包括磷酸鹽的牙科填料和組合物的製作方法

2023-05-17 23:55:11

專利名稱：包括磷酸鹽的牙科填料和組合物的製作方法
專利說明包括磷酸鹽的牙科填料和組合物
背景技術：
眾所周知，例如，牙體結構的去礦化會導致齲齒，腐蝕的牙本質、牙骨質和/或牙釉質，通常需要用牙科修復劑治療的病症。儘管這些病症通常能夠使用牙科修復劑充分治療，但是修復的牙體結構時常易於在修復的邊緣周圍進一步腐蝕。
已知將離子(例如鈣，優選鈣和磷)釋放入口腔環境會增強牙體結構的天然再礦化能力。可以認為，增強再礦化可以用作對傳統牙科修複方法的補充、或甚至可以替代傳統牙科修複方法。然而，將鈣和磷釋放入口腔環境的已知組合物(例如，含磷酸鈣的組合物)時常缺少所需的性能，包括例如緩釋能力。
因此，需要能夠將離子(例如，磷和其他離子)釋放入口腔環境的新組合物。
發明概述 在一個方面中，本發明提供一種包括處理的表面的牙科填料，以及製造包括處理的表面的牙科填料的方法。處理的表面包括下式代表的磷酸鹽
其中x＝2-4；每個R獨立地是H或P(O)(O-)2(M+n)2/n，條件是至少一個R基團是P(O)(O-)2(M+2n)2/n和至少一個R基團是H；以及M是價態為n的金屬。還提供包括這種牙科填料的牙科組合物，以及使用這種牙科組合物的方法。
在另一個方面中，本發明提供一種包括可硬化樹脂和/或水可分散的聚合物膜形成劑、以及下式的磷酸鹽的牙科組合物
其中x＝2-4；每個R獨立地是H或P(O)(O-)2(M+n)2/n條件是至少一個R基團是P(O)(O-)2(M+2n)2/n和至少一個R基團是H；以及M是價態為n的金屬。還提供使用這種牙科組合物的方法。
所述牙科填料和組合物優選使牙體結構的再礦化增強，這樣可提供潛在的益處，包括例如再礦化牙釉質和/或牙本質損傷的能力；遮蔽引起敏感性的暴露的牙本質和/或牙骨質細管的能力；復原磨損和/或浸蝕的牙釉質表面的能力；再次密封界面處的微漏區域的能力；以及提高接觸的和鄰近的牙齒結構耐酸侵蝕的能力。
定義 本文中，″粘合劑″或″牙科粘合劑″指用作牙體結構(例如牙齒)預處理、從而將″牙科材料″(例如，″修復材料″，正畸用具(例如，牙託)，或″正畸粘合劑″)粘附到牙體結構上的組合物。″正畸粘合劑″指一種高度(通常大於40wt.％)填充的組合物(與″牙科粘合劑″相比，更相似於″修復材料″)，用於使正畸用具粘附於牙體結構(例如，牙齒)的表面。通常，牙體結構表面被預處理，例如通過浸蝕、塗布底料(priming)和/或塗布粘合劑以增強″正畸粘合劑″對牙體結構表面的粘附。
本文中，″非水性″組合物(例如，粘合劑)指其中未加入水作為組分的組合物。然而，在組合物其他組分中可以有外來的水，但是水總量對非水性組合物的穩定性(例如貯存期限)沒有不利的影響。按非水性組合物的總重計，非水性組合物優選包括小於1wt.％，更優選小於0.5wt.％，最優選小於0.1wt.％的水。
本文中，″自蝕″組合物指在沒有用浸蝕劑預處理牙齒結構表面的情況下，與牙體結構表面粘結的組合物。優選地，自蝕組合物也可以起其中沒有使用單獨的浸蝕劑或底料的自底料作用。
本文中，″自粘合劑″組合物指在沒有用底料或粘結劑預處理牙體結構表面的情況下，能夠與牙體結構表面粘結的組合物。優選地，自粘合組合物也是一種沒有使用單獨的浸蝕劑的自蝕組合物。
本文中，對組合物的″硬化″或″固化″可以交換使用，指聚合和/或交聯反應，包括例如涉及到能夠硬化或固化的一種或多種化合物的光聚合反應和化學聚合技術(例如，形成可有效地聚合烯鍵式不飽和化合物的自由基的離子反應或化學反應)。
本文中，″牙體結構表面″指牙齒結構(例如牙釉質，牙本質，和牙骨質)和骨。
本文中，″牙科材料″指可以與牙體結構表面粘結的材料，包括例如牙科修復劑，正畸用具，和/或正畸粘合劑。
本文中，″(甲基)丙烯醯基″是一種簡化術語，指″丙烯醯基″和/或″甲基丙烯醯基″。例如，″(甲基)丙烯醯氧基″是一種簡化術語，指丙烯醯氧基(即，CH2＝CHC(O)O-)和/或甲基丙烯醯氧基(即，CH2＝C(CH3)C(O)O-)。
本文中，″無定形″材料是不產生可辨別的x-射線粉末衍射圖案的材料。″至少部分結晶的″材料是產生可辨別的x-射線粉末衍射圖案的材料。
本文中，周期表的″族″是指並包括按無機化學IUPAC命名(IUPACNomenclature of Inorganic Chemistry)，Recommendations 1990中定義的第1-18族。
本文中，除非另有所指，″一種(a)″或″一種(an)″指″至少一種″或″一種或多種″。
優選實施方案詳細說明 本發明提供包括磷酸鹽的牙科填料和/或組合物。在一些實施方案中，提供的牙科填料包括含磷酸鹽的處理的表面。在一些實施方案中提供牙科組合物，其包括所述牙科填料。在一些實施方案中提供牙科組合物，其包括磷酸鹽和可硬化樹脂和/或水可分散的聚合物膜形成劑。還提供製造和使用所述牙科填料和/或組合物的方法。
磷酸鹽 本發明使用的磷酸鹽可由下式代表
其中x＝2-4；每個R獨立地是H或P(O)(O-)2(M+n)2/n，條件是至少一個R基團是P(O)(O-)2(M+2n)2/n和至少一個R基團是H；以及M是價態為n的金屬。優選地x＝3。在一些實施方案中，M是第2族金屬、第3族金屬、過渡金屬、鑭系元素或其組合。在一些實施方案中，M是Mg，Ca，Sr，Ba，Zn，Ag，Zr，Sn，或其組合。在一些優選的實施方案中，M是Ca。
示例性的所述磷酸鹽包括例如甘油磷酸鈣，甘油磷酸鋅，甘油磷酸鎂，甘油磷酸鍶，甘油磷酸錫，甘油磷酸鋯，和甘油磷酸銀。優選的磷酸鹽包括甘油磷酸鈣。
牙科填料的表面處理 優選地，通過類似於例如美國專利5,332,429(Mitra等人)中所述的那些方法對牙科填料進行表面處理。簡言之，通過將填料與在其中具有溶解、分散或懸浮的磷酸鹽的液體相組合，可以對所述牙科填料進行表面處理。所述液體或另外的液體可任選地包括另外的表面處理劑(例如氟離子前體，矽烷，鈦酸酯等)。任選地，所述液體包括水，如果使用水性液體，那麼其可以是酸性或鹼性的。一旦處理完畢，可以使用任何常規技術(例如噴幹，烘乾，間隙乾燥(gap drying)，凍幹，及其組合)從表面處理的牙科填料除去至少一部分所述液體。參見，例如美國專利5,980,697(Kolb等人)對間隙乾燥的說明。在一個實施方案中，處理的填料可被烘乾，通常在約30℃～約100℃的乾燥溫度下例如過夜進行。根據需要，表面處理的填料可被進一步加熱。然後，可以使處理和乾燥過的牙科填料過篩，或略微粉碎，以打碎凝聚體。得到的表面處理的牙科填料例如可以加到牙膏中。
適於表面處理的牙科填料可以選自適於加到用於牙科應用的組合物中的各種材料中的一種或多種，如牙科修復組合物中目前使用的填料等。優選地，牙科填料包括多孔的粒子和/或多孔的粒子凝聚體。優選的牙科填料包括納米粒子和/或納米粒子的凝聚體。優選的填料種類包括金屬氧化物，金屬氟化物，金屬氟氧化物，及其組合，其中金屬可以是重或非重金屬。
在優選的實施方案中，牙科填料是選自第2-5族元素、第12-15族元素、鑭系元素及其組合的元素的氧化物、氟化物或氟氧化物。更優選地，所述元素選自Ca，Sr，Ba，Y，La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Ti，Zr，Ta，Zn，B，Al，Si，Sn，P，及其組合。牙科填料可以是玻璃，無定形材料，或結晶材料。任選地，牙科填料可以包括氟離子源。所述牙科填料包括例如氟鋁矽酸鹽玻璃。
填料優選是微細分散的。填料可以具有單峰或多峰(例如，雙峰)粒度分布。優選地，填料的最大粒度(粒子最大尺寸，通常指直徑)小於20微米，更優選小於10微米，和最優選小於5微米。優選地，填料的平均粒度小於2微米，更優選小於0.1微米，最優選小於0.075微米。
填料可以是無機材料。其也可以是在樹脂體系中不溶的交聯有機材料，任選地填充有無機填料。在任何情況下，填料應該是無毒的，並適用於口中。填料可以是射線不透或者射線可透的。填料通常在水中基本上不溶。
適合的無機填料實例是天然存在或合成的材料，包括但不限於石英；氮化物(例如，氮化矽)；衍生自例如Zr，Sr，Ce，Sb，Sn，Ba，Zn，和Al的玻璃；長石；硼矽酸鹽玻璃；高嶺土；滑石；二氧化鈦；低Mohs硬度填料，如公開在美國專利4,695,251(Randklev)中的那些；以及亞微米型二氧化矽粒子(例如熱解二氧化矽，如以商品名AEROSIL從Degussa Corp.，Akron，OH得到的那些，包括″OX 50″，″130″，″150″和″200″二氧化矽，從Cabot Corp.，Tuscola，IL得到的CAB-O-SIL M5二氧化矽)。適合的有機填料粒子實例包括充填或未充填的粉狀聚碳酸酯、聚環氧化物等。
優選的酸不反應性填料粒子是石英，亞微米型二氧化矽，和美國專利4,503，169(Randklev)中所述的非玻璃質微粒子。還可使用這些酸不反應性填料的混合物，及由有機和無機材料製得的組合填料。在某些實施方案中，矽烷處理的氧化鋯-二氧化矽(Zr-Si)填料是特別優選的。
填料也可以是酸反應性填料。適合的酸反應性填料包括金屬氧化物，玻璃，和金屬鹽。常用金屬氧化物包括氧化鋇，氧化鈣，氧化鎂，和氧化鋅。常用玻璃包括硼酸鹽玻璃，磷酸鹽玻璃，和氟鋁矽酸鹽(″FAS″)玻璃。FAS玻璃是特別優選的。FAS玻璃通常含有足量可洗脫的陽離子，從而當玻璃與可硬化組合物的組分混合時，將形成硬化的牙科組合物。玻璃通常也含有足量可洗脫的氟離子，從而硬化的組合物將具有止齲性能。使用FAS玻璃製造領域中技術人員所熟悉的技術，可從含有氟化物、氧化鋁和其他玻璃形成成分的熔融體製造玻璃。FAS玻璃通常是足夠微細分散的粒子形式，從而它們能夠方便地與其他粘固劑組分混合，並且當生成的混合物被用於口中時表現良好。
