TW201138835A - Dental composition - Google Patents

Description

201138835 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本次研發的主體是— 礦化物質的新备成物。更準確學中能夠修復牙齒中被 於修復已經失去該物質的齒此次研發的合成物對 也有益於牙病内科治療法。具有非常重要的作用，同時 【先前技術】 根據目前研發中的修復原理 擊或者病菌，病毒感染的爛牙進行二二“成對受到撞 充齲齒（即常稱的“蛀牙” « , b具 . 蟲牙）中的牙洞。 在牙科實踐中，長久以來人們一 復牙冠，因為它-古+ i使用銀水合金來修 質中含W 有大約14年的填補期。過去，由於該物 ^所以在病人的唾液分解時常常引# . 美觀 另外，由於它具有金屬外觀所以看起來並不太 作是采合金的樹脂合成物能夠解決美觀的問題， 仁疋部/、有大約7年的填補期。 破璃離子聚合粘固粉同樣也能解 ΛΑ _ . ^、秀親的問題，但是 、二不足之處會限制對乳牙的填 它不钛心m 南将別注意的是 匕不此和牙髓組織直接接觸，一旦接觸， 會受到限制。 、機械強度就 【發明内容】 3 201138835 要想獲得改良的機 度，更長的填補期，：特性，尤其是良好的抗壓機械強 ^ ^ >1 μ ^ ^ 乂強的生物相容性，這在牙齒合成物 研九領域確實是一個 m ^ λ； 6Α „ 的挑戰。實際上，用Portland粘 固叔做成的牙齒合成版始士_ 成物擁有不錯的外觀以及很好的生物特 性’但疋機械特性物X各丄， 好。申請人分析了 Port land枯固 粉的合成物並發規1Λ '、中的鋁醆鹽會損害最終合成物的機械 特性。因此能否生逄ψ 王座出不含鋁酸鹽的牙齒合成物是一個仍 待解決的技術問題。 化學運算式 常用名 在Portland粘固粉中占的重量 (%w/w) 矽酸三鈣 CasSiOs ----------,__ C3S 40-65 矽酸二鈣 CazSiOi C2S 10-20 鋁酸三鈣 C&3Al2〇6 C3A 10 鐵鋁酸四鈣 Ce4Al2F62〇i〇 C4AF 10 二水硫酸鈣 CaS〇5.2H2〇 CSH2 2-5

Portland粘固粉的合成物 2003年申請人機構開發的專利EM 531 ?79合成物 為成功研製出牙齒修復材料作了很好的鋪墊，這種材料同 時具有美觀性和強抗壓性（可接受的壓力範圍為1〇〇 ^ 200 MPa) 〇 過去’病人和醫生都希望使用有良好機械特性的牙齒 合成物，目前我們所研發的合成物可替代專 EP 1 531 779 合成物。 201138835 申請人出資進行的研發為牙齒合成物的研究帶來了一 片曙光。與專業人員所持觀點相反的是，申請人發現擁有 最優良金屬特性的合成物並不是由插入了小碳酸弼晶體的 大矽酸鈣晶體團構成，而是由具有與碳酸鈣晶體同樣大小 的矽酸鈣晶體構成的。我們所使用的2到4微米粒度的碳 酸鈣晶體可以避免合成物的分層現象從而避免了大量的工 業廢物。 基於該事實’申請人完全能夠控制合成物的生產進 程’特別是最終合成物中不同晶體之間結合形成化合物的 過程， 在最終合成物中不同晶體之間結合形成的化合物是矽 酸鹽和水反應的產物’該產物被稱作CSH。比如，在矽酸 三I弓和水反應時 2Ca3Si〇5 + 6H2O 3CaO-2Si〇2-3H2〇 + 3Ca(0H)2

