本発明の歯科充填用キットは、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)と、歯科用コンポジットレジン(Y)とを備える。
自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)は、酸性基を有する単量体(a)、酸性基を有しない単量体(b)、重合開始剤(c)、及びフィラー(d)を含む。
歯科用コンポジットレジン(Y)は、酸性基を有しない単量体(b)、重合開始剤(c)、及びフィラー(d)を含み、かつ酸性基を有する単量体(a)を含まない。
歯科用コンポジットレジン(Y)に含まれる前記重合開始剤(c)は、光重合開始剤(c-1)を含む。歯科用コンポジットレジン(Y)は、バルクフィル型コンポジットレジンである。バルクフィル型コンポジットレジンとは、4mm以上の光硬化深さを有し、その光硬化深さに相当する深さの窩洞を1回の光照射で一括充填できるコンポジットレジンを意味する。
以下、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に用いられる各成分について説明する。
<酸性基を有する単量体(a)>
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)には歯質への接着性の観点から、酸性基を有する単量体(a)が必須である。自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)には、ラジカル単量体が好適に用いられる。酸性基を有する単量体(a)におけるラジカル単量体の具体例としては、(メタ)アクリレート系単量体、(メタ)アクリルアミド系単量体、α-シアノアクリル酸、(メタ)アクリル酸、α-ハロゲン化アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、ソルビン酸、マレイン酸、イタコン酸等のエステル類、ビニルエステル類、ビニルエーテル類、モノ-N-ビニル誘導体、スチレン誘導体等が挙げられる。これらの中でも、硬化性の観点から(メタ)アクリレート系単量体、(メタ)アクリルアミド系単量体が好ましい。
本発明に用いられる酸性基を有する単量体(a)としては、例えば、リン酸基、ピロリン酸基、チオリン酸基、ホスホン酸基、カルボン酸基、スルホン酸基等の酸性基を少なくとも1個有する単量体が挙げられる。酸性基を有する単量体(a)は、1種を単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。酸性基を有する単量体(a)の具体例を下記する。
リン酸基を有する単量体としては、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルジハイドロジェンホスフェート、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルジハイドロジェンホスフェート、5-(メタ)アクリロイルオキシペンチルジハイドロジェンホスフェート、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルジハイドロジェンホスフェート、7-(メタ)アクリロイルオキシヘプチルジハイドロジェンホスフェート、8-(メタ)アクリロイルオキシオクチルジハイドロジェンホスフェート、9-(メタ)アクリロイルオキシノニルジハイドロジェンホスフェート、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデシルジハイドロジェンホスフェート、12-(メタ)アクリロイルオキシドデシルジハイドロジェンホスフェート、16-(メタ)アクリロイルオキシヘキサデシルジハイドロジェンホスフェート、20-(メタ)アクリロイルオキシイコシルジハイドロジェンホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルハイドロジェンホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-(2-ブロモエチル)ハイドロジェンホスフェート、2-メタクリロイルオキシエチル-(4-メトキシフェニル)ハイドロジェンホスフェート、2-メタクリロイルオキシプロピル-(4-メトキシフェニル)ハイドロジェンホスフェート等の単官能性のリン酸基を有する単量体;グリセロールホスフェートジ(メタ)アクリレート、ビス〔2-(メタ)アクリロイルオキシエチル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシブチル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔8-(メタ)アクリロイルオキシオクチル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔9-(メタ)アクリロイルオキシノニル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔10-(メタ)アクリロイルオキシデシル〕ハイドロジェンホスフェート、1,3-ジ(メタ)アクリロイルオキシプロピルジハイドロジェンホスフェート等の二官能性のリン酸基を有する単量体並びにこれらの酸塩化物、アルカリ金属塩及びアミン塩等が挙げられる。
ピロリン酸基を有する単量体としては、ピロリン酸ビス〔2-(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、ピロリン酸ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシブチル〕、ピロリン酸ビス〔6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシル〕、ピロリン酸ビス〔8-(メタ)アクリロイルオキシオクチル〕、ピロリン酸ビス〔10-(メタ)アクリロイルオキシデシル〕並びにこれらの酸塩化物、アルカリ金属塩及びアミン塩等が挙げられる。
チオリン酸基を有する単量体としては、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンチオホスフェート、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルジハイドロジェンチオホスフェート、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルジハイドロジェンチオホスフェート、5-(メタ)アクリロイルオキシペンチルジハイドロジェンチオホスフェート、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルジハイドロジェンチオホスフェート、7-(メタ)アクリロイルオキシヘプチルジハイドロジェンチオホスフェート、8-(メタ)アクリロイルオキシオクチルジハイドロジェンチオホスフェート、9-(メタ)アクリロイルオキシノニルジハイドロジェンチオホスフェート、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンチオホスフェート、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデシルジハイドロジェンチオホスフェート、12-(メタ)アクリロイルオキシドデシルジハイドロジェンチオホスフェート、16-(メタ)アクリロイルオキシヘキサデシルジハイドロジェンチオホスフェート、20-(メタ)アクリロイルオキシイコシルジハイドロジェンチオホスフェート及びこれらの酸塩化物、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
ホスホン酸基を有する単量体としては、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルホスホネート、5-(メタ)アクリロイルオキシペンチル-3-ホスホノプロピオネート、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシル-3-ホスホノプロピオネート、10-(メタ)アクリロイルオキシデシル-3-ホスホノプロピオネート、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシル-3-ホスホノアセテート、10-(メタ)アクリロイルオキシデシル-3-ホスホノアセテート及びこれらの酸塩化物、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
カルボン酸基を有する単量体としては、分子内に1個のカルボキシル基又はその酸無水物基を有する一官能性(メタ)アクリル酸エステル、分子内に複数のカルボキシル基又はその酸無水物基を有する一官能性(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
分子内に1個のカルボキシル基又はその酸無水物基を有する一官能性単量体の例としては、(メタ)アクリル酸、N-(メタ)アクリロイルグリシン、N-(メタ)アクリロイルアスパラギン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンマレート、O-(メタ)アクリロイルチロシン、N-(メタ)アクリロイルチロシン、N-(メタ)アクリロイルフェニルアラニン、N-(メタ)アクリロイル-p-アミノ安息香酸、N-(メタ)アクリロイル-o-アミノ安息香酸、2-(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、3-(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、4-(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、N-(メタ)アクリロイル-5-アミノサリチル酸、N-(メタ)アクリロイル-4-アミノサリチル酸等及びこれらの化合物のカルボキシル基を酸無水物基化した化合物等が挙げられる。
分子内に複数のカルボキシル基又はその酸無水物基を有する一官能性単量体の例としては、例えば、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキサン-1,1-ジカルボン酸、9-(メタ)アクリロイルオキシノナン-1,1-ジカルボン酸、10-(メタ)アクリロイルオキシデカン-1,1-ジカルボン酸、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデカン-1,1-ジカルボン酸、12-(メタ)アクリロイルオキシドデカン-1,1-ジカルボン酸、13-(メタ)アクリロイルオキシトリデカン-1,1-ジカルボン酸、4-(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメリテート、4-(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメリテートアンハイドライド、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルトリメリテート、4-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルトリメリテート、4-(メタ)アクリロイルオキシデシルトリメリテート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-3’-(メタ)アクリロイルオキシ-2’-(3,4-ジカルボキシベンゾイルオキシ)プロピルサクシネート、6-(メタ)アクリロイルオキシエチルナフタレン-1,2,6-トリカルボン酸無水物、6-(メタ)アクリロイルオキシエチルナフタレン-2,3,6-トリカルボン酸無水物、4-(メタ)アクリロイルオキシエチルカルボニルプロピオノイル-1,8-ナフタル酸無水物、4-(メタ)アクリロイルオキシエチルナフタレン-1,8-トリカルボン酸無水物等が挙げられる。
スルホン酸基を有する単量体としては、2-スルホエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上述の酸性基を有する単量体(a)の中でも、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)として用いた場合に接着強さが良好である観点から、リン酸基を有する単量体又はカルボン酸基を有する単量体を含むことが好ましく、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルジハイドロジェンホスフェート、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルジハイドロジェンホスフェート、5-(メタ)アクリロイルオキシペンチルジハイドロジェンホスフェート、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルジハイドロジェンホスフェート、7-(メタ)アクリロイルオキシヘプチルジハイドロジェンホスフェート、8-(メタ)アクリロイルオキシオクチルジハイドロジェンホスフェート、9-(メタ)アクリロイルオキシノニルジハイドロジェンホスフェート、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデシルジハイドロジェンホスフェート、12-(メタ)アクリロイルオキシドデシルジハイドロジェンホスフェート、16-(メタ)アクリロイルオキシヘキサデシルジハイドロジェンホスフェート、20-(メタ)アクリロイルオキシイコシルジハイドロジェンホスフェート、4-(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメリテートアンハイドライド、4-(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメリテート、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデカン-1,1-ジカルボン酸、及び、2-メタクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェートとビス(2-メタクリロイルオキシエチル)ハイドロジェンホスフェートの混合物がより好ましく、8-(メタ)アクリロイルオキシオクチルジハイドロジェンホスフェート、9-(メタ)アクリロイルオキシノニルジハイドロジェンホスフェート、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデシルジハイドロジェンホスフェート、12-(メタ)アクリロイルオキシドデシルジハイドロジェンホスフェート、16-(メタ)アクリロイルオキシヘキサデシルジハイドロジェンホスフェート、20-(メタ)アクリロイルオキシイコシルジハイドロジェンホスフェートがさらに好ましく、接着性と硬化性とのバランスの観点から、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェートが特に好ましい。
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における酸性基を有する単量体(a)の含有量は特に限定されないが、歯質に対する接着性の観点から、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における単量体の総量100質量部において、1~40質量部であることが好ましく、2.5~35質量部であることがより好ましく、5~30質量部であることがさらに好ましい。
<酸性基を有しない単量体(b)>
本発明における酸性基を有しない単量体(b)としては、非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1);25℃の水に対する溶解度が10g/L未満である酸性基を有しない疎水性単量体(b-2)(以下、単に「疎水性単量体(b-2)」と称することがある);25℃の水に対する溶解度が10g/L以上である酸性基を有しない親水性単量体(b-3)(以下、単に「親水性単量体(b-3)」と称することがある)が挙げられる。酸性基を有しない単量体(b)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。本発明において、酸性基を有さず、アクリルアミド基とメタクリロイルオキシ基とを含有する化合物を非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)とし、酸性基を有さず、かつ非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)に含まれない化合物を、親水性の程度に応じて、疎水性単量体(b-2)と、親水性単量体(b-3)とに分ける。
・非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)
ある好適な実施形態としては、非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)を含む、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)を備える歯科充填用キットが挙げられる。非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)は、歯質への接着性などを向上させ、硬化物の機械的強度を所望の範囲に調整しやすいことから、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
式中、Zは置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状又は環状の脂肪族基又は芳香族基であって、前記脂肪族基は、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR1-、-CO-NR1-、-NR1-CO-、-CO-O-NR1-、-O-CO-NR1-及び-NR1-CO-NR1-からなる群より選ばれる少なくとも1個の結合基によって中断されていてもよい。R1は、水素原子又は置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族基を表す。