通常，使用例如沉降分析儀測得，FAS玻璃的平均粒度(通常直徑)不大於約12微米，通常不大於10微米，更通常不大於5微米。適合的FAS玻璃對於本領域技術人員而言是熟悉的，並可從各種商業來源得到，許多可從現有玻璃離聚物粘固劑中得到，如可按商品名VITREMER，VITREBOND，RELY X LUTING CEMENT，RELY XLUTING PLUS CEMENT，PHOTAC-FIL QUICK，KETAC-MOLAR，和KETAC-FIL PLUS(3M ESPE Dental Product，St.Paul，MN)，FUJI IILC和FUJI IX(G-C Dental Industrial Corp.，Tokyo，Japan)和CHEMFILSuperior(Dentsply International，York，PA)得到的那些。需要時可以使用填料混合物。
其他適合的填料公開在美國專利6,306,926(Bretscher等人)，6,387,981(Zhang等人)，6,572,693(Wu等人)和6,730,156(Windisch等人)及國際公開WO 01/30307(Zhang等人)和WO 03/063804(Wu等人)中。這些文獻中所述的填料組分包括納米尺寸的二氧化矽粒子，納米尺寸的金屬氧化物粒子，及其組合。納米填料也公開在美國專利申請10/847,781；10/847,782；以及10/847,803中；這三件申請都在2004年5月17日提交。
按牙科填料的總乾重計(即，不包括處理中所用的液體)，表面處理的牙科填料優選包括至少0.01wt.％，更優選至少0.05wt.％，最優選至少0.1wt.％的磷酸鹽。按牙科填料的總乾重計(即，不包括處理中所用的液體)，表面處理的牙科填料優選包括最多50wt.％，更優選最多30wt.％，最優選最多20wt.％的磷酸鹽。
對於包括表面處理的牙科填料(例如，牙科粘合組合物)的本發明某些實施方案而言，按組合物總重計，所述組合物優選地包括至少1wt.％，更優選至少2wt.％，最優選至少5wt.％的表面處理的牙科填料。對於這些實施方案而言，按組合物總重計，本發明的組合物優選地包括最多40wt.％，更優選最多20wt.％，最優選最多15wt.％的表面處理的牙科填料。
對於其他實施方案(例如，其中組合物是牙科修復劑或正畸粘合劑)而言，按組合物總重計，本發明的組合物優選地包括至少40wt.％，更優選至少45wt.％，最優選至少50wt.％的表面處理的牙科填料。對於這些實施方案而言，按組合物總重計，本發明的組合物優選地包括最多90wt.％，更優選最多80wt.％，再更優選最多70wt.％的填料，最優選最多50wt.％的表面處理的牙科填料。
任選地，牙科填料的處理的表面還可以包括矽烷(例如，在美國專利5，332,429(Mitra等人)中所述的)，抗菌劑(例如氯己定；季銨鹽；含有金屬的化合物，如含有Ag、Sn或Zn的化合物；以及其組合)，和/或氟離子源(例如氟鹽，含有氟的玻璃，含有氟的化合物，及其組合)。
包括磷酸鹽的牙科組合物 在一些實施方案中，本發明提供包括磷酸鹽和可硬化樹脂和/或水可分散的聚合物膜形成劑的牙科組合物。這種牙科組合物可以直接(例如，通過將磷酸鹽與可硬化樹脂或水可分散的聚合物膜形成劑相組合)或間接(例如，通過在可硬化樹脂或水可分散的聚合物膜形成劑中原位生成磷酸鹽)來製備。生成磷酸鹽的合適的原位方法包括例如酸中和和/或陽離子交換反應。
在可硬化樹脂中包括磷酸鹽的牙科組合物包括例如牙科粘合劑，牙科修復劑，和正畸粘合劑。在水可分散的聚合物膜形成劑中包括磷酸鹽的牙科組合物包括例如塗料，塗膜，密封劑，底料，和脫敏劑。在上述一些實施方案中，磷酸鹽存在於表面處理的填料中。在其他實施方案中，磷酸鹽不存在於表面處理的填料中。
對於其中牙科組合物包括在可硬化樹脂中的磷酸鹽，其中磷酸鹽不存在於表面處理的填料中的實施方案，按牙科組合物總重計，牙科組合物優選包括至少0.01wt.％，更優選至少0.1wt.％，最優選至少1wt.％的磷酸鹽。對於這些實施方案而言，按牙科組合物總重計，牙科組合物優選包括最多70wt.％，更優選最多50wt.％，最優選最多25wt.％的磷酸鹽。
對於其中牙科組合物包括在水可分散的聚合物膜形成劑中的磷酸鹽，其中磷酸鹽不存在於表面處理的填料中的實施方案，按牙科組合物總重計，牙科組合物優選包括至少0.01wt.％，更優選至少0.1wt.％，最優選至少1wt.％的磷酸鹽。對於這些實施方案而言，按牙科組合物總重計，牙科組合物優選包括最多70wt.％，更優選最多50wt.％，最優選最多25wt.％的磷酸鹽。
本發明的牙科組合物還可以包括任選的下述添加劑。
所述牙科組合物可以用作牙科底料，牙科粘合劑，洞襯劑，洞清洗劑，粘固劑，塗料，塗膜，正畸粘合劑，修復劑，密封劑，脫敏劑，及其組合。
包括可硬化樹脂的牙科組合物 本發明的牙科組合物用於處理硬表面，優選地用於處理硬組織，如牙本質，牙釉質，和骨。所述牙科組合物可以是水性的或非水性的。在一些實施方案中，在應用牙科材料之前，所述組合物可被硬化(例如，通過常規光聚合和/或化學聚合技術聚合)。在其他實施方案中，在應用牙科材料之後，組合物可被硬化(例如，通過常規光聚合和/或化學聚合技術聚合)。
在本發明的方法中可以用作牙科材料和牙科粘合劑組合物的合適可光聚合的組合物可以包括環氧樹脂(其含有陽離子活性環氧基團)，乙烯基醚樹脂(其含有陽離子活性乙烯基醚基團)，烯鍵式不飽和化合物(其含有自由基活性不飽和基團，例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)，及其組合。還適合的是在單一化合物中同時含有陽離子活性官能團和自由基活性官能團的可聚合材料。其例子包括環氧官能的(甲基)丙烯酸酯。
帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物 本文中，帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物包括具有烯鍵式不飽和及酸和/或酸前體官能團的單體、低聚物和聚合物。酸前體官能團包括例如酸酐、醯基滷和焦磷酸酯。
帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物包括例如α，β-不飽和酸性化合物，如甘油磷酸酯單(甲基)丙烯酸酯，甘油磷酸酯二(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸羥乙酯(例如，HEMA)磷酸酯，雙((甲基)丙烯醯氧基乙基)磷酸酯，((甲基)丙烯醯氧基丙基)磷酸酯，雙((甲基)丙烯醯氧基丙基)磷酸酯，雙((甲基)丙烯醯氧基)丙氧基磷酸酯，(甲基)丙烯醯氧基己基磷酸酯，雙((甲基)丙烯醯氧基己基)磷酸酯，(甲基)丙烯醯氧基辛基磷酸酯，雙((甲基)丙烯醯氧基辛基)磷酸酯，(甲基)丙烯醯氧基癸基磷酸酯，雙((甲基)丙烯醯氧基癸基)磷酸酯，己內酯甲基丙烯酸酯磷酸酯，檸檬酸二或三甲基丙烯酸酯，聚(甲基)丙烯酸酯化的低聚馬來酸，聚(甲基)丙烯酸酯化的聚馬來酸，聚(甲基)丙烯酸酯化的聚(甲基)丙烯酸，聚(甲基)丙烯酸酯化的多羧基-多膦酸，聚(甲基)丙烯酸酯化的多氯磷酸，聚(甲基)丙烯酸酯化的多磺酸酯，聚(甲基)丙烯酸酯化的多硼酸等，它們可用作可硬化樹脂體系中的組分。也可以使用不飽和碳酸如(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸酯化的芳族酸(例如，甲基丙烯酸酯化的偏苯三酸)，和其酸酐的單體，低聚物，和聚合物。本發明某些優選的組合物包括具有至少一個P-OH部分的帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物。
這些化合物中的某些例如作為(甲基)丙烯酸異氰醯基烷酯和羧酸的反應產物而得到。其他同時具有酸官能性和烯鍵式不飽和成分的這類化合物公開在美國專利4,872,936(Engelbrecht)和5,130,347(Mitra)中。可以使用同時含有烯鍵式不飽和部分和酸部分的各種此類化合物。需要時可以使用這類化合物的混合物。
其他帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物包括例如可聚合的雙膦酸，公開在例如2002年12月30日提交的美國臨時申請60/437,106中；AAITAIEM (通過使丙烯酸衣康酸共聚物與足夠的甲基丙烯酸2-異氰醯基乙酯反應，將共聚物的部分酸基團轉化成甲基丙烯酸酯側基，而得到的帶有甲基丙烯酸酯側基的丙烯酸衣康酸的共聚物，例如公開在美國專利5,130,347(Mitra)的實施例11中)；以及美國專利4,259,075(Yamauchi等人)，4,499,251(Omura等人)，4,537,940(Omura等人)，4,539,382(Omura等人)，5,530,038(Yamamoto等人)，6,458,868(Okada等人)，和歐洲專利申請公開EP 712,622(Tokuyama Corp.)和EP1,051,961(Kuraray Co.，Ltd.)中所述的那些。
