に詳細に記載される方法で評価した。平均細胞増殖は、対照の少なくとも７５％であった（硬化した歯科用組成物のディスクは存在しなかった）。いくつかの実施形態では、平均細胞増殖は、対照の少なくとも８０、８５、又は９０％であった。平均アルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）活性も、対照と比較して増加した。いくつかの実施形態では、平均ＡＬＰ活性は、少なくとも０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０ｍＵ／ｍＬから最大１．１又は１．２ｍＵ／ｍＬ以上の範囲であった。

別の実施形態では、硬化した歯科用組成物を接着剤として使用することができる。硬化した歯科用組成物は、実施例に記載の試験方法に従って測定したときに、少なくとも１、２、３、４、５、６、８、９、又は１０ＭＰａの接着性を示すことができる。いくつかの実施形態では、接着性は、最大２０ＭＰａ以上の範囲であり得る。

本明細書において使用される場合、「歯科用組成物」は、口腔表面に接着又はボンディング可能である、充填剤を含む材料を指す。歯科用硬化性組成物は、歯牙構造に歯科用物品をボンディングさせるために使用されたり、コーティング（例えば、シーラント又はバーニッシュ）を歯表面上に形成するために使用されたり、口腔内に直接配置され、その場で硬化させる修復材として使用されたり、又は代替的に、後に口腔内で接着される補綴を口腔外で作製するために使用されたりし得る。

硬化性歯科用組成物としては、例えば、接着剤（例えば、歯科用及び／又は歯科矯正用接着剤）、セメント（例えば、二成分セメント）、プライマー（例えば、歯科矯正用プライマー）、ライナー（歯の過敏性を低減するために虫歯の基部に適用される）、歯根修復及び歯髄キャッピング、シーラントなどのコーティング（例えば、小窩裂溝）、及びバーニッシュ；並びに歯牙充填などのレジン修復材（直接コンポジットとも呼ばれる）、並びにクラウン、ブリッジ、及び歯科インプラント用物品が挙げられる。また、高充填された歯科用組成物は、ミルブランクにも使用され、ミルブランクからクラウンを削り出すことができる。コンポジットは、歯牙構造における実質的な欠損の充填にとって好適であるように設計された、高充填されたペーストである。歯科用セメントは、コンポジットよりもいくらか低充填かつ粘性が低い材料であり、典型的には、インレー、オンレー、及び同類のものなどの追加的材料に対するボンディング剤として作用するか、又は層として適用及び硬化させる場合には、それ自体が充填材料として作用する。また、歯科用セメントは、歯表面又はインプラントアバットメントに対してクラウン、ブリッジ、又は歯科矯正装具などの歯科修復物品を永続的にボンディングさせるために使用される。

本明細書において使用される場合、「歯科用物品」は、歯牙構造又は歯科用インプラントに対して接着（例えば、ボンディング）することが可能な物品を指す。歯科用物品としては、例えば、クラウン、ブリッジ、ベニア、インレー、オンレー、充填剤、歯科矯正装置及びデバイスが挙げられる。

「歯科矯正装置」は、歯牙構造に対してボンディングさせることが意図される任意のデバイスを指し、限定されるものではないが、歯科矯正ブラケット、バッカルチューブ、舌固定装置、歯科矯正バンド、開口器、ボタン、及びクリートが挙げられる。この装置は、接着剤を受容する基部を有し、この基部は、金属、プラスチック、セラミック、又はそれらの組み合わせで製造されたフランジであってもよい。あるいは、基部は、硬化した接着剤層（すなわち、単層又は多層接着剤）から形成されたカスタム基部であってもよい。

「口腔表面」とは、口腔環境中の軟質表面又は硬質表面を指す。硬質表面としては、典型的には、例えば、天然の及び人工の歯表面、骨、及び同類のものを含む歯牙構造が挙げられる。

「硬化性（hardenable）」及び「硬化性（curable）」は、加熱して重合及び／若しく
は架橋を誘発することによって；化学線で照射して重合及び／若しくは架橋を誘発することによって；並びに／又は１種以上の構成成分を混合して重合及び／若しくは架橋を誘発することによって、硬化（例えば、重合又は架橋）させることができる材料又は組成物について説明している。「混合」は、例えば、２種以上の成分を組み合わせ、混合して均質な組成物を形成することによって実施することができる。あるいは、２種以上の成分を別個の層として準備して、これらの層を境界面で（例えば、自然発生的に又は剪断応力の適用によって）相互混合して重合を開始させてもよい。

「硬化された（hardened）」は、硬化した（cured）（例えば、重合した又は架橋した
）材料又は組成物を指す。

「硬化剤」は、樹脂の硬化を開始させるものを指す。硬化剤としては、例えば、重合開始剤系、光開始剤系、熱開始剤系、及び／又は酸化還元開始剤系を挙げることができる。

「（メタ）アクリレート」は、アクリレート、メタクリレート、又はこれらの組み合わせを指す省略表現であり、「（メタ）アクリル酸」は、アクリル酸、メタクリル酸、又はこれらの組み合わせを指す省略表現であり、「（メタ）アクリル」は、アクリル、メタクリル、又はこれらの組み合わせを指す省略表現である。

本明細書において使用される場合、「ある１つの（a）」、「ある１つの（an）」、「その（the）」、「少なくとも１種の」、及び「１種以上の」は、互換的に使用される。

また、本明細書において、端点による数値範囲の記載は、その範囲内に包含される全ての数を含む（例えば、１～５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などを含む）。

材料
ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）は、Ｅｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｓａｒａｓｏｔａ，ＦＬから入手した。
エチル４－ジメチルアミノベンゾエート（ＥＤＭＡＢ）は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯから入手した。
カンファーキノン（ＣＰＱ）は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから入手した。
２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノール（ＢＨＴ）は、ＰＭＣ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨから入手した。
ヒュームドシリカＲ８１２Ｓは、Ｄｅｇｕｓｓａ－Ｈｕｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪから入手した。
グリセロリン酸カルシウムは、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｇａｒｄｅｎａ，ＣＡから入手した。
フッ化イッテリビウム（ＹｂＦ_３）は、Ｔｒｅｉｂａｃｈｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｃａｎａｄａから入手した。
ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｒａｄｎｏｒ，ＰＡから入手した緩衝剤ＢＤＨ５０１８（２５℃において塩酸で４．００のｐＨに調整された水性フタル酸水素カリウム緩衝液）。
ＶＢＰポリマーは、ＰＡＡ：ＩＴＡコポリマーを十分なＩＥＭ（２－イソシアナトエチルメタクリレート）と反応させて、米国特許第５，１３０，３４７号（Ｍｉｔｒａ）の実施例１１の乾燥ポリマー調製に従って、コポリマーの酸基の１６モルパーセントをペンダントメタクリレート基に変換することによって作製した。
ＰＡＡ：ＩＴＡコポリマーは、米国特許第第５，１３０，３４７号の実施例３に従って調製されたアクリル酸：イタコン酸の４：１モル比から作製した。
Ｚｒ／Ｓｉナノクラスター充填剤は、米国特許第６，７３０，１５６号［調製例Ａ（５１～６４行）及び実施例Ｂ（第２５欄６５行～第２６欄４０行）］に本質的に記載されるように調製されたシラン処理ジルコニア／シリカナノクラスター充填剤である。
ポルトランドセメント：白色ポルトランドセメント（Ｆｅｄｅｒａｌ Ｗｈｉｔｅ Ｔｙｐｅ１、ＡＳＴＭ表記Ｃ１５０）を、Ｆｅｄｅｒａｌ Ｗｈｉｔｅ Ｃｅｍｅｎｔ，Ｗｏｏｄｓｔｏｃｋ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａから購入した。製造業者によって報告される組成物の主成分は、ケイ酸三カルシウム（３ＣａＯ－ＳｉＯ_２）、ケイ酸二カルシウム（２ＣａＯ－ＳｉＯ_２）、アルミン酸三カルシウム（３ＣａＯ－Ａｌ_２Ｏ_３）、アルミノライト四カルシウム（４ＣａＯ－Ａｌ_２Ｏ_３－Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、硫酸カリウム、及び硫酸ナトリウムである。ポルトランドセメントは、複数の成分を含む強塩基性材料である。各主要成分（酸化マグネシウム、硫酸カリウム、及び硫酸ナトリウムの微量成分を除く）は、かなりの量の強塩基（ＣａＯ）を含有する。ポルトランドセメントは、典型的には約６１％～６９％のＣａＯ、約１８％～２４％のＳｉＯ_２、約２％～６％のＡｌ_２Ｏ_３、約１％～６％のＦｅ_２Ｏ_３、約０．５％～５％のＭｇＯを含有する。
生体活性ガラス［４５Ｓ５］を以下の組成物：ＳｉＯ_２（４５重量％）、Ｎａ_２Ｏ（２４．５重量％）、ＣａＯ（２４．５重量％）、Ｐ_２Ｏ_５（６重量％）］を用いて調製した。生体活性ガラスは、強塩基性材料である。これは、組成物の合計４９重量％である２つの強塩基成分（Ｎａ_２Ｏ及びＣａＯ）を有して均質である。
ケイ酸三カルシウム（３ＣａＯＳｉＯ_２）粉末を、ゾル－ゲル法により調製した。０．５ｍｏｌのＳｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４（オルトケイ酸テトラエチル、ＴＥＯＳ）、触媒として２００ｍＬの水及び硝酸の溶液を、連続撹拌下で合わせた。次いで、１．５ｍｏｌのＣａ（ＮＯ_３）_２－４Ｈ_２Ｏを溶液に添加した。溶液を６０℃に加熱し、ゲル化が発生するまで維持した。次いで、ゲルを２００℃で乾燥させて、１５００℃で６時間焼成させた。ケイ酸三カルシウムは、約７４重量％の強塩基成分（ＣａＯ）を有する強塩基性均質化合物である。
フルオロアルミノシリケート（ＦＡＳ）ガラスを、本質的に米国特許第５１５４７６２号の実施例１に記載のとおりに調製した。ＳｉＯ_２（３４．６重量％）、ＡｌＦ_３（２１．５重量％）、ＳｒＯ（１８．７重量％）、Ａｌ_２Ｏ_３（９．４重量％）、ＡｌＰＯ_４（６．５重量％）、Ｎａ_２ＡｌＦ_６（５．６重量％）、Ｐ_２Ｏ_５（３．７重量％）の粉末成分を混合し、１３５０～１４５０℃のアーク炉内で溶融させ、非晶質単相ＦＡＳガラス中でローラー急冷させた。その後、ガラスをボールミル粉砕して、２．６ｍ^２／ｇの表面積を有する粉砕生成物を得た（ブルナウアー・エメット・テラー（ＢＥＴ）法に従って測定）。