Zは、非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)の親水性を調整する部位である。Zで表される置換基を有していてもよい脂肪族基は、飽和脂肪族基(アルキレン基、シクロアルキレン基(例えば、1,4-シクロへキシレン基等))、不飽和脂肪族基(アルケニレン基、アルキニレン基)のいずれであってもよく、入手又は製造の容易さ及び化学的安定性の観点から飽和脂肪族基(アルキレン基)であることが好ましい。Zは、歯質に対する接着性と重合硬化性の観点から、C1~C8の脂肪族基であることが好ましく、C1~C4の脂肪族基であることがより好ましく、C2~C4の脂肪族基であることがさらに好ましい。前記C1~C8のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基、n-ブチレン基などが挙げられる。
Zで表される置換基を有していてもよい芳香族基としては、例えばアリーレン基、芳香族性ヘテロ環基が挙げられる。前記芳香族基としては、アリーレン基が、芳香族性ヘテロ環基よりも好ましい。芳香族性ヘテロ環基のヘテロ環は、一般には不飽和である。芳香族性ヘテロ環は、5員環又は6員環であることが好ましい。アリーレン基としては、例えば、フェニレン基が好ましい。芳香族性ヘテロ環基のヘテロ環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、及び1,3,5-トリアジン環が挙げられる。前記芳香族基のうち、フェニレン基が特に好ましい。
R1における脂肪族基としては、飽和脂肪族基(アルキル基)、不飽和脂肪族基(アルケニル基、アルキニル基)のいずれであってもよく、入手又は製造の容易さ及び化学的安定性の観点から飽和脂肪族基(アルキル基)であることが好ましい。R1における直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1-エチルプロピル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、1,1-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、2-エチルブチル基等が挙げられ、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が好ましい。
R1としては、水素原子又はC1~C8の脂肪族基が好ましく、水素原子又は置換基を有していてもよいC1~C4のアルキル基がより好ましく、水素原子又は置換基を有していてもよいC1~C3のアルキル基がさらに好ましい。
Zの前記脂肪族基が前記結合基によって中断されている場合、結合基の数は特に限定されないが、1~10個程度であってもよく、好ましくは1個、2個又は3個であり、より好ましくは1個又は2個である。また、前記式(1)において、Zの脂肪族基は連続する前記結合基によって中断されないものが好ましい。すなわち、前記結合基同士が隣接しないものが好ましい。結合基としては、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NH-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CO-O-NH-、-O-CO-NH-及び-NH-CO-NH-からなる群より選ばれる少なくとも1個の結合基がさらに好ましく、-O-、-S-、-CO-、-NH-、-CO-NH-及び-NH-CO-からなる群より選ばれる少なくとも1個の結合基が特に好ましい。
Zにおける置換基としては、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、カルボキシル基、C2~C6の直鎖状又は分岐鎖状のアシル基、C1~C6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、C1~C6の直鎖状又は分岐鎖状のアルコキシ基等が挙げられる。
非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)の具体例としては、特に限定されないが、以下に示すものが挙げられる。
この中でも、歯質に対する接着性と重合硬化性の観点から、Zが置換基を有していてもよいC2~C4の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族基である非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物が好ましく、N-メタクリロイルオキシエチルアクリルアミド(通称「MAEA」)、N-メタクリロイルオキシプロピルアクリルアミド、N-メタクリロイルオキシブチルアクリルアミド、N-(1-エチル-(2-メタクリロイルオキシ)エチル)アクリルアミド、N-(2-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)エチル)アクリルアミドがより好ましく、象牙質のコラーゲン層への浸透に関わる親水性の高さの観点からMAEA、N-メタクリロイルオキシプロピルアクリルアミドがさらに好ましい。
非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)は、1種単独を配合してもよく、2種以上を組み合わせて配合してもよい。非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)の含有量は、本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における単量体の総量100質量部において、1~60質量部が好ましく、2~45質量部がより好ましく、3~30質量部がさらに好ましく、5~25質量部が特に好ましい。
・酸性基を有しない疎水性単量体(b-2)
ある好適な実施形態としては、酸性基を有しない疎水性単量体(b-2)を含む、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)を備える歯科充填用キットが挙げられる。酸性基を有しない疎水性単量体(b-2)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)のハンドリング性、硬化物の機械的強度などを向上させる。疎水性単量体(b-2)としては、酸性基を有さず重合性基を有するラジカル単量体が好ましく、ラジカル重合が容易である観点から、重合性基は(メタ)アクリロイルオキシ基及び/又は(メタ)アクリルアミド基が好ましい。疎水性単量体(b-2)とは、酸性基を有さず、非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)に相当せず、かつ25℃の水に対する溶解度が10g/L未満の単量体を意味する。疎水性単量体(b-2)としては、例えば、芳香族化合物系の二官能性単量体、脂肪族化合物系の二官能性単量体、三官能性以上の単量体などの架橋性の単量体が挙げられる。
芳香族化合物系の二官能性単量体としては、例えば、2,2-ビス((メタ)アクリロイルオキシフェニル)プロパン、2,2-ビス〔4-(3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシテトラエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシペンタエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシジプロポキシフェニル)プロパン、2-(4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2-(4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、2-(4-(メタ)アクリロイルオキシジプロポキシフェニル)-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシプロポキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシイソプロポキシフェニル)プロパンなどが挙げられる。これらの中でも、2,2-ビス〔4-(2-ヒドロキシ-3-メタクリロイルオキシプロポキシ)フェニル〕プロパン(通称「Bis-GMA」)、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン(エトキシ基の平均付加モル数:2.6、通称「D-2.6E」)、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシテトラエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシペンタエトキシフェニル)プロパンが好ましい。
脂肪族化合物系の二官能性単量体としては、例えば、グリセロールジ(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、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5-ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,2-ビス(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)エタン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート(通称「3G」)、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,2-ビス(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)エタン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート(通称「UDMA」)、1,10-デカンジオールジメタクリレート(通称「DD」)が好ましい。
三官能性以上の単量体としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、N,N-(2,2,4-トリメチルヘキサメチレン)ビス〔2-(アミノカルボキシ)プロパン-1,3-ジオール〕テトラ(メタ)アクリレート、1,7-ジアクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラ(メタ)アクリロイルオキシメチル-4-オキサヘプタンなどが挙げられる。これらの中でも、N,N-(2,2,4-トリメチルヘキサメチレン)ビス〔2-(アミノカルボキシ)プロパン-1,3-ジオール〕テトラメタクリレートが好ましい。
上記の疎水性単量体(b-2)の中でも、硬化物の機械的強度及びハンドリング性の観点で、芳香族化合物系の二官能性単量体、及び脂肪族化合物系の二官能性単量体が好ましく用いられる。芳香族化合物系の二官能性単量体としては、Bis-GMA、D-2.6Eが好ましい。脂肪族化合物系の二官能性単量体としては、グリセロールジ(メタ)アクリレート、3G、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、DD、1,2-ビス(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)エタン、UDMAが好ましい。
上記の疎水性単量体(b-2)の中でも、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)(組成物)として用いた場合の歯質に対する接着性が良好である観点から、Bis-GMA、D-2.6E、3G、UDMA、DDがより好ましく、D-2.6E、3G、Bis-GMAがさらに好ましい。
疎水性単量体(b-2)は、1種を単独で配合してもよく、2種以上を併用してもよい。本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における疎水性単量体(b-2)の含有量は、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における単量体の総量100質量部において、20~98質量部が好ましく、40~95質量部がより好ましく、60~92質量部がさらに好ましい。疎水性単量体(b-2)の含有量が前記上限値以下であることで、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の歯質への濡れ性が低下して接着力が低下することを抑制しやすく、同含有量が前記下限値以上であることで、所望の硬化物の機械的強度が得られやすい。
・酸性基を有しない親水性単量体(b-3)
ある好適な実施形態としては、酸性基を有しない親水性単量体(b-3)を含む、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)を備える歯科充填用キットが挙げられる。親水性単量体(b-3)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の歯質への濡れ性を向上させる。親水性単量体(b-3)としては、酸性基を有さず重合性基を有するラジカル単量体が好ましく、ラジカル重合が容易である観点から、重合性基は(メタ)アクリロイルオキシ基及び/又は(メタ)アクリルアミド基が好ましい。親水性単量体(b-3)とは、酸性基を有さず、非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)に相当せず、かつ25℃の水に対する溶解度が10g/L以上の単量体を意味し、該溶解度が30g/L以上の単量体が好ましく、25℃において任意の割合で水に溶解可能な単量体がより好ましい。親水性単量体としては、水酸基、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロプレン基、アミド基などの親水性基を有する単量体が好ましい。親水性単量体(b-3)としては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1,3-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-((メタ)アクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(オキシエチレン基の数が9以上のもの)などの親水性の単官能性(メタ)アクリレート系単量体;N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、4-(メタ)アクリロイルモルホリン、N-トリヒドロキシメチル-N-メチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド及びN,N-ジエチルアクリルアミドなどの親水性の単官能性(メタ)アクリルアミド系単量体などが挙げられる。
これらの親水性単量体(b-3)の中でも、歯質に対する接着性の観点から、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、及び親水性の単官能性(メタ)アクリルアミド系単量体が好ましく、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアクリルアミド及びN,N-ジエチルアクリルアミドがより好ましい。親水性単量体(b-3)は、1種を単独で配合してもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における親水性単量体(b-3)の含有量は、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における単量体の総量100質量部において、0~50質量部の範囲が好ましく、0~40質量部がより好ましく、0~30質量部がさらに好ましい。親水性単量体(b-3)の含有量は単量体の総量100質量部において、0質量部であってもよい。本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における親水性単量体(b-3)の含有量が前記下限値以上であることで、十分な接着力の向上効果が得られやすく、前記上限値以下であることで、所望の硬化物の機械的強度が得られやすい。
自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における酸性基を有しない単量体(b)の含有量は、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における単量体の総量100質量部において、60~99質量部が好ましく、65~97.5質量部がより好ましく、70~95質量部がさらに好ましい。また、歯質に対する接着性の観点から、疎水性単量体(b-2)と親水性単量体(b-3)の質量比((b-2):(b-3))は10:0~1:2であることが好ましく、10:0~1:1がより好ましく、10:0~2:1がさらに好ましい。
ある好適な実施形態としては、二官能性以上の(メタ)アクリルアミド系単量体を実質的に含まない、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)が挙げられる。また、他のある好適な実施形態としては、リン酸水素ジエステル基含有単量体を実質的に含まない、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)が挙げられる。リン酸水素ジエステル基含有単量体は、(メタ)アクリロイルオキシ基及び/又は(メタ)アクリルアミド基を有する。本発明において、ある重合性化合物を実質的に含まないとは、当該重合性化合物の含有量が、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の組成物に含まれる単量体の総量100質量部において、0.5質量部未満であり、0.1質量部未満であることが好ましく、0.01質量部未満であることがより好ましく、0質量部であってもよい。また、実質的に含まれない当該重合性化合物の含有量は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の組成物全体において、0.5質量%未満であってもよく、0.1質量%未満であってもよい。
<重合開始剤(c)>
重合開始剤(c)は光重合開始剤(c-1)、又は化学重合開始剤(c-2)を含み、それぞれ1種を単独で配合してもよく、2種以上を併用してもよい。ある好適な実施形態としては、所望の硬化物の機械的強度が得られやすい点から、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に含まれる前記重合開始剤(c)が、光重合開始剤(c-1)を含む、歯科充填用キットが挙げられる。
光重合開始剤(c-1)は水溶性光重合開始剤(c-1a)と非水溶性光重合開始剤(c-1b)に分類される。光重合開始剤(c-1)としては、水溶性光重合開始剤(c-1a)のみを用いてもよく、非水溶性光重合開始剤(c-1b)のみを用いてもよく、水溶性光重合開始剤(c-1a)と非水溶性光重合開始剤(c-1b)を併用してもよいが、併用することが好ましい。