本發明的組合物也可包括帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物的組合，例如公開在2004年8月11日提交的美國臨時申請60/600,658中。
優選地，按未充填的組合物總重計，本發明的組合物包括至少1wt.％，更優選至少3wt.％，最優選至少5wt.％的帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物。優選地，按未充填的組合物總重計，本發明的組合物包括最多80wt.％，更優選最多70wt.％，最優選最多60wt.％的帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物。
不帶酸官能團的烯鍵式不飽和化合物 本發明的組合物除了帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物之外，也可包括一種或多種可聚合的組分，從而形成可硬化的組合物。可聚合的組分可以是單體，低聚物，或聚合物。
在某些實施方案中，所述組合物是可光聚合的，即，所述組合物含有可光聚合的組分和光引發劑(即，光引發劑體系)，所述光引發劑在用光化射線輻照時，引發組合物的聚合(或硬化)。這種可光聚合的組合物可以是自由基可聚合的。
在某些實施方案中，組合物是化學可聚合的，即組合物含有化學可聚合的組分和化學引發劑(即，引發劑體系)，所述化學引發劑未用光化射線輻照就能聚合、固化或以其他方式硬化所述組合物。這種化學可聚合的組合物有時稱作″自固化″組合物，其可以包括玻璃離聚物粘固劑，樹脂改性的玻璃離聚物粘固劑，氧化還原固化體系，及其組合。
優選地，按未充填的組合物總重計，本發明的組合物包括至少5wt.％，更優選至少10wt.％，最優選至少15wt.％的不帶酸官能團的烯鍵式不飽和化合物。優選地，按未充填的組合物總重計，本發明的組合物包括最多95wt.％，更優選最多90wt.％，最優選最多80wt.％的不帶酸官能團的烯鍵式不飽和化合物。
可光聚合的組合物 適合的可光聚合的組合物可以包括可光聚合的組分(例如化合物)，所述可光聚合的組分包括烯鍵式不飽和化合物(其含有自由基活性不飽和基團)。適用的烯鍵式不飽和化合物的實例包括丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，羥基官能的丙烯酸酯，羥基官能的甲基丙烯酸酯，及其組合。
可光聚合的組合物可以包括具有自由基活性官能團的化合物，其可包括具有一個或多個烯鍵式不飽和基團的單體、低聚物和聚合物。適合的化合物含有至少一個烯鍵式不飽和鍵，並能夠發生加成聚合。這種自由基可聚合的化合物包括單-、二-或聚(甲基)丙烯酸酯(即，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)，如(甲基)丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸異丙酯，丙烯酸正己酯，丙烯酸硬脂醯酯，丙烯酸烯丙酯，三丙烯酸甘油酯，二丙烯酸乙二醇酯，二丙烯酸二乙二醇酯，二甲基丙烯酸三乙二醇酯，二(甲基)丙烯酸1，3-丙二醇酯，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，三甲基丙烯酸1，2，4-丁三醇酯，二丙烯酸1，4-環己二醇酯，四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯，六丙烯酸山梨糖醇酯，(甲基)丙烯酸四氫糠酯，雙[1-(2-丙烯醯氧基)]-對-乙氧基苯基二甲基甲烷，雙[1-(3-丙烯醯氧基-2-羥基)]-對-丙氧基苯基二甲基甲烷，乙氧基化的雙酚A二(甲基)丙烯酸酯，和三羥乙基-異氰脲酸酯三甲基丙烯酸酯；(甲基)丙烯醯胺(即，丙烯醯胺和甲基丙烯醯胺)，如(甲基)丙烯醯胺，亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺，和雙丙酮(甲基)丙烯醯胺；氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯；聚乙二醇的雙(甲基)丙烯酸酯(優選分子量為200-500)，丙烯酸酯化的單體的可共聚合的混合物，如公開在美國專利4,652,274(Boettcher等人)中的那些，丙烯酸酯化的低聚物，如公開在美國專利4,642,126(Zador等人)中的那些，和聚(烯鍵式不飽和)氨基甲醯基異氰脲酸酯，如公開在美國專利4,648,843(Mitra)中的那些；以及乙烯基化合物，如苯乙烯，鄰苯二甲酸二烯丙酯，琥珀酸二乙烯酯，己二酸二乙烯酯和鄰苯二甲酸二乙烯酯。其他適合的自由基可聚合的化合物包括矽氧烷官能的(甲基)丙烯酸酯，例如公開在WO-00/38619(Guggenberger等人)，WO-01/92271(Weinmann等人)，WO-01/07444(Guggenberger等人)，WO-00/42092(Guggenberger等人)中，和氟聚物官能的(甲基)丙烯酸酯，例如公開在美國專利5,076,844(Fock等人)，美國專利4,356,296(Griffith等人)，EP-0373 384(Wagenknecht等人)，EP-0201 031(Reiners等人)，和EP-0201 778(Reiners等人)中。需要時可以使用兩種或多種自由基可聚合的化合物的混合物。
所述可聚合的組分在單個分子中也可以含有羥基和自由基活性的官能團。這種材料的實例包括(甲基)丙烯酸羥烷酯，如(甲基)丙烯酸2-羥乙酯和(甲基)丙烯酸2-羥丙酯；甘油單-或二-(甲基)丙烯酸酯；三羥甲基丙烷單-或二-(甲基)丙烯酸酯；季戊四醇單-、二-和三-(甲基)丙烯酸酯；山梨糖醇單-、二-、三-、四-或五-(甲基)丙烯酸酯；以及2，2-雙[4-(2-羥基-3-甲基丙烯醯氧基丙氧基)苯基]丙烷(bisGMA)。適合的烯鍵式不飽和化合物也可從各種商業源得到，如Sigma-Aldrich，St.Louis。需要時可以使用烯鍵式不飽和化合物的混合物。
在某些實施方案中，可光聚合的組分包括PEGDMA(二甲基丙烯酸聚乙二醇酯，分子量約400)，bisGMA，UDMA(氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯)，GDMA(二甲基丙烯酸甘油酯)，TEGDMA(二甲基丙烯酸三乙二醇酯)，公開在美國專利6,030,606(Holmes)中的bisEMA6，和NPGDMA(新戊二醇二甲基丙烯酸酯)。需要時可以使用可聚合的組分的各種組合。
適用於對自由基可光聚合的組合物進行聚合的光引發劑(即，包括一種或多種化合物的光引發劑體系)包括二元和三元體系。常用三元光引發劑包括碘鹽，光敏劑，和美國專利5,545,676(Palazzotto等人)中所述的電子給體化合物。優選的碘鹽是二芳基碘鹽，例如氯代二苯基碘，六氟磷酸二苯基碘，四氟硼酸二苯基碘，和四(五氟苯基)硼酸甲苯基枯基碘。優選的光敏劑是吸收400nm～520nm(優選地，450nm～500nm)內的一些光的單酮和二酮。更優選的化合物是在400nm～520nm(更優選，450～500nm)內具有一些光吸收的α-二酮。優選的化合物是樟腦醌，苯偶醯，糠偶醯，3，3，6，6-四甲基環己二酮，菲醌，1-苯基-1，2-丙烷二酮和其他1-芳基-2-烷基-1，2-乙烷二酮，和環狀α-二酮。最優選的是樟腦醌。優選的電子給體化合物包括取代的胺，例如二甲基氨基苯甲酸乙酯。用於對陽離子可聚合的樹脂進行光聚合的其他適合三元光引發劑體系公開在例如美國專利公開2003/0166737(Dede等人)中。
用於對自由基可光聚合的組合物進行聚合的其他適合的光引發劑包括功能波長通常為380nm～1200nm的氧化膦類。優選的具有功能波長為380nm～450nm的氧化膦自由基引發劑是醯基和二醯基氧化膦，如公開在美國專利4,298,738(Lechtken等人)，4,324,744(Lechtken等人)，4,385,109(Lechtken等人)，4,710,523(Lechtken等人)，和4,737,593(Ellrich等人)，6,251,963(Kohler等人)；以及EP申請0173567 A2(Ying)中的那些。
用大於380nm～450nm的波長輻照時能夠自由基引發的市售氧化膦光引發劑包括雙(2，4，6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦(IRGACURE819，Ciba Specialty Chemicals，Tarrytown，NY)，雙(2，6-二甲氧基苯甲醯基)-(2，4，4-三甲基戊基)氧化膦(CGI 403，Ciba Specialty Chemicals)，雙(2，6-二甲氧基苯甲醯基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦和2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮按重量計25∶75的混合物(IRGACURE 1700，Ciba SpecialtyChemicals)，雙(2，4，6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦和2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮按重量計1∶1的混合物(DAROCUR 4265，Ciba SpecialtyChemicals)，和乙基2，4，6-三甲基苄基苯基亞膦酸酯(LUCIRINLR8893X，BASF Corp.，Charlotte，NC)。