C3S CSH CSH完整的化學方程式為mCaO. nSi〇2. pH2〇,其中n和 m相互獨立並且可取1到3中任意一個數，ρ取3到6中的 數。在矽酸三鈣的反應中，m等於3，η等於2, ρ等於3。 CSH是在石夕酸三#5表面形成的混合型水合物，並通過微小 晶體的聚合覆蓋到整個矽酸鈣表面。由於聚合反應使晶體 之間的接觸更加多樣化，因此隨著時間的推移，便可增加 合成物的機械強度。 合成物的性質和固體的粒度都可以得到控制，而且CSH 的形成的數量也可以被控制。 5 201138835 更準確的說，研發的合成物中包括了： -矽酸鈣占合成物總重量的5到65%，最好是8 到60%，最優選是10到35%。上述矽酸鈣最好從含有石夕 酸三鈣的物質和/或者矽酸二鈣和矽酸三鈣的混合物中選 取。 -碳酸鈣占合成物總重量1到20%，最好是2到 15% -mCaO · nSi〇2 · pH2〇(CSH)中 m 和 η 相互獨立，在 J 到 3 之間取值’ p在3到6之間取值，該物質在合成物中多於〇 到50%，最好是1到40% ;上述CSH的百分比大於〇小於 3. 5%時，需要1到6分鐘生成合成物，這段時間稱為反應 時段；上述CSH的百分比是3. 5到8%，最好是4到6 %， 需要6到15分鐘生成合成物，這段時間稱為抽樣時段。 -矽酸鈣晶體d50的粒度與碳酸鈣晶體d5〇的粒度比 值小於10;最好是〇，1到9,最優的是〇,2到5，更好的選 擇是0, 5到2。 粒度是由BeCkman-C〇UlterLS230粒度機器和SVM. 模型共同測定的》« dlO »粒度值表明有1〇%的晶體化合 物的直徑小於該值。《 d50 »粒度表明5〇%的晶體化合物 的直徑小於該值。《 d90》粒度表明有9〇%的晶體化合物的 直徑小於該值❶《 d99,9》粒度表明99 9%的晶體化合物 的直徑小於該值。 較好的矽酸鈣d50是1到5. 5微米，最好的是3到4 微米。較好的碳酸鈣粒度d50是1到5,5微米，最好的是 201138835

值小於1 0 ;最好是在〇，i 仰·度和碳酸鈣晶 到9之間，最優 2到4微米。 體d50的粒度比值小於1〇 的在〇, 2到5之間’更好的選擇是在〇, 5到2之間 較好的矽酸鈣dlO是〇,2到1微米，最好是〇7到〇8 微米。較好的碳酸鈣dlO是〇,2到1微米，最好是〇 6到 〇’8微米。合成物中矽酸鈣晶體的dl〇的粒度和碳酸鈣晶 體dio的粒度比值低於10;最好是在01到9之間，最優 的在〇, 2到4之間，更好的選擇是在〇, 5到2之間 較好的矽酸鈣d90是6到20微米，最好是7到14微 米。較好的碳酸鈣d90是6到20微米，最好是9到14微 米。研發過程中的合成物矽酸鈣晶體d9〇的粒度和碳酸鈣 晶體d90的粒度比值小於1〇 ;最好是在〇,丨到9之間最 優的在〇, 2到5之間，更好的選擇是在〇, 5到4之間。 較好的矽酸鈣d99,9是9到25微米，最好是1〇到15 微米。較好的碳酸鈣d99, 9是15到25微米，最好是22到 24微米。合成物中矽酸鈣晶體d99, 9的粒度和碳酸鈣晶體 d99’9的粒度比值小於1〇 ;最好是在〇, i到9之間，最優 的在〇, 2到5之間，更好的選擇是在〇, 5到4之間 第—種研發方式是從純矽酸三鈣中提取。 另一種研發方式是將矽酸鈣變成了含有或者主要含有 矽酸三鈣和矽酸二鈣的混合物。該種混合物中矽酸二鈣的 重量至少占合成物中矽酸鈣（主要是矽酸二鈣和矽酸三鈣） 重量的1(U。更好的研發方式是，混合物中包含或者由占 矽I鈣重量〇到1 〇%的矽酸二鈣組成，同時也包含或者由 201138835 含有90到1 0〇%的矽酸三鈣組成。 較好的研發方法中混合物中不包含鋁酸鹽。另一種較 好的研發方法中混合物中不含硫酸弼。 研發的抽樣過程符合一個數學函數，是一個合成物抗