・水溶性光重合開始剤(c-1a)
水溶性光重合開始剤(c-1a)は、親水的な歯面界面での重合硬化性が向上し、高い接着強さを実現でき、良好な窩洞封鎖性を示し、繰り返し荷重をかけた際にもより良好な窩洞封鎖性が得られる。水溶性光重合開始剤(c-1a)は、25℃の水に対する溶解度が10g/L以上であり、15g/L以上であることが好ましく、20g/L以上であることがより好ましく、25g/L以上であることがさらに好ましい。同溶解度が10g/L以上であることで、接着界面部において水溶性光重合開始剤(c-1a)が歯質中の水に十分に溶解し、重合促進効果が発現しやすくなる。ある好適な実施形態としては、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に含まれる前記重合開始剤(c)が、25℃の水に対する溶解度が10g/L以上である水溶性光重合開始剤(c-1a)を含む、歯科充填用キットが挙げられる。
水溶性光重合開始剤(c-1a)としては、例えば、水溶性チオキサントン類;水溶性アシルホスフィンオキシド類;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-オンの水酸基へ(ポリ)エチレングリコール鎖を導入したもの、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンの水酸基及び/又はフェニル基へ(ポリ)エチレングリコール鎖を導入したもの、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンのフェニル基へ-OCH2COO-Na+を導入したもの、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オンの水酸基及び/又はフェニル基へ(ポリ)エチレングリコール鎖を導入したもの、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オンのフェニル基へ-OCH2COO-Na+を導入したものなどのα-ヒドロキシアルキルアセトフェノン類;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、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[(4-モルホリノ)フェニル]-1-ブタノンなどのα-アミノアルキルフェノン類のアミノ基を四級アンモニウム塩化したものなどが挙げられる。
前記水溶性チオキサントン類としては、例えば、2-ヒドロキシ-3-(9-オキソ-9H-チオキサンテン-4-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(1-メチル-9-オキソ-9H-チオキサンテン-4-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(9-オキソ-9H-チオキサンテン-2-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(3,4-ジメチル-9-オキソ-9H-チオキサンテン-2-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(3,4-ジメチル-9H-チオキサンテン-2-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(1,3,4-トリメチル-9-オキソ-9H-チオキサンテン-2-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライドなどが使用できる。
前記水溶性アシルホスフィンオキシド類としては、下記一般式(2)又は(3)で表されるアシルホスフィンオキシド類が挙げられる。
式(2)及び(3)中、R2、R3、R4、R5、R6、及びR7は互いに独立して、C1~C4の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はハロゲン原子であり、Mは水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、マグネシウムイオン、ピリジニウムイオン(ピリジン環が置換基を有していてもよい)、又はHN+R9R10R11(式中、R9、R10、及びR11は互いに独立して、有機基又は水素原子)で示されるアンモニウムイオンであり、nは1又は2であり、XはC1~C4の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であり、R8は-CH(CH3)COO(C2H4O)pCH3で表され、pは1~1000の整数を表す。
R2、R3、R4、R5、R6、及びR7のアルキル基としては、C1~C4の直鎖状又は分岐鎖状のものであれば特に限定されず、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、2-メチルプロピル基、tert-ブチル基などが挙げられる。R2、R3、R4、R5、R6、及びR7のアルキル基としては、C1~C3の直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。Xとしては、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基、n-ブチレン基などが挙げられる。Xとしては、C1~C3の直鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基又はエチレン基がより好ましく、メチレン基がさらに好ましい。
Mがピリジニウムイオンである場合のピリジン環の置換基としては、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、カルボキシル基、C2~C6の直鎖状又は分岐鎖状のアシル基、C1~C6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、C1~C6の直鎖状又は分岐鎖状のアルコキシ基などが挙げられる。Mとしては、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、マグネシウムイオン、ピリジニウムイオン(ピリジン環が置換基を有していてもよい)、又はHN+R9R10R11(式中、記号は上記と同一意味を有する)で示されるアンモニウムイオンが好ましい。アルカリ金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンが挙げられる。アルカリ土類金属イオンとしては、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、ラジウムイオンが挙げられる。R9、R10、及びR11の有機基としては、前記ピリジン環の置換基と同様のもの(ハロゲン原子を除く)が挙げられる。
これらの中でも、R2、R3、R4、R5、R6、及びR7がすべてメチル基である化合物が自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の組成物中での保存安定性及び色調安定性の点から特に好ましい。また、アンモニウムイオンとしては、各種のアミンから誘導されるアンモニウムイオンが挙げられる。アミンの例としては、アンモニア、トリメチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルアニリン、エチレンジアミン、トリエタノールアミン、N,N-ジメチルアミノメタクリレート、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸及びそのアルキルエステル、4-(N,N-ジエチルアミノ)安息香酸及びそのアルキルエステル、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-p-トルイジンなどが挙げられる。
R8としては、接着性の観点から、pは1以上が好ましく、2以上がより好ましく、3以上がさらに好ましく、4以上が特に好ましく、1000以下が好ましく、100以下がより好ましく、75以下がさらに好ましく、50以下が特に好ましい。
これらの水溶性アシルホスフィンオキシド類の中でも、フェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィン酸リチウム、フェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィン酸ナトリウム、及び、R8で表される基に相当する部分が分子量950であるポリエチレングリコールメチルエーテルメタクリレートから合成された一般式(3)で表される化合物が特に好ましい。
このような構造を有する水溶性アシルホスフィンオキシド類は、公知方法に準じて合成することができ、一部は市販品としても入手可能である。例えば、特開昭57-197289号公報や国際公開第2014/095724号などに開示された方法により合成することができる。水溶性光重合開始剤(c-1a)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
水溶性光重合開始剤(c-1a)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に溶解されていても自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の組成物中に粉末の形態で分散されていてもよい。
水溶性光重合開始剤(c-1a)を粉末の形態で分散させる場合、粉末の平均粒子径が過大であると沈降しやすくなるため、平均粒子径は500μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることがさらに好ましい。一方、粉末の平均粒子径が過小であると粉末の比表面積が過大になって自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の組成物への分散可能な量が減少するため、0.01μm以上であることが好ましい。すなわち、水溶性光重合開始剤(c-1a)の平均粒子径は0.01~500μmの範囲であることが好ましく、0.01~100μmの範囲であることがより好ましく、0.01~50μmの範囲であることがさらに好ましい。
水溶性光重合開始剤(c-1a)の粉末の平均粒子径は、粒子100個以上の電子顕微鏡写真をもとに画像解析式粒度分布測定ソフトウェア(Mac-View;株式会社マウンテック製)を用いて画像解析を行った後に体積平均粒子径として算出することができる。
水溶性光重合開始剤(c-1a)を粉末の形態で分散させる場合の水溶性光重合開始剤(c-1a)の形状については、球状、針状、板状、破砕状など、種々の形状が挙げられるが、特に制限されない。水溶性光重合開始剤(c-1a)は、粉砕法、凍結乾燥法、再沈殿法などの従来公知の方法で作製することができ、得られる粉末の平均粒子径の観点で、凍結乾燥法及び再沈殿法が好ましく、凍結乾燥法がより好ましい。
水溶性光重合開始剤(c-1a)の含有量は、得られる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の硬化性などの観点からは、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における単量体の総量100質量部に対して、0.01~20質量部が好ましく、歯質への接着力の点から、0.05~10質量部がより好ましく、0.1~5質量部がさらに好ましい。水溶性光重合開始剤(c-1a)の含有量が前記下限値以上であることで、接着界面での重合が十分に進行し、十分な接着強さを得られやすい。一方、水溶性光重合開始剤(c-1a)の含有量が前記上限値以下であることで、十分な接着強さが得られやすい。
・非水溶性光重合開始剤(c-1b)
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)は、硬化性の観点から、水溶性光重合開始剤(c-1a)に加えて25℃の水への溶解度が10g/L未満である非水溶性光重合開始剤(c-1b)(以下、非水溶性光重合開始剤(c-1b)と称することがある。)を含むことが好ましい。本発明に用いられる非水溶性光重合開始剤(c-1b)は、公知の非水溶性光重合開始剤を使用することができる。非水溶性光重合開始剤(c-1b)は、1種を単独で配合してもよく、2種以上を組み合わせて配合してもよい。
非水溶性光重合開始剤(c-1b)としては、水溶性光重合開始剤(c-1a)以外の(ビス)アシルホスフィンオキシド類、チオキサントン類、ケタール類、α-ジケトン類、クマリン類、アントラキノン類、ベンゾインアルキルエーテル化合物、α-アミノケトン系化合物などが挙げられる。
前記(ビス)アシルホスフィンオキシド類のうち、アシルホスフィンオキシド類としては、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6-ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6-ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルメトキシフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキシド、2,3,5,6-テトラメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ベンゾイルジ(2,6-ジメチルフェニル)ホスホネートなどが挙げられる。ビスアシルホスフィンオキシド類としては、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)-4-プロピルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)-1-ナフチルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、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、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニルホスフィンオキシド、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、ビス(2,5,6-トリメチルベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシドなどが挙げられる。
前記チオキサントン類としては、例えば、チオキサントン、2-クロロチオキサンテン-9-オンなどが挙げられる。
前記ケタール類としては、例えば、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタールなどが挙げられる。
前記α-ジケトン類としては、例えば、ジアセチル、ベンジル、dl-カンファーキノン、2,3-ペンタジオン、2,3-オクタジオン、9,10-フェナントレンキノン、4,4’-オキシベンジル、アセナフテンキノンなどが挙げられる。この中でも、可視光域に極大吸収波長を有している観点から、dl-カンファーキノンが特に好ましい。
前記クマリン類としては、例えば、3,3’-カルボニルビス(7-ジエチルアミノクマリン)、3-(4-メトキシベンゾイル)クマリン、3-チエノイルクマリン、3-ベンゾイル-5,7-ジメトキシクマリン、3-ベンゾイル-7-メトキシクマリン、3-ベンゾイル-6-メトキシクマリン、3-ベンゾイル-8-メトキシクマリン、3-ベンゾイルクマリン、7-メトキシ-3-(p-ニトロベンゾイル)クマリン、3-(p-ニトロベンゾイル)クマリン、3,5-カルボニルビス(7-メトキシクマリン)、3-ベンゾイル-6-ブロモクマリン、3,3’-カルボニルビスクマリン、3-ベンゾイル-7-ジメチルアミノクマリン、3-ベンゾイルベンゾ[f]クマリン、3-カルボキシクマリン、3-カルボキシ-7-メトキシクマリン、3-エトキシカルボニル-6-メトキシクマリン、3-エトキシカルボニル-8-メトキシクマリン、3-アセチルベンゾ[f]クマリン、3-ベンゾイル-6-ニトロクマリン、3-ベンゾイル-7-ジエチルアミノクマリン、7-ジメチルアミノ-3-(4-メトキシベンゾイル)クマリン、7-ジエチルアミノ-3-(4-メトキシベンゾイル)クマリン、7-ジエチルアミノ-3-(4-ジエチルアミノ)クマリン、7-メトキシ-3-(4-メトキシベンゾイル)クマリン、3-(4-ニトロベンゾイル)ベンゾ[f]クマリン、3-(4-エトキシシンナモイル)-7-メトキシクマリン、3-(4-ジメチルアミノシンナモイル)クマリン、3-(4-ジフェニルアミノシンナモイル)クマリン、3-[(3-ジメチルベンゾチアゾール-2-イリデン)アセチル]クマリン、3-[(1-メチルナフト[1,2-d]チアゾール-2-イリデン)アセチル]クマリン、3,3’-カルボニルビス(6-メトキシクマリン)、3,3’-カルボニルビス(7-アセトキシクマリン)、3,3’-カルボニルビス(7-ジメチルアミノクマリン)、3-(2-ベンゾチアゾリル)-7-(ジエチルアミノ)クマリン、3-(2-ベンゾチアゾリル)-7-(ジブチルアミノ)クマリン、3-(2-ベンゾイミダゾリル)-7-(ジエチルアミノ)クマリン、3-(2-ベンゾチアゾリル)-7-(ジオクチルアミノ)クマリン、3-アセチル-7-(ジメチルアミノ)クマリン、3,3’-カルボニルビス(7-ジブチルアミノクマリン)、3,3’-カルボニル-7-ジエチルアミノクマリン-7’-ビス(ブトキシエチル)アミノクマリン、10-[3-[4-(ジメチルアミノ)フェニル]-1-オキソ-2-プロペニル]-2,3,6,7-テトラヒドロ-1,1,7,7-テトラメチル-1H,5H,11H-[1]ベンゾピラノ[6,7,8-ij]キノリジン-11-オン、10-(2-ベンゾチアゾリル)-2,3,6,7-テトラヒドロ-1,1,7,7-テトラメチル-1H,5H,11H-[1]ベンゾピラノ[6,7,8-ij]キノリジン-11-オンなどの特開平9-3109号公報、特開平10-245525号公報に記載されている化合物が挙げられる。
上述のクマリン類の中でも、特に、3,3’-カルボニルビス(7-ジエチルアミノクマリン)及び3,3’-カルボニルビス(7-ジブチルアミノクマリン)が好適である。
前記アントラキノン類としては、例えば、アントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-クロロアントラキノン、1-ブロモアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン、1-メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、1-ヒドロキシアントラキノンなどが挙げられる。