計算
以下の式１～６を使用して、実施例１～５に記載のプロセスによって調製された封入された材料についてのシェル厚さ、コア材料の重量％、及びシェル材料の重量％を計算した。計算において、コア材料の総表面積は、コア材料粉末の粒子を球体として（表面積＝４π（ｄ／２）^２、体積＝（４／３）（π）（ｄ／２）^３）表すことによって決定した。
式１：
ＳＴ_ｅｍ（ｃｍ）＝封入された材料のシェル厚さ。
Ｖ_ｍｏ（ｃｍ^３）＝ＡＰＣＶＤプロセスにより調製された金属酸化物の体積。
ＳＡ_ｃ（ｃｍ^２）＝コア材料粉末の総表面積。
式２：
ＦＲ_ｃｇ（ｃｍ^３／分）＝キャリアガスの流速（Ａｌ_２Ｍｅ_６、ＴｉＣｌ_４、ＳｉＣｌ_４について）。
ＣＴ（分）＝コーティング時間。
ＣＡ＝前駆体材料のモル当たりのカチオン。
ＭＷ_ｍｏ（ｇ／ｍｏｌ）＝カチオンのモル当たりの金属酸化物の分子量（Ａｌ_２Ｏ_３についてはＭＷ_ｍｏ＝５１ｇ／ｍｏｌ、ＴｉＯ_２についてはＭＷ_ｍｏ＝８０ｇ／ｍｏｌ、ＳｉＯ_２についてはＭＷ_ｍｏ＝６０ｇ／ｍｏｌ）。
Ｄ_ｍｏ（ｇ／ｃｍ^３）＝酸化金属の密度（Ａｌ_２Ｏ_３については、Ｄ_ｍｏ＝３．０、ＴｉＯ_２についてはＤ_ｍｏ＝３．０、ＳｉＯ_２については、Ｄ_ｍｏ＝２．２）。
％Ｐ＝キャリアガス中に含有された金属酸化物前駆体のモル百分率（Ａｌ_２Ｍｅ_６についての％Ｐ＝１．３３％、ＴｉＣｌ_４についての％Ｐ＝１．３３％、ＳｉＣｌ_４についての％Ｐ＝３５．７％）。
ＥＤＥ＝実施例で使用されるＡＰＣＶＤプロセスの推定付着効率（Ａｌ_２Ｏ_３についてのＥＤＥ＝０．５、ＴｉＯ_２についてのＥＤＥ＝０．６、ＳｉＯ_２についてのＥＤＥ＝０．４）。
式３：
Ｎ_ｃｐ＝コア材料粉末粒子の数。
式４：
Ｍｃｐ（ｇ）＝ＡＰＣＶＤプロセスで使用されるコア粉末材料の量（生体活性ガラス、ポルトランドセメント、ケイ酸三カルシウム）。
Ｍｓｍ（ｇ）＝ＡＰＣＶＤプロセスによって堆積された金属酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２）の量。
Ｍｓｍ（ｇ）＝Ｖ_ｍｏ ^＊Ｄ_ｍｏ
Ｄ_ｃｐ（ｇ／ｃｍ^３）＝コア粉末材料の密度（生体活性ガラスについてはＤｃｐ＝２．６５、ポルトランドセメントについてはＤｃｐ＝３．１１）。
ｄ（ｃｍ）＝コア粒子の直径。
式５及び６－封入された材料の重量百分率（重量％）：
コアの重量パーセント＝（１００－シェルの重量パーセント）。

ケイ酸三カルシウムコアを有する封入された材料については、コア粒子は、見かけの表面積測定に影響を及ぼす追加の多孔率を有した。ケイ酸三カルシウムの封入された材料については、間接法を用いてコアの有効表面積及びシェルコーティングの厚さを推定した。４～９の緩衝液のｐＨを変化させるのに必要な時間（実施例６～９の手順に従う）とほぼ同じ時間を有するケイ酸三カルシウムの封入された材料及びポルトランドセメントの封入された材料（同じシェル材料で）は、同じシェル厚さを有すると推定された。したがって、ケイ酸三カルシウムの封入された材料のシェル厚さは、対応するポルトランドセメントの封入された材料について計算された値に基づいた。

実施例１．生体活性ガラスコアを有する封入された材料
生体活性ガラス（ＢＧ）粉末を、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）を用いて酸化アルミニウム（ＡＯ）系材料で封入した。生体活性ガラスを、トリメチルアルミニウム（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｎｅｗｂｕｒｙｐｏｒｔ，ＭＡから入手し、ステンレススチールバブラーから分配された）を、流動床反応器内の水蒸気と反応させることによってコーティングした。反応器は、ガラスフリット漏斗管（直径２ｃｍ、高さ１８ｃｍ）であった。反応器は、反応器の本体に平行に経路付けされたフリットの下方から延びる入口管と、フリットの上方の延長された頂部領域とを有して、所望の反応器高さ及び前駆体注入器管及び排気出口用の取り付け具を可能にした。温度は、油浴を使用して１８０℃で制御した。窒素キャリアガスを、液体前駆体の標準的なバブラー構成で使用した。バブラーを約２２℃の周囲温度に維持した。トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）バブラーを通る流量は、１００～３３０ｃｍ^３／分の範囲であった。水バブラーを通る流量は、（２５０～１２５０ｃｍ^３／分）の範囲であった。総コーティング時間は、２０～１００分の範囲であった。封入された材料Ａ～Ｊを、以下のパラメータ：添加される生体活性ガラスの量、生体活性ガラス粉末の粒径、ＴＭＡ流量、水流量、及びコーティング時間を変化させることによって調製した。表１では、封入パラメータを封入された材料Ａ～Ｊについて列挙している。封入された材料Ｇ～Ｊについては、より大きな反応器を使用した（直径４ｃｍ、高さ３０ｃｍ）。封入された材料Ａ～Ｃ、及びＧ～Ｊについては、反応器に添加する前に、粉末を４５ミクロンのふるいに通し、３８ミクロンのふるい上に収集することによって、生体活性ガラス粉末の粒径を選択した。封入された材料Ｄ～Ｆについては、反応器に添加する前に、５ｍｍの媒体を有するボールミルを使用して生体活性ガラス粉末を粉砕して、１０ミクロンの粒径を得た。粉砕後の各粉末の平均粒径は、Ｍｏｄｅｌ ＬＡ９５０ Ｌａｓｅｒ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ（Ｈｏｒｉｂａ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｅｄｉｓｏｎ，ＮＪ）を水と共に使用して測定した。

表１ａでは、封入された材料Ａ～Ｊについてのシェル厚さ（ナノメートル）の計算値、コアの重量％、及びシェルの重量％を報告する。

実施例２．ケイ酸三カルシウムコアを有する封入された材料
ケイ酸三カルシウム（ＴＣＳ）を、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）を用いて酸化アルミニウム系材料で封入した。ケイ酸三カルシウム粉末（３０ｇ）を、トリメチルアルミニウム（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手し、ステンレススチールバブラーから分配された）を、流動床反応器内の水蒸気と反応させることによってコーティングした。反応器は、ガラスフリット漏斗管（直径４ｃｍ、高さ３０ｃｍ）であった。反応器は、反応器の本体に平行に経路付けされたフリットの下方から延びる入口管と、フリットの上方の延長された頂部領域とを有して、所望の反応器高さ及び前駆体注入器管及び排気出口用の取り付け具を可能にした。温度は、油浴を使用して１８０℃で制御した。窒素キャリアガスを、液体前駆体の標準的なバブラー構成で使用した。バブラーを約２２℃の周囲温度に維持した。トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）バブラーを通る流量は、５００ｃｍ^３／分であった。水バブラーを通る流量は、１７５０ｃｍ^３／分であった。総コーティング時間は、４０分であった。表２では、反応器に添加されたケイ酸三カルシウム粉末の平均粒径及び他の封入パラメータを列挙している。コーティング手順に続いて、得られた封入された材料を個々に篩分けして、３８ミクロン未満の粒径を有する封入された材料を収集した。これらのふるい分けされた封入された材料は、封入された材料Ｋ及びＬとして表記された。