壓強度的線性回歸函數。較好的研發方法是，合成物中CSH 的百分比可以通過抗壓強度的線性回歸函數測定。因此， -個持續了大Μ 15分鐘的生產過程中產生的合成物可承 受大約43, 5 Mpa的壓力，相當於在合成物中含有大約5 % 的 CSH。 合成物中含有抽樣催化劑，最好的是含有氧化鈣。氧 化鈣的含量占合成物重量的〇到3%，最好是占^到 1% 。氧化鈣是為了加速矽酸鈣晶體的水合作用，從而形成 CSH。 較好的研發方法是，合《物中至少含有放射性阻光 劑’最好是氧化鋅和氧化鉍。放射性阻光劑增強了合成物 的放射性阻光性’並且醫生可以控制修復過程中放射性的 大小。放射性阻光劑，最好是氧化鋅的含量占合成物的2 更優的是5至，"〇%β其巾，放射性阻光劑，最好 是氧化鋅的的粒度和碳化鈣以及矽化鈣的大小相同。氧化 鋅dlO疋〇, 1到〇, 4微米，最好大約〇, 2微米。氧化鋅 d5°疋1至“微米’最好是2到3微米。氧化鋅d90是6 到8微来，最好大約為7微米。石夕化辦㈣的粒度和放射 性阻光劑d5〇粒度的比值小於i G •，最好是G，i到9，更優的 疋〇 ’ 2到5 ’最佳比例是〇，5到4。 201138835 在以上研發内容中，，舟芬 '«大为》的表達方式之後緊跟 著某個給定的數值’實際取值為 m句禮加或減少該數的1 〇 %。 另外，合成物中還含有一肽色 • —巴京最好疋氧化鐵。該

乳化鐵選自黃氧化鐵，红董介雜A 、軋化鐵和棕色氧化鐵。合成物中 色素含量小於1.5% ’最好是〇,5到1%。 另外’合成物中還含有增塑劑，比如Chryso公司出售 的一種名為neomhe的增塑劑；或者是basf出售的一種名 為gl^nium的增塑劑。人占榀Λ 。成物中增塑劑的含量最好占〇 j 到1%。 在最後混合過程的1到6分鐘裏，合成物的彈性模量 低於20 MPa’最好低於1〇MPa，在u到2〇分鐘襄，會超 k 100 MPa °彈性模：!：對於測量合成物混合過程完成到抽 樣過程開始之間的時間具有重要作用，這一時間段常常是 1到6分鐘’同時對於測量抽樣時間也具有重要作用，大 約6到15分鐘，最好是丨〇分鐘作用。 我們可通過使用公司Rhe〇metricScientific，ir^