前記ベンゾインアルキルエーテル化合物としては、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。
前記α-アミノケトン系化合物としては、例えば、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-オンなどが挙げられる。
これらの非水溶性光重合開始剤(c-1b)の中でも、(ビス)アシルホスフィンオキシド類、α-ジケトン類、及びクマリン類からなる群より選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。これにより、可視及び近紫外領域での光硬化性に優れ、ハロゲンランプ、発光ダイオード(LED)、キセノンランプのいずれの光源を用いても十分な光硬化性を示す自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)が得られる。
非水溶性光重合開始剤(c-1b)の含有量は特に限定されないが、得られる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の組成物の硬化性などの観点から、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における単量体の総量100質量部に対して、0.01~10質量部が好ましく、0.05~7質量部がより好ましく、0.1~5質量部がさらに好ましい。なお、非水溶性光重合開始剤(c-1b)の含有量が前記上限値以下であることで、非水溶性光重合開始剤(c-1b)自体の重合性能が低い場合においても、十分な接着強さが得られやすく、さらには自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)からの非水溶性光重合開始剤(c-1b)自体の析出を抑制できる。
水溶性光重合開始剤(c-1a)と非水溶性光重合開始剤(c-1b)を併用する場合、本発明における水溶性光重合開始剤(c-1a)と非水溶性光重合開始剤(c-1b)の質量比〔(c-1a):(c-1b)〕は、好ましくは10:1~1:10であり、より好ましくは7:1~1:7であり、さらに好ましくは5:1~1:5であり、特に好ましくは3:1~1:3である。水溶性光重合開始剤(c-1a)が質量比10:1より多く含有されると、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)自体の硬化性が低下し、高い接着強さを発現させることが困難になる場合がある。一方、非水溶性光重合開始剤(c-1b)が質量比1:10より多く含有されると、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)自体の硬化性は高められるものの接着界面部の重合促進が不十分になり、高い接着強さを発現させることが困難になる場合がある。
光重合開始剤(c-1)の含有量は、得られる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の硬化性などの観点からは、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における単量体の総量100質量部に対して、0.01~20質量部が好ましく、歯質への接着力の点から、0.05~10質量部がより好ましく、0.1~5質量部がさらに好ましく、0.15~2.5質量部が特に好ましい。光重合開始剤(c-1)の含有量が前記下限値以上であることで、接着界面での重合が十分に進行し、十分な接着強さを得られやすい。一方、光重合開始剤(c-1)の含有量が前記上限値以下であることで、十分な接着強さが得られやすい。
・化学重合開始剤(c-2)
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)は、さらに化学重合開始剤(c-2)を含有することができる。化学重合開始剤(c-2)としては有機過酸化物が好ましく用いられる。化学重合開始剤(c-2)に使用される有機過酸化物は特に限定されず、公知のものを使用することができる。代表的な有機過酸化物としては、例えば、ケトンペルオキシド、ヒドロペルオキシド、ジアシルペルオキシド、ジアルキルペルオキシド、ペルオキシケタール、ペルオキシエステル、ペルオキシジカーボネートなどが挙げられる。これらの有機過酸化物の具体例としては、国際公開第2008/087977号に記載のものが挙げられる。化学重合開始剤(c-2)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<フィラー(d)>
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)は、ハンドリング性を調整するために、また硬化物の機械的強度を高めるために、フィラー(d)を含む。このようなフィラーとして、無機フィラー(d-1)、有機無機複合フィラー(d-2)、有機フィラー(d-3)等が挙げられる。フィラー(d)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
無機フィラー(d-1)の素材としては、石英、シリカ、アルミナ、複合酸化物(例えば、シリカ-チタニア-酸化バリウム、シリカ-ジルコニア、シリカ-チタニア、シリカ-アルミナ、シリカ-アルミナ-ジルコニア)、各種ガラス類(シリカを主成分とし、必要に応じ、重金属、ホウ素、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム等の酸化物を含有するもの;例えば、溶融シリカ、ランタンガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、ストロンチウムガラス、ガラスセラミック、アルミノシリケートガラス、ストロンチウムボロアルミノシリケートガラス、フルオロアルミノシリケートガラス、カルシウムフルオロアルミノシリケートガラス、ストロンチウムフルオロアルミノシリケートガラス、ストロンチウムカルシウムフルオロアルミノシリケートガラス、バリウムガラス(バリウムシリケートガラス、バリウムボロアルミノシリケートガラス、バリウムフルオロアルミノシリケートガラス等)、酸化イッテルビウム、シリカコートフッ化イッテルビウムなどが挙げられる。これらもまた、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いることができる。これらの中でも、得られる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の機械的強度、透明性が優れる点で、石英、シリカ、シリカ-ジルコニア複合酸化物、バリウムガラス、酸化イッテルビウム、シリカコートフッ化イッテルビウムが好ましく、石英、シリカ、シリカ-ジルコニア複合酸化物、バリウムガラス、シリカコートフッ化イッテルビウムがより好ましい。得られる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)のハンドリング性及び機械的強度などの観点から、前記無機フィラー(d-1)の平均粒子径は0.001~50μmであることが好ましく、0.001~10μmであることがより好ましい。なお、本明細書において、無機フィラーに、後記するように表面処理をした場合は、無機フィラー平均粒子径は、表面処理前の平均粒子径を意味する。ある好適な実施形態としては、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に含まれるフィラー(d)が無機フィラー(d-1)である歯科充填用キットが挙げられる。
無機フィラー(d-1)の形状としては、特に限定されず、フィラーの粒子径を適宜選択して使用することができ、例えば、不定形フィラー及び球状フィラーが挙げられる。自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の硬化物の機械的強度を向上させる観点からは、前記無機フィラーとして球状フィラーを用いることが好ましい。ここで球状フィラーとは、電子顕微鏡でフィラーの写真を撮り、その単位視野内に観察される粒子が丸みをおびており、その最大径に直交する方向の粒子径をその最大径で割った平均均斉度が0.6以上であるフィラーである。前記球状フィラーの平均粒子径は好ましくは0.05~5μmである。平均粒子径が前記下限値以上であることで、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)において十分な球状フィラーの充填率が得られやすく、所望の機械的強度が得られやすい。一方、平均粒子径が前記上限値以下であることで、前記球状フィラーの表面積が低下しにくく、所望の機械的強度を有する自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の硬化物が得られやすい。
前記無機フィラー(d-1)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の流動性を調整するため又は所望の硬化物の機械的強度が得られやすいため、必要に応じて、シランカップリング剤などの公知の表面処理剤で予め表面処理してから用いてもよい。例えば、シランカップリング剤で無機フィラー(d-1)の表面に存在する水酸基を表面処理することで、該水酸基が表面処理された無機フィラーを得ることができる。表面処理剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ(β-メトキシエトキシ)シラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、8-メタクリロイルオキシオクチルトリメトキシシラン、11-メタクリロイルオキシウンデシルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
表面処理の方法としては、公知の方法を特に限定されずに用いることができ、例えば、無機フィラー(d-1)を激しく撹拌しながら上記表面処理剤をスプレー添加する方法、適当な溶媒へ無機フィラー(d-1)と上記表面処理剤とを分散又は溶解させた後、溶媒を除去する方法、あるいは水溶液中で上記表面処理剤のアルコキシ基を酸触媒により加水分解してシラノール基へ変換し、該水溶液中で無機フィラー表面に付着させた後、水を除去する方法などがあり、いずれの方法においても、通常50~150℃の範囲で加熱することにより、無機フィラー(d-1)の表面と上記表面処理剤との反応を完結させ、表面処理を行うことができる。表面処理剤の処理量は、特に制限されず、例えば、表面処理される無機フィラー(d-1)100質量部に対して、0.05~100質量部が好ましく、0.10~50質量部がより好ましい。
本発明で用いられる有機無機複合フィラー(d-2)とは、上述の無機フィラー(d-1)に単量体を予め添加し、ペースト状にした後に重合させ、粉砕することにより得られるものである。有機無機複合フィラー(d-2)は、無機フィラー(d-1)と重合性単量体の重合体とを含むフィラーを示す。前記有機無機複合フィラー(d-2)としては、例えば、TMPTフィラー(トリメチロールプロパンメタクリレートとシリカフィラーを混和、重合させた後に粉砕したもの)などを用いることができる。前記有機無機複合フィラー(d-2)の形状は特に限定されず、フィラーの粒子径を適宜選択して使用することができる。得られる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の組成物のハンドリング性及び機械的強度などの観点から、前記有機無機複合フィラー(d-2)の平均粒子径は、0.001~50μmであることが好ましく、0.001~10μmであることがより好ましい。
有機フィラー(d-3)の素材としては、例えばポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル-メタクリル酸エチル共重合体、架橋型ポリメタクリル酸メチル、架橋型ポリメタクリル酸エチル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン-酢酸ビニル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-スチレン共重合体、アクリロニトリル-スチレン-ブタジエン共重合体などが挙げられ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いることもできる。有機フィラー(d-3)の形状は特に限定されず、フィラーの粒子径を適宜選択して使用することができる。得られる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)のハンドリング性及び機械的強度などの観点から、前記有機フィラー(d-3)の平均粒子径は、0.001~50μmであることが好ましく、0.001~10μmであることがより好ましい。
なお、本明細書において、フィラーの平均粒子径は、レーザー回折散乱法や粒子の電子顕微鏡観察により求めることができる。具体的には、0.1μm以上の粒子径測定にはレーザー回折散乱法が、0.1μm未満の超微粒子の粒子径測定には電子顕微鏡観察が簡便である。0.1μmはレーザー回折散乱法により測定した値である。
レーザー回折散乱法は、具体的に例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置(SALD-2300:株式会社島津製作所製)により、0.2%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を分散媒に用いて体積基準で測定することができる。
電子顕微鏡観察は、具体的に例えば、粒子の電子顕微鏡(株式会社日立製作所製、S-4000型)写真を撮り、その写真の単位視野内に観察される粒子(200個以上)の粒子径を、画像解析式粒度分布測定ソフトウェア(Mac-View(株式会社マウンテック製))を用いて測定することにより求めることができる。このとき、粒子径は、粒子の最長の長さと最短の長さの算術平均値として求められ、粒子の数とその粒子径より、平均一次粒子径が算出される。
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)は、異なった材質、粒度分布、形態を持つ2種以上のフィラーを、混合又は組み合わせて用いることが好ましい。2種以上のフィラーを組み合わせることにより、フィラーが密に充填されるとともに、フィラーと単量体、もしくはフィラー同士の相互作用点が増える。また、フィラーの種類により、剪断力の有無によるペーストの流動性をコントロール可能となる。中でも、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)のハンドリング性とペースト性状の観点から、前記フィラー(d)が、平均粒子径1nm以上0.1μm未満のフィラー(d-i)と、平均粒子径0.1μm以上1μm以下のフィラー(d-ii)との組み合わせ(I)、平均粒子径1nm以上0.1μm未満のフィラー(d-i)と、平均粒子径1μm超10μm以下のフィラー(d-iii)との組み合わせ(II)、平均粒子径1nm以上0.1μm未満のフィラー(d-i)と、平均粒子径0.1μm以上1μm以下のフィラー(d-ii)、平均粒子径1μm超10μm以下のフィラー(d-iii)との組み合わせ(III)、及び平均粒子径0.1μm以上1μm以下のフィラー(d-ii)同士の組み合わせ(IV)が好ましく、これらの組み合わせの中でも、ペースト性状、窩洞封鎖性の観点及び所望の硬化物の機械的強度が得られやすい点から、(I)、(II)、(III)がより好ましく、(I)、(II)がさらに好ましい。平均粒子径0.1μm以上1μm以下のフィラー(d-ii)同士の組み合わせ(IV)とは、平均粒子径が異なる2種の0.1μm以上1μm以下のフィラー(d-ii)を含む実施形態を意味する。なお、上記組み合わせであれば、各粒子径のフィラー(d)に異なる種類のフィラーが含まれていてもよい。また、本発明の効果を損なわない範囲内で、意図せずに、フィラー以外の粒子が不純物として含まれていてもよい。
フィラー(d)の含有量は特に限定されないが、硬化物の機械的強度と歯質に対する接着性の観点から、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の総量100質量部において、50~90質量部であることが好ましく、55~85質量部であることがより好ましく、60~80質量部であることがさらに好ましい。単量体の総量100質量部に対するフィラー(d)の含有量は、後述する好適な組成割合で示す範囲であってもよい。
また、ある実施形態としては、平均粒子径1nm以上0.1μm未満のフィラー(d-i)の含有量は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の総量100質量部において、0.001~10質量部であることが好ましく、0.05~8質量部であることがより好ましく、0.01~5質量部であることがさらに好ましい。
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の材型は特に限定されず、例えば2材型(2ペースト型)としてもよいが、操作性の観点から、全ての成分が予め混合された1材型(1ペースト型)であることが好ましい。
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の製造方法は、特に限定はなく、当業者に公知の方法(例えば、必要な成分を混合する等)により、容易に製造することができる。
<重合促進剤(e)>
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)は、重合開始剤(c)とともに重合促進剤(e)を用いることができる。本発明に用いられる重合促進剤(e)としては、例えば、アミン類、スルフィン酸及びその塩、ボレート化合物、バルビツール酸化合物、トリアジン化合物、銅化合物、スズ化合物、バナジウム化合物、ハロゲン化合物、アルデヒド類、チオール化合物、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、チオ尿素化合物などが挙げられる。