表２ａでは、封入された材料Ｋ～Ｌについてのシェル厚さ（ナノメートル）の計算値、コアの重量％、及びシェルの重量％を報告する。

実施例３．ポルトランドセメントコアを有する封入された材料
ポルトランドセメント（ＰＣ）を、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）を用いて酸化アルミニウム系材料で封入した。ポルトランドセメント粉末を、トリメチルアルミニウム（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手し、ステンレススチールバブラーから分配された）を、流動床反応器内の水蒸気と反応させることによってコーティングした。反応器は、ガラスフリット漏斗管（直径４ｃｍ、高さ３０ｃｍ）であった。反応器は、反応器の本体に平行に経路付けされたフリットの下方から延びる入口管と、フリットの上方の延長された頂部領域とを有して、所望の反応器高さ及び前駆体注入器管及び排気出口用の取り付け具を可能にした。温度は、油浴を使用して１８０℃で制御した。窒素キャリアガスを、液体前駆体の標準的なバブラー構成で使用した。バブラーを約２２℃の周囲温度に維持した。トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）バブラーを通る流量は、２４０～１０００ｃｍ^３／分の範囲であった。水バブラーを通る流量は、（６１０～２５００ｃｍ^３／分）の範囲であった。総コーティング時間は、１０～１０５分の範囲であった。封入された材料Ｍ～Ｕを、以下のパラメータ：添加されるポルトランドセメントの量、ポルトランドセメント粉末の粒径、ＴＭＡ流量、水流量、及びコーティング時間を変化させることによって調製した。表３では、封入パラメータを封入された材料Ｍ～Ｕについて列挙する。

封入された材料Ｍについては、反応器に添加したポルトランドセメント粉末を、受け取ったままの状態で使用し、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂｒｅａ，ＣＡ）を使用して測定したとき、１７．１ミクロンの平均粒径（６．０～３３．５ミクロンのＤ１０～Ｄ９０範囲）を有した。

封入された材料Ｎ～Ｓについては、反応器に添加する前に、ＡＶＥＫＡ ＣＣＥ遠心空気分類器モデル１００（ＡＶＥＫＡ ＣＣＥ ＬＬＣ，Ｃｏｔｔａｇｅ Ｇｒｏｖｅ，ＭＮ）を使用して、空気分類によって、微細粒子をポルトランドセメント試料から除去した。パラメータを選択して、５６％の収率の粗材料を得て、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）を使用して測定したときに、２４．４ミクロンの平均粒径（１３．８～３８．４ミクロンのＤ１０～Ｄ９０範囲）を有する試料を提供した。

封入された材料Ｔ～Ｕについては、反応器に添加する前に、ＡＶＥＫＡ ＣＣＥ遠心空気分類器モデル１００を使用して、微細粒子及び粗粒子をポルトランドセメント試料から除去した。第１の工程では、初期試料の合計で約２４％の粗部分を除去し、次いで第２の工程では、約２５％の微細部分を残りの試料から除去した。得られたポルトランドセメント粉末は、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）を使用して測定したときに、１９．６ミクロンの平均粒径（９．４～３１．５ミクロンのＤ１０～Ｄ９０範囲）を有した。

表３ａでは、封入された材料Ｍ～Ｕについてのシェル厚さ（ナノメートル）の計算値、コアの重量％、及びシェルの重量％を報告する。

実施例４．ポルトランドセメントコア及び二酸化チタンシェルを有する封入された材料
ポルトランドセメントを、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）を用いて二酸化チタン系材料で封入した。ポルトランドセメント粉末（５０ｇ）を、四塩化チタン（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手し、ステンレススチールバブラーから分配された）を、流動床反応器内の水蒸気と反応させることによってコーティングした。反応器に充填する前に、実施例３の封入された材料Ｎ～Ｓについて記載した空気分類手順を用いて、微細粒子をポルトランドセメント試料から除去した。得られた粉末の平均粒径は、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）を使用して測定したときに、２４．４ミクロン（１３．８～３８．４ミクロンのＤ１０～Ｄ９０範囲）を有した。反応器は、ガラスフリット漏斗管（直径４ｃｍ、高さ３０ｃｍ）であった。反応器は、反応器の本体に平行に経路付けされたフリットの下方から延びる入口管と、フリットの上方の延長された頂部領域とを有して、所望の反応器高さ及び前駆体注入器管及び排気出口用の取り付け具を可能にした。温度は、油浴を使用して１８０℃で制御した。窒素キャリアガスを、液体前駆体の標準的なバブラー構成で使用した。バブラーを約２２℃の周囲温度に維持した。四塩化チタンバブラーを通る流量は、１０００ｃｍ^３／分であった。水バブラーを通る流量は、１０００ｃｍ^３／分であった。総コーティング時間は、５７分であった。

実施例５．ポルトランドセメントコア及び二酸化ケイ素シェルを有する封入された材料
ポルトランドセメントを、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）を用いて二酸化ケイ素系材料で封入した。ポルトランドセメント粉末（５０ｇ）を、四塩化ケイ素（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手し、ステンレススチールバブラーから分配された）を、流動床反応器内の水蒸気と反応させることによってコーティングした。反応器に充填する前に、実施例３の封入された材料Ｎ～Ｓについて記載した空気分類手順を用いて、微細粒子をポルトランドセメント試料から除去した。得られた粉末の平均粒径は、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）を使用して測定したときに、２４．４ミクロン（１３．８～３８．４ミクロンのＤ１０～Ｄ９０範囲）を有した。反応器は、ガラスフリット漏斗管（直径４ｃｍ、高さ３０ｃｍ）であった。反応器は、反応器の本体に平行に経路付けされたフリットの下方から延びる入口管と、フリットの上方の延長された頂部領域とを有して、所望の反応器高さ及び前駆体注入器管及び排気出口用の取り付け具を可能にした。温度は、油浴を使用して１８０℃で制御した。窒素キャリアガスを、液体前駆体の標準的なバブラー構成で使用した。バブラーを約２２℃の周囲温度に維持した。四塩化ケイ素バブラーを通る流量は、６０ｃｍ^３／分であった。水バブラーを通る流量は、１３００ｃｍ^３／分であった。総コーティング時間は、５８分であった。

表３ｂでは、実施例４及び５の封入された材料についてのシェル厚さ（ナノメートル）の計算値、コアの重量％、及びシェルの重量％を報告する。

実施例６．
４つのガラスバイアルのそれぞれに、１５ｇの脱イオン水及び１０ｇのｐＨ４の緩衝液（緩衝液ＢＤＨ５０１８、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）を充填し、バイアル内の溶液を撹拌した。封入されていないポルトランドセメント（０．２５ｇ、２４．４ミクロンの粒径）を、第１のバイアルに添加した。封入されていないＦＡＳガラス（０．２５ｇ）を、第２のバイアルに添加した。封入された材料Ｏ（０．２５ｇ）を、第３のバイアルに添加した。封入された材料Ｑ（０．２５ｇ）を、第４のバイアルに添加した。バイアル内で撹拌を継続し、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｍ３００ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）を使用して、各溶液のｐＨを８～１０分間にわたって測定した。封入された材料のシェルの厚さは、コーティング時間をより長いコーティング時間に変更して、より厚いシェルを生成することによって修正した。封入された材料Ｏのシェルは、封入された材料Ｑのシェルよりも約４．２５倍厚くなった。結果を表４に提示し、封入された材料が、塩基性コア材料との遅延反応又は塩基性コア材料の遅延放出をもたらしたことを示す。

実施例７．
２つのガラスバイアルのそれぞれに、１５ｇの脱イオン水及び１０ｇのｐＨ４の緩衝液（緩衝液ＢＤＨ５０１８、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）を充填し、バイアル内の溶液を撹拌した。実施例４の二酸化チタンで封入された材料（０．２５ｇ）を、第１のバイアルに添加した。実施例５の二酸化ケイ素で封入された材料（０．２５ｇ）を、第２のバイアルに添加した。バイアル内で撹拌を継続し、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｍ３００ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、各溶液のｐＨを４５分間にわたって測定した。結果を表５に示し、封入された材料が、塩基性コア材料との遅延反応又は塩基性コア材料の遅延放出をもたらしたことを示す。

実施例８．
３つのガラスバイアルのそれぞれに、１５ｇの脱イオン水及び１０ｇのｐＨ４の緩衝液（緩衝液ＢＤＨ５０１８、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）を充填し、バイアル内の溶液を撹拌した。封入されていないケイ酸三カルシウム（０．２５ｇ）を、第１のバイアルに添加した。封入された材料Ｋ（０．２５ｇ）を、第２のバイアルに添加した。封入された材料Ｌ（０．２５ｇ）を、第３のバイアルに添加した。バイアル内で撹拌を継続し、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｍ３００ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、各溶液のｐＨを１２分間にわたって測定した。結果を表６に示し、封入された材料が、塩基性コア材料との遅延反応又は塩基性コア材料の遅延放出をもたらしたことを示す。