Piscataway，Nj，USA，銷售的變形流速計測量彈性模量/ 該過程需在以下條件進行：I混合過程完成之後合成物 在間隙為2min，直徑6nun的平行條紋板中產。該板的内部 肌度控制在37 C，將整個樣品封閉起來並保證丨〇〇%潮濕。 實驗條件如下：丨弧每秒的振動頻率，應用變形：〇,⑽。 在這種條件下，變形低於臨界變換值時所有的粘固粉糊狀 物會解體（序列〇, 0015%)傳輸壓力和變形程度有一定比 例。我們因此能夠根據時間測量材料G，的彈性模量變化， 201138835 該過程中材料結構不發生任何改變。 合成物的抗壓強度最好能在—小時内高於50 MPa，並 且在歲天之後達到2〇〇 MPa,通常情況需要7天，但如果要 達到300 MPa則需要一個月。 一種研發的方式的合成物的抗壓強度在24小時可高 於5〇/Pa。另一種研發方式，合成物的抗壓強度在24小 時可高於100 MPa。其他的研發方式的合成物抗壓強度在 24小時可高於15〇 Mpa。 抗壓強度根據ISO 991 7-1:2007準則進行測量.在混 。I程之後’要準備好直徑為4随’高度為的試管， 並放在圓柱形的聚四氟乙稀模型中。這些模型中的糊狀物 不能含有氣泡並且儲存在3rc的保溫箱中15分鐘，在理 想的抽樣時間内保持1〇〇%的潮濕。緊接著將試管脫模在 理想的抽樣時間内健存在3rc的蒸顧水中。這些樣品保存 直至用於邊療中。借助於Universal雜諸（模型2/M 系 統 1400, EdenPrairie，MinneaP〇lis, USA)計算出該模 型有每分鐘0.5職的移動速度，測量試管的抗壓能力有四 個時間點，分別是1小時，1天，7天和28天。 合成物的孔隙率低於1〇%，最好在2到8%之間變化， 7%比較合適。借助於可使孔隙直徑達到3nmi彳_微米， 壓力變化區間為〇,001到…Mpa的機器Mi⑽eritics 心叩㈣ΙΠ來測量含有汞的孔隙(PIM)從而測量合成物 中的孔Is朱表明孔隙數量和孔隙大小的離子的運動可通過 電抓強度測量.在第一次抽樣過後，材料會隨著内部結構 10 201138835 w 自我TO善，其目的在於事材料密度變得更大，孔隙越來越 少〇 研發過程也是一個準備合成物的過程，在這一過程中 我們常常進行一個固體階段和一個液體階段的混合，比如 使用傳統的420轉/秒的攪拌機運行1 〇到50秒，最好是 30秒。 固體階段包含了一些矽酸三鈣或者矽酸三鈣和矽酸二 鈣的混合物。在第一步之後，固體階段包含了一些從矽酸 一 #5以及石夕酸二約CasS i Os和石夕酸二妈Cad i 〇4的混合物中 選取的矽酸鈣。以上提及的矽酸三妈和矽酸二鈣的混合物 最多含占合成物總量1〇%。以生石灰形式存在于合成物中 矽酸三鈣重量低於矽酸三鈣重量的2, 〇 %。如果使用一種 更好的方法，在矽酸三鈣中鈣的摩爾數與矽的摩爾數的比 例為2, 95到3, 05。在最初合成物中使用的矽酸三鈣或 者矽酸二鈣和矽酸二鈣的混合物是用於合成最終研發的合 成物，它們以又薄又白或者白色吸濕的粉末狀存在。 另外’固體階段還包含了一些碳酸鈣Cac〇3，它以白 色或者白色不溶于水的粉末狀存在。 第一種較好的方法是固體階段還包含了放射阻光劑， 尤其是氧化鋅Zr02或者氧化鉍，它們以白色不溶于水的 粉末狀存在。 第二種較好的方法是固體階段還包含了氧化鈣，它以 在酸中溶解呈白色粒狀或者略帶灰色和黃色粒狀的粉末形 式存在並且不溶於乙醇。 11 201138835 在固體階段包含一些色素，如氧化鐵。最好是不溶于 水和酒精以黃色粉末狀存在的黃色氧化鐵Fe(〇)〇H，至少 . 占色素總量的60%;以不溶于水和酒精的紅色粉末狀存在 的紅色氧化鐵Fe(〇)〇H，至少占色素總量的6〇%;棕色氧化 鐵是：紅色氧化鐵：Fe203,黃色氧化鐵：Fe2〇3 H2〇，黑色 氧化鐵：Fe304這三者的混合物；棕色氧化鐵含量大於色素 總量的60%，它以具有磁性和導電性的棕色粉末狀存在， 並且不溶於96%的乙醇。 固體階段包括了 ： -在矽酸三鈣和矽酸二鈣的混合物中矽酸三鈣含量大 於90%，矽酸二鈣含量小於1〇%的。 -碳酸鈣 -氧化妈， -自願選擇，但最好是含有一些放射性粘固粉，最好 是氧化鋅 -自願選擇一些色素，如氧化鐵。 液體階段包含了一些氯化鈣’最好是水合氣化辦 CaC12. 2H20 ’失水物質最好是碳聚合物，這樣我們即可看 出含氧乙烯酯化多甲基酸之後的產物，最好選用增塑劑 neomere或者增塑劑gl6nium ’以及可用于藥物配置的水 在液體階段的溶解過程中，氯化鈣以粉末的形式存在並且 繼續以該形式存在於固體階段。 固體和液體以2到4, 5的比例進行混合，最好是3到 4。最佳選擇是將70 0 mg的固體和170微升，密度大於i， 12 201138835 大約為1, 2的液體混合。 矽酸鈣和水的反應在矽酸鈣晶體表面發生。CSH和二 水氣化鈣使晶體在其孔隙中和晶體表面沉澱。矽酸鈣晶體 的中心並不發生反應，而不溶于水的CSH逐漸將其包裹起 來直到形成一道保護層，這會推遲接下來的反應。由於越 來越多的CSH在晶體表面聚集所以就形成了非常堅硬的糊 狀物質。 根據研發方法，該種合成物是一種可與牙組織保持長 時間（大於30天）結合的牙齒合成物。主要用於修復牙冠 中齲齒的損傷部分。 該合成物可作齲齒牙髓上直接或間接的保護層’主要 疋為了肖t夠重新覆蓋牙髓保持它的生命力。它主要作為牙 髓手術中牙鈿神經的保護層（牙髓切除後需要牙髓神經根 部保護層同時，合成物還可用於修復和重塑受損牙髓。 合成物有助於牙本質的形成，並且有助於牙髓保護屏 的形成。 曰 合成物可作為牙本質的替代物。 速填充。 合成物還能運用於牙病内外科治療法， 尤其適用於快 合成物可作為填充材料，尤其是骨質