重合促進剤(e)として用いられるアミン類は、脂肪族アミン及び芳香族アミンに分けられる。脂肪族アミンとしては、例えば、n-ブチルアミン、n-ヘキシルアミン、n-オクチルアミンなどの第1級脂肪族アミン;ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、N-メチルエタノールアミンなどの第2級脂肪族アミン;N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-n-ブチルジエタノールアミン、N-ラウリルジエタノールアミン、2-(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、N-メチルジエタノールアミンジメタクリレート、N-エチルジエタノールアミンジメタクリレート、トリエタノールアミンモノメタクリレート、トリエタノールアミンジメタクリレート、トリエタノールアミントリメタクリレート、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどの第3級脂肪族アミンなどが挙げられる。これらの中でも、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の硬化性及び保存安定性の観点から、第3級脂肪族アミンが好ましく、その中でもN-メチルジエタノールアミン及びトリエタノールアミンがより好ましく用いられる。
また、芳香族アミンとしては、例えば、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3,5-ジメチルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-p-トルイジン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3,4-ジメチルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-4-エチルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-4-イソプロピルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-4-t-ブチルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3,5-ジイソプロピルアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3,5-ジ-t-ブチルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジメチル-m-トルイジン、N,N-ジエチル-p-トルイジン、N,N-ジメチル-3,5-ジメチルアニリン、N,N-ジメチル-3,4-ジメチルアニリン、N,N-ジメチル-4-エチルアニリン、N,N-ジメチル-4-イソプロピルアニリン、N,N-ジメチル-4-t-ブチルアニリン、N,N-ジメチル-3,5-ジ-t-ブチルアニリン、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸エチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸メチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸プロピル、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸n-ブトキシエチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸ブチルなどが挙げられる。これらの中でも、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に優れた硬化性を付与できる観点から、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-p-トルイジン、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸エチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸n-ブトキシエチル及び4-(N,N-ジメチルアミノ)ベンゾフェノンからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく用いられる。
スルフィン酸及びその塩、ボレート化合物、バルビツール酸化合物、トリアジン化合物、銅化合物、スズ化合物、バナジウム化合物、ハロゲン化合物、アルデヒド類、チオール化合物、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、及びチオ尿素化合物の具体例としては、国際公開第2008/087977号に記載のものが挙げられる。
重合促進剤(e)は、1種単独を含有してもよく、2種以上を組み合わせて含有してもよい。本発明に用いられる重合促進剤(e)の含有量は特に限定されないが、得られる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の硬化性などの観点からは、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における単量体の総量100質量部に対して、0.001~30質量部が好ましく、0.01~10質量部がより好ましく、0.1~5質量部がさらに好ましい。重合促進剤(e)の含有量が前記下限値以上であることで、重合が十分に進行し、十分な接着強さを得られやすく、より好適には0.05質量部以上である。一方、重合促進剤(e)の含有量が前記上限値以下であることで、十分な接着性が得られやすく、さらには自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)からの重合促進剤(e)自体の析出を抑制できるため、より好適には20質量部以下である。
<フッ素イオン放出性物質>
本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)は、さらにフッ素イオン放出性物質を含有してもよい。フッ素イオン放出性物質を含有することによって、歯質に耐酸性を付与することができる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)が得られる。かかるフッ素イオン放出性物質としては、例えば、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、モノフルオロリン酸ナトリウム、フッ化リチウム、フッ化イッテルビウムなどの金属フッ化物類などが挙げられる。上記フッ素イオン放出性物質は1種単独を含有してもよく、2種以上を組み合わせて含有してもよい。
また、本発明の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)には、性能を低下させない範囲内で、公知の添加剤を含有することができる。かかる添加剤としては、重合禁止剤、酸化防止剤、顔料、染料、紫外線吸収剤、有機溶媒等の溶媒、増粘剤等が挙げられる。添加剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ある実施形態では、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における溶媒(例えば、水、有機溶媒)の含有量が自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の全質量に基づいて、1質量%未満であることが好ましく、0.1質量%未満であることがより好ましく、0.01質量%未満であることがさらに好ましい。他の実施形態では、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)は、本発明の効果を奏する観点から、実質的に水を含まないことが好ましい。自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)が実質的に水を含まないとは、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の総量に対して、水の含有量が1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以下であることがさらに好ましく、0質量%であってもよい。
重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ジブチルハイドロキノン、ジブチルハイドロキノンモノメチルエーテル、t-ブチルカテコール、2-t-ブチル-4,6-ジメチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシトルエン等が挙げられる。重合禁止剤の含有量は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の単量体の総量100質量部に対して0.001~1.0質量部が好ましい。
本発明の歯科充填用キットの自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)における組成割合の一例を示す。単量体の総量を100質量部とした場合、単量体の総量100質量部において、酸性基を有する単量体(a)を1~40質量部、酸性基を有しない単量体(b)を60~99質量部含み、該単量体の総量100質量部に対して、光重合開始剤(c-1)を0.05~10質量部、フィラー(d)を100~900質量部、重合促進剤(e)を0.001~30質量部含むことが好ましく、単量体の総量100質量部において、酸性基を有する単量体(a)を2.5~35質量部、酸性基を有しない単量体(b)を65~97.5質量部含み、該単量体の総量100質量部に対して、光重合開始剤(c-1)を0.1~5質量部、フィラー(d)を120~560質量部、重合促進剤(e)を0.01~10質量部含むことがより好ましく、単量体の総量100質量部において、酸性基を有する単量体(a)を5~30質量部、酸性基を有しない単量体(b)を70~95質量部含み、該単量体の総量100質量部に対して、光重合開始剤(c-1)を0.15~2.5質量部、フィラー(d)を150~400質量部、重合促進剤(e)を0.1~5質量部含むことがさらに好ましい。
自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)は、バルクフィル型コンポジットレジンである歯科用コンポジットレジン(Y)を光硬化する際に生じる重合収縮応力を緩和し、適用直後の窩洞封鎖性を向上させるとともに、口腔内で咬合等による衝撃を吸収する効果を有する。このような観点から、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)を光硬化させた硬化物の曲げ弾性率が1.5~7GPaの範囲であることが好ましく、2~6.5GPaの範囲がより好ましく、3~6GPaの範囲がさらに好ましい。硬化物の曲げ弾性率の測定方法は後述する実施例に記載のとおりである。前記硬化物の曲げ弾性率は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の前記した各成分の種類及び/又は含有量を調整することで所望の硬化物の機械的強度として設定できる。
本発明の歯科充填用キットに含まれる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)は、本発明の歯科用コンポジットレジン(Y)を充填する前に、窩洞内をシーリングするシーリング材として使用することで、前記したように重合収縮応力を緩和し、かつ口腔内で咬合等による衝撃を吸収できるため、歯科用コンポジットレジン(Y)と組み合わせて、通常は積層充填が必要となる深さ2mm超の窩洞を一括で充填した場合において、口腔内で咬合等による衝撃で硬化物に繰り返し荷重をかけた際にも良好な窩洞封鎖性を示すことができる。
上記した成分を含む本発明の歯科充填用キットに含まれる自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)であれば、全般的に、重合収縮応力を緩和し、適用直後の窩洞封鎖性を向上させ、かつ口腔内で咬合等による衝撃を吸収できるため、歯科用コンポジットレジン(Y)と組み合わせた際に、硬化物に繰り返し荷重をかけた際にも良好な窩洞封鎖性を示すことができる。
以下、本発明の歯科用コンポジットレジン(Y)に用いられる各成分について説明する。
歯科用コンポジットレジン(Y)は、酸性基を有しない単量体(b)、重合開始剤(c)、フィラー(d)を含み、かつ酸性基を有する単量体(a)を含まない。酸性基を有する単量体(a)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)について述べたとおりである。歯科用コンポジットレジン(Y)は、バルクフィル型コンポジットレジンであり、光硬化深さが4mm以上である。歯科用コンポジットレジン(Y)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)と組み合わせることで、4mm超の深さの窩洞を一括で充填した場合においても良好な窩洞封鎖性を示し、口腔内で咬合等による衝撃で硬化物に繰り返し荷重をかけた際にも良好な窩洞封鎖性を示す。
歯科用コンポジットレジン(Y)の光硬化深さは、硬化前後の透明性、重合性単量体の硬化性、重合開始剤(c)の種類又は含有量、フィラー(d)の種類又は含有量で制御できる。硬化前後の透明性は、主に重合性単量体、フィラー(d)の屈折率の調整によって適宜調整することが可能であり、一般に硬化前後の透明性が高いほど光硬化する際の硬化深度(光硬化深さ)は高くなる傾向にある。重合性単量体、重合開始剤(c)、フィラー(d)を適宜選択し、含有量を調整することで光硬化深さ4mm以上の歯科用コンポジットレジン(Y)が調製できる。なお、光硬化深さとは、ISO 4049:2009に準拠して測定される値を指す。
<酸性基を有しない単量体(b)>
歯科用コンポジットレジン(Y)に用いる酸性基を有しない単量体(b)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)で説明した酸性基を有する単量体(a)以外の酸性基を有しない単量体(b)であれば特に限定はなく、公知のものを使用することができる。酸性基を有しない単量体(b)は、例えば、ラジカル重合性単量体を好適に用いることができる。ラジカル重合性単量体の具体例としては、α-シアノアクリル酸、(メタ)アクリル酸、α-ハロゲン化アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、ソルビン酸、マレイン酸、イタコン酸等のエステル類;(メタ)アクリルアミド及びその誘導体;ビニルエステル類;ビニルエーテル類;モノ-N-ビニル誘導体;スチレン誘導体等が挙げられる。これらの中では、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
酸性基を有しない単量体(b)としては、芳香環を有し、かつ水酸基を有しない(メタ)アクリル酸エステル(b-4)、芳香環及び水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル(b-5)、芳香環及び水酸基を有しない(メタ)アクリル酸エステル(b-6)(以下、それぞれ、単量体(b-4)、(b-5)、(b-6)とも称する)等が挙げられる。
芳香環を有し、かつ水酸基を有しない(メタ)アクリル酸エステル(b-4)は、芳香環を有し、水酸基を有しない(メタ)アクリル酸エステルであれば特に限定はなく、少なくとも1個の芳香環を有していればよい。かかる化合物としては、下記一般式(4)で表される(ポリ)エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(式中、p及びqはエトキシ基の平均付加モル数を示す0又は正の数であり、pとqの和は好ましくは1~6、より好ましくは2~4である。R12は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。)
具体的には、一般式(4)においてp+q=2.6である2,2-ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシポリエトキシフェニル〕プロパン(以下、「D-2.6E」と記載することがある)、p+q=6である2,2-ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシポリエトキシフェニル〕プロパン、p+q=2である2,2-ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル〕プロパン、p+q=4である2,2-ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシテトラエトキシフェニル〕プロパン、p+q=5である2,2-ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシペンタエトキシフェニル〕プロパンが挙げられる。また、2,2-ビス〔(メタ)アクリロイルオキシフェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシジプロポキシフェニル〕プロパン、2-〔4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル〕-2-〔4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル〕プロパン、2-〔4-(メタ)アクリロイルオキシジプロポキシフェニル〕-2-〔4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシプロポキシフェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシイソプロポキシフェニル〕プロパン、2,2-ビス[4-〔3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-(メタ)アクリロイルオキシプロポキシ〕フェニル]プロパンが挙げられる。