通常，氧化膦引發劑在可光聚合的組合物中以催化有效量存在，如按組合物總重計為0.1wt.％～5.0wt.％。
叔胺還原劑可與醯基氧化膦一起使用。本發明所用的示例性叔胺包括乙基4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸酯和N，N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯。如果存在胺還原劑，那麼按組合物總重計，其在可光聚合的組合物中的量為0.1wt.％～5.0wt.％。其他引發劑的適用量對於本領域技術人員是公知的。
化學可聚合的組合物 化學可聚合的組合物可以包括氧化還原固化體系，其包括可聚合的組分(例如，烯鍵式不飽和可聚合的組分)和氧化還原劑，氧化還原劑包括氧化劑和還原劑。適用於本發明中的可聚合的組分、氧化還原劑、任選的酸官能性組分和任選的填料公開在美國專利公開2003/0166740(Mitra等人)和2003/0195273(Mitra等人)中。
還原劑和氧化劑應該彼此反應或以其他方式彼此協作產生能夠引發樹脂體系(例如，烯鍵式不飽和組分)聚合的自由基。這種固化是暗反應，即不依賴於光的存在，能夠在沒有光的情況下進行。還原劑和氧化劑優選具有足夠的貯存穩定性，並且不會發生不期望的變色，從而使得它們可以在常見牙科條件下貯存和使用。它們應該能夠與樹脂體系充分混合(並優選是水可溶的)，從而能夠易於溶解在可聚合的組合物的其他組分中(並且防止分離)。
有用的還原劑包括抗壞血酸，抗壞血酸衍生物，和美國專利5,501,727(Wang等人)中所述的金屬配合的抗壞血酸化合物；胺，特別是叔胺，如4-叔丁基二甲基苯胺；芳族亞磺酸鹽，如對甲苯亞磺酸鹽和苯亞磺酸鹽；硫脲，如1-乙基-2-硫脲，四乙基硫脲，四甲基硫脲，1，1-二丁基硫脲，和1，3-二丁基硫脲；以及其混合物。其他次要的還原劑(secondary reducing agents)可以包括氯化鈷(II)，氯化亞鐵，硫酸亞鐵，肼，羥基胺(取決於氧化劑的選擇)，連二亞硫酸根或亞硫酸根陰離子的鹽，和其混合物。優選地，還原劑是胺。
適合的氧化劑對於本領域技術人員而言也是熟悉的，包括但不限於過硫酸和其鹽，如鈉、鉀、銨、銫和烷基銨鹽。其他氧化劑包括過氧化物，如過氧化苯甲醯，過氧化氫如枯基過氧化氫、叔丁基過氧化氫和戊基過氧化氫，及過渡金屬的鹽如氯化鈷(III)、氯化鐵、硫酸鈰(IV)，過硼酸和其鹽，高錳酸和其鹽，過磷酸和其鹽，和其混合物。
需要時可以使用多於一種氧化劑或多於一種還原劑。也可以加入少量過渡金屬化合物，以加速氧化還原固化的速率。在一些實施方案中，優選地可包括二次離子鹽(secondary ionic salt)，以增強可聚合的組合物的穩定性，這公開在美國專利公開2003/0195273(Mitra等人)中。
還原劑和氧化劑的存在量需足以允許足夠的自由基反應速率。這可通過將除任選的填料之外的可聚合的組合物的所有成分相組合，並觀察是否得到硬化的團塊來進行評價。
優選地，按可聚合的組合物的各組分總重計(包括水)，還原劑存在量為至少0.01wt.％，更優選至少0.1wt.％。優選地，按可聚合的組合物的各組分總重計(包括水)，還原劑存在量不大於10wt.％，更優選不大於5wt.％。
優選地，按可聚合的組合物的各組分總重計(包括水)，氧化劑存在量為至少0.01wt.％，更優選至少0.10wt.％。優選地，按可聚合的組合物的各組分總重計(包括水)，氧化劑存在量不大於10wt.％，更優選不大於5wt.％。
還原劑或氧化劑可以按美國專利5,154,762(Mitra等人)所述的進行微囊包封。這通常會增強可聚合的組合物的貯存穩定性，並且如需要的話允許將還原劑和氧化劑包裝在一起。例如，通過適當地選擇密封劑，可將氧化劑和還原劑與酸官能性組分和任選的填料相組合，並保持在貯存穩定態。同樣，通過適當地選擇水不溶性密封劑，可將還原劑和氧化劑與FAS玻璃和水相組合，並保持在貯存穩定態。
所述氧化還原固化體系可以與其他固化體系相組合，例如，與美國專利5,154,762(Mitra等人)中所述的可光聚合的組合物相組合。
在一些實施方案中，包括可硬化樹脂的本發明牙科組合物可被硬化，以製造選自牙冠、填充物、研磨坯料(mill blank)、正畸裝置和修補物的牙科製品。
水可分散的聚合物膜形成劑 在一些實施方案中，所述水可分散的聚合物膜形成劑包括含有下述極性或可極化基團的重複單元。在某些實施方案中，水可分散的聚合物膜形成劑還包括含有氟釋放基團的重複單元，含有疏水性烴基團的重複單元，含有接枝聚矽氧烷鏈的重複單元，含有疏水性含氟基團的重複單元，含有調節基團的重複單元，或其組合，如下所述。在一些實施方案中，所述聚合物任選地包括反應性基團(例如，烯鍵式不飽和基團，環氧基團，或能夠發生縮聚反應的矽烷部分)。示例性水可分散的聚合物膜形成劑記載在例如美國專利5,468,477(Kumar等人)，5,525,648(Aasen等人)，5,607,663(Rozzi等人)，5,662,887(Rozzi等人)，5,725,882(Kumar等人)，5,866,630(Mitra等人)，5,876,208(Mitra等人)，5,888,491(Mitra等人)，和6,312,668(Mitra等人)中。
含有極性或可極化基團的重複單元衍生自乙烯基單體，如丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，巴豆酸酯，衣康酸酯等。極性基團可以是酸性的，鹼性的或鹽。這些基團還可以是離子的或中性的。
極性或可極化基團的例子包括中性的基團，如羥基、硫基、取代和未取代的醯氨基、環狀醚(如環氧乙烷、氧雜環丁烷、呋喃和吡喃)，鹼性基團(如膦和胺，包括伯胺、仲胺、叔胺)，酸性基團(如C，S，P，B的含氧酸和硫代含氧酸)，離子基團(如季銨，羧酸鹽，磺酸鹽等)，和這些基團的前體和受保護形式。此外，極性或可極化基團可以是大分子單體。這種基團的更具體例子如下。
極性或可極化基團可以衍生自以下通式代表的單或多官能的含羧基分子 CH2＝CR2G-(COOH)d 其中R2＝H，甲基，乙基，氰基，羧基或羧甲基，d＝1-5，G是鍵、或者是價態d+1並含有1-12個碳原子的烴基連接基團，所述烴基連接基團任選地被取代或未取代的雜原子(如O，S，N和P)所取代和/或插入。任選地，可以鹽形式提供這種單元。此類別的優選單體是丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸，和N-丙烯醯基氨基乙酸。
極性或可極化基團例如可以衍生自以下通式代表的單或多官能的含羥基分子 CH2＝CR2-CO-L-R3-(OH)d 其中R2＝H，甲基，乙基，氰基，羧基或羧基烷基，L＝O、NH，d＝1-5，R3是價態d+1並含有1-12個碳原子的烴基。此類別的優選單體是(甲基)丙烯酸羥乙酯，(甲基)丙烯酸羥丙酯，(甲基)丙烯酸羥丁酯，單(甲基)丙烯酸甘油酯，三(羥甲基)乙烷單丙烯酸酯，單(甲基)丙烯酸季戊四醇酯，N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺，羥乙基(甲基)丙烯醯胺，和羥丙基(甲基)丙烯醯胺。
或者，極性或可極化基團可衍生自以下通式的單或多官能的含氨基分子 CH2＝CR2-CO-L-R3-(NR4R5)d 其中R2，L，R3，和d如上所定義，R4和R5是H或1-12個碳原子的烷基或它們一起構成碳環或雜環基團。此類別的優選單體是(甲基)丙烯酸氨基乙酯，(甲基)丙烯酸氨基丙酯，(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯，(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯，N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯醯胺，N-異丙基氨基丙基(甲基)丙烯醯胺，和4-甲基-1-丙烯醯基-哌嗪。
極性或可極化基團還可以衍生自烷氧基取代的(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯醯胺，如(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯，(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯，單(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯或單(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯。
極性或可極化基團單元可以衍生自以下通式的取代或未取代的銨單體
其中R2，R3，R4，R5，L和d如上所定義，其中R6是H或1-12個碳原子的烷基，Q-是有機或無機陰離子。這種單體的優選例子包括2-N，N，N-三甲基銨乙基(甲基)丙烯酸酯，2-N，N，N-三乙基銨乙基(甲基)丙烯酸酯，3-N，N，N-三甲基銨丙基(甲基)丙烯酸酯，N(2-N′，N′，N′-三甲基銨)乙基(甲基)丙烯醯胺，N-(二甲基羥乙基銨)丙基(甲基)丙烯醯胺，或其組合，其中反荷離子可以包括氟離子、氯離子、溴離子、乙酸根、丙酸根、月桂酸根、棕櫚酸根、硬脂酸根或其組合。所述單體還可以是有機或無機反荷離子的N，N-二甲基二烯丙基銨鹽。