它不含細胞毒素， 尤其是骨質填充材料，應用 台療中。 ’合成物最為一種植入物。 iso 74 0 5- -2008合成物具有非常好的生物相 ，無感光性（這表明它不會引起水 13 201138835 腫或者紅斑），不含誘變因數不會造成皮膚發炎也不會造 成眼睛發炎。 合成物還此在原來的位置形成新的組織。 【實施方式】 樣品 借助於義大利公司Montegrosso d’ Asti銷售的速度 為4200轉/分鐘的振動攪拌機M〇ntegrosso d’ Asti運轉 1到50秒，常常是30秒，170微升的液體可和700mg的固 體可混合生產合成物。 當混合一完成’醫生就應當攪拌該混合物。前6分鐘， 物質無任何反應。為了使物質效用最大化，醫生要選擇合 適的時間生成混合物。 液體階段樣品 液體原材料的 名稱 100g的含量（g) . 成分# a b c d e f 二水氣化鈣 29, 4 15 30,4 30,4 25, 2 29,6 增塑劑 Neomere 2 2,5 1,5 1 增塑劑 Glenium 1,5 2 1 純淨水 68,6 82,5 68,1 68,1 72,8 68,4 201138835 100 mg的含量（mg) 成分# 〇 T—Η m σί CO C<1 1 111 '< LO LO 卜 cr> 卜 Csl Μ 1 < CNI CO CD LO 〇〇 卜 LO 卜 CD ^11 < CO o LO 卜 卜 〇〇 卜 LO CNI cr> LO 〇 CO CO O) czT CNI o C3> CO LO o LO 03 〇» CD oa o c=) LO LO CD ΙΟ 卜 LO CO o LO OS oo ◦ 卜 Ο Q LO CD 卜 LO LO Q CO CO CO 〇> CD CO 1>- ① CD 〇〇 LO LO CNI 〇 f < 卜 C2> C5 t—H CD CD CSI 79, 82 LO LO 1' i CD LO CO o Q LO LO LO CO CD C£3 CD r—H LO CD 〇 固體原材料名稱 矽酸三鈣 氧化辞 氧化錢 氧化妈 碳化鈣 黃氧化鐵 紅氧化鐵 棕氧化鐵 dne衾棘岽鹉‘二呀宕鹬吨碳韶蝥，—CO衾棘索鹉，涟翱s£w I g ; f_fe^^4忘09P llmgttr>f叫盔给 201138835 05。蟑荽噠^忘^>類令9鬲9€:^命^ 合成物（固體階段+液體階段） C0 + 〇 0 卜 co 〇J LO OO LO 00 1 1 1 < o 卜 CD 4, 26 o CD CD LO 0 01 CO CO CD LO Ο 〇0 〇〇 i 473, 42 oo CO CD 卜 38,5 o o o 呀 LO OO CO cn> σί LO 4, 08 134, 484 GO + Od 53, 30 σϊ CNI CD CD C<l σί CO CNI 〇 卜 OO CO o o o 2, 05 CO CO CO LO CD 〇〇 〇〇 t-H C<I oo τ··Η oo 呀 OO 却 oo c>i LO CO C3) o 〇> LO OO CO 卜 σ> σΓ LO 4, 08 134,484 CO + LT3 卜 CO CD LO CNI CO l—H T—4 Q CO Ovl o 7, 36 ◦ CO o c=T LO 〇 2, 05 CO CO CO LO <35 〇〇 〇〇 i 512, 27 LO o ，丨· < CD I oa 66,5 Q CD LO Q o LO OO 59, 976 4, 08 134, 484 GO + CO 0 Cvl CJ CO CO 〇 CD o oo CD LO C Ο p_H o CZ5 o 2, 05 CO CO CD LO czT 〇〇 〇〇 ! i 551,61 LO CO Q LO 卜 M < 〇〇 cn> 呀 o o- o o o LO OO 59, 976 4, 08 134, 484 cc + 0 CO CO CD LO 〇 OO CO 卜 OJ cT 00 1 H LO i-H s o CD o 2, 05 CO CO CO LO (〇 00 〇〇 i 511,92 〇 LO CO LO οα CXI l>^ CO T-H LO CO o o o LO OO CO 卜 σί LO 4, 08 134,484 矽酸三鈣 氧化鋅 氧化敍 氧化#5 碳化鈣 1黃色氧化鐵 紅色氧化鐵 棕色氧化鐵 M CO 二水氣化1弓 增塑劑 Neomere 201138835 在固體和液體混合之後24小時測定合成物的抗壓$ 度，結果如下： 組成物 (固體階段+液體階段） 1 + a 3 + a 5 + a. 9 + a 10 + a 抗壓強度(MPa)，混合之後 24h / 250 215 186 245 在合成物產出24小時之後，合成物的抗壓強度大於 50 MPa 。 孔隙率低於10%。 【圖式簡單說明】 無 【主要元件符號說明】 無 17