芳香環及び水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル(b-5)は、芳香環及び水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルであれば特に限定はなく、芳香環数及び水酸基数はそれぞれ独立した数であり、いずれの官能基も少なくとも1個有していればよい。かかる化合物としては、例えば、2,2-ビス[4-〔3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ〕フェニル]プロパン、2-[4-〔3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ〕フェニル]-2-[4-〔2,3-ジ(メタ)アクリロイルオキシプロポキシ〕フェニル]プロパン、2-[4-〔3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ〕フェニル]-2-〔4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル〕プロパン、2-[4-〔3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ〕フェニル]-2-〔4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル〕プロパン、2-[4-〔3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ〕フェニル]-2-〔4-(メタ)アクリロイルオキシジプロポキシフェニル〕プロパンが挙げられる。
芳香環及び水酸基を有しない(メタ)アクリル酸エステル(b-6)としては、例えば、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、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2-(N,N-ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2,3-ジブロモプロピル(メタ)アクリレート、N,N’-(2,2,4-トリメチルヘキサメチレン)ビス〔2-(アミノカルボキシ)プロパン-1,3-ジオール〕テトラメタクリレート、(メタ)アクリロイルオキシドデシルピリジニウムブロマイド、(メタ)アクリロイルオキシドデシルピリジニウムクロライド、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(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、及びウレタンジメタクリレートであるN,N’-(2,2,4-トリメチルヘキサメチレン)ビス〔2-(アミノカルボキシ)エタン-1-オール〕ジメタクリレートが挙げられる。
酸性基を有しない単量体(b)は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。酸性基を有しない単量体(b)は自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)との接着性及び機械的強度の観点で、芳香環を有し、かつ水酸基を有しない(メタ)アクリル酸エステル(b-4)及び/又は芳香環及び水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル(b-5)が好ましく用いられる。歯科用コンポジットレジン(Y)中の酸性基を有しない単量体(b)の総量を100質量部としたとき、芳香環を有し、かつ水酸基を有しない(メタ)アクリル酸エステル(b-4)及び/又は芳香環及び水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル(b-5)の総量が20質量部以上であることが好ましく、35質量部以上であることがより好ましく、50質量部以上であることがさらに好ましい。また、歯科用コンポジットレジン(Y)に用いる酸性基を有しない単量体(b)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に用いる酸性基を有しない単量体(b)と同一化合物を含んでいてもよく、非対称型アクリルアミド・メタクリル酸エステル化合物(b-1)、疎水性単量体(b-2)、酸性基を有しない親水性単量体(b-3)も使用できる。歯科用コンポジットレジン(Y)に用いる酸性基を有しない単量体(b)について、歯科用コンポジットレジン(Y)に用いる酸性基を有しない単量体(b)(例えば、前記単量体(b-4)、(b-5)、及び(b-6))は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に用いる酸性基を有しない単量体(b)(例えば、前記化合物(b-1)、単量体(b-2)、単量体(b-3))と重複していてもよく、必要に応じて、一方から他方(重複部分又は全部)を除く等により区別できる。
酸性基を有しない単量体(b)の屈折率は、芳香環を有し、かつ水酸基を有しない(メタ)アクリル酸エステル(b-4)と芳香環及び水酸基を有しない(メタ)アクリル酸エステル(b-6)の比率等により調整可能である。(b-4)と(b-6)の比率は、使用するフィラー(d)の屈折率に応じて適宜調整して用いることで、歯科用コンポジットレジン(Y)の硬化前後の透明性を確保することが可能となり、4mm以上の光硬化深さを達成することができる。
酸性基を有しない単量体(b)の組合せとして、ウレタンジメタクリレート、一般式(4)で表される(ポリ)エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、及びトリエチレングリコールジメタクリレートの組合せ、並びにウレタンジメタクリレート、一般式(4)で表される(ポリ)エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、及び1,10-デカンジオールジメタクリレートの組合せが好ましく、ウレタンジメタクリレート、D-2.6E、及びトリエチレングリコールジメタクリレートの組合せがより好ましい。
酸性基を有しない単量体(b)は、粘度が23℃で1500cP以下であることが好ましく、200~1000cPであることがより好ましく、300~600cPであることがさらに好ましい。粘度が高すぎるとペーストのベタツキが大きくなることがあり、低すぎると賦形性が低下することがある。なお、前記粘度とは、酸性基を有しない単量体(b)が2種以上の組合せで用いられる場合、重合性単量体含有組成物としての粘度を指す。粘度は、想定される粘度に応じて、B型回転粘度計、コーンプレート型回転粘度計等の公知の粘度計を用いて測定できる。
<重合開始剤(c)>
重合開始剤(c)は、一般的に使用可能な重合開始剤から選択して使用でき、特に歯科用途に用いられている重合開始剤が好ましく用いられる。なかでも、光重合開始剤(c-1)又は化学重合開始剤(c-2)を、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用できる。
光重合開始剤(c-1)としては、(ビス)アシルホスフィンオキシド類及びその塩、チオキサントン類又はチオキサントン類の第4級アンモニウム塩、ケタール類、α-ジケトン類、ベンゾインアルキルエーテル化合物、α-アミノケトン系化合物等が挙げられる。歯科用コンポジットレジン(Y)に用いられる光重合開始剤(c-1)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に用いられる光重合開始剤(c-1)と同一であってもよい。
(ビス)アシルホスフィンオキシド類及びその塩としては、アシルホスフィンオキシド類及びその塩、ビスアシルホスフィンオキシド類及びその塩がある。アシルホスフィンオキシド類及びその塩としては、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6-ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6-ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルメトキシフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキシド、2,3,5,6-テトラメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ベンゾイルジ(2,6-ジメチルフェニル)ホスホネート、及びこれらの塩(ナトリウム塩、リチウム塩等(例えば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ナトリウム塩、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドカリウム塩、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドのアンモニウム塩等))等が挙げられる。ビスアシルホスフィンオキシド類及びその塩としては、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)-4-プロピルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)-1-ナフチルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、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、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニルホスフィンオキシド、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、ビス(2,5,6-トリメチルベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド及びこれらの塩(ナトリウム塩、リチウム塩等)等が挙げられる。
これらの(ビス)アシルホスフィンオキシド類及びその塩の中でも、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルメトキシフェニルホスフィンオキシド、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及び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ナトリウム塩が好ましい。
チオキサントン類又はチオキサントン類の第4級アンモニウム塩としては、例えば、チオキサントン、2-クロロチオキサンテン-9-オン、2-ヒドロキシ-3-(9-オキシ-9H-チオキサンテン-4-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(1-メチル-9-オキシ-9H-チオキサンテン-4-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(9-オキソ-9H-チオキサンテン-2-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(3,4-ジメチル-9-オキソ-9H-チオキサンテン-2-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(3,4-ジメチル-9H-チオキサンテン-2-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(1,3,4-トリメチル-9-オキソ-9H-チオキサンテン-2-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライドが挙げられる。
これらのチオキサントン類又はチオキサントン類の第4級アンモニウム塩の中でも、好適なチオキサントン類は、2-クロルチオキサンセン-9-オンであり、好適なチオキサントン類の第4級アンモニウム塩は、2-ヒドロキシ-3-(3,4-ジメチル-9H-チオキサンテン-2-イルオキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパンアミニウムクロライドである。
ケタール類としては、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタール等が挙げられる。
α-ジケトン類としては、ジアセチル、ベンジル、カンファーキノン、2,3-ペンタジオン、2,3-オクタジオン、9,10-フェナントレンキノン、4,4’-オキシベンジル、アセナフテンキノン等が挙げられる。これらの中でも、可視光域に極大吸収波長を有している観点から、カンファーキノンが好ましい。
ベンゾインアルキルエーテル化合物としては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等が挙げられる。
α-アミノケトン系化合物としては、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-オン等が挙げられる。
これらの光重合開始剤(c-1)の中でも、(ビス)アシルホスフィンオキシド類及びその塩、並びにα-ジケトン類からなる群より選ばれる少なくともいずれか1種を用いることが好ましい。
化学重合開始剤(c-2)としては、アゾ化合物、有機過酸化物が好ましく用いられる。アゾ化合物、有機過酸化物は特に限定されず、公知のものを使用することができる。代表的なアゾ化合物としては、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等が挙げられる。代表的な有機過酸化物としては、ケトンペルオキシド、ヒドロペルオキシド、ジアシルペルオキシド、ジアルキルペルオキシド、ペルオキシケタール、ペルオキシエステル、ペルオキシジカーボネート等が挙げられる。歯科用コンポジットレジン(Y)に用いられる化学重合開始剤(c-2)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に用いられる化学重合開始剤(c-2)と同一であってもよい。
ケトンペルオキシドとしては、メチルエチルケトンペルオキシド、メチルイソブチルケトンペルオキシド、メチルシクロヘキサノンペルオキシド及びシクロヘキサノンペルオキシド等が挙げられる。
ヒドロペルオキシドとしては、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、t-ブチルヒドロペルオキシド及び1,1,3,3-テトラメチルブチルヒドロペルオキシド等が挙げられる。
ジアシルペルオキシドとしては、アセチルペルオキシド、イソブチリルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、デカノイルペルオキシド、3,5,5-トリメチルヘキサノイルペルオキシド、2,4-ジクロロベンゾイルペルオキシド及びラウロイルペルオキシド等が挙げられる。
ジアルキルペルオキシドとしては、ジ-t-ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、t-ブチルクミルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、1,3-ビス(t-ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン及び2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)-3-ヘキシン等が挙げられる。
ペルオキシケタールとしては、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(t-ブチルペルオキシ)ブタン、2,2-ビス(t-ブチルペルオキシ)オクタン及び4,4-ビス(t-ブチルペルオキシ)バレリックアシッド-n-ブチルエステル等が挙げられる。
ペルオキシエステルとしては、α-クミルペルオキシネオデカノエート、t-ブチルペルオキシネオデカノエート、t-ブチルペルオキシピバレート、2,2,4-トリメチルペンチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ-t-ブチルペルオキシイソフタレート、ジ-t-ブチルペルオキシヘキサヒドロテレフタラート、t-ブチルペルオキシ-3,3,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシアセテート、t-ブチルペルオキシベンゾエート及びt-ブチルペルオキシマレイックアシッド等が挙げられる。
ペルオキシジカーボネートとしては、ジ(3-メトキシブチル)ペルオキシジカーボネート、ジ(2-エチルヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルペルオキシジカーボネート、ジ(2-エトキシエチル)ペルオキシジカーボネート及びジアリルペルオキシジカーボネート等が挙げられる。
これらの有機過酸化物の中でも、安全性、保存安定性及びラジカル生成能力の総合的なバランスから、ジアシルペルオキシドが好ましく用いられ、その中でもベンゾイルペルオキシドがより好ましく用いられる。
重合開始剤(c)の含有量は、歯科用コンポジットレジン(Y)の光硬化深さの観点で、歯科用コンポジットレジン(Y)における重合性単量体の総量100質量部に対して、0.01~10質量部が好ましく、0.1~7質量部がより好ましく、0.15~6質量部がさらに好ましく、0.5~5質量部が特に好ましい。重合開始剤(c)の含有量が前記下限値以上であることで、歯科用コンポジットレジン(Y)が光硬化深さ4mm以上を達成しやすく、一方、重合開始剤(c)の含有量が前記上限値以下であることで、歯科用コンポジットレジン(Y)を重合する際の重合収縮応力が大きくなることを抑制できる一因となり、優れた窩洞封鎖性が得られやすい。
<フィラー(d)>
本発明の歯科用コンポジットレジン(Y)は、ハンドリング性を調整するために、また硬化物の機械的強度を高めるために、フィラー(d)を含むことが好ましい。このようなフィラーとして、無機フィラー(d-1)、有機無機複合フィラー(d-2)、有機フィラー(d-3)等が挙げられる。例えば、ある好適な実施形態では、歯科用コンポジットレジン(Y)に含まれるフィラー(d)が無機フィラー(d-1)を含む、歯科充填用キットが挙げられる。
無機フィラー(d-1)は、本発明の効果を損なわない限りその材質や種類に制限はなく、歯科用修復材組成物等に使用される公知の無機フィラーが使用され、例えば各種ガラス類、凝集粒子が挙げられる。
無機フィラー(d-1)としては、各種ガラス類〔シリカを主成分とし、必要に応じ、重金属、ホウ素、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム等の酸化物を含有するもの;例えば、溶融シリカ、ソーダライムシリカガラス、Eガラス、Cガラス、ボロシリケートガラス〔パイレックス(登録商標)ガラス〕等の一般的な組成のガラス粉末、ストロンチウムボロアルミノシリケートガラス、バリウムガラス(例:バリウムシリケートガラス「E-2000」、「E-3000」(ESSTECH社製)、バリウムボロアルミノシリケートガラス「GM27884」、「8235シリーズ(8235UF0.7等)」(ショット社製))、ランタンガラス「GM31684」(ショット社製)、フルオロアルミノシリケートガラス「GM35429」、「G018-091」、「G018-117」(ショット社製)等の歯科用ガラス粉末〕、各種セラミック類、複合酸化物(例えば、シリカ-チタニア-酸化バリウム、シリカ-ジルコニア、シリカ-チタニア、シリカ-アルミナ、シリカ-アルミナ-ジルコニア)、珪藻土、カオリン、粘土鉱物(モンモリロナイト等)、活性白土、合成ゼオライト、マイカ、石英、シリカ、フッ化カルシウム、フッ化イッテルビウム、フッ化イットリウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン、ヒドロキシアパタイト等が挙げられる。これらの中でも屈折率の観点からバリウムガラス、シリカ-ジルコニア複合酸化物、シリカ-チタニア複合酸化物、シリカ-アルミナ-ジルコニア複合酸化物、石英、フッ化イッテルビウムが好ましい。