通過使用上述任何含氨基的單體作為極性或可極化基團、和用有機或無機酸將所得聚合物酸化至側鏈氨基基本上被質子化的pH，可以製備含有銨基團的聚合物。通過用烷基化基團烷基化上述氨基聚合物可以製備完全取代的含有銨基團的聚合物，所述方法在本領域中常稱作Menschutkin反應。
極性或可極化基團還可以衍生自含有磺酸基團的單體，如乙烯基磺酸，苯乙烯磺酸，2-丙烯醯氨基-2-甲基丙烷磺酸，烯丙氧基苯磺酸等。或者，極性或可極化基團可以衍生自含有磷酸或硼酸基團的單體。這些單體可以質子化的酸形式用作單體，並且得到的相應聚合物可以用有機或無機鹼中和，得到聚合物的鹽形式。
極性或可極化基團的優選重複單元包括丙烯酸，衣康酸，N-異丙基丙烯醯胺，或其組合。
在某些實施方案中，所述水可分散的聚合物膜形成劑還包括含有氟釋放基團的重複單元。優選的氟釋放基團包括四氟硼酸根陰離子，記載在例如美國專利4,871,786(Aasen等人)中。氟釋放基團的優選重複單元包括三甲基銨乙基甲基丙烯酸酯。
在某些實施方案中，所述水可分散的聚合物膜形成劑還包括含有疏水性烴基團的重複單元。示例性疏水性烴基團衍生自重均分子量大於160的烯鍵式不飽和的預成形烴部分。優選地，所述烴部分其分子量至少160。優選地，所述烴部分其分子量最多100,000，更優選最多20,000。烴部分可以是芳香性或非芳香性的，並任選可以含有部分或完全飽和的環。優選的疏水性烴部分是丙烯酸和甲基丙烯酸的十二烷酯和十八烷酯。其他優選的疏水性烴部分包括從可聚合的烴製備的所需分子量的大分子單體，所述可聚合的烴如乙烯，苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯基甲苯，和甲基丙烯酸甲酯。
在某些實施方案中，所述水可分散的聚合物膜形成劑還包括含有疏水性含氟基團的重複單元。疏水性含氟基團的示例性重複單元包括1，1-二氫全氟烷醇和如下同系物的丙烯酸或甲基丙烯酸酯CF3(CF2)xCH2OH和CF3(CF2)x(CH2)yOH，其中x是0～20，y是至少1直至10；ω-氫氟烷醇(HCF2(CF2)x(CH2)yOH)，其中x是0～20，y是至少1直至10；氟烷基磺醯氨基醇；環狀氟烷基醇；以及CF3(CF2CF2O)q(CF2O)x(CH2)yOH，其中q是2～20且大於x，x是0～20，y是至少1直至10。
疏水性含氟基團的優選重複單元包括2-(甲基(九氟丁基)磺醯基)氨基)乙基丙烯酸酯，2-(甲基(九氟丁基)磺醯基)氨基)乙基甲基丙烯酸酯，或其組合。
在某些實施方案中，所述水可分散的聚合物膜形成劑還包括含有接枝聚矽氧烷鏈的重複單元。接枝聚矽氧烷鏈衍生自烯鍵式不飽和的預成形有機矽氧烷鏈。這種單元的分子量通常高於500。接枝聚矽氧烷鏈的優選重複單元包括矽樹脂大分子。
本發明的用於提供接枝聚矽氧烷鏈的單體是具有單一官能團(乙烯基，烯鍵式不飽和，丙烯醯基，或甲基丙烯醯基)的末端官能的聚合物，有時稱作大分子單體或″大分子″。這種單體是已知的，並可以通過記載在例如美國專利3,786,116(Milkovich等人)和3,842,059(Milkovich等人)中的方法來製備。製備聚二甲基矽氧烷大分子單體和隨後與乙烯基單體共聚合記載在Y.Yamashita等人的幾篇論文中，[Polymer J.14，913(1982)；ACS Polymer Preprints 25(1)，245(1984)；Makromol.Chem.185，9(1984)]。
在某些實施方案中，所述水可分散的聚合物膜形成劑還包括含有調節基團的重複單元。示例性調節基團衍生自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯或其他乙烯基可聚合的初始單體，任選地含有調節如玻璃化轉變溫度，載體介質中的溶解度，親水性-疏水性平衡等的官能團。
調節基團的例子包括1-12個碳的直鏈、支鏈或環狀醇的低級到中級甲基丙烯酸酯。調節基團的其他例子包括苯乙烯，乙烯基酯，氯乙烯，偏二氯乙烯，丙烯醯基單體等。
優選的膜形成劑是基於丙烯酸酯的共聚物和氨基甲酸酯聚合物，如AVALURE系列化合物(例如，AC-315和UR-450)，和基於卡波姆(carbomer)的聚合物，如CARBOPOL系列的聚合物(例如，940NF)，所有均可從Noveon，Inc.，Cleveland，OH得到。
任選的添加劑 任選地，本發明的組合物可含有溶劑(例如，醇(例如丙醇，乙醇)，酮(例如丙酮，甲基乙基酮)，酯(例如乙酸乙酯)，其他非水性溶劑(例如二甲基甲醯胺，二甲基乙醯胺，二甲基亞碸，1-甲基-2-吡咯烷酮))，和水。
需要時，本發明的組合物可以含有添加劑，如指示劑，染料，顏料，抑制劑，加速劑，粘度調節劑，潤溼劑，酒石酸，螯合劑，緩衝劑，穩定劑，和本領域技術人員熟悉的其他相似成分。此外，藥物或其他治療物質可任選地被加到牙科組合物中。實例包括但不限於氟源，增白劑，抗齲齒劑(例如，木糖醇)，鈣源，磷源，再礦化劑(例如，磷酸鈣化合物)，酶，口氣清新劑，麻醉劑，凝固劑，酸中和劑，化學治療劑，免疫反應調節劑，觸變膠，多元醇，抗炎劑，抗菌劑，抗真菌劑，治療口腔乾燥藥劑，脫敏劑等，它們都常用於牙科組合物中。可以使用任意的上述添加劑的組合。本領域技術人員可以選擇任一種添加劑的量，從而達到所需的結果，而不需要過多的實驗。
使用方法 使用本發明組合物的示例性方法記載在以下實施例中。在本發明的一些實施方案中，本發明的牙科組合物可以與牙齒結構接觸以治療牙齒結構。在一些實施方案中，將本發明的牙科組合物置於口腔環境中可以實現再礦化，降低敏感性，和/或保護牙齒結構。在優選的實施方案中，將本發明的牙科組合物置於口腔環境中從而將離子(例如，含鈣、磷和/或氟的離子)遞送到口腔環境中。
下面的實施例進一步闡明本發明的目的和優點，但是這些實施例中所述的特定材料和其量以及其他條件和細節不應被解釋為不適當地限制本發明。除非另有所指，所有的份數和百分比都是按重量計，所有的水都是去離子水，和所有的分子量都是重均分子量。
實施例 測試方法 耐壓強度(CS)測試方法 根據ANSI/ASA說明書No.27(1993)測量試樣的耐壓強度。試樣裝在4-mm(內徑)的玻璃管中；玻璃管用矽樹脂橡膠塞塞住；然後對玻璃管以約0.28MPa的壓力軸向壓縮5分鐘。通過用兩個相對放置的VISILUX Model 2500藍燈槍(3M Co.，St.Paul，MN)曝光使試樣光固化90秒，然後在Dentacolor XS單元(Kulzer，Inc.，Germany)中輻照180秒。用金剛石鋸切割固化的試樣，形成8-mm長圓柱形塞，用於測量耐壓強度。測試之前，將塞子保存在37℃蒸餾水中24小時。在帶有10千牛頓(kN)測壓元件的Instron測試儀(Instron 4505，Instron Corp.，Canton，MA)上，以十字頭速度1mm/分鐘進行測量。製備五個圓柱體固化試樣並測量，結果是5次測量的平均值，單位MPa。
徑向拉伸強度(DTS)測試方法 根據ANSI/ASA說明書No.27(1993)測量試樣的徑向拉伸強度。按CS測試方法所述製備試樣，不同之處在於固化的試樣切割成2.2-mm厚圓盤，用於測量DTS。如上所述，將圓盤保存在水中，用帶有10(kN)測壓元件的Instron測試儀(Instron 4505，Instron Corp.)以十字頭速度1mm/分鐘進行測量。製備五個圓盤固化試樣並測量，結果是5次測量的平均值，單位MPa。
工作時間(WT)測試方法 根據以下過程測量混合的粘固劑固化的工作時間。使用之前工具和糊狀物保存在恆溫恆溼室(22℃和50％RH)中，在同一室中進行此過程。通過抹刀在墊子上混合選定量的A和B糊狀物25秒(sec)，得到的混合組合物試樣轉移進8-cm×10-cm塑料塊(plastic block)的半圓柱溝部分(8-cm長，1-cm寬和3-mm深)中。在1:00min時，使用球點(1-mm直徑)開槽器通過溝每隔30sec開出垂直槽；在2:00min時，每隔15sec開出槽；在接近工作時間結束時，每隔10sec開出槽。當粘固劑試樣的塊體隨開槽器移動時，測定工作時間。工作時間記錄為2或3次測量的平均值。
光譜不透明度(SO)測試方法 修正ASTM-D2805-95以測量厚度約1.0mm的牙科材料的光譜不透明度。通過用距圓盤每一側6mm的3M Visilux-2牙科固化燈照射60秒，使圓盤形1-mm厚×20-mm直徑試樣固化。以單獨的白色和黑色背景，在帶有3/8英寸孔的Ultrascan XE色度計(Hunter Associates Labs，Reston，VA)上測量圓盤的Y-三色值。對於所有測量使用沒有濾光片的D65發光體。使用10度的觀察角。白色和黑色基底的Y-三色值分別是85.28和5.35。光譜不透明度定義為黑色基底上的材料反射率與白色基底上的相同材料反射率之比。反射率定義為等於Y-三色值。因此，光譜不透明度＝RB/RW，其中RB＝黑色基底上的圓盤反射率和Rw＝白色基底上的相同圓盤反射率。光譜不透明度是無單位的。較低光譜不透明度值表明較低的視覺不透明度和較大的材料半透明度。