実施例９．
４つのガラスバイアルのそれぞれに、１５ｇの脱イオン水及び１０ｇのｐＨ４の緩衝液（緩衝液ＢＤＨ５０１８、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）を充填し、バイアル内の溶液を撹拌した。封入された材料Ｏ（０．２５ｇ）を、第１のバイアルに添加した。封入された材料Ｐ（０．２５ｇ）を、第２のバイアルに添加した。封入された材料Ｑ（０．２５ｇ）を、第３のバイアルに添加した。封入された材料Ｒ（０．２５ｇ）を、第４のバイアルに添加した。バイアル内で撹拌を継続し、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｍ３００ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、各溶液のｐＨを測定した。各溶液がＰＨ９に達した時間を記録した。結果を表７に示し、塩基性コア材料の遅延放出がシェルの厚さに依存することを示す。封入された材料のシェルの厚さは、コーティング時間をより長いコーティング時間に変更して、より厚いシェルを生成することによって修正した。封入された材料Ｏ～Ｒの酸化アルミニウムシェルの厚さは、次のように漸進的に減少した：シェルの厚さ：封入された材料Ｏ＞封入された材料Ｐ＞封入された材料Ｑ＞封入された材料Ｒ。封入された材料Ｏ～Ｒの相対的なシェル厚さは、約８．５：４．５：２：１であった（表７）。

実施例１０．
２つのガラスバイアルのそれぞれに、１５ｇの脱イオン水及び１０ｇのｐＨ４の緩衝液（緩衝液ＢＤＨ５０１８、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）を充填し、バイアル内の溶液を撹拌した。封入されていない生体活性ガラス（０．２５ｇ、３８～４５ミクロンの粒径のもの）を、第１のバイアルに添加した。封入された材料Ｊ（０．２５ｇ）を、第２のバイアルに添加した。バイアル内で撹拌を継続し、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｍ３００ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、各溶液のｐＨを６０分間にわたって測定した。結果を表８に示し、封入された材料が、塩基性コア材料との遅延反応又は塩基性コア材料の遅延放出をもたらしたことを示す。

実施例１１．
２つのガラスバイアルのそれぞれに、２５ｇの脱イオン水を充填した。封入されていないポルトランドセメント（０．２５ｇ、２４．４ミクロンの粒径）を、第１のバイアルに添加した。封入された材料Ｐ（０．２５ｇ）を、第２のバイアルに添加した。内容物を撹拌し、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｍ３００ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、各溶液のｐＨを５分間にわたって測定した。結果を表９に示し、封入された材料が、塩基性コア材料との遅延反応又は放出をもたらしたことを示す。

実施例１２．
２つのガラスバイアルのそれぞれに、２５ｇの脱イオン水を充填した。封入されていない生体活性ガラス（０．２５ｇ、３８．４５ミクロンの粒径のもの）を、第１のバイアルに添加した。封入された材料Ｊ（０．２５ｇ）を、第２のバイアルに添加した。内容物を攪拌し、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｍ３００ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ（Ｍｅｔｔｌｅｒ
Ｔｏｌｅｄｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、各溶液のｐＨを３分間にわたって測定した。結果を表１０に示し、封入された材料が、塩基性コア材料との遅延反応又は塩基性コア材料の遅延放出をもたらしたことを示す。

実施例１３（比較例）。
ガラスバイアルに２５ｇの脱イオン水を充填し、０．２５ｇの封入されていないＦＡＳガラス（０．２５ｇ）をバイアルに添加した。内容物を撹拌し、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｍ３００ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、溶液のｐＨを３分間にわたって測定した。結果を表１１に示す。

実施例１４．生体活性ガラスの封入された材料を含む歯科用組成物
歯科用組成物１～６（ＤＣ－１～ＤＣ－６）を、組成物の第１の部分としてのペーストＢ１～Ｂ６及び組成物の第２の部分としてのペーストＡから選択されたペーストを使用して調製した。

ペーストＡの組成を表１２に報告する（各成分は、重量％で報告）。ペーストＡをバルクで調製した。ＢＨＴ及びＣＰＱを、ＨＥＭＡを含有する混合カップに添加した。充填カップをＦｌａｃｋＴｅｋ ＳＰＥＥＤＭＩＸＥＲ（ＦｌａｃｋＴｅｋ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｌａｎｄｒｕｍ，ＳＣ）に置き、均質な混合物が得られるまで内容物を２５００ｒｐｍで混合した。次に、水中のＶＢＰの混合物をカップに添加し、混合を継続した。ＣＧＰ、Ｚｒ／Ｓｉナノクラスター充填剤、及びフッ化イッテルビウム成分を合わせて均質な混合物を形成し、次いでこの混合物をカップに添加した。混合物が均質になるまで混合を継続した。得られたペーストを、使用していないときは、４℃で保管した。

ペーストＢ１～Ｂ４及びペーストＢＡの組成を表１３に報告する（各成分は、重量％で報告）。ＨＥＭＡを含有するフラスコにＥＤＭＡＢを添加し、混合することにより、ペーストＢ１～Ｂ４及びペーストＢＡを調製した。別個のビーカー内で、ＦＡＳガラス、封入された材料Ｈ（表１から）、及びヒュームドシリカを混合して均質な混合物を形成した。次に、ＥＤＭＡＢ＼ＨＥＭＡ混合物をビーカー内の混合物に添加し、内容物を均質になるまで撹拌した。ビーカーを覆い、調製の２４時間以内にペーストを使用した。

ペーストＢ５及びＢ６の組成を表１４に報告し、ペーストは、ペーストＢ１～Ｂ４については、上記の一般的な方法に従って調製した。

歯科用組成物１については、ペーストＢ１は組成物の第１の部分であった。ＤＣ－１のペーストＡ及びペーストＢ１（１：１重量）を混合パッド上で合わせ、均質になるまで撹拌した（約１０～３０秒間混合）。得られたペーストのｐＨを、ＯＲＩＯＮ ＰＥＲＰＨＥＣＴ ＲＯＳＳ ｐＨ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ（カタログ番号８２２０ＢＮＷＰ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗａｌｔｈａｍ，ＰＡ）を使用して直ちに測定した。プローブをペーストに挿入した３０秒後のｐＨ測定値を記録した。記録したｐＨは４．３であった。テフロンディスク金型（直径３．１ｍｍ及び高さ１．３ｍｍ）を直ちにペーストで満たし、次いで、ＥＬＩＰＡＲ Ｓ１０硬化ライト（３Ｍ Ｏｒａｌ Ｃａｒｅ，Ｍａｐｌｅｗｏｏｄ，ＭＮ）を使用して、金型の各側で２０秒間ペーストを硬化させた。得られた成形ディスクを金型から直ちに取り出し、１．５ｍＬのＧＩＢＣＯリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）溶液（１×、ｐＨ７．４）（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を含有する２ｍＬのプラスチック遠心管内に置いた。ディスクを、ＰＢＳ溶液中に完全に浸漬させた。管に栓をして、室温で保管した。

歯科用組成物２（ＤＣ－２）については、ペーストＢ２が組成物の第１の部分としてペーストＢ１に取って代わった。ＤＣ－１について記載した手順に従って、ＤＣ－２を用いて成形ディスクを調製した。金型を充填する直前に測定したペーストのｐＨは、３．８であった。

歯科用組成物３（ＤＣ－３）については、ペーストＢ３が組成物の第１の部分としてペーストＢ１に取って代わった。歯科用組成物１について記載した手順に従って、ＤＣ－３を用いて成形ディスクを調製した。金型を充填する直前に測定したペーストのｐＨは、３．７であった。

歯科用組成物４（ＤＣ－４）については、ペーストＢ４が組成物の第１の部分としてペーストＢ１に取って代わった。ＤＣ－１について記載した手順に従って、ＤＣ－４を用いて成形ディスクを調製した。金型を充填する直前に測定したペーストのｐＨは、３．６であった。

歯科用組成物５（ＤＣ－５）については、ペーストＢ５が組成物の第１の部分としてペーストＢ１に取って代わった。ＤＣ－１について記載した手順に従って、ＤＣ－５を用いて成形ディスクを調製した。金型を充填する直前に測定したペーストのｐＨは、４．９であった。

歯科用組成物６（ＤＣ－６）については、ペーストＢ６が組成物の第１の部分としてペーストＢ１に取って代わった。ＤＣ－１について記載した手順に従って、ＤＣ－６を用いて成形ディスクを調製した。金型を充填する直前に測定したペーストのｐＨは、３．８であった。

比較歯科用組成物Ａ（比較ＤＣ－Ａ）については、ペーストＢＡが組成物の第１の部分としてペーストＢ１に取って代わった。ペーストＢＡは、封入された材料を含有しなかった。ＤＣ－１について記載した手順に従って、比較ＤＣ－Ａを用いて成形ディスクを調製した。金型を充填する直前に測定したペーストのｐＨは、３．６であった。