無機フィラー(d-1)は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。無機フィラー(d-1)は、歯科用コンポジットレジン(Y)の流動性を調整するため、必要に応じて、シランカップリング剤などの公知の表面処理剤で予め表面処理してから用いてもよい。表面処理剤及び表面処理の方法は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の無機フィラー(d-1)と同様のものが挙げられる。また無機フィラーの形状は特に限定されるものではないが、球状、略球状、又は不定形を用いることが好適である。なお、ここでいう略球状とは、走査型電子顕微鏡(以下、SEMと略す)でフィラーの写真を撮り、その単位視野内に観察される粒子が丸みを帯びており、その最大径に直行する方向の粒子をその最大径で除した平均均斉度が0.6以上であることを意味する。無機フィラー(d-1)は、歯科用コンポジットレジン(Y)の硬化物の機械的強度を向上する観点から、不定形フィラーを用いることが好ましい。
無機フィラー(d-1)の平均粒子径は、歯科用コンポジットレジン(Y)の操作性及び硬化物の研磨性の観点から、0.001~50μmであり、0.005~30μmが好ましく、0.01~20μmがより好ましい。平均粒子径が前記下限値以上であることで、歯科用コンポジットレジン(Y)のベタツキが大きくなり操作性が低下することを抑制できる。また、平均粒子径が前記上限値以下であることで、所望の硬化物の研磨性が得られる。平均粒子径の測定方法は、後記する実施例に記載の通りである。
無機フィラー(d-1)は、無機超微粒子又は前記各種ガラス類を凝集させて調製した凝集粒子(凝集フィラー)であってもよい。凝集粒子の調製方法は、特に限定されず、公知の方法を使用できる。例えば、無機超微粒子を原料に用いて凝集粒子を調製する場合、市販の無機超微粒子から、強固に凝集した凝集粒子を作製する方法として、凝集力をさらに高めるために、その無機超微粒子が融解する直前の温度付近まで加熱して、接触した無機超微粒子同士がわずかに融着する程度に加熱する方法が好適に用いられる。またこの場合、凝集粒子の形状をコントロールするため、加熱前に凝集した形態を作っておいてもよい。その方法として例えば、無機超微粒子を適当な容器に入れて加圧する方法、或いは一度溶剤に無機超微粒子を分散させた後、噴霧乾燥などの方法で溶剤を除去する方法が挙げられる。無機フィラー(d-1)の平均粒子径が0.7~2.0μmの範囲内である場合、無機フィラー(d-1)が無機超微粒子を原料に用いて凝集粒子の形態である場合においても、無機フィラー(d-1)として、該無機超微粒子を含むことによって、シリンジに充填されたペーストを、シールを介してプランジャを押して採取する際に、シールに接触しているペーストに繰り返し高い圧力が加わるために、重合性単量体が分離してペーストが硬くなることを抑制できるため好ましい。
無機超微粒子の平均粒子径としては、5~50nmが好ましく、10~40nmがより好ましい。なお、無機超微粒子の平均粒子径は、無機超微粒子の電子顕微鏡写真を撮影し、無作為に選択した100個の超微粒子の粒子径の平均値として測定できる。無機超微粒子が非球状である場合には、無機超微粒子の最長の長さと最短の長さとの算術平均値をもって粒子径とする。
無機超微粒子としては、公知の無機超微粒子がなんら制限なく使用される。好ましくは、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等の無機酸化物粒子、又はこれらからなる複合酸化物粒子、燐酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フッ化イットリウム、フッ化イッテルビウム等が挙げられる。好ましくは、火炎加水分解法で作製されるシリカ、アルミナ、チタニア等の粒子であり、例えば、日本アエロジル株式会社製、商品名:アエロジル、アエロキサイドAluC、アエロキサイドTiO2 P25、EVONIK社製、VP Zirconium Oxide 3-YSZ、VP Zirconiumxide 3-YSZ PHが挙げられる。
歯科用コンポジットレジン(Y)に用いるフィラー(d)は、有機無機複合フィラー(d-2)であってもよい。歯科用コンポジットレジン(Y)に用いるフィラー(d)は有機無機複合フィラー(d-2)のみであってもよく、無機フィラー(d-1)、及び有機無機複合フィラー(d-2)を含むものであってもよい。
有機無機複合フィラー(d-2)の平均粒子径は3~25μmであることが好ましく、4~20μmであることがより好ましく、5~20μmであることがさらに好ましい。有機無機複合フィラー(d-2)の平均粒子径が前記下限値以上であることで、歯科用コンポジットレジン(Y)のベタツキが大きくなり操作性が低下することを抑制できる。平均粒子径が前記上限値以下であることで、歯科用コンポジットレジン(Y)のペーストのザラツキ或いはパサツキ等の性状の変化が生じることを抑制しやすく、操作性も良好である。
有機無機複合フィラー(d-2)は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、本発明の歯科用コンポジットレジン(Y)の硬化前のペースト状態での操作性の観点から、平均粒子径の異なる2種以上の有機無機複合フィラー(d-2)を組み合わせて用いることが好ましい。ある実施形態では、有機無機複合フィラー(d-2)は、平均粒子径13μm以上25μm以下の有機無機複合フィラー(d-2a)を含有することが好ましい。また、他の実施形態では、有機無機複合フィラー(d-2)は、平均粒子径3μm以上10μm以下の有機無機複合フィラー(d-2b)を含有することが好ましい。さらに、他の実施形態では、有機無機複合フィラー(d-2)は、平均粒子径13μm以上25μm以下の有機無機複合フィラー(d-2a)及び平均粒子径3μm以上10μm以下の有機無機複合フィラー(d-2b)を含有することが好ましい。有機無機複合フィラー(d-2a)の平均粒子径は15μm以上20μm以下であってもよい。有機無機複合フィラー(d-2b)の平均粒子径は4μm以上8μm以下であってもよい。
有機無機複合フィラー(d-2)の製造方法は特に限定されない。例えば、公知の無機フィラー(d-1)に公知の重合性単量体及び公知の重合開始剤を予め添加し、ペースト状にした後に、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合、バルク重合により重合させ、粉砕して作製してもよい。
有機無機複合フィラー(d-2)の製造に用いる重合性単量体は特に限定されず、歯科用コンポジットレジン(Y)の酸性基を有しない単量体(b)として例示した重合性単量体を用いてもよく、歯科用コンポジットレジン(Y)の酸性基を有しない単量体(b)と同一の組成の重合性単量体を用いてもよい。また、精製工程を経た重合性単量体を用いることが好ましい。精製工程を経ていない重合性単量体を用いると、重合性単量体中の不純物により、有機無機複合フィラー(d-2)が着色することがあり、所望の色調に調整できないばかりでなく、硬化後の歯科用コンポジットレジン(Y)の審美性が低下することがある。
有機無機複合フィラー(d-2)の製造に用いる重合開始剤は特に限定されず、公知の重合開始剤を用いることができる。例えば、紫外線、可視光線等を利用した光重合開始剤、過酸化物と促進物との反応、加熱等を利用した化学重合開始剤がある。重合開始剤は、重合開始剤(c)として例示した重合開始剤の中から適宜選択することができ、重合開始剤(c)と同一であってもよく、異なっていてもよい。
ある好適な実施形態としては、歯科用コンポジットレジン(Y)に含まれるフィラー(d)が、有機無機複合フィラー(d-2)を含み、有機無機複合フィラー(d-2)が、平均粒子径が0.5μm以下の無機フィラー(d-1a)(以下、単に「無機フィラー(d-1a)」と称することがある)を使用してなる有機無機複合フィラーである、歯科充填用キットが挙げられる。
無機フィラー(d-1a)の平均粒子径は、0.5μm以下であり、0.005~0.3μmが好ましく、0.01~0.2μmがより好ましい。有機無機複合フィラー(d-2)に用いられる無機フィラー(d-1a)の平均粒子径が0.5μm以下であると、硬化後の歯科用コンポジットレジン(Y)において良好な研磨性が得られる。
有機無機複合フィラー(d-2)に含まれる無機フィラー(d-1)(好適には無機フィラー(d-1a))の含有量は、有機無機複合フィラーの全質量に対して40~90質量%が好ましく、45~85質量%がより好ましく、55~85質量%がさらに好ましい。上記含有量を採用することにより、硬化後の歯科用コンポジットレジン(Y)の機械的強度を好ましい値に制御することができる。
有機無機複合フィラー(d-2)に用いる無機フィラー(d-1)(好適には無機フィラー(d-1a))の材質には特に制限がなく、無機フィラー(d-1)として例示した無機フィラーを用いてもよく、無機超微粒子を用いてもよい。
また、有機無機複合フィラー(d-2)に用いる無機フィラー(d-1)は、重合性単量体との親和性を改善したり、重合性単量体との化学結合性を高めて有機無機複合フィラー(d-2)の機械的強度を向上させる観点から、必要に応じてシランカップリング剤等の公知の表面処理剤で予め表面処理してから用いてもよい。表面処理剤及び表面処理方法は、無機フィラー(d-1)において例示した処理剤及び方法をなんら制限なく用いることができる。
無機フィラー(d-1a)に用いる無機超微粒子としては、無機フィラー(d-1)と同様に、公知の無機超微粒子がなんら制限なく使用され、好適な材料も、無機フィラー(d-1)と同様である。
無機フィラー(d-1a)に用いる無機超微粒子の平均粒子径の好ましい範囲及びその測定方法は、無機フィラー(d-1)と同様である。
無機超微粒子は、重合性単量体と組み合わせて有機無機複合フィラー(d-2)に用いることから、重合性単量体との親和性を改善したり、重合性単量体との化学結合性を高めて有機無機複合フィラー(d-2)の機械的強度を向上させるために、無機超微粒子に予め表面処理剤で表面処理を施しておくことが好ましい。表面処理剤及び表面処理方法は、無機フィラー(d-1)において例示した処理剤及び方法をなんら制限なく用いることができる。
有機無機複合フィラー(d-2)中の成分において、発明の効果を阻害しない範囲で目的に応じて公知の重合禁止剤、pH調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、抗菌剤、蛍光剤、表面活性剤、分散剤、増粘剤等をさらに添加することも可能である。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。重合禁止剤としては、2,6-ジ-ブチルヒドロキシトルエン、ヒドロキノン、ジブチルヒドロキノン、ジブチルヒドロキノンモノメチルエーテル、2,6-t-ブチルフェノール等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。紫外線吸収剤としては、公知の化合物を用いることができるが、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
歯科用コンポジットレジン(Y)におけるフィラー(d)の含有量は歯科用コンポジットレジン(Y)における重合性単量体の総量100質量部に対し、160~600質量部が好ましく、220~400質量部がより好ましく、250~340質量部がさらに好ましい。フィラー(d)の含有量が少ないと、硬化前の歯科用コンポジットレジン(Y)のペーストの流動性が大きくなるため賦形性が低下することがあり、含有量が多すぎるとペーストが硬くなりすぎて操作性が低下することがある。
また、ある実施形態においては、歯科用コンポジットレジン(Y)におけるフィラー(d)の含有量は、硬化物の機械的強度及び光硬化深さの観点から、歯科用コンポジットレジン(Y)の総量100質量部において、55~95質量部であることが好ましく、60~90質量部であることがより好ましく、61~88質量部であることがさらに好ましい。
歯科用コンポジットレジン(Y)におけるフィラー(d)が有機無機複合フィラー(d-2)を含む場合は、有機無機複合フィラー(d-2)とそれ以外の無機フィラー(d-1)を併用することが好ましい。その場合の無機フィラー(d-1)の含有量は歯科用コンポジットレジン(Y)における重合性単量体の総量100質量部に対し、60~300質量部が好ましく、70~150質量部がより好ましく、80~120質量部がさらに好ましい。
歯科用コンポジットレジン(Y)における有機無機複合フィラー(d-2)の含有量は、歯科用コンポジットレジン(Y)における重合性単量体の総量100質量部に対し、100~300質量部が好ましく、150~250質量部がより好ましく、170~220質量部がさらに好ましい。有機無機複合フィラー(d-2)の含有量が少なすぎると、賦形性が低下し、多すぎるとペーストが硬くなりすぎて操作性が低下することがある。このような質量比の有機無機複合フィラー(d-2)を含むことによって、ペーストの操作性が向上されやすくなる。
また、歯科用コンポジットレジン(Y)中の無機フィラー(d-1)の含有量と有機無機複合フィラー(d-2)の含有量の質量比は、特に限定されないが、有機無機複合フィラー(d-2)の含有量が、無機フィラー(d-1)の含有量より多いことが好ましい。すなわち、前記質量比は、(d-2)/(d-1)>1であることが好ましい。有機無機複合フィラー(d-2)の含有量が無機フィラー(d-1)の含有量より多いことによって、歯科用コンポジットレジン(Y)は、ベタツキが小さくなり、また、賦形性に優れ、研磨性が向上する。本発明では、無機フィラー(d-1)と有機無機複合フィラー(d-2)の合計含有量が、歯科用コンポジットレジン(Y)において、50質量%以上であってもよく、60質量%以上であってもよく、70質量%以上であってもよい。無機フィラー(d-1)と有機無機複合フィラー(d-2)の合計含有量は、83質量%以下であってもよい。
歯科用コンポジットレジン(Y)は、無機フィラー(d-1)、有機無機複合フィラー(d-2)、有機フィラー(d-3)以外のフィラーを含んでいてもよい。
無機フィラー(d-1)の屈折率は特に限定されないが、無機フィラー(d-1)と重合性単量体の屈折率の調整等によって、歯科用コンポジットレジン(Y)の硬化前後の透明性と光硬化深さを調整することが可能となる。
歯科用コンポジットレジン(Y)に用いる有機フィラー(d-3)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の有機フィラー(d-3)と同様のものが挙げられる。
<重合促進剤(e)>
歯科用コンポジットレジン(Y)は、さらに重合促進剤(e)を含有していてもよい。重合促進剤(e)としては、アミン類、スルフィン酸及びその塩、アルデヒド類、チオール化合物等が挙げられる。重合促進剤(e)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。歯科用コンポジットレジン(Y)に用いられる重合促進剤(e)は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に用いられる重合促進剤(e)と同一であってもよい。
前記アミン類は、脂肪族アミン及び芳香族アミンに分けられる。脂肪族アミンとしては、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に用いられる重合促進剤(e)で例示した脂肪族アミンと同じものが例示できる。これらの中でも、歯科用コンポジットレジン(Y)の硬化性及び保存安定性の観点から、第3級脂肪族アミンが好ましく、その中でも2-(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、N-メチルジエタノールアミン及びトリエタノールアミンがより好ましい。
また、芳香族アミンとしては、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に用いられる重合促進剤(e)で例示した芳香族アミンと同じものが例示できる。これらの中でも、歯科用コンポジットレジン(Y)の硬化性を向上できる観点から、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-p-トルイジン、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸エチル、4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸n-ブトキシエチル及び4-(N,N-ジメチルアミノ)ベンゾフェノンからなる群より選ばれる少なくともいずれか1種が好ましく用いられる。
スルフィン酸及びその塩としては、p-トルエンスルフィン酸、p-トルエンスルフィン酸ナトリウム、p-トルエンスルフィン酸カリウム、p-トルエンスルフィン酸リチウム、p-トルエンスルフィン酸カルシウム、ベンゼンスルフィン酸、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、ベンゼンスルフィン酸カリウム、ベンゼンスルフィン酸リチウム、ベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6-トリメチルベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6-トリエチルベンゼンスルフィン酸カルシウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸カリウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸リチウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸カルシウム等が挙げられる。これらの中でも、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム、p-トルエンスルフィン酸ナトリウム、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルフィン酸ナトリウムが好ましく用いられる。