視覺不透明度(MacBeth值)測試方法 通過用距圓盤每一側6mm的VISILUX 2固化燈(3M Company，St.Paul，MN)照射60秒，使圓盤形(1-mm厚×15-mm直徑)糊狀物試樣固化。使用從MacBeth(MacBeth，Newburgh，NY)得到的帶有可見光濾光片的MacBeth透射光密度計Model TD-903，通過測量穿過圓盤厚度的光透射，測量硬化試樣的直接光透射。較低MacBeth值表明較低的視覺不透明度和較大的材料半透明度。所記錄的值是3次測量的平均值。
Barcol硬度測試方法 使用Barcol硬度儀(型號GYZJ-935；Barber Coleman，Inc.，LovesPark，IL)測量固化之後的硬度；使用帶有該硬度儀的一組校準圓盤監測該硬度儀的性能一致性。試樣材料裝進2-mm深聚四氟乙烯模具中的5-mm直徑圓球切口(cutout)中。Mylar膜用作模具每一側上的襯墊，以確保模具被完全填充，並且試樣與模具表面齊平。然後試樣被光固化60秒，然後在環境條件下放置5分鐘，其後根據儀器說明測試硬度。
對牙本質(AD)和對牙釉質的粘附(AE)的測試方法 根據美國專利6,613,812(Bui等人)所記載過程測量對牙本質和對牙釉質的粘附，不同之處在於所用光固化曝光時間為20秒，並使用3MESPE Filtek Z250複合材料代替3M Z100修復劑。
X-射線衍射(XRD)測試方法 試樣在碳化硼研缽中研磨，並作為乙醇漿料塗布到零背景樣品座(帶有石英插入物的鋁座)上。使用Philips垂直衍射計、銅Kα射線、和散射輻射的正比探測器登記，以全譜掃描的形式收集反射幾何數據。使用Pearson VII峰形模型在校正儀器致寬後，從觀察到的半峰全寬形式的峰值寬度計算存在的結晶相的微晶尺寸(D)，其是引起α1/α2分離的原因。
鈣和磷離子釋放(CIR)測試方法 通過用距圓盤每一側6mm的3M XL3000牙科固化燈照射60秒，使圓盤形1-mm厚、20-mm直徑試樣固化。圓盤保存在37℃的HEPES緩衝溶液中；周期性更換溶液，通過Perkin-Elmer 3300DV Optima ICP單元上的感應耦合等離子體光譜(ICP)或通過鈣選擇性電極測量離子含量。緩衝溶液的組成是1000g去離子水，3.38g NaCl，和15.61g HEPES(N-2-羥乙基哌嗪-N′-2-乙烷磺酸)。離子釋放速率即微克(離子)/g(圓盤)/天，其通過用溶液的總離子含量(濃度乘以溶液體積)除以圓盤初始重量再除以從最後一次更換緩衝溶液以來的時間天數來計算。
牙本質再礦化測試方法 按″Surface Modulation of Dental Hard Tissues(牙科硬組織的表面調節)″(D.Tantbirojn，Ph.D.論文，University of Minnesota，1998)所述進行該方法，但有如下不同之處。牙本質用於代替牙釉質；去礦化溶液是NaF的0.1ppm F-，CaCl2的1.5mM Ca+2，KH2PO4的0.9mM PO4-3，50mM乙酸，用1M KOH調節到pH＝5.0；以及通過X射線顯微照片的定量圖像分析測量礦物含量。
耐牙本質去礦化的測試方法 按″Surface Modulation of Dental Hard Tissues″(D.Tantbirojn，Ph.D.論文，University of Minnesota，1998)所述進行該方法，但有如下不同之處。牙本質用於代替牙釉質；去礦化溶液是NaF的0.1ppm F-，CaCl2的1.5mM Ca+2，KH2PO4的0.9mM PO4-3，50mM乙酸，用1M KOH調節到pH＝5.0；以及通過X射線顯微照片定量歸類鄰近試樣的酸侵蝕程度。
縮寫、說明和材料來源 原料製備 6-甲基丙烯醯氧基己基磷酸酯(MHP) 甲基丙烯酸6-羥基己酯合成將1，6-己二醇(1000.00g，8.46mol，Sigma-Aldrich)置於1-升3-頸燒瓶中，所述燒瓶安裝有機械攪拌器和用於將幹空氣吹入燒瓶中的小直徑管。將固體二醇加熱至90℃，在此溫度下所有的固體都熔解。在連續攪拌下，加入對甲苯磺酸晶體(18.95g，0.11mol)，然後加入BHT(2.42g，0.011mol)和甲基丙烯酸(728.49.02g，8.46mol)。攪拌下在90℃下加熱5小時，在此時間內，每半小時反應後，使用自來水泵抽真空5-10分鐘。停止加熱，將反應混合物冷卻至室溫。用10％的碳酸鈉水溶液洗滌2次(2×240ml)，然後用水洗滌(2×240ml)，最後用100ml飽和NaCl水溶液洗滌所得粘性液體。使用無水Na2SO4將所得的油乾燥，然後真空過濾分離，得到1067g(67.70％)黃色油狀的甲基丙烯酸6-羥基己酯。該所需的產物形成的同時形成15-18％1，6-雙(甲基丙烯醯氧基己烷)。通過NMR分析進行化學表徵。
6-甲基丙烯醯氧基己基磷酸酯(MHP)合成在N2下，在安裝有機械攪拌器的1-升燒瓶中混合P4O10(178.66g，0.63mol)和二氯甲烷(500ml)形成漿料。燒瓶在冰浴(0-5℃)中冷卻15分鐘。連續攪拌下，2小時內將甲基丙烯酸6-羥基己酯(962.82g，其含有3.78mol單甲基丙烯酸酯，及其二甲基丙烯酸酯副產物)緩慢加到燒瓶中。加完後，將混合物在冰浴中攪拌1小時，然後在室溫下攪拌2小時。加入BHT(500mg)，升溫至回流(40-41℃)並持續45分鐘。停止加熱，將混合物冷卻至室溫。真空除去溶劑，得到1085g(95.5％)黃色油狀的6-甲基丙烯醯氧基己基磷酸酯(MHP)。通過NMR分析進行化學表徵。
甘油磷酸鍶 將38.1wt％SrCl2(無水)的去離子水溶液(32.0g)加到34wt％SGP的去離子水溶液(73.6g)中。充分混合後，溶液在90℃的玻璃盤中乾燥8小時，生成柔軟塊狀粉末，然後在研缽和搗錘中研磨，生成甘油磷酸鍶粉末。
甘油磷酸鋅 將59wt％ZnCl2(無水)的去離子水溶液(19.5g)加到34wt％SGP的去離子水溶液(80.6g)中。充分混合後，將41.3g所得溶液與48.1g乙醇混合，生成乳狀白色溶膠，4小時內分離成兩種液體部分；從底部上的濃稠、漿狀、略微渾濁部分傾析出薄的、透明上清液。該底部部分在90℃下乾燥8小時，生成甘油磷酸鋅，其為薄的易碎片。
甘油磷酸銀 將27wt％AgNO3的去離子水溶液(24.1g)加到34wt％SGP的去離子水溶液(56.3g)中，並充分混合。放置4小時後，傾析出上清液，回收粉狀沉澱，空氣中乾燥3天，然後在研缽和搗錘中研磨，生成甘油磷酸銀粉末。
甘油磷酸鋯 將乙酸氧鋯(19.7g；Magnesium Elektron，Inc.，Flemington，NJ)加到34wt％SGP的去離子水溶液(66.3g)中，並充分混合。得到的溶液在90℃下乾燥4小時，然後在50℃下進一步乾燥8小時，生成薄的、易碎片，然後在研缽和搗錘中研磨，生成甘油磷酸鋯粉末。
樹脂A，B，C和D 通過混合表1所示各成分製備樹脂A，B，C和D。
實施例1 A-J CGP水性組合物 將CGP粉末以2wt.％和10wt.％濃度溶解在Vitremer樹脂中，形成透明均勻樹脂組合物(分別是實施例1A和1B)。兩種組合物都是透明、均勻的，並在環境條件下8個月內沒有沉澱和膠凝。根據所述測試方法對實施例1B的固化圓盤進行粉末X-射線衍射(XRD)，沒有表現出結晶相和無定形材料在d～5.0的寬峰特性。原樣CGP的粉末XRD圖案顯示出CGP作為主要結晶相，表觀微晶尺寸140，並顯示出痕量(～5％)的未識別相。
CGP粉末以濃度4wt.％和10wt.％溶解在樹脂B中，形成透明均勻的樹脂組合物(分別是實施例1C和1D)。實施例1D的折射率(用Abbe折射計測量)為1.4560，而樹脂B為1.449。
CGP粉末以濃度25wt.％溶解在樹脂B中，形成透明均勻的樹脂組合物(實施例1E)。組合物被觀察到比樹脂B更粘稠。
CGP粉末各以濃度55wt.％與Vitremer樹脂和樹脂C混合，形成粘稠糊狀物組合物(分別是實施例1F和1G)。實施例1F和1G的光譜不透明度值(根據所述測試方法測量)分別為16.6和76.0。
將CGP(4wt.％)在樹脂B中所得的樹脂(18.3g)與Na2FPO3(AlfaAesar，Ward Hill，MA)(10wt.％)在Vitremer樹脂中所得的樹脂(7.2g)共混，形成含有2.9％CGP和2.8％Na2FPO3的透明均勻樹脂組合物(實施例1H)。組合物被觀察到在環境條件下大於6個月後保持透明均勻和流動性。
將CGP(10wt.％)和NaPF6(Alfa Aesar)(3wt.％)共混進樹脂B中，形成透明均勻的樹脂組合物(實施例1I)。
將CGP(8wt.％)共混進Na2FPO3的去離子水溶液(12％)，形成白色、穩定的分散體(實施例1J)，具有一些沉降的大粒子。
實施例1H-1J證實使用高水平共溶解的鈣和氟化物可以製備含有CGP的穩定水性組合物。
實施例2-4和比較例1-2 含有CGP的RMGI組合物 以粉末/液體(P/L)比1.2/1對含有CGP的液體樹脂組合物(實施例1A，1C，和1D)抹塗以Vitrebond粉末，得到均勻RMGI糊狀物，分別命名為實施例2-4。根據所述測試方法評價這些糊狀物的耐壓強度(CS)，徑向拉伸強度(DTS)，工作時間，光譜不透明度(SO)，以及對牙本質(AD)和牙釉質(AE)的粘附，結果與市售VITREBOND光固化玻璃離聚物襯墊/基底產物(比較例(CE)1和2)作比較。(對於這些材料的AD和AE測試，加入另外的步驟將牙科粘合劑(3M ESPE Singlebond Plus牙科粘合劑)刷在固化的材料上，然後在施用複合材料之前光固化10sec。)數據示於表2，表明含有CGP的RMGI組合物的物理性能通常與市售VITREBOND產品相同。