浸漬ディスク毎に、ＯＲＩＯＮ ＰＥＲＰＨＥＣＴ ＲＯＳＳ ｐＨ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ（カタログ番号８２２０ＢＮＷＰ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ）を使用して３６４時間にわたってＰＢＳ溶液のｐＨを周期的に測定した。各測定の前に試料を穏やかに振盪した。ＰＢＳ溶液のｐＨプロファイルを、表１５及び表１６に報告する。「０時間」で記録したｐＨ測定を、ＰＢＳ溶液中のディスクの浸漬直後に行った。

表１５では、歯科用組成物に組み込まれた封入された材料Ｈの濃度（重量％）は、封入された材料Ｈを含有しない比較ＤＣ－Ａと比べてＤＣ－１からＤＣ－４まで減少した（すなわち、組み込まれた封入された材料の濃度はＤＣ－１＞ＤＣ－２＞ＤＣ－３＞ＤＣ－４＞比較ＤＣ－Ａであった）。表１６では、歯科用組成物ＤＣ－１、ＤＣ－５、及びＤＣ－６中の封入された材料のシェルの厚さを、ＤＣ－６が最も厚いシェルを有する封入された材料を含有し、かつＤＣ－５が最も薄いシェルを有する封入された材料を含有するように変化させた。

実施例１５．ポルトランドセメントの封入された材料を含む歯科用組成物
歯科用組成物（ＤＣ－７～ＤＣ－１１）を、組成物の第１の部分としてのペーストＢ７～Ｂ１１及び組成物の第２の部分としてのペーストＡから選択されたペーストを使用して調製した。

ペーストＡを、実施例１４で報告した通りに調製した。

ペーストＢ７～Ｂ９の組成を表１７に報告する（各成分は、重量％で報告）。ＨＥＭＡを含有するフラスコにＥＤＭＡＢを添加し、混合することにより、ペーストＢ７～Ｂ９を調製した。別個のビーカー内で、ＦＡＳガラス、封入された材料Ｐ（表３から）、及びヒュームドシリカを混合して均質な混合物を形成した。次に、ＥＤＭＡＢ＼ＨＥＭＡ混合物をビーカー内の混合物に添加し、内容物を均質になるまで撹拌した。ビーカーを覆い、調製の２４時間以内にペーストを使用した。

ペーストＢ１０の組成を表１８に報告する。封入された材料Ｐを実施例４の封入された材料（二酸化チタン封入ポルトランドセメント）と置き換えたことを除いては、ペーストＢ７～Ｂ９について上述した一般的方法に従って、ペーストＢ１０を調製した。

ペーストＢ１１の組成を表１９に報告する。封入された材料Ｐを実施例５の封入された材料（二酸化ケイ素封入ポルトランドセメント）と置き換えたことを除いては、ペーストＢ７～Ｂ９について上述した一般的方法に従って、ペーストＢ１１を調製した。

歯科用組成物７（ＤＣ－７）については、ペーストＢ７が組成物の第１の部分であった。ＤＣ－７のペーストＡ及びペーストＢ７（１：１重量）を混合パッド上で合わせ、均質になるまで撹拌した（約１０～３０秒間混合）。得られたペーストのｐＨを、ＯＲＩＯＮ
ＰＥＲＰＨＥＣＴ ＲＯＳＳ ｐＨ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ（カタログ番号８２２０ＢＮＷＰ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ）を使用して直ちに測定した。プローブをペーストに挿入した３０秒後のｐＨ測定値を記録した。記録したｐＨは３．５であった。テフロンディスク金型（直径３．１ｍｍ及び高さ１．３ｍｍ）を直ちにペーストで満たし、次いで、ＥＬＩＰＡＲ Ｓ１０硬化ライト（３Ｍ Ｏｒａｌ Ｃａｒｅ，Ｍａｐｌｅｗｏｏｄ，ＭＮ）を使用して、金型の各側で２０秒間ペーストを硬化させた。得られた成形ディスクを金型から直ちに取り出し、１．５ｍＬのＧＩＢＣＯリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）溶液（１×、ｐＨ７．４）（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を含有する２ｍＬのプラスチック遠心管内に置いた。ディスクを、ＰＢＳ溶液中に完全に浸漬させた。管に栓をして、室温で保管した。

歯科用組成物８（ＤＣ－８）については、ペーストＢ８が組成物の第１の部分としてペーストＢ７に取って代わった。ＤＣ－７について記載した手順に従って、ＤＣ－８を用いて成形ディスクを調製した。金型を充填する直前に測定したペーストのｐＨは、３．５であった。

歯科用組成物９（ＤＣ－９）については、ペーストＢ９が組成物の第１の部分としてペーストＢ７に取って代わった。ＤＣ－７について記載した手順に従って、ＤＣ－９を用いて成形ディスクを調製した。金型を充填する直前に測定したペーストのｐＨは、３．６であった。

歯科用組成物１０（ＤＣ－１０）については、ペーストＢ１０が組成物の第１の部分としてペーストＢ７に取って代わった。ＤＣ－７について記載した手順に従って、ＤＣ－１０を用いて成形ディスクを調製した。金型を充填する直前に測定したペーストのｐＨは、３．３であった。

歯科用組成物１１（ＤＣ－１１）については、ペーストＢ１１が組成物の第１の部分としてペーストＢ７に取って代わった。ＤＣ－７について記載した手順に従って、ＤＣ－１１を用いて成形ディスクを調製した。金型を充填する直前に測定したペーストのｐＨは、３．３であった。

浸漬ディスク毎に、ＯＲＩＯＮ ＰＥＲＰＨＥＣＴ ＲＯＳＳ ｐＨ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ（カタログ番号８２２０ＢＮＷＰ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ）を使用して、３３３又は６４６時間にわたってＰＢＳ溶液のｐＨを周期的に測定した。各測定の前に試料を穏やかに振盪した。ＰＢＳ溶液のｐＨプロファイルを、表２０及び表２１に報告する。「０時間」で記録したｐＨ測定を、ＰＢＳ溶液中のディスクの浸漬直後に行った。

表２０では、様々な濃度の組み込まれた封入された材料Ｐを有する歯科用組成物を評価した。ＤＣ－７は、ＤＣ－９の約２倍の封入された材料Ｐ（重量％基準）を含有した。比較ＤＣ－Ａは、封入された材料Ｐを含まなかった。

実施例１６．ケイ酸三カルシウムの封入された材料を含む歯科用組成物
実施例１４で報告した手順に従って、歯科用組成物ＤＣ－１２を用いて成形ディスクを調製した。ＤＣ－１２を、組成物の第１の部分としてのペーストＢ１２（表２２の組成）及び組成物の第２の部分としてのペーストＡを使用して調製した。金型を充填する直前に測定した撹拌したペーストのｐＨは、３．７であった。ディスクを取り囲むＰＢＳ溶液のｐＨを、実施例１４に記載の手順に従って７９０時間にわたって周期的に測定し、結果を表２３に報告した。「０時間」で記録したｐＨ測定を、ＰＢＳ溶液中のディスクの浸漬直後に行った。

実施例１７．封入された生体活性ガラスを含有する歯科用組成物と接触させた歯髄幹細胞の細胞増殖
歯科用組成物１～４、及び比較歯科組成物Ａの成形ディスク（直径３．１ｍｍ及び高さ１．３ｍｍ）を、実施例１４に記載の成形ディスクを調製するための一般的な混合及び硬化手順を使用して調製した。個々のディスクもまた、市販の歯科用ベース／ライナー製品（比較例Ｘ）及び市販の歯髄キャップ／ライナー製品（比較例Ｙ）から調製した。ディスクを７０％エタノール浴中に２０分間連続的に配置し、ＰＢＳですすぐこと（３回）によってディスクを個別に滅菌し、次いで、歯髄幹細胞（ＤＰＳＣ）基本培地（Ｌｏｎｚａ Ｇｒｏｕｐ ＬＴＤ．，Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）中で一晩インキュベートした（３７℃、５％のＣＯ_２、９８％の相対湿度）。ヒト歯髄幹細胞（ＤＰＳＣ、Ｌｏｎｚａ Ｇｒｏｕｐ ＬＴＤ．）を、ＤＰＳＣ基本培地を含有するＣＯＳＴＡＲ ４８ウェル細胞培養プレート（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＮＹ）中に、ウェル当たり２０，０００個細胞／ｍＬで播種した。各ウェルにディスクを装填し、細胞を７日間培養した（３７℃、５％のＣＯ_２、９８％の相対湿度）。対照例として、追加のウェルにヒト歯髄幹細胞を播種したが、これらのウェルのいずれにも成形ディスクを添加しなかった。

７日目に、ＭＴＴ比色アッセイキット（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）と共にマイクロプレートリーダー（Ｔｅｃａｎ Ｇｒｏｕｐ ＬＴＤ．，Ｍａｎｎｅｄｏｒｆ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）を使用して５４０ｎｍで採取した吸光度測定値を用いて、ＤＰＳＣ試料を細胞増殖について評価した。表２４では、歯科用組成物１～４（封入された生体活性ガラス材料の様々な濃度を含有する）、比較歯科組成物Ａ（封入された材料を含まない）、比較例Ｘ及びＹ、並びに対照例と接触させたＤＰＳＣ試料についての平均ＯＤ５４０（ｎ＝６）を記録する。