アルデヒド類としては、テレフタルアルデヒドやベンズアルデヒド誘導体等が挙げられる。ベンズアルデヒド誘導体としては、ジメチルアミノベンズアルデヒド、p-メトキシベンズアルデヒド、p-エトキシベンズアルデヒド、p-n-オクチルオキシベンズアルデヒド等が挙げられる。これらの中でも、歯科用コンポジットレジン(Y)の硬化性を向上できる観点から、p-n-オクチルオキシベンズアルデヒドが好ましく用いられる。
チオール化合物としては、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトベンゾオキサゾール、デカンチオール、チオ安息香酸等が挙げられる。
歯科用コンポジットレジン(Y)中の重合促進剤(e)の含有量は、特に限定されないが、歯科用コンポジットレジン(Y)における重合性単量体の総量100質量部に対して、0.01~10質量部が好ましく、0.1~7質量部がより好ましく、0.2~5質量部がさらに好ましい。重合促進剤(e)の含有量が前記下限値以上であることで、歯科用コンポジットレジン(Y)が光硬化深さ4mm以上を達成しやすく、一方、重合促進剤(e)の含有量が前記上限値以下であることで、歯科用コンポジットレジン(Y)を重合する際の重合収縮応力が大きくなることを抑制できる一因となり、優れた窩洞封鎖性が得られやすい。
歯科用コンポジットレジン(Y)において、発明の効果を阻害しない範囲で目的に応じて重合禁止剤、pH調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、抗菌剤、蛍光剤、表面活性剤、分散剤等をさらに添加することも可能である。重合禁止剤、紫外線吸収剤としては、有機無機複合フィラー(d-2)に加えることのできる重合禁止剤、紫外線吸収剤として例示したものをなんら制限なく用いることができる。
ある実施形態では、歯科用コンポジットレジン(Y)における溶媒(例えば、水、有機溶媒)の含有量が歯科用コンポジットレジン(Y)の全質量に基づいて、1質量%未満であることが好ましく、0.1質量%未満であることがより好ましく、0.01質量%未満であることがさらに好ましい。他の実施形態では、歯科用コンポジットレジン(Y)は、本発明の効果を奏する観点から、実質的に水を含まないことが好ましい。歯科用コンポジットレジン(Y)が実質的に水を含まないとは、歯科用コンポジットレジン(Y)の総量に対して、水の含有量が1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以下であることがさらに好ましく、0質量%であってもよい。
本発明の歯科充填用キットにおいて、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)と歯科用コンポジットレジン(Y)の硬化物の曲げ弾性率の比((Y)/(X))は、窩洞封鎖性の観点で、0.9~5.0の範囲であることが好ましく、1.1~3.5の範囲がより好ましく、1.2~3.0の範囲がさらに好ましく、繰り返し荷重後の窩洞封鎖性により優れる点から、1.3~2.9が特に好ましい。前記硬化物の曲げ弾性率の比((Y)/(X))は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)と歯科用コンポジットレジン(Y)を、各成分の種類及び/又は含有量を調整して、それぞれ所望の硬化物の曲げ弾性率に調整することで得られる。重合性単量体の種類及び/又は含有量、重合開始剤(c)の種類又は含有量、フィラー(d)の種類及び/又は含有量等の調整により、前記範囲に調整できる。また、歯科用コンポジットレジン(Y)に含まれるフィラー(d)の含有量を、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に含まれるフィラー(d)の含有量以上とすることも、前記硬化物の曲げ弾性率の比((Y)/(X))を調整する方法の一つである。
ある実施形態においては、歯科用コンポジットレジン(Y)を光硬化させた硬化物の曲げ弾性率が1.5~25GPaの範囲であることが好ましく、3~20GPaの範囲がより好ましく、5~18GPaの範囲がさらに好ましい。
ある実施形態としては、歯科充填用キットを用いた窩洞の封止方法であって、
前記歯科充填用キットが、
酸性基を有する単量体(a)、酸性基を有しない単量体(b)、重合開始剤(c)、及びフィラー(d)を含む自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)と、
酸性基を有しない単量体(b)、重合開始剤(c)、及びフィラー(d)を含み、かつ酸性基を有する単量体(a)を含まない歯科用コンポジットレジン(Y)と、を備え、
自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)で窩洞内をシーリングした後、歯科用コンポジットレジン(Y)を窩洞に充填する、窩洞の封止方法が挙げられる。
前記窩洞としては、深さ2mm超の窩洞が挙げられる。
シーリングの方法は特に限定されず、へら等の公知の機器を用いることができる。シーリングは、シーリング後に、歯科用コンポジットレジン(Y)の充填を行う点から、少量で行うことが好ましい。例えば、窩洞内に深さ1mm未満の量であってもよい。
本発明は、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)と歯科用コンポジットレジン(Y)とを組み合わせて得られる本発明の効果を奏する限り、本発明の技術的思想の範囲内において、上記の構成を種々組み合わせた実施形態(例えば、ある成分の含有量の好ましい範囲と、別の成分の含有量のより好ましい範囲の組み合わせた実施形態等)を含む。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。なお、例中の部は、特記しない限り質量部である。
次に、実施例及び比較例の歯科充填用キットの成分を略号とともに以下に記す。
[酸性基を有する単量体(a)]
MDP:10-メタクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート
GPDM:グリセロールホスフェートジメタクリレート
[酸性基を有しない単量体(b)]
Bis-GMA:2,2-ビス〔4-(2-ヒドロキシ-3-メタクリロイルオキシプロポキシ)フェニル〕プロパン
UDMA:2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート
D-2.6E:2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン(エトキシ基の平均付加モル数:2.6)
3G:トリエチレングリコールジメタクリレート
MAEA:N-メタクリロイルオキシエチルアクリルアミド
DD:1,10-デカンジオールジメタクリレート
[光重合開始剤(c-1)]
[水溶性光重合開始剤(c-1a)]
Li-TPO:フェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィン酸リチウム
[非水溶性光重合開始剤(c-1b)]
CQ:カンファーキノン
TPO:2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド
[フィラー(d)]
[無機フィラー(d-1)]
D-1:日本アエロジル株式会社製、超微粒子シリカ「アエロジル(登録商標)R 972」、平均粒子径:16nm
D-2:
珪石粉(シリカ、株式会社ニッチツ製、商品名:ハイシリカ)をボールミルで粉砕し、粉砕珪石粉を得た。得られた粉砕珪石粉の平均粒子径をレーザー回折式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所製、型式「SALD-2300」)を用いて体積基準で測定したところ、2.2μmであった。この粉砕珪石粉100質量部に対して、常法により4質量部のγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランで表面処理を行い、無機フィラー(D-2)(以下、単に「D-2」と表記することがある)を得た。
D-3:
バリウムシリケートガラス(ESSTECH社製、商品名「E-3000」)をボールミルで粉砕し、バリウムシリケートガラス粉を得た。得られたバリウムシリケートガラス粉の平均粒子径をレーザー回折式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所製、型式「SALD-2300」)を用いて体積基準で測定したところ、2.4μmであった。このバリウムシリケートガラス粉100質量部に対して常法により3質量部のγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランで表面処理を行い、無機フィラー(D-3)(以下、単に「D-3」と表記することがある)を得た。
D-4:
バリウムボロアルミノシリケートガラス(ショット社製、8235 UF0.7グレード、平均粒子径:0.7μm)100g、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン6g、及び0.3質量%酢酸水溶液200mLを三口フラスコに入れ、2時間、室温下で撹拌した。凍結乾燥により水を除去した後、80℃で5時間加熱処理を行い、無機フィラー(D-4)(以下、単に「D-4」と表記することがある)を得た。
D-5:
火炎加水分解法で作製される超微粒子シリカ粉末(日本アエロジル株式会社製、アエロジル(登録商標)130、平均粒子径:0.02μm)100g、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン20g、及び0.3質量%酢酸水溶液200mLを三口フラスコに入れ、2時間、室温下で撹拌した。凍結乾燥により水を除去した後、80℃で5時間加熱処理を行い、無機フィラー(D-5)(以下、単に「D-5」と表記することがある)を得た。
D-6:
火炎加水分解法で作製される超微粒子シリカ粉末(日本アエロジル株式会社製、アエロジル(登録商標)OX 50、平均粒子径:0.04μm)100g、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン7g、及び0.3質量%酢酸水溶液200mLを三口フラスコに入れ、2時間、室温下で撹拌した。凍結乾燥により水を除去した後、80℃で5時間加熱処理を行い、無機フィラー(D-6)(以下、単に「D-6」と表記することがある)を得た。
D-7:
バリウムボロアルミノシリケートガラス(ショット社製、GM27884 NF180グレード、平均粒子径:0.18μm)100g、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン13g、及び0.3質量%酢酸水溶液200mLを三口フラスコに入れ、2時間、室温下で撹拌した。凍結乾燥により水を除去した後、80℃で5時間加熱処理を行い、無機フィラー(D-7)(以下、単に「D-7」と表記することがある)を得た。
D-8:
バリウムボロアルミノシリケートガラス(ショット社製、GM27884 UF1.0グレード、平均粒子径:1.0μm)100g、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン6g、及び0.3質量%酢酸水溶液200mLを三口フラスコに入れ、2時間、室温下で撹拌した。凍結乾燥により水を除去した後、80℃で5時間加熱処理を行い、無機フィラー(D-8)(以下、単に「D-8」と表記することがある)を得た。
D-9:
バリウムボロアルミノシリケートガラス(ショット社製、8235 K4)をボールミルで粉砕し、バリウムボロアルミノシリケートガラス粉を得た。得られたガラス粉の平均粒子径をレーザー回折式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所製、型式「SALD-2300」)を用いて測定したところ、約2.4μmであった。このガラス粉100質量部に対して常法により3質量部のγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランで表面処理を行い、無機フィラー(D-9)(以下、単に「D-9」と表記することがある)を得た。
[有機無機複合フィラー(d-2)]
D-10:
予め重合開始剤(c)としてAIBNを1質量%溶解した、表1に示す質量比の重合性単量体を含む組成物100質量部に対して、無機フィラー(d-1)としてD-6を100質量部添加(無機フィラー(d-1)の含有量:60質量%)、混合しペースト化した。これを100℃、減圧雰囲気下で5時間加熱重合した。得られた重合硬化物を、振動ボールミルを用いて、所望の平均粒子径となるまで粉砕した。得られた粉砕フィラー100gに対して、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン2質量%含有エタノール溶液200mL中、90℃で5時間還流することで表面処理を行ない、有機無機複合フィラー(D-10)を得た。
D-11:
表1に記載の無機フィラー(d-1)及び重合性単量体を用いて、所望の無機フィラーの含有量及び平均粒子径になるように変更した以外は有機無機複合フィラー(D-10)と同様にして、表1に記載の有機無機複合フィラー(D-11)を作製した。
[重合促進剤(e)]
DABE:4-(N,N-ジメチルアミノ)安息香酸エチル(光重合開始剤の重合促進剤)
[その他]
BHT:2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール(安定剤)
[実施例1~9]
表2に示す自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の原料及び表3に示す歯科用コンポジットレジン(Y)の原料を常温(23℃)暗所で混合、及び混練してペースト状の自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)(組成物1~6)及びバルクフィル型の歯科用コンポジットレジン(Y)(組成物7~9)をそれぞれ調製し、以下の方法に従って37℃1日後及び繰り返し荷重後の窩洞封鎖性を評価した。
[光硬化深さ]
歯科用LED光照射器(ウルトラデント社製、商品名「VALO」)を用い、20秒間照射した際の光硬化深さをISO 4049:2009に準拠して測定した。
[37℃1日後の窩洞封鎖性]
ヒト大臼歯の表面を流水下にてブラシで清掃し、エナメル質表面のサンプルをそれぞれ得た。歯科用ダイヤモンドバー(商品名「マニー ダイヤバーSF-21」、マニー株式会社製)を用いて、注水下、エアータービンにて直径4mm、深さ5mmの円柱型の窩洞を形成した。形成後、流水にて窩洞内を水洗した後、エアブローにて乾燥させた。窩洞内をシーリングするように自己接着性歯科用コンポジットレジンを深さ1mm末満で充填し、10秒間放置した後、歯科用LED光照射器(ウルトラデント社製、商品名「VALO」)で10秒間照射した。その後バルクフィル型の歯科用コンポジットレジンを充填し、歯科用LED光照射器(ウルトラデント社製、商品名「VALO」)で20秒間照射して硬化させた。得られたサンプルを蒸留水に浸漬した状態で、37℃に設定した恒温器内に24時間放置した後、取り出して試験サンプルとした(n=6)。
試験サンプル6個のうち3個については、光干渉断層計(optical coherence tomography:OCT、IVS-2000、Santec株式会社)にて観察し、37℃1日後の窩洞の適合性を評価した。
<評価基準>
スコア「0」:窩洞の剥離が見られないサンプル
スコア「1」:1つでも窩洞側面の剥離が見られたサンプル
スコア「2」:1つでも窩底部の剥離が見られたサンプル
スコア「3」:1つでも窩洞側面及び窩底部の剥離が見られたサンプル
[繰り返し荷重後の窩洞封鎖性]
残りの3個については、繰り返し荷重に対する窩洞封鎖性を評価するため、窩洞に充填された歯科用コンポジットレジンの硬化物の表面の中心に対して、先端が球状の圧子を用い、荷重10kgfで繰り返し数10万回を周波数1Hzにて圧縮荷重を負荷した。サンプルを光干渉断層計(OCT、IVS-2000、Santec株式会社)にて観察し、前記[37℃1日後の窩洞封鎖性]と同様の評価基準にて、繰り返し荷重後の窩洞の適合性を評価した。
[比較例1~3]
自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)の代わりに、従来法として歯科用接着材(クラレノリタケデンタル株式会社製、商品名「クリアフィル(登録商標) トライエスボンドNDクイック」)を添付文書に従って使用した以外は実施例1~9と同様にして、上記した方法で37℃1日後及び繰り返し荷重後の窩洞封鎖性を評価した。前記歯科用接着材は、組成がコンポジットレジンではなく、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)に相当しないものである。
[曲げ弾性率]
ISO 4049:2009に準拠して曲げ試験により曲げ弾性率を評価した。具体的には以下のとおりである。作製したペースト(1材型の自己接着性歯科用コンポジットレジンの組成物)をSUS製の金型(縦2mm×横25mm×厚さ2mm)に充填し、ペーストの上下(2mm×25mmの面)をスライドガラスで圧接した。次いで、歯科用LED光照射器(ウルトラデント社製、商品名「VALO」)で、スライドガラス越しに10秒間ずつ片面5箇所でペーストの裏表に光照射してペーストを硬化させた。得られたサンプルを蒸留水に浸漬した状態で、37℃に設定した恒温器内に24時間放置した後、取り出して試験サンプルとし、万能試験機(オートグラフAG-I 100kN、株式会社島津製作所製)を用いて、支点間距離20mm、クロスヘッドスピード1mm/minで3点曲げ試験を実施し、曲げ弾性率を測定し(n=5)、平均値を算出した。
自己接着性歯科用コンポジットレジンの硬化物の曲げ弾性率は、高すぎると、重合収縮応力を緩和する効果が小さくなる傾向にあり、窩洞封鎖性が低下するおそれがある点から、1.5~7GPaの範囲であることが好ましく、2~6.5GPaの範囲がより好ましく、3~6GPaの範囲がさらに好ましい。
バルクフィル型コンポジットレジンについても同様の方法で、曲げ弾性率を評価した。
表4に示されるように、自己接着性歯科用コンポジットレジン(X)を用いない比較例1~3では、硬化物に繰り返し荷重をかけた際に窩洞封鎖性が実施例1~9に比べて劣っていた。