*NT-未測試 實施例5和6 含有CGP的酸性樹脂組合物 通過將表3所示各成分相組合而製備含有CGP的樹脂組合物(實施例5和6)。根據所述測試方法評價得到的糊狀物的耐壓強度，徑向拉伸強度，光譜不透明度，以及對牙本質(AD)和牙釉質(AE)的粘附，結果示於表3。(對於這些材料的AD和AE測試，使材料的薄層在光固化30sec之前放置30sec。)實施例5和6均顯示出優異的強度和對牙齒結構的粘附。
實施例7和比較例3 含有CGP的自粘合組合物 將CGP(5wt.％)加到在MAXICAP膠囊中的RelyX Unicem粘固劑(3M Company)的粉末組分中，然後在ROTOMIX混合器中混合10秒，得到命名為實施例7的糊狀物。根據所述測試方法評價實施例7的耐壓強度和徑向拉伸強度，結果與市售RelyX Unicem Maxicap自粘合劑萬用樹脂粘固劑產物(比較例(CE)3)作比較。數據示於表4，表明含有CGP的粘固劑組合物的物理性能基本上與市售RelyX Unicem粘固劑相同。
實施例8和比較例4 含有CGP的粘合劑組合物 將實施例1D(樹脂B+10％CGP)用作ADPER PROMPT L-POP自蝕粘合劑產物(3M Company)中的液體B組分，根據所述測試方法評價對牙釉質的剪切粘附，結果與市售ADPER粘合劑產物(比較例(CE)4)作比較。(對於這些材料的AE測試，液體A和B充分混合，將得到的粘合劑刷在牙齒表面上20sec，溫和風乾10sec，然後光固化10sec。)數據示於表5。
實施例9A和9B 含有甘油磷酸鋅的可硬化樹脂 硝酸鋅七水合物(0.27g)溶解在樹脂B(9.2g)中，生成透明溶液；然後，加入SGP(0.26g)，溶解，形成含有甘油磷酸鋅(原位形成)的透明液體(命名為實施例9A)。實施例9A(以Vitrebond粉末按粉末/液體比1∶1塗抹之後)其Barcol硬度為52.7。
甘油磷酸鋅(參見原料製備)以3wt％的水平加到樹脂B中，形成命名為實施例9B的透明液體。實施例9B(以Vitrebond粉末按粉末/液體比1∶1塗抹之後)其Barcol硬度為52.7。樹脂B(透明液體；以Vitrebond粉末按粉末/液體比1∶1塗抹之後)其Barcol硬度為31.7。
實施例10A和10B 含有甘油磷酸鍶的可硬化樹脂 混合填料A(41％)，樹脂D(40％)和甘油磷酸鍶(19％；參見原料製備)，形成命名為實施例10A的稀的、可流動的糊狀物。在Macbeth光密度計上測得實施例10A的光固化1-mm厚圓盤其視覺不透明度為0.243。
甘油磷酸鍶(參見原料製備)以3wt％的水平加到樹脂B中，形成命名為實施例10B的透明液體。實施例10B(以Vitrebond粉末按粉末/液體比1∶1塗抹之後)其Barcol硬度為46.7。
實施例11 含有甘油磷酸銀的可硬化樹脂 混合填料A(65％)，樹脂D(32％)和甘油磷酸銀(3％；參見原料製備)，形成命名為實施例11的稀的、可流動的糊狀物。在Macbeth光密度計上測得實施例11的光固化1-mm厚圓盤其視覺不透明度為0.546。
實施例12A和12B 含有甘油磷酸鋯的可硬化樹脂 混合填料A(65％)，樹脂D(32％)和甘油磷酸鋯(3％；參見原料製備)，形成命名為實施例12A的稀的、可流動的糊狀物。在Macbeth光密度計上測得實施例12A的光固化1-mm厚圓盤其視覺不透明度為0.380。
甘油磷酸鋯(參見原料製備)以3wt％的水平加到Vitrebond粉末中，形成可用作牙科填料的新粉末。新粉末(以樹脂B按粉末/液體比1∶1塗抹之後，形成命名為實施例12B的糊狀物)其Barcol硬度為20。Vitrebond粉末(以樹脂B按粉末/液體比1∶1塗抹之後)其Barcol硬度為31.7。
實施例13-16 含有CGP的牙齒塗布組合物 將CGP(8.6wt.％)與單氟磷酸鈉13.3wt.％(Na2FPO3；12％，去離子水中)溶液並與45％PAA/ITA共聚物、45％乙醇和10％Nalco 1042膠體二氧化矽的溶液78.1wt.％共混，形成命名為實施例13的均勻乳白色膠體。該材料在環境條件下2周時保持均勻和可流動性，在塗布到載玻片上並乾燥之後形成半透明塗層。
將30％AVALURE AC-315聚合物的乙醇溶液89wt.％與CGP(11wt.％)共混，形成命名為實施例14的渾濁分散體。1-2天之後從分散體沉降出沉澱，但經混合易於再分散。所述分散體在塗布到載玻片上並乾燥之後形成硬質、渾濁塗層。
將CGP(9wt.％)與Na2FPO3溶液21wt.％(12％，去離子水中)並與45％PAA/ITA共聚物的乙醇溶液70wt.％共混，形成渾濁溶膠(實施例15)，幾小時後出現沉澱。
CGP(12wt.％)與Na2FPO3溶液15wt.％(12％，去離子水中)並與45％PAA/ITA共聚物、45％乙醇和10％Nalco 1042膠體二氧化矽的溶液73wt.％共混，形成命名為實施例16的均勻、渾濁、穩定的溶膠。
鈣和磷離子釋放評價 根據所述測試方法評價實施例1F(55％CGP，Vitremer樹脂中)，實施例1G(55％CGP，樹脂C中)，實施例2(2％CGP，RMGI組合物中)，和實施例3(4％CGP，RMGI組合物中)隨時間的鈣和磷釋放。對ICP方法(通過感應耦合等離子體光譜的鈣和磷離子)和鈣選擇性電極(Ca-E)方法(僅有鈣離子)的結果報導並示於表6。這些結果表明，所有4個實施例在60天內都表現出鈣離子的緩釋，3個實施例(1F，1G，和2)在180天內都表現出緩釋。
牙本質再礦化評價 根據所述測試方法評價實施例4(10％CGP，RMGI組合物中)的牙本質再礦化，3周後在露出的損傷區域中，在鄰近塗布的粘固劑處表現出再礦化。
耐牙本質去礦化評價 根據所述測試方法評價實施例4(10％CGP，RMGI組合物中)和比較例1和5(分別是VITREBOND光固化玻璃離聚物襯墊/基底和FILTEK Z250萬用修復劑體系)的耐牙本質去礦化。得到的X射線顯微照片和相關數據(表7)表明，VITREBOND產品相對於FILTEK Z250增強了耐酸侵蝕，實施例4的耐受性顯著增強。
很顯然，本領域技術人員可以本發明的精神和範圍內作出各種修改和變化。應該理解，本發明不意圖限制於示例性的實施方案和實施例，這種實施例和實施方案僅用於舉例說明本發明的範圍，本發明的範圍僅由下面的權利要求限制。
權利要求
1.一種包括處理的表面的牙科填料，其中所述處理的表面包括下式代表的磷酸鹽
其中x＝2-4；
每個R獨立地是H或P(O)(O-)2(M+n)2/n，條件是至少一個R基團是P(O)(O-)2(M+2n)2/n和至少一個R基團是H；以及
M是價態為n的金屬。
2.如權利要求1所述的牙科填料，其中x＝3。
3.如權利要求1所述的牙科填料，其中M選自第2族金屬、第3族金屬、過渡金屬、鑭系元素及其組合。
4.如權利要求1所述的牙科填料，其中M選自Mg，Ca，Sr，Ba，Zn，Ag，Zr，Sn，及其組合。
5.如權利要求4所述的牙科填料，其中M是Ca。
6.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述處理的表面是無定形的。
7.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述處理的表面是至少部分結晶的。
8.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述牙科填料是多孔的。
9.如權利要求8所述的牙科填料，其中所述多孔的牙科填料選自多孔的粒子、多孔的粒子凝聚體、及其組合。
10.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述牙科填料包括納米粒子、納米粒子的凝聚體、或其組合。
11.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述牙科填料包括金屬氧化物、金屬氟化物、金屬氟氧化物、或其組合。
12.如權利要求11所述的牙科填料，其中所述金屬選自重金屬、非重金屬、及其組合。
13.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述牙科填料是選自第2-5族元素、第12-15族元素、鑭系元素及其組合的元素的氧化物、氟化物或氟氧化物。
14.如權利要求13所述的牙科填料，其中所述元素選自Ca，Sr，Ba，Y，La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Ti，Zr，Ta，Zn，B，Al，Si，Sn，P，及其組合。
15.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述牙科填料包括玻璃、無定形材料、或結晶材料。
16.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述牙科填料包括氟離子源。
17.如權利要求16所述的牙科填料，其中所述牙科填料包括氟鋁矽酸鹽玻璃。
18.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述處理的表面還包括矽烷。
19.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述處理的表面還包括抗菌劑。