実施例１８．封入されたポルトランドセメント又は封入されたケイ酸三カルシウムを含有する歯科用組成物と接触させた歯髄幹細胞の細胞増殖
歯科用組成物８、１０、１１、１２、比較歯科組成物Ａ、比較例Ｘ、及び比較例Ｙの成形ディスク（直径３．１ｍｍ及び高さ１．３ｍｍ）を調製し、実施例１７に記載の手順に従って細胞増殖について試験した。実施例１７に記載のように、対照例（ＤＰＳＣを播種したが、成形ディスクを添加していないウェル）も調製した。表２５では、歯科用組成物８、１０、１１、１２（異なるシェルコーティングを伴うポルトランドセメント又はケイ酸三カルシウムコアを有する封入された材料を含有する）、比較歯科組成物Ａ（封入された材料を含まない）、比較例Ｘ及びＹ、並びに対照例と接触させたＤＰＳＣ試料についての平均ＯＤ５４０（ｎ＝４）を記録する。

実施例１９．歯科用組成物と接触させた歯髄幹細胞のＡＬＰ活性
歯科用組成物１～４、比較歯科組成物Ａ、比較例Ｘ、及び比較例Ｙの成形ディスク（直径３．１ｍｍ及び高さ１．３ｍｍ）を、実施例１４に記載の成形ディスクを調製するための一般的な混合及び硬化手順を使用して調製した。ディスクを７０％エタノール浴中に２０分間連続的に配置し、ＰＢＳですすぐこと（３回）によってディスクを個別に滅菌し、次いで、歯髄幹細胞（ＤＰＳＣ）基本培地（Ｌｏｎｚａ Ｇｒｏｕｐ ＬＴＤ．）中で、（３７℃、５％のＣＯ_２、９８％の相対湿度において）一晩インキュベートした。ヒト歯髄細胞（ＤＰＳＣ、Ｌｏｎｚａ Ｇｒｏｕｐ ＬＴＤ．）を、ＤＰＳＣ基本培地を含有するＣＯＳＴＡＲ ４８ウェル細胞培養プレート（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＮＹ）中に、ウェル当たり２０，０００個細胞／ｍＬで播種した。各ウェルにディスクを装填し、細胞を７日間培養した（３７℃、５％のＣＯ_２、９８％の相対湿度）。対照例として、追加のウェルにヒト歯髄幹細胞を播種したが、これらのウェルのいずれにも成形ディスクを添加しなかった。

７日目に、ＤＰＳＣ細胞を採取し、各試料の細胞溶解物を、ヒトＡＬＰ ＥＬＩＳＡキット（ＢｉｏＶｉｓｉｏｎ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，ＣＡ）を使用して、製造業者の指示に従ってアルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）活性について分析した。表２６では、歯科用組成物１～４（封入された生体活性ガラス材料の様々な濃度を含有する）、比較歯科組成物Ａ（封入された材料を含まない）、比較例Ｘ及びＹ、並びに対照例と接触させたＤＰＳＣ試料についての平均ＡＬＰ濃度（ｎ＝２）をｍＵ／ｍＬで記録する。

実施例２０．歯科用組成物と接触させた歯髄幹細胞のＡＬＰ活性
歯科用組成物８、１０、１１、１２、比較歯科組成物Ａ、比較例Ｘ、及び比較例Ｙの成形ディスク（直径３．１ｍｍ及び高さ１．３ｍｍ）を調製し、実施例１９に記載の手順に従ってＡＬＰ活性について試験した。実施例１９に記載のように、対照例（ＤＰＳＣを播種したが、成形ディスクを添加していないウェル）も調製した。表２７では、歯科用組成物８、１０、１１、１２（異なるシェルコーティングを伴うポルトランドセメント又はケイ酸三カルシウムコアを有する封入された材料を含有する）、比較歯科組成物Ａ（封入された材料を含まない）、比較例Ｘ及びＹ、並びに対照例と接触させたＤＰＳＣ試料についての平均ＡＬＰ濃度（ｎ＝１～３）をｍＵ／ｍＬで記録する。

実施例２１．水酸化カルシウムコア又は混合相のケイ酸カルシウムコアを有する封入された材料
水酸化カルシウム（ＣＨ）粉末は、Ｊｏｓｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ、製品番号：２２４２）から入手した。材料を、２５ミクロンのふるいを通過させた。

混合相ケイ酸カルシウム（ＭＰＣＳ）を、１４．１重量％のＳｉＯ_２、５０．３重量％のＣａＣＯ_３、３４．７重量％のＨ_２Ｏ、及び０．８重量％のＢＹＫ－Ｗ９０１２を混合することによって調製した。ＢＹＫ－Ｗ９０１２の湿潤及び分散添加剤は、ＢＹＫ－Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨ，Ｗｅｓｅｌ，Ｇｅｒｍａｎｙから入手した。混合後、得られたスラリーを１００℃で１２時間乾燥させ、次いで１５００℃で２時間焼結した。得られた粒子を乳鉢及び乳棒を用いて粉砕し、レーザー回折により測定された１１．３５ミクロン平均粒径を有する粉末を得た。

水酸化カルシウム（ＣＨ）及び混合相ケイ酸カルシウム（ＭＰＣＳ）をそれぞれ、実施例２に記載のＡＰＣＶＤプロセス及び装置を用いて（反応器を加熱テープで加熱した以外は）、酸化アルミニウムで封入し、粉末量及び流量を表２８に報告した。

実施例２２．封入された材料のｐＨ緩衝試験
実施例６に記載された試験を、封入されていないＣＨ及びＭＰＣＳの両方、並びに表２８に記載のバッチからサンプリングされた封入されたＣＨ及びＭＰＣＳで実施した。粉末添加直前の緩衝液のｐＨは、４つの試料全てについて４．１であった。結果を表２９に示し、封入された材料が、塩基性コア材料との遅延反応又は塩基性コア材料の遅延放出をもたらしたことを示す。

実施例２３．原子層堆積法（ＡＬＤ）を用いて封入されたポルトランドセメントコア
ポルトランドセメント粉末（５ｇ）を、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを用いてマイクロカプセル化した。逐次的な４工程プロセス（前駆体Ａ、パージ、前駆体Ｂ、パージ）を組み込んだフロースルー原子層堆積（ＦＴＡＬＤ）反応器を使用して、標的化粒子材料上の自己制限表面反応によって酸化アルミニウムコーティングを堆積させた。

逐次的な４工程プロセスは、以下のシーケンス：（１）前駆体Ａ（すなわち、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ））パルス、（２）Ｎ_２パージ、（３）前駆体Ｂ（すなわち、オゾン＠２０％パルス）、及び（４）Ｎ_２パージからなった。ＴＭＡ前駆体パルスの時間及び圧力を、反応器内部で１～３トルの圧力で、１．１２５秒に設定した。オゾン前駆体パルスの時間及び圧力を、反応器内部で１～４トルの圧力で、１．０００秒に設定した。パージ時間は、半サイクル当たり１００～１２０秒の範囲であった。４工程シーケンスは、本明細書では、１ ＡＬＤサイクルと称される。１５０℃のプロセス温度で、合計で２００回のＡＬＤサイクルを使用して、ポルトランドセメントの５ｇ試料を処理した。

内部試料チャンバは、１つの端部が閉鎖され、他方の開放端部を嵌合具（ＶＣＲ８嵌合具）を装着された３４ｍｍのフリットチューブからなった。次いで、嵌合具を、フリットチューブの内側に様々なガスを添加し、フリットチューブの壁を通って排気することを可能にする前駆体送達システムに取り付けた。

前駆体送達システムは、フリットチューブ（試料チャンバ）が反応器システムの残りの部分とは独立して回転するように、回転ユニオンを用いて設計された。次いで、前駆体送達システムに取り付けたフリットチューブを、堆積プロセス中に粒子及び前駆体の温度を制御するために使用される温度制御スリーブ又はチューブの内側に配置した。

堆積プロセス中に、粒子を含有するチューブを回転させて、これにより、粒子をチューブの壁に沿って持ち上げ、管の底部に自由落下させた。自由落下の間、粒子は、フリットチューブの開放端部に流入したガスが壁を通って排出される際に、様々な前駆体及びパージ工程に逐次的に曝露された。また、堆積プロセス中に粒子が自由に流動することを維持するように追加の撹拌をもたらす振動モータもまた、反応器アセンブリに取り付けられた。ガス流が試料を冷却させないように、全てのガスを８０℃に加熱した。

十分な量の前駆体が反応器に供給されることを確実にするために、前駆体の充填を、残留ガス分析器（Ｓｔａｎｆｏｒｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡから商品名「ＳＲＳ ＲＥＳＩＤＵＡＬ ＧＡＳ ＡＮＡＬＹＺＥＲ」で入手）を用いて監視した。