Claims (1)

1. 201138835 七、申請專利範圍： 1. 一種合成物，包含： -占合成物重量5到6 5 %的石夕酸約晶體 -占合成物重量1到 20%的碳酸鈣晶體 -mCaO · nSi〇2. pH2〇 ( m，η相互獨立，在1到3之間取 值，Ρ在3到6之間取值）含量大於〇到50%，最好是1到 40% ; 矽酸鈣晶體d50粒度與碳酸鈣晶體d50粒度的比值小 於10。 2.如申請專利範圍第1項所述之合成物，其中，石夕酸 鈣來自於純矽酸三鈣。 3. 如申睛專利範圍第1項所述之合成物，其中，碎酸 鈣是矽酸三鈣和矽酸二鈣的混合物，以上混合物中;g夕酸二 鈣含量大於合成物中矽酸鈣總量的1 〇%。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之合成 物’其中’應含有抽樣催化劑’最好是氧化鋅。 物 物 物 物 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之合成 其中，應含有放射阻光劑，最好是氧化辞或者氧化鉍。 6. 如申請專利範圍第丨至5項中任一項所述之合成 其中’應至少含有一種色素 7. 如申請專利範圍第1至 其中，至少含有增塑劑。 8. 如申請專利範圍第1至 最好是氧化鐵。 項中任一項所述之合成 其中’生成1小時之後，抗壓強度大於 項中任一項所述之合成 50 MPa 18 201138835 9·如申請專利範圍第1至7項中任-項所述之合成物， 其中，生成24小時以後，抗壓強度會大於50 Mpa。 10.如中請專利範圍第丨至9項中任—項所述之合成 物’其中，孔隙率低於1〇%。 n_一種如申請專利範圍第1至10項中任一項所述之 合成物準備過程’包含了__個以粉末混合物為主的固體階 段和一個液體階段，.固體階段包括了 ： 純矽酸三鈣或者含量大於90%的矽酸三鈣和含量小於 1 〇%的矽酸二鈣的混合物； ' 碳酸媽； 氧化鈣；' 自願選擇氧化鋅和/或者至少—種色素；及 液體階段包含了氣化鈣，碳聚合物和水，其中固體和 液體含量的比值為2到4，5，最好是3到4 12. —種使用如申請專利範圍第i至1〇項中任_ 述之合成物來修復受損的牙冠’牙病的内科和外科治^所 項所 13. —種使用如申請專利範圍第i至1〇項中任〜乂。 述之合成物來修復受損的牙冠和牙病的内科治療。 19