20.如權利要求1所述的牙科填料，其中所述處理的表面還包括氟離子源。
21.一種製造包括處理的表面的牙科填料的方法，所述方法包括用下式的磷酸鹽處理所述牙科填料的表面
其中x＝2-4；
每個R獨立地是H或P(O)(O-)2(M+n)2/n，條件是至少一個R基團是P(O)(O-)2(M+2n)2/n和至少一個R基團是H；以及
M是價態為n的金屬。
22.如權利要求21所述的方法，其中x＝3。
23.如權利要求21所述的方法，其中M選自第2族金屬、第3族金屬、過渡金屬、鑭系元素及其組合。
24.如權利要求23所述的方法，其中M選自Mg，Ca，Sr，Ba，Zn，Ag，Zr，Sn，及其組合。
25.如權利要求24所述的方法，其中M是Ca。
26.如權利要求21所述的方法，其中所述處理選自塗布、滲透、及其組合。
27.如權利要求21所述的方法，其中處理包括
在液體中溶解、分散或懸浮所述磷酸鹽；
使所述液體與所述牙科填料相組合；以及
除去至少一部分所述液體，以提供所述處理的表面。
28.如權利要求27所述的方法，其中所述液體是非水性的。
29.如權利要求27所述的方法，其中所述液體包括水。
30.如權利要求21所述的方法，其中所述牙科填料是多孔的。
31.如權利要求30所述的方法，其中所述多孔的牙科填料選自多孔的粒子、多孔的粒子凝聚體、及其組合。
32.如權利要求21所述的方法，其中所述牙科填料包括納米粒子、納米粒子的凝聚體、或其組合。
33.如權利要求21所述的方法，其中所述牙科填料包括金屬氧化物、金屬氟化物、金屬氟氧化物、或其組合。
34.如權利要求33所述的方法，其中所述金屬選自重金屬、非重金屬、及其組合。
35.如權利要求21所述的方法，其中所述牙科填料是選自第2-5族元素、第12-15族元素、鑭系元素及其組合的元素的氧化物、氟化物或氟氧化物。
36.如權利要求35所述的方法，其中所述元素選自Ca，Sr，Ba，Y，La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Ti，Zr，Ta，Zn，B，Al，Si，Sn，P，及其組合。
37.如權利要求21所述的方法，其中所述牙科填料包括玻璃、無定形材料、或結晶材料。
38.如權利要求21所述的方法，其中所述牙科填料包括氟離子源。
39.如權利要求38所述的方法，其中所述牙科填料包括氟鋁矽酸鹽玻璃。
40.一種牙科組合物，包括權利要求1所述的牙科填料。
41.如權利要求40所述的牙科組合物，還包括另外的填料。
42.如權利要求40所述的牙科組合物，還包括水。
43.如權利要求40所述的牙科組合物，還包括水可分散的聚合物膜形成劑。
44.如權利要求40所述的牙科組合物，還包括可硬化樹脂。
45.如權利要求44所述的牙科組合物，其中所述可硬化樹脂包括酸官能團。
46.如權利要求45所述的牙科組合物，其中所述酸官能團包括羧酸官能團、磷酸官能團、膦酸官能團、磺酸官能團、或其組合。
47.如權利要求44所述的牙科組合物，還包括引發劑體系。
48.如權利要求44所述的牙科組合物，其中所述可硬化樹脂包括烯鍵式不飽和化合物。
49.如權利要求48所述的牙科組合物，其中所述烯鍵式不飽和化合物選自帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物、不帶酸官能團的烯鍵式不飽和化合物、及其組合。
50.如權利要求40所述的牙科組合物，其中所述組合物選自牙科底料、牙科粘合劑、洞襯劑、洞清洗劑、粘固劑、塗料、塗膜、正畸粘合劑、修復劑、密封劑、脫敏劑、及其組合。
51.一種處理牙齒結構的方法，包括使所述牙齒結構與權利要求40所述的牙科組合物接觸。
52.一種使牙齒結構再礦化的方法，包括將權利要求40所述的牙科組合物置於口腔環境中。
53.一種降低牙齒結構敏感性的方法，包括將權利要求40所述的牙科組合物置於口腔環境中。
54.一種保護牙齒結構的方法，包括將權利要求40所述的牙科組合物置於口腔環境中。
55.一種將離子遞送到口腔環境中的方法，包括將權利要求40所述的牙科組合物置於所述口腔環境中，其中所述離子包括選自鈣、磷、氟、及其組合的元素。
56.一種製備牙科製品的方法，包括
將權利要求1所述的牙科填料和可硬化樹脂相組合，形成牙科組合物；以及
硬化所述組合物，從而製造選自牙冠、填充物、研磨坯料、正畸裝置和修補物的牙科製品。
57.一種牙科組合物，包括
可硬化樹脂；以及
下式的磷酸鹽
其中x＝2-4；
每個R獨立地是H或P(O)(O-)2(M+n)2/n，條件是至少一個R基團是P(O)(O-)2(M+2n)2/n和至少一個R基團是H；以及
M是價態為n的金屬。
58.如權利要求57所述的牙科組合物，其中x＝3。
59.如權利要求57所述的牙科組合物，其中M選自第2族金屬、第3族金屬、過渡金屬、鑭系元素及其組合。
60.如權利要求59所述的牙科組合物，其中M選自Mg，Ca，Sr，Ba，Zn，Ag，Zr，Sn，及其組合。
61.如權利要求60所述的牙科組合物，其中M是Ca。
62.如權利要求57所述的牙科組合物，其中所述磷酸鹽至少部分地溶解、懸浮或分散在所述可硬化樹脂中。
63.如權利要求57所述的牙科組合物，其中所述可硬化樹脂包括酸官能團。
64.如權利要求63所述的牙科組合物，其中所述酸官能團包括羧酸官能團、磷酸官能團、膦酸官能團、磺酸官能團、或其組合。
65.如權利要求57所述的牙科組合物，還包括引發劑體系。
66.如權利要求57所述的牙科組合物，還包括另外的填料。
67.如權利要求57所述的牙科組合物，其中所述可硬化樹脂包括烯鍵式不飽和化合物。
68.如權利要求67所述的牙科組合物，其中所述烯鍵式不飽和化合物選自帶有酸官能團的烯鍵式不飽和化合物、不帶酸官能團的烯鍵式不飽和化合物、及其組合。
69.如權利要求57所述的牙科組合物，其中所述組合物選自牙科底料、牙科粘合劑、洞襯劑、洞清洗劑、粘固劑、塗料、塗膜、正畸粘合劑、修復劑、密封劑、脫敏劑、及其組合。
70.一種處理牙齒結構的方法，包括使所述牙齒結構與權利要求57所述的牙科組合物接觸。
71.一種使牙齒結構再礦化的方法，包括將權利要求57所述的牙科組合物置於口腔環境中。
72.一種降低牙齒結構敏感性的方法，包括將權利要求57所述的牙科組合物置於口腔環境中。
73.一種保護牙齒結構的方法，包括將權利要求57所述的牙科組合物置於口腔環境中。
74.一種將離子遞送到口腔環境中的方法，包括將權利要求57所述的牙科組合物置於所述口腔環境中，其中所述離子包括選自鈣、磷、氟、及其組合的元素。
75.一種製備牙科製品的方法，包括硬化權利要求57所述的牙科組合物，從而製造選自牙冠、填充物、研磨坯料、正畸裝置和修補物的牙科製品。
76.一種牙科組合物，包括
水可分散的聚合物膜形成劑；以及
下式的磷酸鹽
其中x＝2-4；
每個R獨立地是H或P(O)(O-)2(M+n)2/n，條件是至少一個R基團是P(O)(O-)2(M+2n)2/n和至少一個R基團是H；以及
M是價態為n的金屬。
77.如權利要求76所述的牙科組合物，其中x＝3。
78.如權利要求76所述的牙科組合物，其中M選自第2族金屬、第3族金屬、過渡金屬、鑭系元素及其組合。
79.如權利要求78所述的牙科組合物，其中M選自Mg，Ca，Sr，Ba，Zn，Ag，Zr，Sn，及其組合。
80.如權利要求79所述的牙科組合物，其中M是Ca。
81.一種處理牙齒結構的方法，包括使所述牙齒結構與權利要求76所述的牙科組合物接觸。
82.一種使牙齒結構再礦化的方法，包括將權利要求76所述的牙科組合物置於口腔環境中。
83.一種降低牙齒結構敏感性的方法，包括將權利要求76所述的牙科組合物置於口腔環境中。
84.一種保護牙齒結構的方法，包括將權利要求76所述的牙科組合物置於口腔環境中。
85.一種將離子遞送到口腔環境中的方法，包括將權利要求76所述的牙科組合物置於所述口腔環境中，其中所述離子包括選自鈣、磷、氟、及其組合的元素。
86.一種牙科組合物，包括
權利要求1所述的牙科填料；
可硬化樹脂；以及
水可分散的聚合物膜形成劑。
87.如權利要求86所述的牙科組合物，其中所述可硬化樹脂和所述水可分散的聚合物膜形成劑相同。
88.如權利要求86所述的牙科組合物，其中所述可硬化樹脂和所述水可分散的聚合物膜形成劑不同。
89.一種牙科組合物，包括
可硬化樹脂；
水可分散的聚合物膜形成劑；以及
下式代表的磷酸鹽
其中x＝2-4；
每個R獨立地是H或P(O)(O-)2(M+n)2/n，條件是至少一個R基團是P(O)(O-)2(M+2n)2/n和至少一個R基團是H；以及
M是價態為n的金屬。
90.如權利要求89所述的牙科組合物，其中所述可硬化樹脂和所述水可分散的聚合物膜形成劑相同。
91.如權利要求89所述的牙科組合物，其中所述可硬化樹脂和所述水可分散的聚合物膜形成劑不同。
全文摘要
本申請提供牙科填料以及製造和使用牙科填料的方法，所述填料包括處理的表面，所述處理的表面包括磷酸鹽。包括這種牙科填料的牙科組合物可用於將離子遞送到口腔環境中。還公開了包括磷酸鹽和可硬化樹脂或水可分散的聚合物膜形成劑的牙科組合物和使用牙科組合物的方法。
文檔編號A61K6/027GK101098673SQ200580046482
公開日2008年1月2日 申請日期2005年11月7日 優先權日2004年11月16日
發明者理察·P·魯辛, 蘇米塔·B·米特拉, 凱文·M·卡明斯 申請人:3M創新有限公司