得られた封入された粉末を、実施例６に記載の手順を用いてｐＨ変化について測定した。結果を表３０に報告する。

実施例２４．象牙質表面に適用される歯科用組成物８（ＤＣ－８）及び比較歯科組成物Ａ（ＤＣ－Ａ）の接着力測定。
ウシ門歯（１０）を、直径２５ｍｍ×高さ１０～２０ｍｍの樹脂パック（パック当たり１本の歯）に別々に埋め込んだ。得られた各パックを１２０グリットサンドペーパーで粉砕して、歯の象牙質層を露出させ、３２０グリットサンドペーパーで研磨した。全ての実験を、７５℃の一定温度、５０％の湿度、及び４５０ｎｍでフィルター処理したライトを用いて室内で実施した。各歯表面をブロットして余分な水を除去し、３Ｍ ２０１＋マスキングテープ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍａｐｌｅｗｏｏｄ，ＭＮ）をマスクとして使用して、露出した象牙質の直径５ｍｍの円をフレーム化した。ＤＣ－８（実施例１５に記載のように調製）を適用して、露出した象牙質の部位を覆い、スパチュラを用いてマスクと一様の高さに拭き取った後、ＥＬＩＰＡＲ Ｓ１０ ＬＥＤ硬化光（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）を使用して２０秒間硬化させた。次いで、使い捨てアプリケータを使用して、ＳＣＯＴＣＨＢＯＮＤユニバーサル接着剤（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）を硬化表面に２０秒間適用した。この部位を穏やかな空気流で５秒間乾燥させ、次いで、ＥＬＩＰＡＲ Ｓ１０ ＬＥＤ硬化光で１０秒間光硬化させた。深さ２～５ｍｍで、ゼラチンで裏打ちされた直径５ｍｍの穴を備えたテフロンマスクを、テープマスクと位置合わせし、金属クリップで固定した。次いで、穴をＦＩＬＴＥＫ Ｚ２５０歯科用複合樹脂（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）で充填し、ＥＬＩＰＡＲ Ｓ１０ ＬＥＤ硬化光で２０秒間光硬化して、ペグを作製した。次いで、歯試料をチャンバ（３７℃及び９５％の湿度）内に０．５時間置いた。金属クリップを歯試料から取り出し、各試料を脱イオン水中に３７℃で２４時間浸漬させた。２４時間後、ゼラチンを溶解し、テフロンマスクを除去した。樹脂パックを、Ｉｎｓｔｒｏｎ
５９４４（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭＡ）の上部アーム上の円形グリップ固定具に固定した。下部固定具は、長さ約９０ｍｍのワイヤループを有していた。ワイヤをＦＩＬＴＥＫ Ｚ２５０ペグ上にループ状にして、歯／樹脂表面と同一平面に固定した。次いで、硬化した歯科用組成物ＤＣ－８の歯への接着力を決定するために、破損するまで（すなわち、アセンブリが歯の表面から破壊されるか、又は歯が破壊される）、張力を適用した。

ＤＣ－８の代わりに比較歯科組成物Ａ（実施例１４のように調製されたＤＣ－Ａ）を使用して、この手順を繰り返した。歯科用組成物ＤＣ－Ａ及びＤＣ－８について決定された平均（ｎ＝１０）接着力値（ＭＰａ）を表３１に報告する。

実施例２５．歯科用組成物（ＤＣ－１３）
ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｙａｎｄｏｔｔｅ，ＭＩから入手した光開始剤）１２０ｍｇを、ＳＲ ６０３（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ａｍｅｒｉｃａｓ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡから入手したポリエチレングリコール（４００）ジメタクリレート）４０ｇに添加することによって、歯科用組成物Ｂ（ＤＣ－Ｂ）を調製した。混合物を、ＦｌａｃｋＴｅｋ ＤＡＣ １５０ ＦＶＺ速度ミキサー内で３０００ｒｐｍにて１分間、合計３回混合した。テフロンディスク金型（直径３．１ｍｍ及び高さ１．３ｍｍ）を直ちにＤＣ－Ｂで満たし、次いで、Ｅｌｉｐａｒ（商標）ＤｅｅｐＣｕｒｅ－Ｓ ＬＥＤ硬化ライト（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）を使用して、金型の各側で２０秒間硬化させた。得られた成形ディスクを金型から直ちに取り出し、１．５ｍＬのＧＩＢＣＯリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）溶液（１×、ｐＨ７．４）（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を含有する２ｍＬのプラスチック遠心管内に置いた。ディスクを、ＰＢＳ溶液中に完全に浸漬させた。管に栓をして、室温で保管した。歯科用組成物Ｂからのディスクは、対照として機能した（封入された材料を含まない）。

歯科用組成物１３（ＤＣ－１３）を、３ｇの封入された材料Ｐを１ｇのＤＣ－Ｂと合わせることによって調製した。この混合物を３０００ｒｐｍで１分間、３回混合した。ＤＣ－Ｂについて記載した手順に従って、ＤＣ－１３を用いて成形ディスクを調製した。

歯科用組成物Ｃ（ＤＣ－Ｃ）を、３ｇの封入されていないポルトランドセメントを、１ｇのＤＣ－Ｂと合わせることによって調製した。この混合物を３０００ｒｐｍで１分間、３回混合した。ＤＣ－Ｂについて記載された手順に従って、成形ディスクをＤＣ－Ｃで調製した。歯科用組成物Ｃからのディスクは、対照（封入されていないポルトランドセメントが含まれる）として機能した。

浸漬ディスク毎に、ＯＲＩＯＮ ＰＥＲＰＨＥＣＴ ＲＯＳＳ ｐＨ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ（カタログ番号８２２０ＢＮＷＰ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ）を使用して９０．４時間にわたってＰＢＳ溶液のｐＨを周期的に測定した。各測定の前に、各試料を穏やかに振盪した。ＰＢＳ溶液のｐＨプロファイルを、表３２に報告する。「０時間」で記録したｐＨ測定を、ＰＢＳ溶液中のディスクの浸漬直後に行った。

以下の項目［態様１］～［態様５５］に本発明の実施形態の例を列記する。
［態様１］
硬化性歯科用組成物であって、
封入された材料を含む第１の部分であって、前記封入された材料が、塩基性コア材料、及び前記コアを取り囲む金属酸化物を含む無機シェル材料を含む、第１の部分と、
水又は酸性成分を含む第２の部分と、を含む、硬化性歯科用組成物。
［態様２］
前記第１及び第２の部分を組み合わせると、前記組成物は最初に酸性又は中性のｐＨを有する、態様１に記載の歯科用組成物。
［態様３］
前記シェルが、前記第２の部分によって分解可能である、態様１又は２に記載の歯科用組成物。
［態様４］
前記塩基性コア材料が、前記シェルの分解時に－ＯＨを放出する、態様１～３のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様５］
前記塩基性コア材料が、８～１４の範囲のｐＫａを有する成分を含む、態様１～４のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様６］
前記塩基性コア材料が、１１～１４の範囲のｐＫａを有する成分を含む、態様１～５のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様７］
前記塩基性コア材料が、カルシウムイオンを放出する材料を含む、態様１～６のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様８］
前記塩基性コア材料が、少なくとも２５、３０、３５、４０、又は４５重量％の、１１～１４の範囲のｐＫａを有する成分を含む、態様１～７のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様９］
前記シェルが、５００ｎｍ未満の厚さを有する連続フィルムである、態様１～８のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様１０］
前記無機シェル材料が、前記塩基性コア材料よりも塩基性が低い、態様１～９のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様１１］
前記無機シェル材料が、６～８のｐＫａを有する金属酸化物を含む、態様１～１０のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様１２］
０．２５グラムの前記封入された材料が、２５ｇの脱イオン水と組み合わされると、２４時間以内に少なくとも８．５又は９のｐＨが得られる、態様１～１１のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様１３］
０．２５グラムの前記封入された材料が、１５ｇの脱イオン水、及び２５℃で塩酸で４．００のｐＨに調整された１０ｇの水性フタル酸水素カリウム緩衝液の溶液と組み合わされると、２４時間以内に少なくとも８．５又は９のｐＨが得られる、態様１～１２のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様１４］
前記塩基性コア材料が、硬化性である、態様１～１３のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様１５］
前記塩基性コア材料が、ケイ酸カルシウムを含む、態様１４に記載の歯科用組成物。
［態様１６］
前記塩基性コア材料が、前記第２の部分において低い溶解度を有する中性金属酸化物を含む歯科用充填剤である、態様１～１５のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様１７］
前記硬化性歯科用組成物が、カルシウムイオン、リンイオン、フッ素イオン、又はこれらの組み合わせの放出によって再石灰化を促進する材料を含む、態様１～１６のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様１８］
少なくとも１つの第２の充填剤を更に含む、態様１～１６のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様１９］
前記第２の充填剤が、ナノスケールの粒子状充填剤を含む、態様１８に記載の歯科用組成物。
［態様２０］
前記第２の充填剤が、ジルコニア、シリカ、又はこれらの混合物を含む、態様１９に記載の歯科用組成物。
［態様２１］
前記第２の充填剤が、ナノクラスター充填剤を含む、態様１９～２０のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様２２］
前記第１及び／又は第２の部分が、重合性材料を含む、態様１～２１のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様２３］
前記重合性材料が、ヒドロキシ官能性（メタ）アクリレートモノマー、酸性ポリマー、又はこれらの組み合わせを含む、態様２２に記載の歯科用組成物。
［態様２４］
硬化した歯科用組成物が、ディスク緩衝試験に従って５００時間以内に少なくとも８．５又は９のｐＨを提供する、態様１～２３のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様２５］
歯髄細胞の平均細胞増殖が、前記硬化した歯科用組成物と接触しているとき、対照試料の少なくとも７５％である、態様１～２４のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様２６］
歯髄細胞の平均ＡＬＰ活性が、前記硬化した歯科用組成物と接触しているとき、増加する、態様１～２５のいずれか一態様に記載の歯科用組成物。
［態様２７］
組成物であって、
封入された材料を含む第１の部分であって、前記封入された材料が、塩基性コア材料、及び前記コアを取り囲む金属酸化物を含む無機シェル材料を含む、第１の部分と、
水又は酸性成分を含む第２の部分と、を含む、組成物。
［態様２８］
組成物であって、
塩基性コア材料、及び前記コアを取り囲む金属酸化物を含む無機シェル材料を含む、封入された材料と、
水又は酸性成分と、を含む、組成物。
［態様２９］
態様２～２６のいずれか一態様又はそれらの組み合わせによって更に特徴づけられる、態様２７又は２８に記載の組成物。
［態様３０］
生体担体材料に使用するのに好適な封入された材料であって、塩基性コア材料、及び前記コアを取り囲む金属酸化物を含む無機シェル材料を含む、封入された材料。
［態様３１］
態様４～１６のいずれか一態様又はそれらの組み合わせによって更に特徴づけられる、態様３０に記載の封入された材料。
［態様３２］
前記組成物が、水と混合したときに硬化性又は自己硬化性である、態様３０又は３１に記載の封入されたコア材料。
［態様３３］
態様３０～３２のいずれか一態様に記載の封入された材料を含む硬化性組成物。
［態様３４］
歯科用又は医療用組成物である、態様３３に記載の硬化性歯科用組成物。
［態様３５］
態様１８～２３のいずれか一態様又はそれらの組み合わせに記載の第２の充填剤及び／又は重合性材料を更に含む、態様３０～３４のいずれか一態様に記載の硬化性組成物。
［態様３６］
使用中に水又は酸性成分と接触する、態様３２～３５のいずれか一態様に記載の硬化性組成物。
［態様３７］
前記水又は酸性成分が、生体液である、態様３６に記載の硬化性組成物。
［態様３８］
塩基性コア材料の放出を遅延させる方法であって、
態様１～３７のいずれか一態様に記載の組成物を準備すること、及び
前記組成物を歯又は骨構造に適用すること、を含む、方法。
［態様３９］
塩基性の遅延増加をもたらす方法であって、
態様１～３７のいずれか一態様に記載の組成物を準備すること、及び
前記組成物を歯又は骨構造に適用すること、を含む、方法。
［態様４０］
再石灰化を促進する方法であって、
態様１～３７のいずれか一態様に記載の組成物を準備することであって、前記塩基性コアが、再石灰化を促進する材料を更に含む、準備すること、及び
前記組成物を歯又は骨構造に適用すること、を含む、方法。
［態様４１］
再石灰化を促進する前記材料が、カルシウムイオン、リン含有イオン、フッ化物イオン、又はこれらの組み合わせを放出する、態様４０に記載の方法。
［態様４２］
歯髄細胞の平均ＡＬＰ活性を増加させる方法であって、
態様１～３５のいずれか一態様に記載の組成物を準備することであって、前記塩基性コアが、再石灰化を促進する材料を更に含む、準備すること、及び
前記組成物を歯又は骨構造に適用すること、を含む、方法。
［態様４３］
歯又は骨構造に適用するために使用するための、態様１～３７のいずれか一態様に記載の組成物であって、前記組成物が、
塩基性コア材料の遅延放出をもたらし、
塩基性の遅延増加をもたらし、
再石灰化を促進し、
歯髄細胞の平均ＡＬＰ活性を増加させ、
又はこれらの組み合わせを行う、組成物。
［態様４４］
組成物の使用方法であって、
態様１～３７のいずれか一態様に記載の組成物を準備すること、及び
前記組成物を歯又は骨構造に適用すること、を含む、方法。
［態様４５］
前記組成物が、重合性材料を含み、前記方法が、前記組成物を放射線源に曝露することによって硬化させることを更に含む、態様４４に記載の方法。
［態様４６］
前記組成物が、塩基性コア材料の遅延放出をもたらす、態様４４又は４５に記載の方法。
［態様４７］
前記組成物が、塩基性の遅延増加をもたらす、態様４４～４６のいずれか一態様に記載の方法。
［態様４８］
前記組成物が、歯又は骨構造の再石灰化を促進する、態様４４～４７のいずれか一態様に記載の方法。
［態様４９］
前記組成物が、歯髄細胞の平均ＡＬＰ活性を増加させる、態様４４～４８のいずれか一態様に記載の方法。
［態様５０］
前記組成物が、歯科用物品を歯構造に結合するために使用される歯科用接着剤又はセメントである、態様４４～４９のいずれか一態様に記載の方法。
［態様５１］
前記組成物が、歯科用修復剤である、態様４４～４９のいずれか一態様に記載の方法。
［態様５２］
封入された材料の製造方法であって、塩基性コア材料を準備すること、及び
前記塩基性コア材料を、少なくとも１つの蒸着技術によって金属酸化物を含む無機シェル材料で封入すること、を含む、製造方法。
［態様５３］
原子層堆積又は大気圧化学蒸着を含む、態様５２に記載の製造方法。
［態様５４］
前記シェル材料及び前記シェルの厚さが、前記塩基性コア材料の遅延放出を可能にするように選択される、態様５２又は５３に記載の製造方法。
［態様５５］
前記封入された材料が、封入されていない同じ材料よりも長い持続時間の後に、ｐＨの上昇をもたらす、態様５２又は５３に記載の製造方法。

Claims (10)

1. 歯科用組成物であって、
   封入された材料であって、
   コアであって、
   ケイ酸二カルシウムと、
   ケイ酸三カルシウムと、
   アルミン酸三カルシウムと、を含み、
   前記コアは、６１％～６９％のＣａＯ、１８％～２４％のＳｉＯ_２、２％～６％のＡｌ_２Ｏ_３、１％～６％のＦｅ_２Ｏ_３、０．５％～５％のＭｇＯを含有し、
   平均粒径が１７．１～２４．４マイクロメートルであることを特徴とする、コアと、
   酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含むシェルであって、厚さが１３～２０４ｎｍであることを特徴とする、シェルと、
   を含む封入された材料を含み、
   前記シェルは前記コアを取り囲んでいる、歯科用組成物。
2. 二成分硬化性組成物の一方の部分である歯科用組成物であって、前記一方の部分が、
   封入された材料であって、
   コアであって、
   ケイ酸二カルシウムと、
   ケイ酸三カルシウムと、
   アルミン酸三カルシウムと、を含み、
   前記コアは、６１％～６９％のＣａＯ、１８％～２４％のＳｉＯ _２ 、２％～６％のＡｌ _２ Ｏ _３ 、１％～６％のＦｅ _２ Ｏ _３ 、０．５％～５％のＭｇＯを含有し、
   平均粒径が１７．１～２４．４マイクロメートルであることを特徴とする、コアと、
   酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含むシェルであって、厚さが１３～２０４ｎｍであることを特徴とする、シェルと、
   を含む封入された材料を含み、
   前記シェルは前記コアを取り囲んでおり、
   前記封入された材料が、前記歯科用組成物の重量に対して３５～４０重量％の量で存在する、歯科用組成物。
3. 酸反応性充填剤を更に含む、請求項１又は２に記載の歯科用組成物。
4. フルオロアルミノシリケートガラスを更に含む、請求項１又は２に記載の歯科用組成物。
5. 重合性液体を更に含み、前記歯科用組成物がペーストである、請求項１又は２に記載の歯科用組成物。
6. 重合性液体を更に含み、前記歯科用組成物がペーストであり、前記封入された材料が、前記歯科用組成物の重量に対して１７．５～２０重量％の量で存在する、請求項１に記載の歯科用組成物。
7. 酸反応性充填剤を更に含む、請求項５に記載の歯科用組成物。
8. フルオロアルミノシリケートガラスを更に含む、請求項５に記載の歯科用組成物。
9. 粉末である、請求項１に記載の歯科用組成物。
10. 封入された材料であって、
    コアであって、
    ケイ酸二カルシウムと、
    ケイ酸三カルシウムと、
    アルミン酸三カルシウムと、を含み、
    前記コアは、６１％～６９％のＣａＯ、１８％～２４％のＳｉＯ _２ 、２％～６％のＡｌ _２ Ｏ _３ 、１％～６％のＦｅ _２ Ｏ _３ 、０．５％～５％のＭｇＯを含有し、
    平均粒径が１７．１～２４．４マイクロメートルであることを特徴とする、コアと、
    酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含むシェルであって、厚さが１３～２０４ｎｍであることを特徴とする、シェルと、
    を含み、
    前記シェルは前記コアを取り囲んでいる、封入された材料。